2024-2025学年黑龙江省龙东地区高二上学期期末考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试题PAGEPAGE1黑龙江省龙东地区期末考试物理试题考试时间：75分钟试卷满分：100分一、单项选择题1.如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以64km/h的速度撞向刚性壁障，汽车速度短时间内减为0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（）A.安全气囊减少了碰撞过程中模型人的动能变化量B.安全气囊减小了碰撞过程中模型人的受力时间C.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力D.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量【答案】C【解析】A．碰撞过程中动能变化量为可知安全气囊没有改变碰撞过程中模型人的动能变化量，故A错误；B．安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，故B错误；C．由动量定理可得由于安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，所以模型人受到的冲击力减小，故C正确；D．根据动量定理可知，碰撞过程中模型人受到的冲量大小为所以安全气囊没有改变碰撞过程中模型人受到的冲量，故D错误。故选C。2.如图所示，两条船A、B的质量均为3m，静止于湖面上。质量为m的人一开始静止在A船中，人以对地的水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船……，经多次跳跃后，人停在B船上，不计水的阻力，则A船和B船（包括人）的动能之比为（）A.1∶1 B.4∶3 C.3∶2 D.9∶4【答案】B【解析】整个过程中，人和两船组成的系统动量守恒，系统初动量为零，故经次跳跃后，有所以根据联立求得故选B。3.小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（）A.1倍 B. C. D.【答案】C【解析】由题意知，激光经过光盘反射层凹痕处时，两束反射激光干涉减弱，两束激光的波程差为解得光盘凹痕的深度为故选C。4.如图所示，倾角为θ的斜面MN上的B点固定一光滑圆弧槽AB（对应的圆心角小于5°），其圆心在B点正上方的O点，另外，光滑斜面OC和OD的下端亦在MN上，让可视为质点的小球分别无初速度出发，从A点到达B的时间为，从O点到达C的时间为，从O点到达D的时间为。比较这三段时间，正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由单摆运动的等时性可知从A点到达B的时间由于OD垂直于MN，由几何知识可知OD与竖直方向夹角为倾角θ，则OD段为解得：分析可知OC与OB的夹角α小于θ，则OC段为则tC＜tD，所以tC＜tD＜tB5.真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，平行于半圆柱体底面固定放置一块平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P两点间的距离为，玻璃砖的折射率，则平面镜与玻璃砖底面间的距离为（）A. B. C.2R D.【答案】B【解析】根据题意，光路图如图所示根据折射定律可得结合几何关系有联立解得6.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s．关于该简谐波，下列说法不正确的是（）A.周期为1.2sB.波速为10m/sC.x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰D.若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则接收到的简谐波的频率大于2.5Hz【答案】A【解析】A．从波形图可看出从实线到虚线传播的时间为因为该简谐波的周期大于0.3s，可得周期A错误；B．从图中可知波长为，根据可得B正确；C．x=4m处的质点在t=0时刻位于平衡位置，且向轴负方向振动，由于可知x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰，C正确；D．该波的频率为根据多普勒效应可知当波源和观察者相互靠近，接收到的简谐波的频率大于波发出的频率，D正确。选不正确的，故选A。7.