湖南省娄底市涟源市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-03-22 类型：期末考试

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 关于机械波和光，下列说法正确的是（　　）

A、机械波和光都能发生干涉和衍射现象 B、体检项目“彩超”，利用了光的多普勒效应 C、“光导纤维”利用了光的偏振现象 D、“泊松亮斑”是光波的干涉现象

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2. 小球A的质量为m，速度为v，与同一水平直线上运动的小球B相撞，小球A以原速率v反向弹回，以小球碰前的速度方向为正方向，关于上述过程小球A的动能变化和动量变化，以下结果正确的是（　　）

A、0，0 B、0，-2mv C、0，2mv D、mv² ， 0

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3. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A、质点振动频率是4Hz B、在10s内质点经过的路程是20cm C、第4s末质点的速度是零 D、在 $t = 1 s$ 和 $t = 3 s$ 两时刻，质点位移大小相等、方向相同

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4. 一束激光由光导纤维左端的中心点O以 $α = 60 °$ 的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角 $θ = 60 °$ 多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长为 $60 m$ ，光在真空中的传播速度 $c = 3.0 \times 10^{8} m / s$ 。该激光在光导纤维中传输所经历的时间为（）

A、 $2 \times 10^{- 8} s$ B、 $4 \times 10^{- 8} s$ C、 $2 \times 10^{- 7} s$ D、 $4 \times 10^{- 7} s$

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5. 如图，甲、乙两个单摆悬挂在同一水平天花板上，两摆球间用一根细线水平相连，两摆线与竖直方向的夹角θ₁>θ_2. ，当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，以水平地板为参考面，可知（　　）

A、甲摆的周期等于乙摆的周期 B、甲摆球的最大重力势能等于乙摆球的最大重力势能 C、甲摆球的最大速度小于乙摆球的最大速度 D、甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能

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6. 两个振幅不等的相干波源 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 产生的波在同一种均匀介质中传播，形成如图所示稳定图样．图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c点是 $a d$ 连线的中点．下列说法正确的是（）

A、a点振动加强，b点振动减弱 B、c点可能一直处于平衡位置 C、某时刻质点a、b的位移大小可能均为零 D、经过半个周期，d处质点将传播至b点位置

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7. 如图所示，甲图为参与波动的质点P的振动图像，乙图为一列沿x轴传播的简谐横波在t=2s时刻的波动图像，则下列判断错误的是（　　）

A、该波的传播速率为1m/s B、该波的传播方向沿x轴正方向 C、在 $0 ~ 2 s$ 时间内，质点P的路程为1.2m D、这列简谐横波与另一列频率为0.25Hz的简谐横波相遇能发生稳定的干涉现象

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8. 如图所示，质量为 $M = 4 k g$ 的小车静止在光滑水平面上，小车 $A B$ 段是半径为 $R = 1 m$ 的四分之一光滑圆弧轨道， $B C$ 段是长为 $L$ 的粗糙水平轨道，两段轨道相切于 $B$ 点。一质量为 $m = 1 k g$ 的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入 $B C$ 轨道，最后恰好停在 $C$ 点，滑块与轨道 $B C$ 间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为 $g = 10 m / s^{2}$ ，则（　　）

A、整个过程中滑块和小车组成的系统动量守恒 B、滑块由A滑到 $B$ 过程中，滑块的机械能守恒 C、 $B C$ 段长 $L = 1 m$ D、全过程小车相对地面的位移大小为 $0.6 m$

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二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，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.

9. 下列说法正确的是（　　）

A、两列频率不同的波相遇时不能发生干涉现象 B、轻绳连接小球在竖直面内做小角度摆动时，小球做阻尼振动，所以小球往复摆动一次的时间逐渐减小 C、做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关 D、光由一种介质进入另一种介质时，传播方向一定改变

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10. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示为一束太阳光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，比较a、b两种光，下列说法正确的是（）

A、a光的频率比b光的低 B、在冰晶中，b光的传播速度比a光的大 C、用同一装置做双缝干涉实验时，b光相邻亮条纹间距比a光的大 D、从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的大

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11. 一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播， $t = 0$ 时刻波形如图所示，此时波刚好传到 $P$ 点， $t = 0.3 s$ 时质点 $P$ 第一次到达负方向最大位移处，则（　　）

