2024-2025学年天津市红桥区高二下学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高二物理第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、单选题（本题共5小题，每小题5分共25分）1.下列有关光学知识的说法正确的是（）A.3D电影技术利用了光的全反射原理B.光导纤维传输信号利用了光的干涉原理C.光学镜头上的增透膜利用了光的偏振原理D.遥远的恒星远离地球时，地球上接收到该恒星的光会变红【答案】D【解析】A．3D电影技术利用了光的偏振原理，选项A错误；B．光导纤维传输信号利用了光的全反射原理，选项B错误；C．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误；D．遥远的恒星远离地球时，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，地球上接收到该恒星的光会变红，故D正确。故选D。2.如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，取向上为正方向，下列说法正确的是（）A.周期为4s B.振幅为4cmC.时振子的速度最大 D.时弹簧的弹性势能最小【答案】A【解析】AB．由图乙可知周期为4s，振幅为2cm，故A正确，B错误；C．由图乙可知，时振子处于负向最大位移处，振子的速度为0，故C错误；D．由图乙可知，时振动处于平衡位置，此时弹簧仍处于伸长状态，后振子向上运动，弹簧的伸长量继续减小，弹簧的弹性势能继续减小，所以时弹簧的弹性势能不是最小，故D错误。故选A。3.位于坐标原点处的波源，从s时刻，从平衡位置开始向上振动，周期为0.8s，形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】根据题意可得波长m则s时，即经过一个周期后，刚好传播一个波长的距离，坐标原点处的波源从回到平衡位置向上振动，由于沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，s时的波形图为B选项中的波形图。故选B。4.用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（）A.将滤光片靠近单缝 B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将绿色滤光片换为红色 D.使用间距更大的双缝【答案】C【解析】根据条纹间距表达式A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，故A错误；B．将屏向靠近双缝的方向移动，L减小，则条纹间距减小，故B错误；C．将绿色的滤光片换为红色，波长变大，则条纹间距变大，故C正确；D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，故D错误。故选C。5.“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示，为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（）A.b光的波长大于a光的波长B.在冰晶中的传播速度a光大于b光C.a、b两束光可以发生干涉现象D.b光比a光更容易发生明显的衍射现象【答案】B【解析】A．因b光偏折程度大于a光，可知b光的折射率较大，频率较大，则b光的波长小于a光的波长，选项A错误；B．根据因b光折射率较大，可知在冰晶中的传播速度a光大于b光，选项B正确；C．a、b两束光的频率不同，不可以发生干涉现象，选项C错误；D．因a光波长较大，可知a光比b光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误。故选B。二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波传播到x=5m处的M点，波形如图1所示；图2是波形中某质点的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。下列说法正确的是（）A.图2是N质点的振动图像B.该简谐横波的起振方向为y轴正方向C.t=8s时质点Q首次到达波谷位置D.从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为50cm【答案】AD【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据峰前质点上振可知质点N在t=0时刻沿y轴正向振动，而图2中t=0时刻所描述的质点也沿y轴正向振动，所以图2是N质点的振动图像，故A正确；B．因M点在时刻沿y轴负向振动，可知波传到任意一点，该点的起振方向和波源的起振方向相同，故B错误；C．由波动图像知这列波的波长为由振动图像知周期则传播速度为代入解得根据波形平移法，处的波形传递Q点的距离为则Q点第一次到达波谷用时为代入解得故C错误；D．从开始计时到波刚传到Q点用时从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为故D正确。故选AD。7.如图所示，OBCD是半圆柱玻璃体的横截面，OD为直径。一束光沿AO方向从真空射入玻璃后分成两束光分别射到玻璃砖的B、C两点，射到B点的为b光，射到C点的为c光，下列说法正确的是（）A.b光频率大于c光B.在真空中b光的传播速率小于c光C.在真空中b光的波长小于c光的波长D.b光从O到B的时间小于c光从O到C的时间【答案】AC【解析】A．