天津市双菱中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷（含解析）

2024-2025学年天津市和平区双菱中学高二（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共5小题，共25分。1.关于如图四幅生活情景图，说法正确的是(

)

A.图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的折射原理

B.图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的衍射现象

C.图丙中当声源远离观察者时，观察者接收到的声音的频率小于波源的频率

D.图丁中观众观看3D电影时，戴的眼镜镜片利用了光的全反射原理2.如图1所示，在绘制单摆做简谐运动的图像时，甲、乙两同学用不同摆长的沙摆和同样长的纸带，分别作出如图2和图3所示实验结果。已知实验中图2、图3纸带运动的平均速度大小相等，则甲、乙同学所用沙摆的摆长L甲：L乙为(

)A.9：16

B.16：9

C.3：4

D.4：33.如图所示，某人站在一辆平板车的右端，车静止在光滑的水平地面上，现人用铁锤连续敲击车的右端。下列对平板车的运动情况描述正确的是(

)A.锤子抡起的过程中，车向右运动

B.锤子下落的过程中，车向左运动

C.锤子抡至最高点时，车速度为0

D.锤子敲击车瞬间，车向左运动4.如图所示，合肥六中物理探究学习小组的同学们，用一束可见光以相同的入射角θ射入半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光A和B，下列说法正确的是(

)A.在真空中，B光波长比A光波长小

B.A、B两束光相比较，在真空中的传播速度A光比B光大

C.用同一双缝干涉实验装置做实验，A光的干涉条纹间距小于B光的条纹间距

D.若保持入射点O位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，A光先从玻璃中消失

5.装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5s。竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。于玻璃管，下列说法正确的是(

)A.系统受到重力、浮力和回复力的作用

B.位移满足函数式x=4sin(4πt-56π)cm

C.振动频率与按压的深度有关二、多选题：本大题共3小题，共15分。6.如图甲所示，物体A以速度v0水平抛出，图甲中的虚线是物体A做平抛运动的轨迹。图乙中的曲线是一光滑轨道，轨道的形状与物体A的轨迹完全相同。让物体B从轨道顶端无初速下滑，物体B下滑过程中没有脱离轨道。物体A、B质量相等，且都可以看作质点。下列说法正确的是(

)A.物体B的机械能不守恒 B.两物体重力的冲量不相等

C.两物体合力做功相等 D.两物体落地时重力的瞬时功率相等7.“战绳”训练是近年健身的一种流行项目，“战绳”可简化为如图所示的弹性轻绳。人们用手抓紧绳子，做出甩绳子的动作，使绳子呈波浪状向前推进，形成横波(可视为简谐横波)。t=3s时波形图如图1所示，图2是绳上某质点的振动图像，下列说法中正确的是(

)

A.波源开始振动的方向向上

B.该波的波速为2.4m/s

C.该质点与波源的距离为1.2m

D.0∼3s时间内该质点通过的路程为4.8m8.如图所示，相距1m的光滑平行U形金属导轨与水平面成30∘角固定放置，匀强磁场与导轨平面垂直，质量为0.2kg的金属杆与导轨垂直放置，最初静止在导轨最低位置。某时刻给金属杆一沿斜面向上的恒定拉力F=2.6N，经过1s金属杆达到最大速度2m/s。导轨电阻不计，金属杆与导轨接触良好，金属杆接入电路部分的电阻为0.2Ω，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是(

)A.匀强磁场磁感应强度大小为0.4T

B.0∼1s时间内通过回路的电荷量为2C

C.0∼1s时间内金属杆的位移大小为1.2m

D.0∼2s内回路产生的热量为5.2J三、填空题：本大题共4小题，共14分。9.如图甲为研究单摆共振现象的装置，其中a、c小球摆长相同，三个小球质量相等且均可视为质点。图乙为a球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像。所有小球静止时，现将a球向后拉开一个小角度后释放(可视为简谐运动)，一段时间后，其余小球也摆动起来，其中振幅最大的是______(选填“b”或“c”)球。10.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同，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，b、d在S1、S2的中垂线上，d质点是振动______(加强点、减弱点或既不是加强点也不是减弱点)，再过T4后的时刻，c质点将处于______(波峰、波谷或平衡位置11.如图所示，一小孩在河水清澈的河面上沿直线游泳，已知这条河的深度为7m，不考虑水面波动对视线的影响。某时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，向前游了3m时他恰好看不到小石块了，则河水的折射率是______，若光在真空中的速度是c=3.0×108

