重庆市 2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题（解析版）

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高2024届高二上学期期中考试物理试卷第I卷（选择题：共49分）一、选择题（本题共15个小题，1-11题为单选题，每题3分，共33分；12-15题为多选题，每题4分，共16分，多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分）1.在飞机的发展史中，工程师们为了解决飞机飞上天空后抖动厉害的问题，创造性地在飞机机翼前缘处安装一个配重杆。在飞机机翼前缘处安装配重杆的主要目的是（　　）A.改变机翼的固有频率B.加大飞机的惯性C.使机翼更加牢固D.使机体更加平衡【答案】A【解析】【详解】飞机飞上天空后抖动厉害，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，在飞机机翼前装置配重杆，是为了改变机翼的固有频率，使驱动力的频率远离机翼的固有频率。故BCD错误，A正确。故选A。2.多普勒效应在科学技术中有广泛的应用，装有多普勒测速仪的监视器可以安装在公路上，向行进中的车辆发射频率为f的超声波，同时测量反射回的超声波频率，下列说法正确的是（　　）A.超声波能发生多普勒效应，光波不能发生多普勒效应B当车辆驶向监视器时C.当车辆驶离监视器时D.车速越大，监视器接收到的超声波频率比发射出的超声波频率大得越多【答案】C【解析】【详解】A．机械波和电磁波都会发生多普勒效应，超声波属于机械波，光波电磁波，都可以发生多普勒效应，故A错误；B．当车辆驶向监视器时，车辆接收到的频率增大，即，故B错误；C．当车辆驶离监视器时，车辆接收到的频率减小，即，故C正确；D．车速越大，如果车辆驶向监视器时，监视器接收到的超声波频率比发射出的超声波频率大得越多，远离的话反而小的越多，故D错误。故选C。3.学科网（北京）股份有限公司

1惠更斯利用单摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙为摆钟的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动，摆钟的摆动可看作是单摆，下列说法正确的是（　　）A.在山脚走时准的摆钟，在山顶仍能走准B.若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期减小C.走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆钟仍能走准D.将摆钟由赤道移到北极，单摆振动周期减小【答案】D【解析】【详解】A．根据，在山脚走时准的摆钟，在山顶g变小，周期T变大，摆钟变慢，A错误；B．根据，单摆的周期与摆角无关。若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变，B错误；C．根据，走时准确摆钟，调节螺母向下移动，摆长L变大，周期T变大，摆钟变慢，C错误；D．根据，将摆钟由赤道移到北极，g变大，单摆振动周期T减小，D正确。故选D。4.一质点做简谐运动，振幅为，周期为0.4s，从时刻开始，一个周期内，时刻的位移为，时刻的位移为，以、和、分别表示、时刻质点振动速度和加速度，则以下说法正确的是（　　）A.、大小一定相等，方向可能相同B.，大小一定相等，方向一定相反C.可能为D.和方向一定相同【答案】C【解析】学科网（北京）股份有限公司

2【详解】AB．由题可知时刻和时刻质点位于平衡位置两侧且对称，则、大小，，大小一定相等；、方向指向平衡位置一定相反，，方向可能相反（如B、D点），也可能相同（如B、C点），故AB错误；C．可知时刻和时刻质点位于平衡位置两侧且对称，如图当位于A、C点时，刚好为半个周期，即故C正确；D．和方向可能相同（如B点），也可能相反（如A点），故D错误。故选C。5.如图所示为双缝干涉部分示意图，双缝间距为d，双缝至屏的距离为，整个装置处于某种均匀透明介质中。若单色光在真空中波长为，经过测量得到相邻两条亮条纹间距，则可知该均匀透明介质的折射率为（　　）A.n＝4B.n＝3C.n＝2D.n＝1.5【答案】C【解析】【详解】设单色光在透明介质中的波长为，由根据公式可得学科网（北京）股份有限公司

3联立可得故选C。6.如图所示，电动敲击式发波水槽是一种传统的教学演示仪器。其主要原理是电动机带动偏心轮，偏心轮在木板滚动，使木板上的两个振子上下震动敲击水面，两个振子周期性触动水面形成两个波源，两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样，关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是（　　）A.不同质点的振幅都相同B.不同质点振动的频率不同C.不同质点振动的相位都相同D.不同质点振动的周期都与振动片的周期相同【答案】D【解析】【详解】A．两列水波发生干涉现象，有的质点振动加强，有的质点振动减弱，则不同质点的振幅不一定相同，A错误；B．各质点的频率与波源相同，B错误；C．各质点距波源的距离不同，则各质点振动的相位不同，C错误；D．细杆的振动周期与振片的周期相同，不同质点的周期与细杆和振片的周期相同，D正确。故选D。7.如图为一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，则以下说法正确的是（　　）A.这列波的波速为5m/sB.这列波沿x轴正方向传播C.这列波的周期为0.4sD.再经过0.3s，P质点的位移为负，振动方向向上【答案】AD学科网（北京）股份有限公司

