2024年高二年级上册期中考试物理试卷（含答案）

长郡中学2024年下学期高二期中考试

物理

时量：75分钟满分：100分

得分________

第I卷选择题（共44分）

一、单选题。每题只有一个选项正确，选对得4分，选错或不选得0分。

1.下列光学现象与原理解释正确的是（）

A.在双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光可增大干涉条纹间距

B.在假期钧鱼时感觉水面反射的阳光相当刺眼，带上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼

群，该偏光镜利用了光的全反射原理

C.光的偏振现象证明光是横波

D.在肥县泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的折射导致的

2.高压汞灯，UV光刻机的紫外光源，它可以产生365nm、404nm、436nm、546nm和579nm五条尖

锐的光谱线，但这些光中只有//线（404nm）是光刻机所需要的。高压汞灯辐射的光通过图中的三棱镜

分离后形成。、b、c、d、e五束，其中适合UV光刻机的是（）

3.在空间站的建设方面，我国顺利地完成了自己的计划，将“天和”核心舱发射进入了地球轨道，乘坐宇

宙飞船在太空航行旅游将变成现实。假设有一宇宙飞船，它的正面面积为S,以速度n飞入一宇宙微粒尘

区，此尘区每立方米体积的微粒数为〃，微粒的平均质量为加。设微粒与飞船外壳碰撞后附于飞船上，若

要飞船速度保持不变，则关于飞船应增加的牵引力AR正确的是（）

A.AF=nSmv2B.AF=nSmvC.AF=nSmviD.AF=2nSmv~

4.小明同学为了探究波的传播速度是由介质决定还是由波源决定，他做了如下实验，他将尸、。两条不同

弹性绳连结于。点（左边为尸绳、右边为Q绳），。点在竖直方向做简谐运动，以竖直向上为y轴正方

向，0时刻形成如图所示波形。则下列说法正确的是（）

A.0时刻。、人两质点振动方向相反B2质点再次回到平衡位置的时间比。质点短

C.左右两列绳波传播的速度大小之比为3:2D.左右两列绳波传播的速度大小之比为1:1

5.如图甲所示，质量为m的物体3放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现在竖直方向

给物体A—初速度，当物体A运动到最高点时，物体3与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计

时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g,则下列说法正确的是（）

A.&+0.25）s~&+0.5）s时间内，物体A的速度与加速度方向相反

B.物体A在任意一个1.25s内通过的路程均为50cm

C.物体A的振动方程为y=0.1sinf2加+：）m

D.物体8对水平面的最大压力为6/ng

6.如图甲所示，质量为加的弹性小球从地面上方某一高度由静止开始下落，地面的风洞提供竖直向上的风

力，小球与地面碰撞的时间忽略不计，弹起后上升到某一高度，规定竖直向下为正方向，此过程的丫-/图

像如图乙所示，碰撞前的速度匕的大小大于碰撞后的速度吃的大小，下降、上升的时间分别为％、t2,地

面对小球的弹力远大于重力与风力，空气对小球的阻力忽略不计，重力加速度为g,下列说法正确的是

（）

A.下降过程重力的功一定大于上升过程小球克服重力的功

B.整个过程，重力的冲量为根g（%-芍）

C.小球的速度为匕时，图像斜率为左，则此时的风力大小为机g-"成

D.小球与地面碰撞过程，动量变化量的大小为mvx+mv2

二、多选题。每题至少有两个选项正确，选对得5分，选不全得3分，选错或不选得0分。

7.如图所示，某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上，机器人静止站

立在平台右端A点。测试时机器人以初速度%（大小未知）水平跳出，落到小车上的3点，此过程中机器

入消耗能量为E（大小未知）。已知机器入的质量为加，小车的质量为A点与3点高度差为负，水

平距离为s,重力加速度为g,机器人可以看作质点，假设机器人消耗的能量全部转化为动能，不考虑空

气阻力，下列关系正确的是（）

Ms/VCEN。MD£=mg?m

M+m\2h4-hM+m4hM+m

8.均匀介质中，波源S产生沿x轴方向传播的简谐横波，如图甲所示，A、3、C为x轴上的质点，质点

C（图中未画出）位于x=10m处，波源在A3之间。/=0时亥i],波源开始振动，从此刻开始A、5两

质点振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A.波源S位于x=lm处B.波速大小为2ni/s

C.C质点起振后，其振动步调与A质点相反D.7=5.5s时，C质点位于波谷

9.x轴上的两个波源P、Q在/=0时同时开始做简谐振动，形成的简谐横波在尸、。间均匀介质中相向

传播，7=1.5s时，两列波如图所示，则X=5cm处质点（）

