云南省昆明市寻甸回族彝族自治县2024-2025学年高二上学期期中物理试卷（含解析）

2024-2025学年云南省昆明市高二（上）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.毛主席在《沁园春⋅雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列说法正确的是(

)A.“弯弓”发生的形变不可恢复原状 B.“弯弓”说明力可以改变物体的运动状态

C.“弯弓”的过程中弓的弹性势能增大 D.“弯弓”的过程中弓的机械能不变2.如图为一个共振筛，筛子用四根弹簧支起来(后排的两根弹簧未画出)，筛子上装有一个电动偏心轮。工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力，使筛子做受迫振动。假设偏心轮的转速与电动机的输入电压成正比，筛子的固有周期与筛子的质量成正比。已知筛子的固有周期为0.8s，偏心轮的转速为60r/min。下列可使筛子做受迫振动的振幅增大的操作是(

)A.只适当减小筛子的质量

B.只适当减小偏心轮电动机的输入电压

C.适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压

D.适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压3.海浪在海水中的波动与海的深度有关，海水越深，海浪的速度越大，下列描绘海浪从远海传到近海过程，海浪形状可能正确的是(

)A. B.

C. D.4.光学属于前沿学科，隐身技术、激光技术、光学探测、光通讯等都属于光学范畴，下列关于光学现象的分析和理解正确的是(

)

A.图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距不等的明暗相间干涉条纹

B.图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从b面射出

C.如图丙所示，观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光是纵波

D.5.2024年8月30日，小鹏汇天飞行汽车亮相第二十七届成都国际汽车展览会(以下称“成都国际车展”)，完成了在成都的首次飞行演示。如图所示，能垂直起飞的飞行汽车车通过固定在车上的两个单旋翼的高速转动对空气施加向下的力，利用空气的反作用力使汽车上升。已知该汽车空车质量m1=730kg，单旋翼的面积为S=12m2。某次试飞时，试飞员的质量m2=70kg，试飞员让汽车起飞后悬停在空中。已知空气的密度ρ=1.20kg/m3，重力加速度A.8m/s B.17m/s C.24m/s D.33m/s6.图为某景区的艺术喷泉，两次喷出水的轨迹A、B如图所示，它们最大高度相同，通过轨迹最高点速度之比为1：2，不计空气阻力，对轨迹A、B说法正确的是(

)A.水滴初速度大小相等

B.水滴初速度大小之比1：2

C.水滴在空中运动的时间不同

D.轨迹A的落地点M恰好在轨迹B最高点的正下方7.图为一玻璃圆柱体，其横截面半径为5cm。在圆柱体中心轴线上距左端面7cm处有一点光源A，点光源可向各个方向发射单色光，其中从圆柱体左端面中央半径为3cm的圆面内射入的光线，恰好都不能从圆柱体侧面射出，则玻璃对该单色光的折射率为( )。A.54 B.43 C.7二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.如图甲所示，O点为均匀带电圆环的圆心，圆环轴线上右侧离O点x处的电场强度大小如图乙所示。将一质量为m、电荷量为q的带电粒子从x=r处由静止释放，带电粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是(

)

A.若粒子带负电，则粒子先向左运动

B.若粒子带正电，则粒子运动过程中的最大加速度大于3qE02m

C.根据题图可知，轴线上x=r2处的电势最大

D.9.为保护地球免遭小行星撞击，2022年9月人类首次尝试在太空中改变一颗小行星的运行轨道。如图所示，研究团队选择了一对双小行星系统进行研究，该系统可简化为一颗质量较小的“孪小星”围绕着一颗质量更大的“孪大星”做匀速圆周运动。实验时，通过引导航天器与“孪小星”迎面相撞(撞后融为一体)，使“孪小星”绕“孪大星”运动的轨道发生轻微偏移。对撞击后的“孪小星”，下列说法正确的是(

)A.撞击刚结束时，动量增大 B.撞击刚结束时，加速度大小不变

C.撞击结束后，做离心运动 D.轨道偏移后，运行周期减小10.如图甲所示为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置为x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是(

)

A.在t=0.25s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向

B.质点Q简谐运动的表达式为x=10sin10πt(cm)

C.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程小于30cm

D.从t=0.10s到t=0.20s，质点P沿x轴负方向传播了三、实验题：本大题共2小题，共15分。11.某同学利用“插针法”测量玻璃砖的折射率。

(1)实验装置如图甲所示，为了精确的测量玻璃砖的折射率，下列实验操作正确的是______。(填正确答案标号)

A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线aa'和bb'

