江苏省盐城市响水县清源高级中学2023-2024学年高二上学期期中考试物理（选修）试卷

响水县清源高级中学2023年秋学期高二年级期中考试物理试卷（选修）（本试卷满分100分，考试时间75分钟）注意事项：1．本试卷中所有试题必须作答在答题卡上规定的位置你，否则不给分。2．答题前务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在试卷及答题卡上。第I卷（选择题）一、单选题（4分×10=40分）1.如图所示，静止的雷达测速仪a向迎面驶来的汽车b发射超声波，该超声波被汽车反射后又被a接收到，测速仪a接收的超声波与其直接发出的超声波相比（）A.频率变小 B.频率变大 C.波速变小 D.波速变大【答案】B【解析】【详解】波速由介质决定，所以被该汽车反射回来的反射超声波与测速监视器发出的超声波相比波速不变；根据声音的多普勒效应，声源和观察者靠近时接收频率变高，所以被该汽车反射回来的反射波与发出的超声波相比频率变大。故选B。2.如图所示，张紧的水平绳上吊着A、B、C三个小球，A、C两球悬线长度相同，让A球在垂直于水平绳的方向振动，振动稳定后下列说法正确的是（）A.C球的振幅比B球的小B.C球的振幅比B球的大C.C球的振动周期比B球的小D.C球的振动周期比B球的大【答案】B【解析】【详解】AB．由于AC的悬线长度相同，所以两小球的固有周期相同，此时C球发生共振，振幅比B球的大，故A错误，B正确；CD．让A球在垂直于水平绳的方向摆动，则BC两球受迫振动，周期等于A球的振动周期，故CD错误。故选B。3.小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（）A.提高拍打水面的频率B.降低拍打水面的频率C.无论怎样拍打，A都不会振动起来D.保持拍打频率不变，略微加大拍打力度，A会振动起来【答案】B【解析】【详解】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等；根据波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显，故可降低拍打水面的频率，使衍射现象更明显。故选B。4.如图所示，半圆型槽体置于水平面上，小球以初速度v。沿内壁切线方向进入槽体左侧，一切摩擦力不计，下列说法正确的是（）A.小球水平方向动量守恒 B.槽体水平方向动量守恒C.小球与槽体组成的系统动量守恒 D.小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒【答案】D【解析】【详解】AB．动量守恒是指相互作用的物体组成的系统动量之和不变，不是某一物体，故AB错误；CD．小球与槽体组成的系统在水平方向不受外力，在竖直方向所受外力之和不为零，所以小球与槽体组成的系统水平方向动量守恒，故C错误，D正确。故选D。5.一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（）A.此时刻质点P做减速运动B.波源的起振方向向上C.波的传播速度逐渐减小D.波源振动的频率逐渐减小【答案】D【解析】【分析】【详解】A．根据上下坡法则，此时刻质点P在上坡阶段，则质点P向下振动，回到平衡位置，则做加速运动，所以A错误；B．根据上下坡法则，刚要振动的质点处于上坡阶段，则波源的起振方向向下，所以B错误；C．波的传播速度由介质决定，同一介质波速不变，所以C错误；D．由图可知该波的波长逐渐增大，根据波源振动的频率逐渐减小，所以D正确；故选D。6.如图所示，木块静止在光滑水平面上，子弹A、B同时从木块两侧射入，最终嵌在木块中。已知两子弹入射的初动量大小相等，射入过程中所受木块的阻力大小相等，子弹A的质量较小。比较这两颗子弹可知（）A.子弹A的初动能较小 B.子弹A先与木块相对静止C.子弹A的动量变化率较大 D.子弹A射入木块的深度较大【答案】D【解析】【详解】A．两子弹入射的初动量大小相等，则有又由于子弹A的质量较小，可知根据公式，可得由于，，所以故A错误；B．两子弹入射的初动量大小相等，根据动量守恒定律知，两子弹和木块组成的系统动量一直为零；木块静止在光滑水平面上，则两子弹同时与木块相对静止，故B错误；C．两子弹的初动量相等，末动量为0，则两子弹的动量变化量大小相等；两子弹所受的阻力大小相等，根据动量定理可知两子弹运动时间相等，则两子弹的动量变化率相等，故C错误；D．两子弹所受的阻力大小相等，设为，根据动能定理得：对A子弹对B子弹结合，可知故D正确。故选D。7.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量也为m。轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（）A.释放公仔头部瞬间的加速度大小为2gB.公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为mgC.弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大D.公仔头部做简谐运动的振幅为【答案】B【解析】【详解】A．释放公仔头部瞬间，根据牛顿第二定律有解得故A错误；B．根据简谐运动的对称性，可知，最高点与最低点的加速度大小相等，在最高点时，令最高点时弹簧弹力大小为F，则有结合上述解得即此时弹簧恰好处于原长，对底座分析可知，地面对底座的支持力等于mg，根据牛顿第三定律可知，公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为mg，故B正确；C．根据上述可知，公仔头部运动至最高点时，弹簧恰好恢复原长，此时公仔头部的速度为0，故C错误；D．轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，根据胡克定律有根据简谐运动的对称性，结合上述有解得故D错误。故选B。8.如图是t=0时刻沿x轴传播的一列简谐横波的图象。该时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s，Q质点回到平衡位置的最短时间为0.5s，已知t=0时刻两质点相对平衡位置的位移相同，则（）A.该简谐波沿x轴正方向传播B.该简谐波的传播周期为0.6sC.t=0.2s时，质点P的加速度沿y轴负方向D.经过0.6s质点Q沿x轴移动6.0m【答案】A【解析】【分析】【详解】A．该时刻后介质中P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s，Q质点回到平衡位置的最短时间为0.5s，则P质点比Q质点早回到平衡位置，则说明P质点向下振、Q质点向上振，根据“上坡、下坡”法可知该简谐波沿x轴正方向传播，A正确；B．