A.起振方向沿y轴负方向B.0~2s内，该质点运动的路程为2cm

C1=4s时，该质点的位移为0D.两列波在此相遇后，该质点的振动振幅为2cm

10.如图所示，固定在天花板上的轻杆将光滑轻质小定滑轮悬挂在空中，一根弹性轻绳一端固定在左边墙壁

上。点，另一端与套在粗糙竖直杆上P点、质量为根的滑块连接，用手托住滑块，使。4P在一条水平线

上。绳的原长与。点到滑轮距离。4相等，AP之间的距离为d,绳的弹力口与其伸长量x满足胡克定律

F=kx,滑块初始在P点时对杆的弹力大小为机g,滑块与杆之间的动摩擦因数为0.2。现将滑块由静止

释放，当滑到Q点时速度恰好为零，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是

)

A.滑块从P点释放瞬间的加速度大小为g

B.滑块下滑过程中速度达到最大值时的位置到P点距离为0.8d

C.滑块从P运动到Q的过程中，弹性绳对滑块做功-0.8mgd

D.PQ之间的距离为1.6d

第n卷非选择题（共56分）

三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。

11.（6分）如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导

（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：

①将气垫导轨调成水平，推动滑块1向右运动，该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑

块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为A0,通过光电门2的挡光时间为Af2，滑块2

通过光电门2的挡光时间为；

②测得滑块1的质量为叫，滑块2的质量为例o

（2）数据处理与实验结论：

①实验中采用气垫导轨的原因是;

②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为。

（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。

如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑

块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为％、质。滑块1的质量为叫，滑块2的质量为m2,则动量守

恒应满足的关系式为o

光电门

12.（8分）一欧姆表内部电路可简化为由电源、一个电流表（量程为30mA）和一个滑动变阻器串联而成

的电路，如图甲所示。

（1）图甲中的a端应与（选填“红”或“黑”）色表笔相连接。

（2）该同学完成欧姆调零后，把一个电阻箱连接在a,匕表笔之间，发现当电阻箱的示数为200Q时，电

流表的示数为10.0mA,该欧姆表的内阻为Q,欧姆表内部电源的电动势为V。（计算结

果均保留3位有效数字）

（3）重新进行欧姆调零后再测量某电压表的内阻，把电压表连接在a,6表笔之间，此时电压表的示数如

图乙所示，该电压表的内阻为_______kQo

四、解答题，本题3小题，共42分。

13.（12分）某种液面高度监视器基本原理如图所示，容器底部装有平面镜，顶部A点有一光电转换装

置，当有光照射到A点时就会触发警报系统，顶部。处发射出的细光束与顶部成30°夹角，光线射入液体

经平面镜反射后，照射到顶部的3点，已知。、3之间的距离为L=26m,顶部与底部之间的高度差为

H=1.5m,此时液体深度为容器深度的一半，忽略液面的反射光线。

（1）若要触发警报系统，应使液面上升还是下降？

（2）求液体的折射率〃。

14.（14分）“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述，水波可看成简

谐横波。一列沿x轴负方向传播的水波在/=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置为

2

X]=L0cm的尸点，Q点是波上平衡位置为％=6.0cm的质点，在时亥!j,。点（在。=0时刻

后）首次位于波峰位置。求：

（1）该列波的传播速度V；

（2）质点Q的振动方程；

（3）/=0时刻后，质点尸和质点。第三次位移相同的时刻

15.（16分）如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为6。质量为2m的3环套在轻杆上恰好不下

滑，距离3环/的位置有一质量为m的光滑环A从静止释放。下滑过程中，A环与3环的碰撞为弹性碰

撞且碰撞时间极短。重力加速度为g,不计空气阻力。求：

（1）A环与3环第一次碰撞结束后的速度大小；

（2）第一次碰撞结束后，经过多久发生第二次碰撞？在此过程中3环的位移是多少？

（3）若将3环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为x轴正方向建立直线坐标系，求第〃次碰撞时环