4【解析】【详解】B．由于质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，即质点b先振动，质点a后振动，表明这列波沿x轴负方向传播，B错误；C．由于质点b的起振时刻比质点a超前了0.4s，则有解得T=0.8sC错误；A．根据图像可知，波长为4m，则有A正确；D．根据同侧法可知，图中时刻P质点向下振动，由于可知，再经过0.3s，P质点位于平衡位置下侧向上振动，即P质点位移为负值，振动方向向上，D正确。故选AD。8.夏天雨后经常看到彩虹，如图所示为彩虹形成原理示意图，一束白光水平射入球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出，人在地面上逆着光线看过去就看到了一条彩带，出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，若已知从球心O的正下方C点射出的是红光，红光在水中的折射率，其中水平入射光线的入射角，下列说法正确的是（　　）A.紫光在水中的折射率小于B.红光在B点发生全反射现象C.红光的彩虹角D.紫光在水中的波长大于红光【答案】C【解析】学科网（北京）股份有限公司

5【详解】A．紫光在水中的折射率应大于红光，A错误；B．设光路图中各角如图所示则有解得全反射时，有故故红光在B点不能发生全反射现象，B错误；C．由几何关系可知，红光在C点的折射角为，故彩虹角为C正确；D．在同种均匀介质中，红光波长大于紫光，D错误。故选C。9.如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，AB边长为d，CD边长为3d，，底角为45°。一束细激光从E点垂直AD面入射，器件介质对激光的折射率为。已知激光在真空中的传播速度为c，则这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为（　　）学科网（北京）股份有限公司

6A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】激光垂直于AD面射入后方向不变，根据几何关系可知在CD面的入射角为45°，激光在CD面发生全反射的临界角的正弦值为可得所以激光在CD面将发生全反射，光路如图所示。根据几何关系可知根据对称性可知激光在器件中的传播距离为激光在器件内的传播速度为激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为故选A。10.一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图所示为A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是（　　）A.1.0m/sB.0.5m/s学科网（北京）股份有限公司

7C.0.7m/sD.0.8m/s【答案】B【解析】【详解】根据波的周期性可知，AB之间距离与波长的关系满足可得（n=0，1，2……）由题图可知该波的周期波速为（n=0，1，2……）将n=0，1，2，……分别代入可得，，，……故选B。11.物理学中有一种碰撞被称为“超弹性连续碰撞”，通过能量的转移可以使最上面的小球弹起的高度比释放时的高度更大。如图所示，A、B、C三个弹性极好的小球，，相邻小球间有极小间隙，三球球心连线竖直，从离地一定高度处由静止同时释放（其中C球下部离地H），所有碰撞均为弹性碰撞，不计空气阻力，则（　　）A.C球落地前瞬间A球的速度为B.C球碰撞后速度为C.A球弹起的最大高度为9HD.B球碰撞完成后的速度为【答案】C【解析】【详解】A．因为A、B、C球由静止同时释放，所以落地瞬间的速度相等，由自由落体运动公式有v2=2gH解得学科网（北京）股份有限公司

8选项A错误；BD．C球碰地，反向碰B，B在反向碰A，因都是弹性碰撞，设向上为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律，对C碰B有B碰A有又mA﹕mB﹕mC=1﹕2﹕6由以上几式可得可见B、C球碰撞完成后的速度均为0，选项BD错误；C．设A球弹起的最大高度为，有解得选项C正确。故选C。12.一质量为m的物体静止放置在水平面上，从时刻受到随时间均匀减小的水平向右的拉力和不变的摩擦阻力f（大小未知）共同作用开始向右运动，若已知时刻物体的速度恰好达到最大，拉力与阻力f随时间t变化的图像如图所示，则（　　）学科网（北京）股份有限公司

9A物体先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动B.C.在时间内，物体重力的冲量为零D.时刻速度为【答案】BD【解析】【详解】A．根据图可知物体所受的合力一直在改变，由牛顿第二定律知物体做变加速直线运动，故A错误；B．根据图可知物体在时刻所受拉力为，由题时刻物体的速度恰好达到最大，可知此时物体所受合力为零，拉力等于摩擦力，即故B正确；C．在时间内，物体重力的冲量为由题重力不为零，时间不为零，故C错误；D．由图象包围的面积等于冲量和动量定理可得解得故D正确。故选BD。13.如图甲为简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P、Q、M分别是平衡位置在x1=1.0m，x2=4.0m，x3=8.0m处的质点，图乙为质点M的振动图像，下列说法正确的说法是（）学科网（北京）股份有限公司

