2021-2022学年云南省玉溪市新平县第一中学高二（上）期末物理试题（解析版）

新平县第一中学2021～2022学年上学期期末素质测试高二物理试题卷（全卷共四个大题，19个小题，共8页；满分100分，考试时间90分钟）第Ⅰ卷选择题（共48分）一、选择题（本大题共14小题，共48分。1～8题只有一个选项符合题意，每小题3分；9～14题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.光滑水平面上放有一上表面光滑、倾角为的斜面体A，斜面体质量为、底边长为，如图所示。将一质量为、可视为质点的滑块从斜面的顶端由静止释放，滑块经过时间刚好滑到斜面底端。此过程中斜面对滑块的支持力大小为，重力加速度为，则下列说法中正确的是（）

A.B.滑块下滑过程中支持力对的冲量大小为C.滑块下滑的过程中A、组成的系统水平方向动量守恒D.此过程中斜面体向左滑动的距离为【答案】C【解析】【详解】A．当滑块B相对于斜面加速下滑时，斜面A水平向左加速运动，所以滑块B相对与地面的加速度方向不再沿斜面方向，即沿垂直斜面方向的合外力不再为零，所以斜面对滑块的支持力故A错误；B．滑块B下滑过程中支持力对B的冲量大小为，故B错误；C．滑块B下滑过程中A、B组成系统水平方向不受外力的作用，故A、组成的系统水平方向动量守恒，故C正确；D．设A、B水平位移大小分别为、，取水平向左为正方向，由动量守恒定律得即有又解得故D错误。故选C。2.下列说法中正确的是（）A.牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它受的合外力B.一个恒力对物体做功为零，则其冲量也为零C.易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了减少冲量D.玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到的冲量太大【答案】A【解析】【详解】A．根据可把牛顿第二定律表述为：物体动量的变化率等于它受的合外力，故A正确；B．一个恒力对物体做功为零，则其冲量不为零，如用力推一个箱子，没有推动，力对箱子做功为零，根据可知推力对箱子冲量不为零，故B错误；C．由可知，动量变化量相等时，作用时间t越长，力越小，因此易碎品运输时要用柔软材料包装，船舷常常悬挂旧轮胎，都是为了延长作用时间以减小作用力，故C错误；D．由可知，动量变化量相等时，时间t越长，力越小，因此玻璃杯掉在水泥地上易碎，是因为受到力太大，故D错误。故选A。3.甲、乙为竖直悬挂的两个弹簧振子，且悬挂振子的弹簧劲度系数相同，已知两球质量之比是，振动图像如图所示。则下列说法正确的是（）A.甲、乙两弹簧振子的振动频率之比是B.甲、乙两弹簧振子在10s内质点经过的路程之比是C.甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是D.甲、乙两弹簧振子最大速度之比是【答案】B【解析】【详解】A．由乙图可知甲、乙两弹簧振子的振动周期之比为则二者的频率之比为故A错误；B．由乙图可知甲10s内经过的路程为200cm，乙10s内经过的路程也为200cm，故甲、乙路程之比是，故B正确；C．根据胡克定律可知，甲、乙的最大回复力之比为，又因为两球质量之比是，根据牛顿第二定律可知，甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是，故C错误；D．经分析，当到达平衡位置时，速度最大，设此时最大速度为vmax，甲弹簧振子的弹簧伸长量为x0,在最低点时的弹簧伸长量为x2，则有从最低点到平衡位置时，根据动能定理得设弹簧最大振幅为A，则有联立以上三式得甲、乙最大速度之比是，故D错误。故选B。4.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像。已知甲、乙两个振子质量相等。则（）A.甲、乙两振子的振幅之比为1:2B.甲、乙两振子的频率之比为1:2C.前2s内甲、乙两振子的加速度均为正值D.0~8s时间内甲、乙两振子通过的路程之比为4:1【答案】D【解析】【详解】A．根据甲、乙两个振子做简谐运动的图像可知，两振子的振幅，，甲、乙两振子的振幅之比为，A错误；B．甲振子的周期为4s，频率为，乙振子的周期为8s，频率为，甲、乙两振子的频率之比为，B错误；C．前2s内，根据简谐运动的特征甲的位移为正，加速度为负值，乙的位移为负，加速度为正值，C错误；D．这段时间内，甲振子运动了两个周期，通过的路程为乙振子运动了一个周期，通过的路程为所以路程之比为，故D正确。