B.在玻璃砖一侧插上大头针P1P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1。然后在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上大头针P4，使它把P1、P2的像及P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2

C.选用粗的大头针完成实验

D.大头针应垂直插在纸面上

E.大头针P1和P2、P3和P4之间的距离适当大些

F.为减小相对误差，应选用厚度较大且两面平行的玻璃砖做实验

(3)如图在白纸上画出入射光线和折射光线，如图乙所示，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图所示，则玻璃的折射率n=______。(用图中线段的字母表示)

(4)如图丙所示，如果用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图丙中右边的插针应该是______。(填正确答案标号)

A.P3、12.某实验小组做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，实验装置如图甲所示。

(1)在图甲中，光学元件A是______，光学元件B是______；在图乙中，干涉条纹倾斜，波长的测量结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(2)已知双缝间距d=0.20mm，双缝到屏的距离L=100cm。转动手轮，将测量头的分划板中心刻线与某一亮条纹的中心对齐，并将该条纹记为第零条亮条纹，其示数如图丙所示，此时的示数为______mm。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第六亮条纹的中心对齐，测量头读数为13.730mm。由以上数据可求得该光的波长为______m(结果保留两位有效数字)。

(3)关于该实验，下列说法正确的是______(填正确答案标号)。

A.若仅去掉滤光片，将观察不到干涉条纹

B.若去掉单缝，换用红色激光直接照射双缝，可以看到干涉条纹

C.如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则明暗相间的条纹间距变窄

D.仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的条纹

E.若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可使用间距更小的双缝

四、计算题：本大题共3小题，共39分。13.如图所示，足够长的绝缘轨道MNGPQ由三部分组成，MN、PQ为倾角θ=53∘的粗糙直线轨道，轨道NGP为圆心角为106∘、半径为R的光滑圆弧轨道，直线轨道与圆弧轨道分别在N、P两点相切。虚线AN的左侧(包含AN)存在水平向左的匀强电场，虚线BP的右侧存在水平向右的匀强电场，质量为m、电荷量为+q的滑块从MN上某点以v0=2.2gR的初速度沿倾斜轨道向下抛出，该点到N点距离为L=2.1R，此后滑块开始沿轨道运动。已知电场强度大小均为E=mg2q滑块与直线轨道间的动摩擦因数μ=0.7，重力加速度为g，sin53∘=0.8，14.如图(a)所示，s1、s2为两个波源，同时开始振动，振动频率相同，形成的机械波在同种均匀介质中传播，以两波源开始振动为计时起点，s1、s2两波源的振动图像分别如图(b)、图(c)所示。p为两波源连线上的一质点，s1、p、s2三个点坐标分别是x1=0m，xp=4m，x2=10m，已知两波源的振动形式相隔2s先后到达质点p，求：

(1)两列波的波长；

(2)足够长时间后，s1、s2(不包括s1、15.某广场有一个喷泉，喷泉底部装有五颜六色的彩灯。如图所示，彩灯为一个正方形水平的小光带MNPQ(PQ未标注)，其边长为a，离水面的高度差为h，灯带发出绿光时，绿光在水中的折射率为n，真空中的光速为c，水池面积足够大。求：

(1)绿光射出水面的最短时间；

(2)若在水面上方垂直于水面向下看，灯带的视深；

(3)有绿光直接射出水面的面积。

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A.“弯弓”发生的是弹性形变，不是塑性形变，弹性形变撤去外力后能够恢复原状，塑性形变是外力解除后不能恢复到原状的形变，故A错误；

B.“弯弓”说明力可以改变物体的形状，故B错误；

C.“弯弓”的过程中弓的弹性形变越来越大，弹性势能增大，故C正确；

D.“弯弓”的过程中弓的机械能变大，故D错误。

故选：C。

塑性形变是外力解除后不能恢复到原状的形变；力可以使物体发生形变，也可以改变物体的运动状态；弹性势能与物体的形变程度有关；物体具有的机械能是指动能和势能的总和。

本题考查了力的作用效果与能量之间的转变，属于基础题。2.【答案】D

【解析】解：根据题意，筛子的固有频率为10.8=1.25Hz，电动机某电压下，电动偏心轮的转速是60r/min，即为1Hz，小于筛子的固有频率，故要使振幅变小，可以增大偏心轮电压，或增大筛子的质量，故D正确，ABC错误。

故选：D3.【答案】B

【解析】解：对同一个振动源形成的机械波，其频率不变，根据v=λf可知：海水越深，水波速度越大，波长越长；反之，海水越浅，水波速度越小，波长越短，故B正确，ACD错误。