因b光的偏折程度较大，可知b光的折射率较大，则b光的频率大于c光，选项A正确；B．在真空中各种光的传播速度都相同，可知b光的传播速率等于c光，选项B错误；C．根据可知，在真空中b光的波长小于c光的波长，选项C正确；D．设光的入射角为i，折射角为r，则光在玻璃中的传播时间可知b光从O到B的时间等于c光从O到C的时间，选项D错误。故选AC。8.如图甲所示为一平静的水面，各点在同一条直线上，相邻两点间的距离均为0.5m，a、i两点各有一个振源且均由t=0时刻开始振动（振动方向与直线垂直），、振源的振动图像分别如图乙、图丙所示，且形成的水波的波速v=1m/s。下列说法正确的是（）A.e点的振幅为10cmB.点刚开始振动时的方向竖直向下C.a、i两点间（不包括a、i）有4个振动加强点D.a、i两点间（不包括a、i）有4个振动减弱点【答案】BC【解析】A．两波源起振方向相反，频率相等，则可发生干涉现象，e点到两振源的距离之差为零，则振动减弱，可知e点的振幅为0，选项A错误；B．a振源的振动首先传到c点，因a振源的起振方向竖直向下，可知点刚开始振动时的方向竖直向下，选项B正确；C．两列波的波长均为到两振源的距离之差为半波长奇数倍的点振动加强，可知a、i两点间（不包括a、i）有4个振动加强点，分别为b、d、f、h点，选项C正确；D．到两振源的距离之差为波长整数倍的点振动减弱，则a、i两点间（不包括a、i）有3个振动减弱点，分别为c、e、g点，选项D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三.实验题（本题满分12分，每空2分）9.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。（1）关于实验要点，下列说法正确的是______。A.两球大小可以不同B.两球必须是弹性小球C.斜槽可以不光滑D.斜槽末端必须水平（2）不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次，分别标出入射小球与被碰小球落点的平均位置M、N；用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、，则动量守恒定律的验证表达式为：__________。若，则说明碰撞属于_______（选填“弹性”、“完全非弹性”或“非完全弹性”）碰撞。【答案】（1）CD（2）弹性【解析】（1）A．为了能保证水平方向的对心碰撞，两个球的半径应该相同，故A错误；B．两球不一定是弹性的，可以是非弹性的，故B错误；C．斜槽可以不光滑，只要同一实验的前后两次从斜槽上同一位置由静止释放即可，故C正确；D．斜槽末端必须水平，这样才能保证球从斜槽末端飞出时做平抛运动，故D正确。故选CD。（2）[1]要验证的关系是因小球做平抛运动，落地时间相等，则即当表达式成立时，动量守恒定律得到验证；[2]当两球发生弹性碰撞时，根据能量守恒化简可得联立以上可得因此说明两球发生的是弹性碰撞。10.某同学采用插针法测玻璃的折射率，实验步骤如下：（1）在方格纸上画出一条直线a作为界面（线），过a上的一点О画出界面的法线MN、并画一条线段AO作为入射光线、再把玻璃砖放到方格纸上，上边界与a对齐，画出玻璃砖的下界面b的位置。（2）在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2。（3）在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述大头针P3的插法：插P3时，应使它挡住_________。（4）请在图中补充测定玻璃折射率所需的完整光路图，并在图中标注所需测量的物理量符号。_______（5）该同学在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向下平移了一些，之后才画上界面b，则所测得的折射率将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】（3）挡住P1、P2的像（4）（5）偏小【解析】[1]根据光路可逆原理，要确定出射光线的方向，应该在插P3时，使它挡住P1、P2的像，[2]补充后的光路如图所示[3]玻璃砖平移，导致折射角增大（蓝色线与法线夹角），如图所示根据折射定律折射率偏小。四、计算题（本大题共3个小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分,写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.一个质量为50kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g取10m/s2。求网对运动员的平均作用力大小。【答案】1625N【解析】设运动员质量为，触网速度大小为，离网速度大小为由题意，取向上为正方向，设网对运动员作用力大小为，由动量定理代入数据得12.如图甲所示，底座放在水平台面的压力传感器上，其上固定光滑竖直杆，轻弹簧套在竖直杆上，下端固定在底座上，上端连接质量m=0.2kg的小球，底座与杆的总质量M=0.2kg。将小球向上拉起一段距离，t=0时，释放小球，使小球在竖直方向振动起来，不计空气阻力。通过压力传感器描绘出压力随时间变化的图像如图乙所示，弹簧始终在弹性限度内。已知弹簧振子的周期公式重力加速度。（1）求t=0时弹簧的伸长量；（2）以平衡位置为坐标原点，取向上为正方向，求小球的振动位移x随时间t变化的函数关系表达式。【答案】（1）0.1m（2）或【解析】（1）由图像知代入弹簧振子周期公式可得由图像可知，t=0时刻台面对底座的支持力为零，对底座受力分析有解得t=0时弹簧的伸长量（2）小球在平衡位置时有可得弹簧的压缩量为振幅由题可知振动周期由角速度周期公式有设小球的初相为，则振动方程为t=0时，弹簧处于最高点，即位移为A，代入解得则小球的振动方程为或13.