如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量，喷泉喷到人体的水柱横截面积，支撑人的水柱高，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度，重力加速度g取，则喷口处的水流速度为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】喷口处的水流速度为，与人体接触时水流速度为，设水流与人接触的很短时间内，水的质量设这部分水受到的向下的冲击力大小为，竖直向上为正方向，由动量定理得解得又根据牛顿第三定律，游戏者对人的冲击力大小对游戏者受力平衡得得解得由运动学公式解得故选C。二、多项选择题8.用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（）A.该橙光的波长是B.P点出现暗条纹C.仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小D.仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变【答案】AB【解析】A．该橙光的波长是选项A正确；B．光屏上某点P到双缝、的路程差为，可知P点出现暗条纹，选项B正确；C．仅将橙光换成红光，因红光波长大于橙光，根据则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大，选项C错误；D．仅将橙光换成紫光，因紫光波长小于橙光，根据则光屏上相邻两亮条纹的中心间距减小，选项D错误。故选AB。9.如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻璃砖上表面分为a，b两束单色光射出。下列说法正确的是（）A.a光在玻璃中传播的速度大于b光 B.a光的波长大于b光的波长C.a光的频率大于b光的频率 D.出射光束a、b相互平行【答案】CD【解析】BC．作出光路图如图所示由光路图可知，a光折射率较大，频率较大，根据可知a光的波长小于b光的波长，故C正确，B错误；A．根据可知a光在玻璃中传播的速度小于b光，故A错误；D．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，由几何知识可知出射光束一定相互平行，故D正确。故选CD。10.如图所示，竖直平面内光滑轨道末端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在轨道的最低点。现将滑块A从轨道的最高点无初速度释放。已知图中H=5m，mB=3mA，重力加速度g=10m/s2，则A、B碰后小滑块B的速度大小可能是（）A.2.5m/s B.5.5m/s C.4.5m/s D.11.5m/s【答案】AC【解析】滑块A从轨道的最高点滑至最低点过程有解得若两滑块发生的是完全非弹性碰撞，此时减小的机械能最多，滑块B的速度最小，则有解得若两滑块发生的是弹性碰撞，此时机械能守恒，滑块B的速度最大，则有解得可知，A、B碰后小滑块B的速度大小取值范围为可知，题中给出的速度只有可能是2.5m/s与4.5m/s.故选AC。三、非选择题11.蜀妹同学准备测量一个的直角三棱镜的折射率，实验步骤如下：（1）在木板上铺一张白纸，将三棱镜放在白纸上并描出三棱镜的轮廓，如图中所示。（2）在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的BC侧透过三棱镜观察两个大头针，当的像恰好被像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使_________。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。请完成下列实验内容：①将实验需要的光路图补充完整_________。②蜀妹用量角器测量光线在BC界面发生折射时，折射光线与BC边夹角为，则三棱镜的折射率_________。【答案】（1）挡住P3和P1、P2的像（2）1.6【解析】（2）[1]再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。①[2]光路图如图所示[3]根据几何关系可知光线在BC面的入射角为30°，折射角为53°，根据折射定律可得12.某实验小组验证动量守恒定律。主要实验器材有：质量不同的滑块a、b，天平，两个相同轻质弹簧，压力传感器A、B及其配件，气垫导轨及其配件。（1）用天平测出a、b两个滑块的质量分别为、。（2）用充气泵给气垫导轨充气，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上，两滑块与两弹簧不连接。如图甲所示。