广西河池十校2023-2024学年高二下学期4月联考物理试题

2024年春季学期高二年级校联体第一次联考物理（试卷总分100分，考试时间75分钟）注意事项：1.答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.下列与波有关的说法正确的是（）A.测绘人员用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象B.湖面上水波绕过芦苇、凸起的石块向前传播，是波的干涉现象C.公路旁交通警察可利用多普勒测速仪测量汽车的速度D.平直公路上鸣笛救护车向路边行人驶近的过程中，行人听到的声波频率与该波源的发声频率相比会变小【答案】C【解析】【详解】A．声呐探测湖底某处的深度，利用了波的反射现象，故A错误；B．水波绕过芦苇、石块继续向前传播，是波的衍射现象，故B错误；C．交通警察对行进中的汽车发射一个已知频率的超声波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生变化，来知道汽车的速度，以便于进行交通管理，利用了多普勒效应，故C正确；D．根据多普勒效应可知，当波源与观察者互相靠近时，接收到的频率会增大，远离时接收到的频率会减小，故D错误。故选C。2.如图所示，带有四分之一光滑圆弧轨道的物块静止在光滑的水平面上，将一小球（视为质点）从圆弧轨道的最高点由静止释放，在其滑到圆弧最低点过程中，对小球和物块组成的系统，下列说法正确的是（）A.机械能守恒，动量守恒B.机械能不守恒，动量守恒C.机械能守恒，水平方向动量守恒D.机械能不守恒，动量不守恒【答案】C【解析】【详解】小球和物块组成的系统，运动过程中只有重力做功，所以系统满足机械能守恒；小球下滑过程中，小球在竖直方向的加速度不为0，可知系统在竖直方向所受外力之和不为0，则系统不满足动量守恒。但由于水平方向系统不受外力，因此，系统在水平方向满足动量守恒。故选C。3.如图是某质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是（）A.质点的振动周期为6sB.质点在4s内走过的路程为20cmC.2s至4s时间内，质点加速度始终沿x轴负方向D.在t=3s时刻，质点的位移和加速度都达最大值，且方向相同【答案】B【解析】【详解】A．由图可知质点振动周期为4s，故A错误；B．质点在4s内通过的路程为故B正确；C．由图像可知，2s至4s时间内，质点的位移为方向，则质点加速度始终沿x轴正方向，故C错误；D．不管何时，简谐运动中质点的位移方向与加速度方向始终相反，故D错误。故选B。4.在光的双缝干涉实验中分别用两种颜色的单色光照射同一套装置，得到的干涉图样如图所示，则（）A.乙图照射光的波长较长B.甲图照射光的频率较低C.通过同一单缝，甲图所用照射光衍射现象更明显D.这两种照射光同一种透明玻璃介质中传播速度大小相等【答案】A【解析】【详解】AB．根据双缝干涉相邻两条纹间距公式可知，用同一双缝干涉装置进行实验，条纹间距越大的波长越长，则乙光比甲光的波长长，乙光比甲光的频率低，故A正确，B错误；C．由于乙光比甲光的波长长，通过同一单缝，乙光衍射现象更明显，故C错误；D．不同频率的光在同种玻璃中的折射率不同，根据可知波速不同，故D错误。故选A。5.如图所示，由竖直轻弹簧和质量为m的小球组成的弹簧振子在竖直方向做振幅为A的简谐运动。当小球振动到最高点时弹簧恰好为原长，重力加速度为g，则小球在简谐运动过程中，下列说法正确的是（）A.小球振动到最高点时，小球的机械能最小B.小球经过平衡位置时，其加速度为gC.小球在最低点时，小球受重力、弹簧弹力和回复力三个力的作用D.小球在最低点时弹簧的弹力大小为2mg【答案】D【解析】【详解】A．小球与弹簧组成的系统机械能守恒，小球在最高点时弹簧处于原长，弹簧的弹性势能为零，小球的机械能最大，故A错误；B．小球经过平衡位置时，合力为零，加速度大小为0，故B错误；C．小球在最低点时，只受重力、弹簧弹力两个力的作用，回复力是根据效果命名的，受力分析时不能把回复力看成是一个新的独立的力，故C错误；D．小球在最高点时仅受重力作用，加速度大小为g，根据简谐运动对称性可知，小球在最低点时的加速度大小也为g，方向向上，根据可知小球在最低点时受到的弹力大小为故D正确。故选D。6.下列关于光学现象的说法，正确的是（）A.医院用激光做“光刀”进行切除手术是利用了激光具有高度的相干性这个特点B.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，使图像更清晰C.泊松亮斑的发现否定了光的波动说D.肥皂泡呈现彩色条纹是由光的衍射造成的【答案】B【解析】【详解】A．