如图所示，半径足够大的光滑圆弧轨道与长的长木板构成物体B，圆弧的最低点与长木板的上表面相切于P点，B放在光滑的水平面上，质量为，质量为的木块A置于B的最左端，A与B的长木板部分间的动摩擦因数。质量为的子弹以水平向右的速度射入A，且留在A中，子弹和A相互作用的时间极短，重力加速度g取，A可视为质点。求：（1）子弹射入A后A的速度大小；（2）A从子弹射入到第一次到长木板P点过程中对B的冲量；（3）A沿B的圆弧轨道上滑的最大高度。【答案】（1）10m/s（2），方向水平向右（3）1m【解析】（1）子弹和木块A相互作用的时间极短，两者组成的系统动量守恒，由动量守恒定律解得子弹射入A后A的速度大小为（2）对子弹和木块A整体受力分析，由牛顿第二定律解得对B受力分析，由牛顿第二定律解得由运动学公式解得或（舍去）则木块A对物体B的冲量大小为方向水平向右。（3）木块A和子弹的整体与物体B相互作用的过程中，二者组成的系统水平方向动量守恒，由水平方向动量守恒定律解得由系统能量守恒定律解得A沿B的圆弧轨道上滑的最大高度为高二物理第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、单选题（本题共5小题，每小题5分共25分）1.下列有关光学知识的说法正确的是（）A.3D电影技术利用了光的全反射原理B.光导纤维传输信号利用了光的干涉原理C.光学镜头上的增透膜利用了光的偏振原理D.遥远的恒星远离地球时，地球上接收到该恒星的光会变红【答案】D【解析】A．3D电影技术利用了光的偏振原理，选项A错误；B．光导纤维传输信号利用了光的全反射原理，选项B错误；C．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误；D．遥远的恒星远离地球时，根据多普勒效应，地球接收到的光的频率会变小，则波长变长，地球上接收到该恒星的光会变红，故D正确。故选D。2.如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，取向上为正方向，下列说法正确的是（）A.周期为4s B.振幅为4cmC.时振子的速度最大 D.时弹簧的弹性势能最小【答案】A【解析】AB．由图乙可知周期为4s，振幅为2cm，故A正确，B错误；C．由图乙可知，时振子处于负向最大位移处，振子的速度为0，故C错误；D．由图乙可知，时振动处于平衡位置，此时弹簧仍处于伸长状态，后振子向上运动，弹簧的伸长量继续减小，弹簧的弹性势能继续减小，所以时弹簧的弹性势能不是最小，故D错误。故选A。3.位于坐标原点处的波源，从s时刻，从平衡位置开始向上振动，周期为0.8s，形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】根据题意可得波长m则s时，即经过一个周期后，刚好传播一个波长的距离，坐标原点处的波源从回到平衡位置向上振动，由于沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，s时的波形图为B选项中的波形图。故选B。4.用图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光。调整仪器，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增大条纹间距，可（）A.将滤光片靠近单缝 B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将绿色滤光片换为红色 D.使用间距更大的双缝【答案】C【解析】根据条纹间距表达式A．将滤光片靠近单缝，条纹间距不变，故A错误；B．将屏向靠近双缝的方向移动，L减小，则条纹间距减小，故B错误；C．将绿色的滤光片换为红色，波长变大，则条纹间距变大，故C正确；D．使用间距更大的双缝，d变大，则条纹间距减小，故D错误。故选C。5.“日晕”是日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的，如图所示，为一束太阳光照射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（）A.b光的波长大于a光的波长B.在冰晶中的传播速度a光大于b光C.a、b两束光可以发生干涉现象D.b光比a光更容易发生明显的衍射现象【答案】B【解析】A．因b光偏折程度大于a光，可知b光的折射率较大，频率较大，则b光的波长小于a光的波长，选项A错误；B．根据因b光折射率较大，可知在冰晶中的传播速度a光大于b光，选项B正确；C．a、b两束光的频率不同，不可以发生干涉现象，选项C错误；D．因a光波长较大，可知a光比b光更容易发生明显的衍射现象，选项D错误。故选B。二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）6.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波传播到x=5m处的M点，波形如图1所示；图2是波形中某质点的振动图像，Q是位于x=10m处的质点。下列说法正确的是（）A.图2是N质点的振动图像B.该简谐横波的起振方向为y轴正方向C.t=8s时质点Q首次到达波谷位置D.从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为50cm【答案】AD【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据峰前质点上振可知质点N在t=0时刻沿y轴正向振动，而图2中t=0时刻所描述的质点也沿y轴正向振动，所以图2是N质点的振动图像，故A正确；B．