由题意分析得知，此时P点向下运动，Q点向上，它们周期相同，则T=2×(0.1+0.5)s=1.2sB错误；C．已知P质点回到平衡位置的最短时间为0.1s，则t=0.2s时P质点应在平衡位置的下方，根据加速度公式a=可知此时质点P的加速度沿y轴正方向，C错误；D．简谐横波沿x轴正向传播，质点振动方向与x轴垂直，在x轴方向没有位移，D错误。故选A。9.如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是（）A.在玻璃中，b光的波长比c大 B.在玻璃中，b光的传播速度比c大C.b、c两束光，从玻璃柱出射后相互平行 D.逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射【答案】C【解析】【详解】AB．根据图像b光折射率较大，故b光的频率较大，波长较短，在玻璃中传播速度较小，故AB错误；CD．根据光路可逆性，两种色光出射后虽然分开但仍然平行，且不会在下界面发生全反射，故C正确，D错误。故选C。10.如图所示，固定斜面上半部分AB粗糙，下半部分BC光滑，一滑块从斜面顶端A由静止释放，滑块沿斜面向下滑动到底端的过程中，滑块的动量大小、动能、机械能E及重力的瞬时功率与下滑时间t的关系图像中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】A．滑块在AB、BC两段均做匀加速直线运动，在AB段的加速度大小为在BC段的加速度大小动量大小为根据可知图像为两段斜率不同的直线，故A错误；B．根据动能表达式可知图像为曲线，故B错误；C．经过B点后，滑块的机械能守恒，即经过B点后，图像为平行于横轴的直线，故C错误；D．根据重力的功率表达式可知图像为两段斜率不同的直线，AB段图线的斜率小于BC段图线的斜率，故D正确。故选D。第II卷（非选择题）二、实验题（3分×5=15分）11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏。毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。（1）组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则_______；A．看不到干涉现象B．可观察到水平方向的干涉条纹C．可观察到竖直方向的干涉条纹（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中_______；A．可观察到明暗相间的白条纹B．可观察到彩色条纹C．观察不到干涉条纹（3）若实验中在像屏上得到干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=____。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为_____cm。（4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图4所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，真实值______测量值。（填“大于”、“小于”或“等于”）【答案】①.C②.B③.④.3.110⑤.小于【解析】【详解】（1）[1]缝和双缝均沿竖直方向，因此得到干涉条纹为竖直方向的干涉条纹。故选C。（2）[2]取下红色滤光片，通过单缝的为白光，因此得到的干涉条纹为彩色条纹。故选B。（3）[3]根据题意，相邻亮条纹之间的距离为根据双缝干涉条纹间距公式单色光波长[4]20分度值的游标卡尺的精确度为0.05mm，读数31mm+2×0.05mm=31.10mm=3.100cm（4）[5]从图可以看出，若条纹倾斜，则真实值小于测量值。三、解答题（8分+8分+14分+15分）12.如图，一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，AB＝L，∠A＝60°，∠C＝30°，一束单色光从AB的中点D处射入玻璃砖，单色光经BC面反射后从AC边的E点射出玻璃砖，出射光线恰好平行于BC边，光在真空传播的速度为c。求：（1）玻璃砖对该单色光的折射率n；（2）该单色光从D点传播到E点经历的时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）画出光路图如图因光线在D点的入射角为i=60°，由几何关系可得在D点的折射角r=30°折射率（2）光在介质中速度光从D点传播到E点经历的路程用时间13.如图甲所示，0点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与0点之间。现将质量为m的摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，最大偏角为θ。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。求：（1）单摆回复力最大值；（2）单摆运动周期和摆长。【答案】（1）mgsinθ；（2）T=2t1；【解析】【详解】（1）单摆在A或C位置时，回复力有最大值，最大值为（2）由图像可知，单摆运动周期根据可知摆长14.同一介质中有两振源P、Q，以其中先振动的振源开始振动作为计时起点，时P、Q之间的波形如图所示，两列波的振幅分别为、。求（1）Q波源的振动频率；（2）P波源的振动方程；（3）经过足够长时间，计算说明x轴上区间内振动最强点的个数。【答案】（1）；（2），；（3）6个【解析】【详解】（1）由图可知，经过，Q先经历了，则由于频率为解得（2）对P有振幅角速度为P点起振方向向下，且开始起振的时间比计时开始晚了一秒，波源振动方程为由图可知，P波源在Q波源开始振动1s后才开始振动，则时间的范围为（3）波长为设振动加强点与P、Q点距离分别为且解得其中k取、、、0、1和2，则区间内振动加强点有6个。15.如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一辆质量M=2kg的小车，小车左边部分为半径R=1.8m的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一长度L=3m的水平粗糙面，粗糙面右端是一挡板。有一个质量为m=1kg的小物块（可视为质点）从小车左侧圆弧轨道顶端A点静止释放，小物块和小车在粗糙区域的滑动摩擦因数μ=0.09，小物块与挡板的碰撞无机械能损失，重力加速度g=10m/s2。（1）求小物块滑到圆弧轨道末端时速度大小；（2）若解除小车锁定，让小物块由A点静止释放，求小物块运动到圆弧末端时，此时小物块对轨道的压力大小；（3）在（2）问的初始条件下，小物块将与小