湖北省黄冈市黄梅县育才高级名校2023-2024学年高二下学期期中4月考试物理试题

试卷更新日期：2024-04-29 类型：期中考试

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是（　　）

A、降噪声波与环境噪声的波长相同 B、耳膜振动方向与环境噪声传播方向垂直 C、降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强 D、环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越快

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2. 章鱼是一种温带软体动物，生活在水中。一只悬浮在水中的章鱼，当外套膜吸满水后，它的总质量为M，突然发现后方有一只海鳗，章鱼迅速将体内的水通过短漏斗状的体管在极短时间内向后喷出，喷射的水力强劲，从而迅速向前逃窜。若喷射出的水的质量为m，喷射速度为 $v_{0}$ ，则下列说法正确的是（）

A、章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒 B、章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量增加 C、章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为 $\frac{m}{M - m} v_{0}$ D、章鱼喷水的过程中受到的冲量为 $\frac{M m v_{0}}{M - m}$

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3. 如图，弹簧振子的平衡位置为 $O$ 点，在 $B$ 、 $C$ 两点之间做简谐运动， $B$ 、 $C$ 相距 $20 c m$ 。小球经过 $B$ 点时开始计时，经过 $1.5 s$ 第二次到达 $C$ 点。下列说法正确的是( )

A、小球振动的周期为 $3 s$ B、小球振动的振幅为 $20 c m$
C、 $5 s$ 末小球的位移为 $0$ D、小球的位移 $—$ 时间关系为 $x = 0.1 s i n (2 π t + \frac{π}{2}) m$

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4. 一列横波的传播方向上有 $A$ 、 $B$ 两个质点。某时刻两质点具有相同的速度，则两质点相对平衡位置的位移大小关系、两质点之间波的图像可能是( )

A、位移大小相同，可能是图① B、位移大小相同，可能是图② C、位移大小不同，可能是图① D、位移大小不同，可能是图②

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5. 如图所示，为某弹簧振子在 $0 \sim 5 s$ 内的振动图像。由图可知，下列说法中正确的是( )

A、第 $2 s$ 内振子在做加速度增大的加速运动 B、在 $t = 0.5 s$ 和 $t = 1.5 s$ 这两个时刻，弹簧的弹性势能一定相等
C、 $t = 2 s$ 时振子的速度为零，加速度为正向的最大值 D、第 $3 s$ 内振子的位移增大，动能减小

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6. 太空中的尘埃对飞船的碰撞会阻碍飞船的飞行，质量为M的飞船飞入太空尘埃密集区域时，需要开动引擎提供大小为F的平均推力才能维持飞船以恒定速度v匀速飞行．已知尘埃与飞船碰撞后将完全黏附在飞船上，则在太空尘埃密集区域单位时间内黏附在飞船上尘埃的质量为（）

A、 $M + \frac{F}{v}$ B、 $\frac{F}{v} - M$ C、 $M - \frac{F}{v}$ D、 $\frac{F}{v}$

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7. 用激光笔照射透明塑料制成的光盘边缘时观察到的现象如图所示。入射点 $O$ 和两出射点 $P$ 、 $Q$ 恰好位于光盘边缘等间隔的三点处，空气中的四条细光束分别为入射光束 $a$ 、反射光束 $b$ 、出射光束 $c$ 和 $d$ 。已知光束 $a$ 和 $b$ 间的夹角为 $90 °$ ，则（）

A、光盘材料的折射率 $n = 2$ B、光在光盘内的速度为真空中光速的三分之二 C、光束 $b$ 、 $c$ 和 $d$ 的强度之和等于光束 $a$ 的强度 D、光束 $c$ 的强度小于 $O$ 点处折射光束 $O P$ 的强度

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二、多选题：本大题共3小题，共12分。

8. 一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是( )

A、在 $t$ 从 $0$ 到 $2 s$ 时间内，弹簧振子做加速运动
B、在 $t_{1} = 3 s$ 和 $t_{2} = 5 s$ 时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反
C、在 $t_{2} = 5 s$ 和 $t_{3} = 7 s$ 时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同
D、在 $t$ 从 $0$ 到 $4 s$ 时间内， $t = 2 s$ 时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小

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9. 图 $(a)$ 为一列简谐横波在 $t = 2 s$ 时的波形图，图 $(b)$ 为媒质中平衡位置在 $x = 1.5 m$ 处的质点的振动图象， $P$ 是平衡位置为 $x = 2 m$ 的质点，下列说法正确的是( )