B的位置坐标。

长郡中学2024年下学期高二期中考试

物理参考答案

一二、选择题

题号12345678910

答案CCACDCACBDACDBD

1.C【解析】双缝干涉实验中，其他条件不变，仅用黄光代替红光作为入射光，因黄光的波长小于红光,

则根据Ax='/l,则干涉条纹间距减小，选项A错误；在假期钓鱼时感觉水面反射的阳光相当制眼，带

d

上携带的偏光镜后，发现反光消失能清晰看到水下鱼群，该偏光镜利用了光的偏振原理，故B错误；光的

偏振现象证明光是横波，故C正确；在肥皂泡泡膜上观察到像彩虹一样五彩斑斓的颜色，这是由于光的干

涉导致的，故D错误。故选C。

2.C【解析】根据折射率的定义式有〃=si”‘空气，由图可知，五束光在空气中的入射角相等，a、b、

sine介质

c、4、e五束光在介质中的折射角依次减小，可知%<%<“,<%<与，折射率越大，波长越小，则有

儿〉4〉儿〉乙〉4，由于只有〃线（404nm）是光刻机所需要的，根据题中给出的五条尖锐的光谱线

的波长大小关系，可知，只有d光束适合UV光刻机。故选C。

3.A【解析】根据题意可知，时间△/内，吸附于飞船上的微粒的总质量△机="Sav。，根据动量定理可

得AF•At=Am,v,解得=故选A。

4.C【解析】尸绳向左传播，Q绳向右传播，根据“上下坡法”，可知在务时刻a质点振动方向向上，b

质点振动方向也向上，故A错误；经"，左边P绳传到左侧18m处，。绳传到右侧12m处，则有

1Q1OQ

—,解得故C正确，D错误；质点做受迫振动，周期只由波源决定，可知左右两列波周

VpvQ2

期相同，两质点再过二将回到平衡位置，故匕质点再决回到平衡位置的时间与。质点相同，故B错误。故

2

选C。

5.D【解析】1+0.25）s~（4+0.5）s的时间内，物体A由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向

平衡位置，即物体A的速度与加速度方向均沿y轴正方向，故A错误；物体A由特殊位置（平衡位置或

最大位移处）开始计时，在任意一个1.25s=1」T内，质点通过的路程等于振幅的5信，除此外在1.25s

4

的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误；由图乙可知振幅为A=10cm,周期为T=1.0s,角