故选D。5.一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（）A.左侧的质点重复右侧的质点的振动过程B.波的传播速度逐渐减小C.S点振动的频率逐渐增大D.波的传播方向与质点的振动方向相同【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由机械波产生的机理可知，右侧的质点重复左侧的质点的振动过程，选项A错误；B．波的传播速度由介质决定，则波速不变，选项B错误；C．S点振动产生的机械波的波长减小，则根据可知，振动的频率逐渐增大，选项C正确；D．由图可知，波传播方向与质点的振动方向垂直，选项D错误。故选C。6.渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在时的波动图像如图所示，图为质点的振动图像，则（）A.该波的波速为B.该波沿轴负方向传播C.若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率可能为D.时间内，质点运动的路程为2m【答案】D【解析】【详解】A．该波的波速为故A错误；B．t=0时刻质点P沿y轴正方向运动，所以此时质点P应位于波传播方向波形下坡，则该波沿x轴正方向传播，故B错误；C．鱼群反射超声波的频率为若鱼群向着渔船方向游过来，根据多普勒效应，接收器接收到的波源频率应大于，不可能为8×104Hz，故C错误；D．时间内，质点运动了个周期，质点运动的路程为故D正确。故选D。7.如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光、，下列说法正确的是（）A.若、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则光的遏止电压低B.在该三棱镜中光波长大于光C.光能发生偏振现象，光不能发生D.若增大入射角i，则光先消失【答案】A【解析】【详解】A．由图可知a光的偏折程度比b光的大，即三棱镜对a光的折射率比对b光的大，所以a光的频率比b光的大，若、光分别照射同一光电管都能发生光电效应，根据可知b光的遏止电压低，故A正确；B．根据可知再根据可知故B错误；C．a、b光都能发生偏振现象，故C错误；D．若增大入射角i，a、b光在左界面的折射角增大，在右界面的入射角减小，不会达到全反射临界角，所以a、b光不会消失，故D错误。故选A。8.如图所示，一轻质弹簧的两端与质量均为m的两物块A、B相连接，并一起以速度在光滑的水平面匀速运动。某时刻，质量为m的物块C从h高度处自由下落，恰好与A上表面发生碰撞，碰后立即粘合且不反弹，设碰撞时间极短。则下列说法正确的是（）A.AC碰撞过程AC组成的系统水平方向动量守恒B.AC碰撞过程损失的机械能为C.从C与A相碰到弹性势能最大的过程中，弹簧对B的冲量大小为D.弹簧所具有的最大弹性势能为【答案】AD【解析】【详解】A．A、C碰撞过程时间极短，A、C组成的系统在水平方向上合外力冲量近似为零，则系统水平方向动量守恒，故A正确；

B．设物块C与A碰撞前瞬间的速度大小为v1，碰撞后瞬间A与C的共同速度大小为v2。则A、C碰撞过程，取水平向右为正方向，由系统水平方向动量守恒得mv0=2mv2得A、C碰撞过程损失的机械能为△E=故B错误；

C．当A（含C）与B速度相等时弹簧的弹性势能最大，设A与B的共同速度为v3，取水平向右为正方向，由A（含C）与B组成的系统动量守恒得mv0+2mv2=3mv3得从C与A相碰到弹性势能最大的过程中，对B，根据动量定理得即弹簧对B的冲量大小为，故C错误；