A、波速为 $0.5 m / s$ B、波的传播方向向右
C、 $0 ～ 2 s$ 时间内， $P$ 运动的路程为 $8 c m$ D、 $0 ～ 2 s$ 时间内， $P$ 向 $y$ 轴负方向运动

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10. 下列说法正确的是( )

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 $b b'$ 面射出
C、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
D、图戊中的 $M$ 、 $N$ 是偏振片， $P$ 是光屏。当 $M$ 固定不动，缓慢转动 $N$ 时，光屏 $P$ 上的光亮度将会发生变化，此现象表明光波是横波

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三、实验题：本大题共2小题，共16分。

11. 某同学利用图示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

(1)、某次测量时，选用的双缝的间距为0.4mm，测得屏与双缝间的距离为0.5m，用某种单色光实验得到的干涉条纹如下左图所示，分划板在图中A位置时游标卡尺的读数如下中图所示，则A位置对应的读数为mm。已知B位置对应的读数为15.6mm，则所测单色光的波长为m（计算结果保留两位有效数字）。

(2)、若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行如上右图所示，在这种情况想测量相邻条纹间距 $Δ x$ 时，测量值实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）

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12. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中：

(1)、测量摆线长度的器材是。 $($ 填“卷尺”或“米尺” $)$

(2)、测出摆长后，在摆线偏离竖直方向 $5^{\circ}$ 位置释放小球，小球经过时开始计时，用秒表记录小球完成 $n$ 次全振动的总时间 $t$ ，得到周期 $T = \frac{t}{n}$ 。若摆角从 $5^{\circ}$ 改为 $3^{\circ}$ ，则单摆的周期会。 $($ 填“变大”“不变”或“变小” $)$

(3)、某同学用细线和铁锁制成一个单摆，如图甲所示。他测得悬点到铁锁下端的距离为 $L$ ，然后将铁锁拉离平衡位置小于 $5^{\circ}$ 的位置由静止释放，测出振动周期 $T$ 。多次改变悬线长度并重复上面操作，得到多组 $L$ 、 $T$ 的数据，作出 $T^{2} - L$ 图像如图乙所示。若图线的斜率为 $k$ ，横轴截距为 $L_{0}$ ，则当地重力加速度大小为 $;$ 铁锁的重心到其下端的距离为。 $($ 均用题中所给物理量的字母表示 $)$

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四、计算题：本大题共3小题，共44分。

13. 周期为 $2.0 s$ 的简谐横波沿 $x$ 轴传播，该波在 $t = 1.0 s$ 时刻的图像如图所示，此时质点 $P$ 沿 $y$ 轴负方向运动，求 $∶$

(1)、该波的传播速度 $v$ 和波的传播方向；

(2)、写出 $P$ 点的振动方程。

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14. 如图所示为半圆柱形玻璃砖的截面图，直径 $A B$ 的长度为 $24 c m$ ，光屏 $M N$ 垂直于 $A B$ 放置并接触于 $A$ 点。某单色光束 $a$ 从半圆弧表面上射向半圆玻璃砖的圆心 $O$ ，光线与竖直直径 $A B$ 之间的夹角为 $60 °$ ，最终在光屏 $M N$ 上出现两个光斑。已知玻璃砖的折射率为 $\sqrt{3}$ ，求 $($ 结果可以用分式或根式表示 $)$ ：

(1)、光屏 $M N$ 上两个光斑间的距离；

(2)、改变光束 $a$ 的入射方向，使光屏 $M N$ 上只剩一个光斑，求此光斑离 $A$ 点的最远距离。

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15. 如图所示，质量均为 $M = 0.3 k g$ 的两物块 $A$ 、 $B$ 用轻弹簧相连，静止在光滑水平地面上，初始时弹簧处于原长。一根长为 $L = 0.2 m$ 的细线一端固定，另一端拴一质量 $m = 0.1 k g$ 的小球 $C$ 。把细线拉至水平，将小球 $C$ 由静止释放，当小球运动到悬点正下方时与物块 $B$ 发生弹性正碰。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求小球 $C$ 与物块 $B$ 碰撞前瞬间，细线拉力 $F$ 的大小；

(2)、求从小球 $C$ 与物块 $B$ 碰撞到弹簧的弹性势能第一次达到最大的过程中，弹簧对物块 $B$ 的冲量 $I$ ；

(3)、若小球 $C$ 的质量可以改变，试求弹簧弹性势能的最大值 $E_{p m}$ 。

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