医院用激光做“光刀”进行切除手术是利用了激光具有亮度高这个特点，故A错误；B．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光，故B正确；C．泊松亮斑是泊松根据菲涅耳的波动理论计算出来的，阿拉果通过实验发现了它，恰恰说明了光具有波动性，故C错误；D．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故D错误。故选B。7.一个质量为m、速度为v的A球与另一个质量为4m的静止B球发生正碰，则碰撞后B球的速度可能为（）A.0.1v B.0.3v C.0.5v D.v【答案】B【解析】【详解】两球碰撞过程中动量守恒，以A的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得解得如果两球发生完全弹性碰撞，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得解得则碰撞后B的速度为故选B。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8.一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）A.正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大B.正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小C.正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率D.当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率【答案】AD【解析】【详解】ABC.切断电源后脱水桶的转速越来越小，即脱水桶的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常稳定，可知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，故A选项符合题意，B项不合题意，C项不合题意.D.当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，D选项符合题意.9.两列相干水波产生的干涉图样如图所示，波源S1和S2的振动步调相同，实线表示波峰，虚线表示波谷，设两列波的振幅均为10cm，振动周期为T，则下列说法正确的是（）A.图中A点为振动加强点，C点为振动减弱点B.图中A、C两点的高度差为40cmC.图中D点到两波源的路程差为半波长的奇数倍D.经过后，介质中的C质点将移动到A点处【答案】BC【解析】【详解】A．由题图可知，A点是波峰与波峰相遇的点，是振动加强点，C点是波谷与波谷相遇的点，也是振动加强点，故A错误；B．图中A点是两水波波峰相遇处，C点是两水波波谷相遇处，由波的叠加原理知A、C两点的高度差为故B正确；C．由题图可知，D点是两列波的波峰与波谷相遇处，是振动减弱点，两波源振动步调一致，则D点到两波源的路程差为半波长的奇数倍，有（k=0、1、2……）故C正确；D．机械波传播过程，是把振动形式和能量传出去，介质中的质点并没有随波迁移，每个质点只在其平衡位置附近来回振动，故D错误。故选BC。10.如图所示，图中实线是一列简谐横波在时刻波形图，此时处的质点M正处于平衡位置且向y轴负方向振动，从时刻开始经0.1s第一次出现虚线所示波形图。则下列说法正确的是（）A.这列波是沿x轴负方向传播B.这列波的传播速度是10m/sC.在时处的质点处于距平衡位置处D.在0~1s时间内，处的质点运动的路程为1m【答案】BCD【解析】【详解】A．根据时刻M点的振动方向向y轴负方向，由“上坡下，下坡上”等方法可知这列波是沿x轴正方向传播的，故A错误；B．经0.1s质点振动四分之一周期，即可知这列波的周期是由图知波长是则故B正确；C．处的质点的振动方程则时，处的质点距平衡位置故C正确；D．因则在0~1s时间内，处的质点运动的路程故D正确。故选BCD。三、实验题（本大题共2个小题，共16分。）11.某同学用如图装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）实验中，先用毫米刻度尺测出悬线长，再用10分度的游标卡尺测摆球的直径，示数如图所示，则该摆球的直径为___________cm；（2）为了减小实验误差，下列操作正确的是___________；A.摆线的长度应适当长些B.单摆的摆角应尽量大些C.测量周期时，取小球运动的最高点作为计时的起点和终点位置D.