（3）水平向右推滑块a，使右侧弹簧适当压缩井锁定。压力传感器开始记录数据，同时开始计时，0.5s时刻释放a。a与b发生碰撞后，b向左运动并压缩左侧弹簧，a向右运动并再次压缩右侧弹簧。该过程中，压力传感器A、B受到的压力随时间变化的图像分别如图乙中A、B所示。（4）若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示，弹簧的劲度系数k=______N/m，释放滑块a过程中，弹簧对滑块a做的功为W=______J，滑块a获得的速度为=______m/s。（5）滑块a被反弹，压缩A上的弹簧______mm后速度为零，由此可以计算得出碰撞后a的速度为______m/s，同理可得b的速度为0.76m/s．（6）取向左为正方向，滑块a和滑块b组成的系统，碰撞前总动量为=______kg·m/s，碰撞后总动量为=______kg·m/s。实验相对误差=______，如果小于5%，则可认为动量守恒。（所有空均保留3位有效数字）【答案】（4）4000.08001.00（5）4.000.200（6）0.1600.1581.25%【解析】（4）[1]若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示，弹簧的劲度系数[2]根据图丙中图像与横轴围成的面积表示弹簧对a做的功，则有弹簧对滑块a做的功为[3]根据滑块a获得的速度为（5）[4][5]滑块a被反弹，压缩A上的弹簧后速度为零，根据可以计算得出碰撞后a的速度为（6）[6]取向左为正方向，滑块a和滑块b组成的系统，碰撞前总动量为[7]碰撞后总动量为[8]实验相对误差13.如图所示，半圆形透明介质的横截面半径为R。一束光从半圆形透明介质的下边缘以入射角从直线边界射入透明介质，光束在半圆形透明介质的弧形面发生两次反射后刚好从上边缘射出。已知光在真空中传播的速度为c。求：（1）半圆形透明介质的折射率；（2）半圆形透明介质的全反射临界角；（3）光线在半圆形透明介质中传播的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】光路图如图所示（1）由图中几何关系可知，光束折射角由折射定律，玻璃砖的折射率（2）由得（3）光线在半圆形透明介质中传播速度光线在半圆形透明介质中传播距离光线在半圆形透明介质中传播的时间14.我国“祝融号”火星探测器质量达240kg，着陆火星时，经历了气动减速、伞降减速和动力减速后，在距离火星高度约99m处进行悬停，挑选相对平坦的区域进行降落。在最后的落“火”瞬间，竖直向下的速度约为3.6m/s，用0.2s触地停稳。已知火星表面附近的重力加速度约为，根据上述材料求解：（1）如果将探测器从悬停到着陆的过程视为做匀加速直线运动，试求该下降过程经历的时间和加速度大小；（2）在触地瞬间，着陆平台对祝融号火星车的平均冲击力大小。【答案】（1），（2）【解析】（1）已知从悬停到落“火”瞬间做匀加速直线运动，初速度为零，末速度为，位移为根据可得根据可得（2）触地过程，取向下为正方向，根据动量定理，有可得15.一列沿x轴负方向传播简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，此时坐标为的质点刚好开始振动，质点P的坐标为。在时刻，质点P首次位于波峰位置，质点Q的坐标是。求：（1）这列波的传播速度；（2）从t=0至时间内，质点Q通过的路程。【答案】（1）5m/s；（2）16cm【解析】（1）由题图可知，t=0时质点P位于平衡位置，且沿y轴负方向运动，所以再经过质点P振动到波峰位置，由题意可得解得波的周期为T=0.8s由题图可知波长为λ=4m，则波速为（2）t=0时坐标为的质点刚好开始振动，可知质点Q开始振动的时刻为质点Q从开始振动到，振动的时间为所以该段时间内，质点Q通过的路程为黑龙江省龙东地区期末考试物理试题考试时间：75分钟试卷满分：100分一、单项选择题1.如图所示，测试汽车安全气囊的实验中，汽车载着模型人以64km/h的速度撞向刚性壁障，汽车速度短时间内减为0，同时，安全气囊弹出，保护模型人。则关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（）A.安全气囊减少了碰撞过程中模型人的动能变化量B.安全气囊减小了碰撞过程中模型人的受力时间C.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲击力D.安全气囊减小了碰撞过程中模型人受到的冲量【答案】C【解析】A．碰撞过程中动能变化量为可知安全气囊没有改变碰撞过程中模型人的动能变化量，故A错误；B．安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，故B错误；C．