因M点在时刻沿y轴负向振动，可知波传到任意一点，该点的起振方向和波源的起振方向相同，故B错误；C．由波动图像知这列波的波长为由振动图像知周期则传播速度为代入解得根据波形平移法，处的波形传递Q点的距离为则Q点第一次到达波谷用时为代入解得故C错误；D．从开始计时到波刚传到Q点用时从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为故D正确。故选AD。7.如图所示，OBCD是半圆柱玻璃体的横截面，OD为直径。一束光沿AO方向从真空射入玻璃后分成两束光分别射到玻璃砖的B、C两点，射到B点的为b光，射到C点的为c光，下列说法正确的是（）A.b光频率大于c光B.在真空中b光的传播速率小于c光C.在真空中b光的波长小于c光的波长D.b光从O到B的时间小于c光从O到C的时间【答案】AC【解析】A．因b光的偏折程度较大，可知b光的折射率较大，则b光的频率大于c光，选项A正确；B．在真空中各种光的传播速度都相同，可知b光的传播速率等于c光，选项B错误；C．根据可知，在真空中b光的波长小于c光的波长，选项C正确；D．设光的入射角为i，折射角为r，则光在玻璃中的传播时间可知b光从O到B的时间等于c光从O到C的时间，选项D错误。故选AC。8.如图甲所示为一平静的水面，各点在同一条直线上，相邻两点间的距离均为0.5m，a、i两点各有一个振源且均由t=0时刻开始振动（振动方向与直线垂直），、振源的振动图像分别如图乙、图丙所示，且形成的水波的波速v=1m/s。下列说法正确的是（）A.e点的振幅为10cmB.点刚开始振动时的方向竖直向下C.a、i两点间（不包括a、i）有4个振动加强点D.a、i两点间（不包括a、i）有4个振动减弱点【答案】BC【解析】A．两波源起振方向相反，频率相等，则可发生干涉现象，e点到两振源的距离之差为零，则振动减弱，可知e点的振幅为0，选项A错误；B．a振源的振动首先传到c点，因a振源的起振方向竖直向下，可知点刚开始振动时的方向竖直向下，选项B正确；C．两列波的波长均为到两振源的距离之差为半波长奇数倍的点振动加强，可知a、i两点间（不包括a、i）有4个振动加强点，分别为b、d、f、h点，选项C正确；D．到两振源的距离之差为波长整数倍的点振动减弱，则a、i两点间（不包括a、i）有3个振动减弱点，分别为c、e、g点，选项D错误。故选BC。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三.实验题（本题满分12分，每空2分）9.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。已知入射小球质量为，被碰小球质量为，记录小球抛出点在地面上的垂直投影点O。（1）关于实验要点，下列说法正确的是______。A.两球大小可以不同B.两球必须是弹性小球C.斜槽可以不光滑D.斜槽末端必须水平（2）不放被碰小球，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置P；把被碰小球放在斜槽前端边缘位置，让入射小球从斜槽上紧靠挡板由静止滚下，使入射球与被碰球碰撞，重复多次，分别标出入射小球与被碰小球落点的平均位置M、N；用刻度尺分别测量M、P、N离O点的距离分别为、、，则动量守恒定律的验证表达式为：__________。若，则说明碰撞属于_______（选填“弹性”、“完全非弹性”或“非完全弹性”）碰撞。【答案】（1）CD（2）弹性【解析】（1）A．为了能保证水平方向的对心碰撞，两个球的半径应该相同，故A错误；B．两球不一定是弹性的，可以是非弹性的，故B错误；C．斜槽可以不光滑，只要同一实验的前后两次从斜槽上同一位置由静止释放即可，故C正确；D．斜槽末端必须水平，这样才能保证球从斜槽末端飞出时做平抛运动，故D正确。故选CD。（2）[1]要验证的关系是因小球做平抛运动，落地时间相等，则即当表达式成立时，动量守恒定律得到验证；[2]当两球发生弹性碰撞时，根据能量守恒化简可得联立以上可得因此说明两球发生的是弹性碰撞。10.某同学采用插针法测玻璃的折射率，实验步骤如下：（1）在方格纸上画出一条直线a作为界面（线），过a上的一点О画出界面的法线MN、并画一条线段AO作为入射光线、再把玻璃砖放到方格纸上，上边界与a对齐，画出玻璃砖的下界面b的位置。（2）在表示入射光线的AO上插上大头针P1、P2。（3）在玻璃砖的另一侧确定大头针P3、P4的位置，请用简洁的文字描述大头针P3的插法：插P3时，应使它挡住_________。（4）请在图中补充测定玻璃折射率所需的完整光路图，并在图中标注所需测量的物理量符号。_______（5）该同学在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向下平移了一些，之后才画上界面b，则所测得的折射率将___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】（3）挡住P1、P2的像（4）（5）偏小【解析】[1]根据光路可逆原理，要确定出射光线的方向，应该在插P3时，使它挡住P1、P2的像，[2]补充后的光路如图所示[3]玻璃砖平移，导致折射角增大（蓝色线与法线夹角），如图所示根据折射定律折射率偏小。四、计算题（本大题共3个小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分,写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.一个质量为50kg的蹦床运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动