12.冰壶运动，又称掷冰壶、“冰上溜石”，是冬奥会上以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，深受观众喜爱。A、B两冰壶在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的x-t图像如图所示，已知mA=0.2kg，则根据图像可得物体B的质量为______kg，冰壶之间的碰撞属于______(选填“弹性碰撞”、“完全非弹性碰撞”、“一般碰撞”)。四、实验题：本大题共2小题，共14分。13.某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中，画出的光路如图甲所示。

(1)下列关于大头针P3、P4的位置，说法正确的是______(填字母)。

A.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像

B.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像

C.插上大头针P4、使P4挡住P1、P2的像和P3

D.插上大头针P4、使P4仅挡住P1

(2)该实验小组的同学在甲图的基础上，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n=14.利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，其中两滑块质量不同，但滑块上的遮光片规格相同。

(1)利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d=______cm；

(2)若验证完全非弹性碰撞时动量守恒，应选用______(选填字母)组滑块进行实验。(A中在两滑块接触的一面安装了弹性圆环；B中左边滑块右侧装了撞针，右侧滑块左边附着一块橡皮泥；C未做任何处理)

(3)有同学发现遮光条宽度的测量值偏大，则对实验结果______(选填“有影响”或“无影响”)。

(4)将滑块1放到光电门1的左侧，滑块2放到光电门1与光电门2之间，向右轻推滑块1使它与滑块2相碰。光电门1的计时器显示遮光时间为t1，光电门2的计时器先后显示有两次遮光时间，依次为t2、t3，若碰撞为弹性碰撞，应满足的表达式为1t1=______(用已给的物理量符号表示五、计算题：本大题共2小题，共32分。15.如图所示，滑块A、B、C静置在光滑水平面上，滑块C的左端连有轻质弹簧，弹簧初始时处于自然伸长状态，A、B、C的质量分别为m1=0.3kg，m2=0.2kg，m3=1.0kg。现使滑块A以v0=10m/s的速度沿水平面向右运动，A、B发生碰撞后粘在一起(碰撞时间极短)，弹簧始终在弹性限度内。求：

(1)A、B发生碰撞后，粘在一起的共同速度大小v共；

(2)粘在一起的A、B挤压弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；

16.如图所示，足够长的光滑斜面倾角为θ=30∘，斜面上方空间等间距分布着垂直斜面向上的条形匀强磁场，磁感应强度大小B=1T，条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为L=0.4m，现有一边长L=0.4m、质量m=0.48kg、电阻R=0.2Ω的正方形线框abcd在斜面上距离第一个条形磁场上边界L=0.4m处由静止释放，从刚进入磁场开始经过时间t=0.96s，线框速度达到v1=2.8m/s，已知重力加速度g=10m/s2，求：

(1)线框ab边刚进入磁场时受到的安培力的大小F；

(2)线框匀速运动的速度大小vm；

(3)从释放线框到线框速度达到v答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A.图甲中音乐喷泉中的光能“沿水传播”，主要是利用了光的全反射原理，不是光的折射，故A错误；

B.图乙中肥皂膜呈现出彩色条纹，是光的干涉现象，不是衍射现象，故B错误；

C.图丙中根据多普勒效应可知当声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于波源的频率，故C正确；