由动量定理可得由于安全气囊增加了碰撞过程中模型人的受力时间，所以模型人受到的冲击力减小，故C正确；D．根据动量定理可知，碰撞过程中模型人受到的冲量大小为所以安全气囊没有改变碰撞过程中模型人受到的冲量，故D错误。故选C。2.如图所示，两条船A、B的质量均为3m，静止于湖面上。质量为m的人一开始静止在A船中，人以对地的水平速度v从A船跳到B船，再从B船跳到A船……，经多次跳跃后，人停在B船上，不计水的阻力，则A船和B船（包括人）的动能之比为（）A.1∶1 B.4∶3 C.3∶2 D.9∶4【答案】B【解析】整个过程中，人和两船组成的系统动量守恒，系统初动量为零，故经次跳跃后，有所以根据联立求得故选B。3.小明通过查阅资料了解了光盘存储的原理，了解到其原理是，如图所示，激光经过凸透镜会聚后，当经过光盘反射层凹痕的边缘时，两束反射回的激光会干涉减弱，光强变小，经过光电转换形成明显信号，那么光盘凹痕的深度应为激光波长的（）A.1倍 B. C. D.【答案】C【解析】由题意知，激光经过光盘反射层凹痕处时，两束反射激光干涉减弱，两束激光的波程差为解得光盘凹痕的深度为故选C。4.如图所示，倾角为θ的斜面MN上的B点固定一光滑圆弧槽AB（对应的圆心角小于5°），其圆心在B点正上方的O点，另外，光滑斜面OC和OD的下端亦在MN上，让可视为质点的小球分别无初速度出发，从A点到达B的时间为，从O点到达C的时间为，从O点到达D的时间为。比较这三段时间，正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】由单摆运动的等时性可知从A点到达B的时间由于OD垂直于MN，由几何知识可知OD与竖直方向夹角为倾角θ，则OD段为解得：分析可知OC与OB的夹角α小于θ，则OC段为则tC＜tD，所以tC＜tD＜tB5.真空中半径为R的半圆柱体玻璃砖的截面图如图所示，平行于半圆柱体底面固定放置一块平面镜。一束单色光从玻璃砖底面上的P点垂直射入玻璃砖，从玻璃砖侧面上的Q点射出，经平面镜反射后从玻璃砖侧面再次进入玻璃砖，从M点垂直玻璃砖底面射出。已知O、P两点间的距离为，玻璃砖的折射率，则平面镜与玻璃砖底面间的距离为（）A. B. C.2R D.【答案】B【解析】根据题意，光路图如图所示根据折射定律可得结合几何关系有联立解得6.如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s．关于该简谐波，下列说法不正确的是（）A.周期为1.2sB.波速为10m/sC.x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰D.若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则接收到的简谐波的频率大于2.5Hz【答案】A【解析】A．从波形图可看出从实线到虚线传播的时间为因为该简谐波的周期大于0.3s，可得周期A错误；B．从图中可知波长为，根据可得B正确；C．x=4m处的质点在t=0时刻位于平衡位置，且向轴负方向振动，由于可知x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰，C正确；D．该波的频率为根据多普勒效应可知当波源和观察者相互靠近，接收到的简谐波的频率大于波发出的频率，D正确。选不正确的，故选A。7.如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量，喷泉喷到人体的水柱横截面积，支撑人的水柱高，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度，重力加速度g取，则喷口处的水流速度为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】喷口处的水流速度为，与人体接触时水流速度为，设水流与人接触的很短时间内，水的质量设这部分水受到的向下的冲击力大小为，竖直向上为正方向，由动量定理得解得又根据牛顿第三定律，游戏者对人的冲击力大小对游戏者受力平衡得得解得由运动学公式解得故选C。二、多项选择题8.用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图甲所示，光屏上某点P到双缝、的路程差为，如图乙所示，已知真空中的光速为，如果用频率为的橙光照射双缝，则下列说法正确的是（）A.该橙光的波长是B.P点出现暗条纹C.仅将橙光换成红光；则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变小D.仅将橙光换成紫光，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距不变【答案】AB【解析】A．