测量周期时，测摆球30~50次全振动的时间再算出周期（3）该同学重复多次实验作出周期与摆线长L的图像如图所示，下列说法正确的是___________。A.实验所用摆球半径为bB.实验所用摆球直径为aC.当地的重力加速度大小为D.当地的重力加速度大小为【答案】（1）1.98（2）AD（3）D【解析】【小问1详解】10分度游标卡尺精确值为0.1mm，由图可知摆球的直径为【小问2详解】A．为了减小实验误差，摆线的长度应适当长些，测量长度时误差减小，故A正确；B．单摆的摆角不能过大，需要满足摆角，故B错误；C．测量周期时，取小球运动的最低点作为计时的起点和终点位置，故C错误；D．测量周期时，测摆球30～50次全振动的时间算出周期，多次测量求平均值可以减小误差，故D正确。故选AD。【小问3详解】设摆球半径为r，根据单摆周期公式可得可得根据图像可得，解得当地的重力加速度大小为解得实验所用摆球半径为则实验所用摆球直径为故选D。12.如图甲是“验证动量守恒定律”的实验装置，用天平测得A、B球的质量分别为m1和m2，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为多次实验三个落点的平均位置。测出M、P、N与O的距离分别记为s1、s2、s3。（1）为减少实验误差，实验中要求A球质量m1___________（选填“小于”“等于”或“大于”）B球质量m2；（2）关于本实验，下列说法正确的是___________；A.A、B球的半径可以不同B.斜槽末端必须水平，且斜槽必须光滑C.A球每次必须从同一位置由静止释放（3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；（用题中给出的测量量表示）（4）若想验证该碰撞是否是弹性碰撞，则只需满足关系式___________成立即可（用m1、m2、s1、s2、s3表示）（5）某实验小组在实验中，由于实验桌靠近竖直墙壁，导致小球飞出都撞击到竖直墙壁上，于是同学们把复印纸和白纸用透明胶固定在竖直墙壁上，并在白纸上标出小球放在槽口处球心的等高点O，然后重复前面的实验操作，如图乙所示，M、N、P分别为多次实验落点的平均位置，测得M、N、P分别与O点之间的竖直距离h1、h2、h3，当满足关系式___________时（用m1、m2和h1、h2、h3表示），即可证明入射小球A与被碰小球B碰撞过程中动量守恒。【答案】（1）大于（2）C（3）（4）（5）【解析】【小问1详解】为了避免碰撞后A球反弹而影响碰撞后A球速度测量准确性，m1要大于m2。【小问2详解】A．为满足对心碰撞，则A、B球的半径必须相同，故A错误；B．为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，但斜槽无需光滑，故B错误；C.为保证A球每次碰撞前的速度相等，A球每次必须从同一位置由静止释放，故C正确。故选C。【小问3详解】根据动量守恒定律有结合平抛运动规律，可知有【小问4详解】若该碰撞是弹性碰撞，则应满足关系式整理得【小问5详解】由题意可知，小球平抛运动的水平位移x相同，且N点为未放B球时A球的落点，P点为放上B球后，A球碰后的落点，M点为B球碰后的落点，由平抛运动规律得，联立解得若碰撞过程中动量守恒，则应满足四、计算题（本大题共3小题，共38分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案必须明确写出数值和单位。）13.高空坠物砸死或砸伤人的事件时有发生，我国《民法典》已明确规定禁止从建筑物中向外抛掷物品。研究表明，一个鸡蛋从25楼抛下可使人当场死亡。设一个50g的鸡蛋从31楼的阳台自由落下，设每层楼的高度为3m，鸡蛋与地面撞击时间为3ms，不计空气阻力（g=10m/s2），求：（1）鸡蛋下落过程中（碰地前）重力的冲量；（2）鸡蛋撞地过程中对地面的平均冲击力。【答案】（1）2.12N·s；（2）707.5N【解析】【详解】（1）鸡蛋下落高度为设下落时间为t，有可得重力产生的冲量为可得方向向下；（2）设鸡蛋落地前瞬间速度大小v，有解得在鸡蛋与地面撞击时间内，设地面对鸡蛋的平均冲击力大小为F，规定竖直向下为正方向，由动量定理，对鸡蛋有解得由牛顿第三定律知，鸡蛋对地面的平均冲击力方向向下。14.如图所示，图中的BCD区域是某透明材料做成的柱形光学元件的横截面，BD为一半径为a的圆弧，A为圆弧的圆心，ABCD构成一正方形，在A处有一光源。光源发出的一束光沿AB方向照在BC边上并沿BD弧缓慢转动，当转过的角度为i时，从E点折射出来的光线形成的折射角γ=60°，，当光束转到F点时，从BC边折射出来的光线恰好消失。已知光在真空中的传播速度为c，求：（1）透明材料的折射率n；（2）BF的长度；（3）光从A点传到F点所用的时间t。【