D.图丁中观众观看3D电影时，戴的眼镜镜片利用了光的偏振原理，不是全反射原理，故D错误。

故选：C。

根据全反射原理，干涉原理，多普勒效应，光的偏振原理等知识点逐一分析判断。

本题主要考查光的全反射、薄膜干涉、多普勒效应以及偏振现象，根据各现象产生原理解答。2.【答案】A

【解析】解：实验中图2、图3纸带运动的平均速度大小相等，由图2与图3所示可知，纸带运动时间t=2T甲=1.5T乙，

由单摆周期公式T=2πLg可知：L=gT24π2，则两单摆摆长之比3.【答案】C

【解析】【分析】

本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，难度不大，属于基础题，掌握系统动量守恒是解决问题的关键。

【解答】

AB.人和锤、车组成的系统在水平方向上动量守恒，无论锤子抡起还是下落过程，锤子在水平方向上速度方向会发生改变，因此车水平方向运动方向也会发生改变，故AB错误

C.人和锤、车组成的系统在水平方向上动量守恒，总动量为零，锤运动到最高点时，锤与车、人的速度是相等的，所以它们的速度都是0，故C正确；

D.锤敲击车瞬间，锤在的速度减小至零，锤的动量由向左变为零，根据动量守恒知，车的动量和速度由向右变为零，故D错误。

故选C。4.【答案】C

【解析】解：A.根据光路图可得为A光的偏折程度大于B光，所以根据折射定律可知玻璃对A光的折射率大于对B光的折射率，根据折射率大，频率大，波长短，则A光在真空中的波长小于B光在真空中的波长，故A错误；

B.A、B两束光在真空中的传播速度相等，故B错误；

C.由以上分析可知A光的波长小于B光的波长，所以如果同一套双缝干涉装置进行实验，由Δx=Ldλ

可知，A光的干涉条纹间距比B光小，故C正确；

D.根据n=sinθsinγ

可知若保持入射点O位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，但是折射角一定小于入射角，所以两束单色光A和B都不会从玻璃中消失，故D错误。

故选：C。

5.【答案】B

【解析】解：A.玻璃管(包括管内液体)只受到重力和水的浮力，所以玻璃管做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A错误；

B.玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，振动周期为0.5s，则ω=2πT,解得ω=4πrad/s

由题意可知图像中A=4cm

t=0时刻x0=-12A=Asinφ0

结合t=0时刻玻璃管振动的方向向下，可知φ0=76π

则玻璃管的位移满足函数关系式为x=Asin(ωt+φ0)=4sin(4πt+76π)cm=46.【答案】BC

【解析】解：AC.由题意可知，两物体下落过程中，都只有重力做功，则A、B的机械能均守恒，又因为A、B质量相等，且A、B初末位置的高度差相等，则由W=mgh可知，两物体合力做功相等，故A错误，C正确；

B.由题知，A物体做的是平抛运动，在竖直方向的加速度为g，而B物体做的不是平抛运动，因为轨道弹力的存在，竖直方向的加速度小于g，所以两物体同时开始运动，运动时间不同，则根据IG=mgt可知，两物体重力的冲量不相等，故B正确；

D.设A、B初末位置的高度差为h，

A做的是平抛运动，则A落地时，竖直方向的分速度满足：vyA2=2gh，

解得：vyA=2gh，

对B，由机械能守恒定律可得：mgh=12mvB2，

解得，B落地时的速度大小为：vB=2gh，

由图乙可知，B落地时的速度不是竖直向下，则B落地时，竖直方向的分速度满足：vyB<vB，7.【答案】BC

【解析】解：A.由题图2绳上某质点的振动图像可知，该质点开始振动的方向向下，可知波源开始振动的方向向下，故A错误；

B.根据图1可知该波的波长为2.4m，根据图2可知该波的周期为1s，则波速v=λT,解得v=2.4m/s，故B正确；

C.该质点开始振动的时刻为0.5s，由x=vt=1.2m，可知质点与波源的距离为1.2m，故C正确；

D.一个周期内质点通过的路程为4A，0∼3s内该质点运动2.5s，故2.5s内质点通过的路程s=10A解得s=4m，故D错误。

故选：BC。

由图2确定波源开始振动的方向；根据波速计算公式求解波速；根据x=vt求解该质点与波源的距离；一个周期内质点通过的路程为4A，半个周期运动路程等于2A8.【答案】AD