27c

速度为刃=—=2兀rad/s,规定向上为正方向，1=0时刻位移为0.05m,表示振子由平衡位置上方

T

0.05m处开始运动，所以初相为%=g,贝!I振子的振动方程为y=Asin（ty/+%）=0.1sin127t/+S

6

m,故C错误；由物体A在最高点时，物体3与水平面间的作用力刚好为零，此时弹簧的拉力为

F=mg,对于物体A有2/ng+R=2机解得a=1.5g,当物体A运动到最低点时，物体3对水平面

的压力最大，由简谐运动的对称性可知，物体A在最低点时加速度向上，且大小等于1.5g,由牛顿第二定

律得尸-2机g=2ma,解得尸=5mg,由物体5的受力可知，物体5对水平面的最大压力为外=/+

mg=6mg,故D正确。故选D。

6.C【解析】由于上升和下降过程中风力大小不确定，则物体下落的高度和反弹上升的高度大小不确定，

无法比较下降过程重力的功和上升过程小球克服重力的功的大小，故A错误；整个过程，重力的冲量为

I=,故B错误；小球的速度为匕时，由牛顿第二定律得机g-7=机左，解得/=/ng-

mk,故C正确；小球与地面碰撞过程，动量变化量为Ap=加%-机匕=一（加匕-机丫2），大小为

mVy-mv2o故D错误。故选C。

7.AC【解析】根据人和车系统水平方向动量守恒机％=Mv,根据平抛运动规律/z=gg/，

s=3o+v）f,由能量守恒得石=!加片+工丽2,联立解得石=蹩———,v故

v°'2°24/?M+m°M+m\2h

选AC。

8.BD【解析】由题图可知A、3两质点开始振动的时刻为%=2.0s,tB=0.5s,由于在同种介质中则

波速v相同，故有丫=%=&,则4=4/，故波源S位于x=2m处，且波速v=2m/s,故A错误、

‘A

B正确；。质点开始振动的时刻为左=&^=4s,由题图可知，波源起振方向为y轴正方向，在G=4S

v

时A质点也沿y轴正方向，则C质点起振后，其振动步调与A质点相同，故C错误；根据以上分析

3

左=4s时开始振动，则/=5.5s时，C质点已振动了一T,贝U=5.5s时，C质点位于波谷，故D正确。

c4

故选BD„

9.ACD【解析】由图可知，波源。的振动先传播到x=5cm处，其起振方向沿y轴负方向，故A正确；

根据波速的定义式，可得v='=2cni/s,由图可知，两列波的波长均为2cm,则有T=—=ls,综上所

tV

AvQ-5

述，波源。的振动传播到该点所需时间为％=——=3^S=2S,f=2s时，波源产的振动还未传播到该

v2

质点，波源。的振动刚传授到该质点，其路程为零，故B错误；波源尸的振动传播到该质点所需时间为

tp=5-；3八=4s,可知/=4s时，波源Q的振动传播到该点时间后振动的时间为4s-2s=2s=2T,

可知/=4s时，尸波刚传到该质点，。波使x=5cm处质点在平衡位置，所以其位移为零，故C正确；设

该点为B,其到两波源的路程差为P3—Q3=(3+5)cm—(9—5)cm=4cm=2；l,由图可知两列波的起

振方向相反，可知两列波在此相遇后，该质点是振动减弱点，振动振幅为4-由=2cm,故D正确。故

选ACD。

10.BD【解析】滑块从尸点释放瞬间，受弹性绳弹力、重力、杆的弹力和摩擦力作用。由题意知

kd=mg=N,mg-juN=ma,解得a=0.8g,故A错误；设滑块下滑过程中速度最大时绳与竖直方

向夹角为a,位置为M点,绳弹力大小为T,则根据平衡条件有Tsina=N,mg-Tcosa-f=0,

又/=〃N,T=k--^—,h=,联立可得〃=0.8d,故B正确；由B中分析可知滑块下滑

J'•iMVLvp.ivlr

sinatana

过程中受杆的弹力大小不变，始终等于帆g,则滑动摩擦力也为一恒力/=〃N=〃mg,设滑块从P运动

到。的过程中，弹性绳对滑块做功为W,由动能定理可得W+m//p0=O,根据运动的对称性

(竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型)可知40=2/2郎=1.61,联立可解得W=-L28mgd,故C

错误，D正确。故选BD。

三、实验题。本题2小题，每空2分，共14分。

11.(6分，每空2分)

(2)①减小因滑块和导轨之间的摩擦引起的实验误差②也=a+”

M绝绝

(3)叫心-m1tl=0

【解析】(2)①使用气垫导轨使两滑块能沿导轨做直线运动，保证了两滑块碰撞前后在同一条直线上做一

维碰撞，减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，从而减小实验误差。

②设遮光条宽度为d,则滑块I碰撞之前的速如意,

滑块1碰撞之后的速度一工滑块2碰撞后的速度

探究滑块碰撞前、后动量是否守恒，需要验证等式为叫匕二g"+也匕

即

m^d_m^d+m2d化简得必=a+必

A%Ar2M△%A%2A%3

(3)根据动量守恒定律，满足的表达式为0=-叫匕+加2V2,即叫匕二叫％

滑块A、3的速度分别为匕=4,%=&，代入可得吼=吆，变形得叫?：=0。

%，2%’2

12.（8分，每空2分）

（1）红（2）1003.00（3）1.4

【解析】（1）红色表笔与欧姆表内电源的负极相连，因此题图甲中的。端应与红色表笔相连。

F1F

（2）据题意电流表的最大电流为/,=30mA,根据闭合电路欧姆定律可得,-I=——，

ggr3gr+R

解得E=3.00V,r=100Q

9onn9

（3）由题图乙可得此时电压表的示数为2.80V,根据串联电路的规律得「吧=Y」，解得K=L4kQ。

Rvr

四、解答题，本题3小题，共42分。

13.（12分）【解析】（1）若要触发警报系统光路图如图所示

11平面镜

由图可知，液面应上升

（2）画出光路图如图所示

1_L,

二二二二二二二二二二二二七二二二二Zf-二二二二二二二二二二二二二二:

募蓊wdii|浙寰三金二==二ij==j=l二募====二1二卷二:I

QN

H

设射入液面时的折射角为6,由几何关系可知QN=上——2—,tand=g?

2tan30°乜

2

根据折射率表达式有〃=沟也，解得〃=百

sin。

14.（1）【解析】（1）/=0时刻，质点Q右端最近的波峰的平衡位置退=16cm

0~•时间内，％=16cm处的振动形式传播至。点，则丫=2二工

’1

解得v=O15m/s（或15cm/s）

（2）质点Q的振幅A=0.04m（或A=4cm）

设简谐横波的周期为T,则7=4,质点。的圆频率。=&=2rad/s。

vT2

设质点。的初相位为0,根据题意有9=0［上工］

(5兀5兀、

则质点Q的振动方程为