D．弹簧所具有的最大弹性势能为故D正确。

故选AD。9.如图所示，一匀强磁场区域边界为MN，方向竖直向下，光滑水平桌面上有一边长为L的正方形线框（线框左右两边与MN平行），以大小为v0的速度沿垂直磁场边界方向进入磁场，当线框全部进入磁场时速度恰好为零。用v表示线框的速度大小，x表示线框的位移（以线框右边与MN重合时的位置为初位置），t表示线框运动的时间（从线框右边与MN重合开始计时），则下列图像可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB．设线框质量为m，总电阻为R。线框在运动过程中，只受安培力作用，根据牛顿第二定律可得减速过程中v在减小，所以加速度在减小，故图像的斜率在减小，做加速度减小的减速运动，A错误，B正确；CD．根据动量定理可得而故即化简可得即为一次函数，C错误，D正确。故选BD。10.水平弹簧振子，每隔时间，振子的位移总是大小和方向都相同，每隔的时间，振子的速度总是大小相等，方向相反，则有（）A.弹簧振子的周期可能小于B.每隔的时间，振子的加速度总是相同的C.每隔的时间，振子的动能总是相同的D.每隔的时间，弹簧的长度总是相同的【答案】AC【解析】【详解】A．水平弹簧振子，每隔时间，振子的位移总是大小和方向都相同，说明时间为周期的整数倍；每隔的时间，振子的速度总是大小相等，方向相反，说明是半个周期的奇数倍；故t为周期的奇数倍，即（其中）故所以弹簧振子的周期可能小于，故选项A正确；B．每隔的时间，振子的速度总是大小相等、方向相反，说明位移大小相等、方向相反，根据振子的加速度总是大小相等、方向相反，不同，故B错误；C．每隔的时间，振子的速度总是大小相等、方向相反，故动能相同，故C正确；D．每隔的时间，振子的速度总是大小相等、方向相反，说明位移大小相等、方向相反，如回复力方向不同，弹力方向不同，弹簧的长度不同（可能一次压缩、一次拉长），故D错误；故选AC。【名师点睛】简谐运动具有重复性和对称性，每经过一个周期，振动情况（位移、速度、加速度）总是完全相同；每经过半个周期，振动的情况（位移、速度、加速度）总是相反；据此分析即可．11.如图所示，质量分别为mB和mC的物块B和C用轻弹簧栓接，C放在水平面上，A的质量为mA，弹簧的劲度系数为k，整个系统处于静止状态。突然拿走静止在B上的A物块，在振动过程中C不会离开地面，B将在竖直方向做简谐运动，下列说法中正确的是（）A.mA一定小于mC B.mA一定不超过（mB+mC）C.B的振幅一定不超过 D.B的振幅一定不超过【答案】BC【解析】【详解】AB．拿走静止在B上的A物块后，物块B做简谐振动的振幅为，此时B在平衡位置时，弹簧的压缩量为，当B到达最高点时，物块C不离开地面，则即选项A错误，B正确；CD．拿走静止在B上的A物块后，物块B做简谐振动的振幅为，不超过，因mA和mB大小无法比较，可知选项C正确，D错误。故选BC。12.如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的是（）