【解析】解：A、金属杆达到最大速度时，合力为零，由平衡条件得

F=mgsin⁡30∘+F安

其中F安=BBLvmRL=B2L2vmR

解得B=0.4T，故A正确；

B、0∼1s时间内，取沿导轨向上为正方向，由动量定理有

Ft-mgsin30∘t-BI-Lt=mvm-0

其中q=I-t

解得0∼1s时间内通过回路的电荷量为q=3C，故B错误；

C、根据q=E-Rt=ΔΦtRt=BLxR9.【答案】c

【解析】解：由于所有单摆的振动都是由a摆驱动的，a和c摆的摆长相等，它们的固有频率相同，当a摆振动时，c摆会因为共振而具有最大的振幅。

故答案为：c。

单摆的固有频率与驱动频率相匹配，则该单摆会发生共振，其振幅会达到最大。

本题的核心在于理解受迫振动和共振的概念。单摆的固有频率与驱动频率相匹配，则该单摆会发生共振，其振幅会增大。10.【答案】加强点

平衡位置

【解析】解：由题图知，两波源的相位相同，d质点到两波源的距离相同，则d质点是振动加强点；由题图知，图示时刻c质点处于波谷位置，则再过T4后的时刻，c质点将处于平衡位置向上振动。

故答案为：加强点；平衡位置

两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱，如果两列波振幅相同，振动加强点的振幅等于波单独传播时振幅的2倍。

11.【答案】43

2.25×【解析】解：向前游了3m时他恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角C，如图

根据几何关系得sinC=ss2+h2=332+(7)2=34

根据全反射临界角公式得sinC=1n

解得河水的折射率n=4312.【答案】0.6

弹性碰撞

【解析】解：x-t图线的斜率表示速度，则碰撞前，有vA=82m/s=4m/s，vB=0

碰撞后，vA'=0-86-2m/s=-2m/s，vB'=16-86-2m/s=2m/s

以碰撞前A的方向为正方向，由动量守恒定律可知

mAvA+mBvB13.【答案】AC；

ACBD；

不变【解析】解：(1)插上大头针P3，应使P3挡住P1、P2的像；插上大头针P4、使P4挡住P1、P2的像和P3，故BD错误，AC正确。

故选：AC。

(2)玻璃的折射率n=sinisinr=ACAOBDBO=ACBD

(3)如图所示

实线表示玻璃砖平移后实际的光路，虚线表示实验中得到的光路，可知实验中得到的入射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等，由折射定律可知，测出的折射率不变。

故答案为：(1)AC；(2)ACBD；(3)不变

14.【答案】0.545；

B；

无影响；

1t【解析】解：(1)游标卡尺的精确度为0.05mm，遮光片的宽度d=0.5cm+0.05mm×9=0.545cm

(2)若验证完全非弹性碰撞时动量守恒，则碰后两物体黏在一起，则应该左边滑块右侧装撞针，右侧滑块左边附着一块橡皮泥，碰后黏在一起，则选B。

(3)设左边滑块质量为m1，右边滑块质量为m2，让m1去碰m2，m1碰前遮光时间为t1，m1碰后遮光时间为t1'，m2碰后遮光时间为t2'；根据动量守恒定律可知，要验证的动量守恒表达式为：m1dt1=m1dt1'+m2dt2'

会发现d会被约掉，故无影响。

(4)光电门1的计时器显示遮光时间为t1，光电门2的计时器先后显示有两次遮光时间，依次为t2、t3，分别对应滑块2和滑块1碰后遮光时间。

15.【答案】A、B发生碰撞后，粘在一起的共同速度大小为6m/s；

粘在一起的A、B挤压弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能为6J；

弹簧再次恢复原长时，A、B粘连体速度大小