故选：B。

机械波的波速由介质决定，频率由波源频率决定，据此分析。

本题考查机械波的特点，其传播频率始终等于其波源频率。4.【答案】A

【解析】解：A、图甲中，牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，光波发生了干涉现象，可以观察到间距不相等的明暗相间的同心同环，故A正确；

B、图乙中，根据几何关系可知，光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，当θ1等于90∘时，在下表面的入射角才等于临界角，光线在下表面才发生全反射，故无论怎么增大入射角，光线在下表面的入射角都不会达到临界角，在下表面都不会发生全反射，光线一定能从下表面b射出，故B错误；

C、如图丙所示，观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光波是横波，故C错误；

D、图丁是阿拉果在实验中首次观察到的泊松亮斑，光线照射到圆板上，在圆板的后面出现一个亮斑，故D错误。

故选：A。

牛顿环形成了光的干涉，会形成明暗相间的同心圆环；

全反射发生的条件是入射角等于或大于临界角，并从光密介质到光疏介质；

观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光的偏振现象说明光波是横波；5.【答案】B

【解析】解：设飞行汽车受到空气的作用力F

F=(m1+m2)g

设在t时间内通过一个单旋翼的空气质量为Δm，由动量定理得

F⋅Δt=2Δm⋅v-0

得

Δm=ρ⋅6.【答案】D

【解析】解：ABC.水滴在空中斜上抛运动，其后半部分做平抛运动，根据h=12gt2，最大高度相同，竖直位移相同，后半部分的时间相同，根据斜抛运动的对称性可知，水滴在全程的时间相同，A、B最高点的速度水平方向，水滴在水平方向做匀速直线运动，因此水平方向速度之比为1：2，又因为竖直方向初速度相同，根据矢量合成法则可知他们初速度不等，初速度比也不等于1：2，故ABC错误；

D.后半部分做平抛运动，在最高点B的速度是A的2倍，运动时间相同，所以B的水平射程是A的2倍，轨迹A的落地点M恰好在轨迹B最高点的正下方，故D正确。7.【答案】A

【解析】解：画出光路图如图所示。

设横截面半径为r=3cm，在圆柱体中心轴线上距左端面d=7cm，光线AB从圆柱体左端面射入，在圆柱体侧面恰好发生全反射，由几何关系得

sini=rr2+d2

由折射定律得

n=sinisinθ

由临界角公式和几何关系有

sinC=cosθ=8.【答案】AD

【解析】解：A.由题知，x=r处电场强度方向向右，则若粒子带负电，粒子受到的电场力方向向左，则粒子先向左运动，故A正确；

B.结合前面分析可知，若粒子带正电，粒子先向右运动，由图知，x>r后，粒子向右电场强度减小，则粒子刚开始运动时，粒子受到的电场力最大，加速度最大，则粒子运动过程中的最大加速度为：am=Fmm=qEmm=1.2qE0m<3qE02m，故B错误；

C.沿电场线方向电势降低，则轴线上x=0处的电势最大，故C错误；

D.E-x图像与坐标轴围成的面积表示电势差，由图知，若从x=r到x=3r间的电势均匀减小，则x=r处与x=3r处的电势差为：U=0.2E0+1.2E02×2r=7E0r5，由图知，实际E-x图线与坐标轴围成的面积小于从x=r到x=3r间的电势均匀减小时的面积，故x=r处与x=3r处的电势差小于7E9.【答案】BD

【解析】解：B.撞击刚结束时，半径不变，根据

GMmr2=ma

可知加速度大小不变，故B正确；

AC.设“孪小星”的质量为m1，速度为v1，航天器的质量为m2，速度为v2，碰后的速度为v，选取“孪小星”开始运动的方向为正方向，根据动量守恒定律可知

m1v1-m2v2=(m1+m2)v

解得

v=m1v10.【答案】BC

【解析】解：A、由图乙可知，在t=0.10s时，质点Q向y轴负方向运动；根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，由图甲可知，t=0.10s时，质点P的振动方向沿y轴正方向，由图乙可知周期为T=0.20s，从t=0.10s到t=0.25s，经历时间Δt=0.15s=34T。则在t=0.25s时，质点P位于x轴下方，其加速度方向沿y轴正方向，故A错误；

B、质点Q简谐运动的表达式为y=Asin(2πT)t=10sin10πt(cm)，故B正确；

C、从t=0.10s到t=0.25s，经历时间Δt=0.15s=34T.由于t=0.10s时质点P靠近最大位移处，且向着最大位移处运动的，在这个四分之一周期的时间内经过的路程小于A，所以质点P在这个四分之三的周期内通过的路程小于s=3A=30cm，故C正确；