该橙光的波长是选项A正确；B．光屏上某点P到双缝、的路程差为，可知P点出现暗条纹，选项B正确；C．仅将橙光换成红光，因红光波长大于橙光，根据则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大，选项C错误；D．仅将橙光换成紫光，因紫光波长小于橙光，根据则光屏上相邻两亮条纹的中心间距减小，选项D错误。故选AB。9.如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，在玻璃砖上表面分为a，b两束单色光射出。下列说法正确的是（）A.a光在玻璃中传播的速度大于b光 B.a光的波长大于b光的波长C.a光的频率大于b光的频率 D.出射光束a、b相互平行【答案】CD【解析】BC．作出光路图如图所示由光路图可知，a光折射率较大，频率较大，根据可知a光的波长小于b光的波长，故C正确，B错误；A．根据可知a光在玻璃中传播的速度小于b光，故A错误；D．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，由几何知识可知出射光束一定相互平行，故D正确。故选CD。10.如图所示，竖直平面内光滑轨道末端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在轨道的最低点。现将滑块A从轨道的最高点无初速度释放。已知图中H=5m，mB=3mA，重力加速度g=10m/s2，则A、B碰后小滑块B的速度大小可能是（）A.2.5m/s B.5.5m/s C.4.5m/s D.11.5m/s【答案】AC【解析】滑块A从轨道的最高点滑至最低点过程有解得若两滑块发生的是完全非弹性碰撞，此时减小的机械能最多，滑块B的速度最小，则有解得若两滑块发生的是弹性碰撞，此时机械能守恒，滑块B的速度最大，则有解得可知，A、B碰后小滑块B的速度大小取值范围为可知，题中给出的速度只有可能是2.5m/s与4.5m/s.故选AC。三、非选择题11.蜀妹同学准备测量一个的直角三棱镜的折射率，实验步骤如下：（1）在木板上铺一张白纸，将三棱镜放在白纸上并描出三棱镜的轮廓，如图中所示。（2）在垂直于AB的方向上插上两枚大头针和，在棱镜的BC侧透过三棱镜观察两个大头针，当的像恰好被像挡住时，插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使_________。移去三棱镜和大头针，大头针在纸上的位置如图所示。请完成下列实验内容：①将实验需要的光路图补充完整_________。②蜀妹用量角器测量光线在BC界面发生折射时，折射光线与BC边夹角为，则三棱镜的折射率_________。【答案】（1）挡住P3和P1、P2的像（2）1.6【解析】（2）[1]再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像。①[2]光路图如图所示[3]根据几何关系可知光线在BC面的入射角为30°，折射角为53°，根据折射定律可得12.某实验小组验证动量守恒定律。主要实验器材有：质量不同的滑块a、b，天平，两个相同轻质弹簧，压力传感器A、B及其配件，气垫导轨及其配件。（1）用天平测出a、b两个滑块的质量分别为、。（2）用充气泵给气垫导轨充气，调节气垫导轨水平，并将两轻质弹簧水平固定在压力传感器上，两滑块与两弹簧不连接。如图甲所示。（3）水平向右推滑块a，使右侧弹簧适当压缩井锁定。压力传感器开始记录数据，同时开始计时，0.5s时刻释放a。a与b发生碰撞后，b向左运动并压缩左侧弹簧，a向右运动并再次压缩右侧弹簧。该过程中，压力传感器A、B受到的压力随时间变化的图像分别如图乙中A、B所示。（4）若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示，弹簧的劲度系数k=______N/m，释放滑块a过程中，弹簧对滑块a做的功为W=______J，滑块a获得的速度为=______m/s。（5）滑块a被反弹，压缩A上的弹簧______mm后速度为零，由此可以计算得出碰撞后a的速度为______m/s，同理可得b的速度为0.76m/s．（6）取向左为正方向，滑块a和滑块b组成的系统，碰撞前总动量为=______kg·m/s，碰撞后总动量为=______kg·m/s。实验相对误差=______，如果小于5%，则可认为动量守恒。（所有空均保留3位有效数字）【答案】（4）4000.08001.00（5）4.000.200（6）0.1600.1581.25%【解析】（4）[1]若弹簧弹力大小与形变量的关系如图丙所示，弹簧的劲度系数[2]根据图丙中图像与横轴围成的面积表示弹簧对a