A.b质点为振动加强点 B.c质点为振动减弱点C.该时刻a质点的振动位移为0 D.d质点既不振动加强也不振动减弱【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．由图可知，b质点是波峰与波峰相遇，由于振动同步且振幅相同，所以为振动加强点，故A正确；B．c质点为波谷与波谷相遇处，因此为振动加强点，故B错误；C．a质点是波峰与波谷相遇，由于振动同步且振幅相同，所以此时a质点的振动位移为0，故C正确；D．d在振动加强连线上，所以是振动加强点，故D错误。故选AC。13.下列说法中正确的是A.图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速度一定大于b束光在水珠中传播的速度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i逐渐增大到某一值后不会再有光线从bb′面射出C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小D.图丁是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的【答案】AC【解析】【分析】考查光的折射、反射、干涉．【详解】A．由折射率和光的传播速度之间的关系可知，折射率越大，传播速度越小，从图中可以看出，b光线在水中偏折更大，即b的折射率大于a的折射率，则a在水中的传播速度大于b的传播速度，A正确；B．当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，不论入射角如何增大，玻璃砖中的光线不会消失，所以一定有光线从面射出，B错误；C．根据双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距离d及光的波长的关系式可知，只减小屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小，C正确；D．因为不知道被测样表的放置方向，故不能判断此处是凸起的，D错误．故选AC．14.甲、乙两列简谐横波的传播速率相同，分别沿x轴正方向和负方向传播，t=0时刻两列波的前端刚好分别传播到x=-2m的质点A和x=1m的质点B，如图所示。已知横波甲的频率为2.5Hz，下列说法正确的是（）A.两列波相遇后会发生干涉现象B.乙波的频率为1.25HzC.乙波更易发生衍射现象D.两列波会同时传到x=-0.5m处，且该质点的振动方向沿y轴负方向【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．波在同种介质中传播速度相等，波的频率所以解得，乙波的频率为f乙=1.25Hz由于两波频率不同，不能发生干涉现象，A错误，B正确；C．波长越长的波越易发生衍射，由A项可知乙的频率小，故乙波的波长，所以乙波更易发生衍射现象，C正确；D．两列波的波速都为x=-0.5m处质点距A点和B点距离相同，因此两列波同时传到该处，根据传播方向和振动方向的关系，两列波在该点的振动方向都沿y轴正方向，D错误。故选BC。第Ⅱ卷非选择题（共52分）二、填空题（本题共2小题，共16分）15.用如图所示实验装置可验证a、b两个半径相等的小球在碰撞过程中的动量守恒和机械能守恒，按照以下步骤进行操作：在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B；把小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从固定点处由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C．(1)若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a球不反弹，a、b两球的质量、间的关系是________。（选填“”“”或“）(2)为完成本实验，必须测量的物理量有________。A小球a开始释放的高度hB木板水平向右移动的距离lC．a球和b球的质量、D点到A、B、C三点的距离、、(3)在实验误差允许的范围内，若动量守恒，其关系式应为_____________。(4)在实验误差允许的范围内，若机械能守恒，其关系式应为__________。【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】(1)在小球碰撞过程中水平方向动量守恒，故有碰撞前后动能相等，故有解得若要使a球的速度方向不变，则(2)[2]小球平抛运动的时间则初速度由于水平位移都相同，计算碰撞前后的速度关系，只要求得下降的高度y的关系即可，因此验证动量守恒，只要求出两球的质量m1，m2以及下降的高度y1，y2，y3即可，不必求出小球a开始释放的高度h

和木板水平向右移动的距离l。故选CD。(3)[3]根据由于平抛运动的初速度与下降高度二次方根的倒数成正比，可得系统的动量守恒。(4)[4]小球平抛运动的时间则初速度由于整理得成立时机械能守恒16.做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。（1）下列哪些措施能够提高实验准确程度？___________A．选用两光学表面间距较大的玻璃砖B．实验时入射角应该尽量小一些C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离应大一些（2）实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系分别如图、所示，其中甲用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以为界面画光路图。则：甲同学测得的折射率与真实值相比___________选填“偏大”“偏小”或“不变”乙同学测得的折射率与真实值相比___________选填“偏大”“偏小”或“不变”用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离，双缝间距用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。（4）分划板的中心刻线分别对准第条和第条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第条时读数，对准第条时读数，已知已知单缝与双缝的距离，双缝与屏的距离，单缝宽，双缝间距为求得所测红光波长为___________保留三位有效数字（5）在屏上观察到了干涉条纹。如果将双缝的间距变大，则屏上的干涉条纹的间距将变___________。选“大”或“小”【答案】①.AD##DA②.偏小③.不变④.⑤.小【解析】【详解】（1）[1]A．选用两光学表面间距较大的玻璃砖，从而使所作的折射光线较长，有利于减小角度的测量误差，故A符合题意；B．实验时入射角应该尽量小一些，则折射角也会较小，不利于减小角度的测量误差，故B不符合题意；C．选用粗的大头针完成实验，不利于减小所作光线位置的误差，故C不符合题意；D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离应大一些，有利于减小所作光线位置的误差，故D符合题意。故选AD。（2）[2]如图所示，甲同学作出的折射光线为图中虚线，实际折射光线为图中实线，由此可知折射角的测量值大于真实值，根据折射定律可知折射率的测量值与真实值相比偏小。[3]虽然乙同学所用的是梯形玻璃砖，但在操作正确的情况下不影响入射角和折射角的测量，所以乙同学测得的折射率与真实值相比不变。（3）[4]由题意可知相邻干涉条纹间距为双缝干涉相邻条纹间距公式为联立以上两式并代入数据解得所测红光波长为[5]如果将双缝的间距变大，即d2变大，则屏上的干涉条纹的间距将变小。三、计算题（本大题共3小题，共36分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）17.冰壶是冬奥会热