D、质点P只在平衡位置振动，不会随波迁移，故D错误。

故选：BC。

先结合图乙根据“上下坡法”分析出该波的运动传播方向，然后结合周期分析在t=0.25s时质点11.【答案】BDE

AMBN

C【解析】解：(1)A、要先画好界线和法线，用玻璃砖的一边对准界线后用三角板轻贴玻璃砖的另一边，移去玻璃砖后再画出另外一条界线，故A错误；

B、由于光沿直线传播，所以后面的大头针挡住前面的大头针即表示在同一条光线上，故B正确；

C、为了准确画出光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用较粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，故C错误；

D、为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直插在纸面上，故D正确；

E、大头针

P1

和

P2、P3

和P4

之间的距离适当大些，这样的距离误差引起的角度误差会减小，故E正确；

F、玻璃砖宽度较厚时，引起的角度误差较小，测量的折射率误差也就较小，但该实验不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率，故F错误。

故选：BDE；

(3)根据折射定律有

n=sinisiny

由几何关系有sini=AMr，sinr=BNr

联立可得：n=sinisinr=AMrBNr=AMBN；

(4)光路图如图所示：

根据光路图可知，经过

P1

P2

的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射

出，所以在图丙中右边的插针应该是

P3、12.【答案】单缝

双缝

无影响

1.730

4.0×10-7

【解析】解：(1)根据实验器材的安装顺序，自左向右依次为光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃片和测量头，因此A、B两个光学元件依次为单缝、双缝；

图乙中该干涉条纹虽然倾斜，但中心刻线与亮条纹平行，不影响波长测量的结果。

(2)螺旋测微器精确度为0.01mm，第零条亮条纹x1=1.5mm+23.0×0.01mm=1.730mm

相邻亮条纹之间的距离Δx=x2-x16=13.730-1.7306mm=2.000mm

根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ

代入数据解得入射光的波长λ=4.0×10-7m

(3)A.若仅去掉滤光片，将观察到彩色干涉条纹，故A错误；

B.激光本身就是相干光源，若去掉单缝，换用红色激光直接照射双缝，仍然可以看到红色干涉条纹，故B正确；

C.如果在遮光筒内装满水，入射光的波长变小，根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知，其他条件不变，则明暗相间的条纹间距变窄，故C正确；

D.仅撤掉双缝，在光屏上可能观察到明暗相间的衍射条纹，故D正确；

E.根据双缝干涉条纹间距公式Δx=ldλ可知，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应该减小相邻亮条纹之间的距离，可使用间距更大的的双缝，或者减小双缝到屏之间的距离，故E错误。

故选：13.【答案】解：(1)滑块受到的电场力大小为：F=Eq=12mg，

在轨道MN上，轨道对滑块的支持力大小为：N=mgcosθ+Fsinθ=mg×0.6+12mg×0.8=mg，

由牛顿第三定律可知，在轨道MN上，滑块对轨道的压力大小为：N'=N=mg，

则所受滑动摩擦力大小为：f=μN'=0.7mg，

则滑块受到的合力大小为：F1=Fcosθ+f-mgsinθ=12mg×0.6+0.7mg-mg×0.8=0.2mg，方向沿MN向上，

则滑块从抛出点到N点，根据动能定理有：-F1L=12mvN2-12mv02，

联立可得：vN=2gR，

在N点，根据牛顿第二定律有：FN-N=mvN2R，

由牛顿第三定律可知，滑块经过圆弧轨道上N点时对圆弧轨道的压力大小为：FN'=FN【解析】(1)结合题意，先确定该阶段滑块受到的合力大小，再结合动能定理、牛顿第二定律、牛顿第三定律即可求解；

(2)同(1)，先确定该阶段滑块受到的合力大小，再结合动能定理即可求解。

本题主要考查带电粒子(计重力)在匀强电场中的直线运动，解题时需注意不同阶段滑块所受合外力的情况，并结合动能定理确定合外力做功与动能变化的关系。14.【答案】(1)由题意可得P与两个波源的距离差：Δx=x2-xP-xP=10m-4m-4m=2m

两列波在同种均匀介质中传播时波速大小相等，已知两波源的振动形式相隔Δt=2s先后到达质点p，可得波速大小为：

v=ΔxΔt=2m2s=1m/s

由图(b)、图(c)可知，两波的周期均为：T=2s

两波的波长均为：λ=vT=1×2m=2m

(2)由图(b)、图(c)可知，两波源起振方向相反，则波程差等于波长整数倍的点为振动减弱点，则有：

-10m<nλ<10m

解得n的取值为：n=0，±1