A、此波波源的起振方向沿 $y$ 轴负方向 B、该简谐横波的波速为 $10 m / s$ C、该简谐横波频率为 $2.5 H z$ D、该波在传播过程中遇到尺寸为 $1 m$ 的障碍物会发生明显的衍射现象

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12. 如图甲所示，质量为 $m = 5.0 k g$ 的物体静止在倾角为 $37 °$ 的固定斜面上，在沿斜面向上推力F作用下开始运动，推力F随时间t变化的关系如图乙所示（ $t = 10 s$ 后无推力存在）。已知物体与斜面之间的动摩擦因数 $μ = 0.75$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、物体运动的时间为 $12 s$ B、 $t = 5 s$ 时物体的速度达到最大 C、物体在运动过程中最大加速度为 $8 m / s^{2}$ D、在物体运动过程中推力的冲量为 $480 N \cdot s$

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三、非选择题：本题共5小题，共52分.

13. 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

(1)、用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径，首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，该小组记录下此时螺旋测微器的示数为0.007mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图甲所示，该示数为mm，则摆球的直径为mm。

(2)、单摆实验的装置示意图如图乙所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小，若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角5°（填“大于”或“小于”）。

(3)、某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为cm，实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为s，该小组测得的重力加速度大小为m/s²。（结果均保留3位有效数字，π²取9.870）

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14. 小明同学在做“探究碰撞中的不变量”的实验，装置如图甲所示。

(1)、图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。以下步骤必要的是（）（有多个选项符合题目要求）

A、用天平测量两个小球的质量m₁、m₂ B、测量小球m₁开始释放高度h C、测量抛出点距地面的高度H D、分别找到m₁、m₂相碰后平均落地点的位置M、N E、测量平抛射程OM，OP，ON

(2)、若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为用（1）中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为用（1）中测量的量表示）。

(3)、经测定，m₁ = 45.0g、m₂ = 7.5g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图乙所示。实验中若仅更换两个小球的材质，但保证小球质量和其它实验条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的射程增大。请分析计算出被撞小球m₂平抛运动射程ON的最大值为cm（此结果保留三位有效数字）。

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15. 如图所示，半径为 $R$ 、折射率为 $n = \sqrt{3}$ 的透明介质半球，放在空气中。一细光束从半球左侧面上 $A$ 点垂直入射，正好在半球面发生三次全反射后从半球左侧面上 $B$ 点（图上未标 $B$ 点）射出。光在真空中的光速为 $c$ ，求：（计算结果可以用根号表示）

(1)、入射光在此透明介质中的临界角 $C$ 的正弦值 $s i n C$ ；

(2)、光束在介质中从A到 $B$ 的传播时间 $t$ 。

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16. 一列简谐横波在水平绳上沿x轴负方向传播，在 $t = 0$ 时刻的波形如图所示，绳上三个质点M、N、P的平衡位置分别为 $x_{M} = 5 m ， x_{N} = 35 m ， x_{P} = 20 m$ ，从该时刻开始计时，P点的振动位移随时间变化关系为 $y = 2 c o s (π t + π) c m$ 。求：

(1)、该简谐横波的波速v；

(2)、经过多长时间t，质点M、N振动的速度大小相等？

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17. 如图，将小球 $P$ 拴于 $L = 1.2 m$ 的轻绳上， $m_{p} = 0.15 k g$ ，向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块 $Q$ ， $m_{Q} = 0.1 k g$ 。小球 $P$ 于最低点 $A$ 与物块 $Q$ 碰撞， $P$ 与 $Q$ 碰撞前瞬间向心加速度为 $1.6 m / s^{2}$ ，碰撞前后 $P$ 的速度之比为 $5 ： 1$ ，碰撞前后 $P$ 、 $Q$ 总动能不变。（重力加速度 $g$ 取 $9.8 m / s^{2}$ ，水平地面动摩擦因数 $μ = 0.28$ ）

(1)、求碰撞后瞬间物块 $Q$ 的速度 $v_{Q}$ ；

(2)、 $P$ 与 $Q$ 碰撞后再次回到 $A$ 点的时间内，求物块 $Q$ 运动的距离 $s$ 。

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