10A.该简谐波沿x轴正方向传播B.在t=0.2s时，质点P向y轴负方向运动C.在t=0.25s时，质点P的加速度方向沿y轴正方向D.在t=0.25s时，质点Q的位移为－10cm【答案】AD【解析】【详解】A．由图乙可知，0.1s时质点M正处于平衡位置向下振动，结合图甲可知，该简谐波沿x轴正方向传播，A正确；B．根据图乙可知，该波周期为0.2s，0.1s时质点P正向y轴负方向运动，再经过半个周期即在t=0.2s时，则质点P向y轴正方向运动，B错误；C．0.1s时质点P在平衡位置上方且正向y轴负方向运动，再经过个周期即在t=0.25s时，则质点P处于平衡位置上方，回复力指向平衡位置，则其加速度方向沿y轴负方向，C错误；D．0.1s时质点Q在平衡位置处且向y轴正方向运动，再经过个周期即在t=0.25s时，则其在波谷，则位移为－10cm，D正确。故选AD。14.如图所示，长直杆固定放置且与水平面夹角，杆上O点以上部分粗糙，O点以下部分（含O点）光滑。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板相连，弹簧原长时上端恰好在O点，质量为m的带孔小球穿过长杆，与弹簧上端连接。现将小球拉到图示a位置由静止释放，一段时间后观察到小球做简谐振动时弹簧上端的最低位置始终在b点，O点与a、b间距均为l。则下列说法正确的是（　　）A.整个运动过程小球克服摩擦力做功为mglB.弹簧的劲度系数C.若增加小球质量，最终物体做简谐振动的周期不变学科网（北京）股份有限公司

11D.若增加小球质量，仍从a位置静止释放，则小球最终运动的最低点仍在b点【答案】AB【解析】【详解】A．O点与a、b间均为l，所以小球在a、b两点的弹性势能相等，小球从a点由静止开始运动到最后到达b点的过程中由动能定理可知解得A正确；B．小球做简谐振动时弹簧上端的最低位置始终在b点，即小球在O点和b点间做简谐运动，平衡位置在O点和b点中点，此时小球受力平衡，有解得B正确；C．弹簧小球的振动周期公式为，则若增加小球质量，最终物体做简谐振动的周期将会变化，C错误；D．若增加小球质量，仍从a位置静止释放，设小球最终运动的最低点为c，由于小球最后是在O与最低点c两点间做简谐振动，在c点与O点的加速度大小相等，小球在c点有小球在O点有联立解得所以增大小球的质量，弹簧在最低点的形变量也会增大，则最低点位置发生了改变，D错误。故选AB。15.一列简谐横波沿x轴传播，在t＝0.125s时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（　　）学科网（北京）股份有限公司

12A.该波的波速为120m/sB.该波的波长为24mC.质点N比质点P先回到平衡位置D.从t＝0.125s开始，质点Q比质点N早s回到平衡位置【答案】ABD【解析】【详解】B．设该波的波长为λ，根据三角函数知识可知，N、Q两质点平衡位置间的距离为解得故B正确；A．由题图乙可知该波的周期为所以该波的波速为故A正确；C．由题图乙可知，t=0.125s时刻，质点P沿y轴负方向振动，由同侧法结合甲图可知，波沿x轴负方向传播，故此时质点N也沿y轴负方向振动，且振动形式滞后于质点P，故质点P比质点N先回到平衡位置，故C错误；D．从t＝0.125s开始，质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为图甲中，质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为学科网（北京）股份有限公司

13则即质点Q比质点N早s回到平衡位置，故D正确。故选ABD。第II卷（共51分）二、实验题（本题包括2个小题，共14分16.我们用如图所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，则在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置分别是_________。A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内D．A处为单缝，B处为双缝、滤光片在A和B之间（2）已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏间的距离，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。某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A，B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为_________mm，相邻两条纹间距_________mm（计算结果保留2位有效数字）；②该单色光的波长_________m；（计算结果保留2位有效数字）学科网（北京）股份有限公司

14【答案】①.B②.16.4③.0.88④.【解析】【详解】（1）[1]从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、光屏。故选B。（2）[2]B位置游标卡尺主尺读数为1.60cm=16.0mm，游标尺的最小分度为0.1mm，游标尺读数为故B位置时游标卡尺读数为[3]相邻两条纹间距为（3）[4]根据条纹间距公式有解得17.在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a所示的装置进行了如下的操作：①先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；②将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；③把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C；④用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和。（1）上述实验除需测量白纸上O点到A、B、C三点的距离外，还需要测量的物理量有_________。A．木板向右移动的距离L学科网（北京）股份有限公司

15B．小球a和小球b的质量、C．A、B两点间的高度差D．小球a和小球b的半径r（2）两小球的质量关系：_________（填“＞”“＜”或“＝”）。（3）用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为_________。（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图b所示，图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下，重复开始的实验，得到两球落在圆弧上的平均位置为M′、P′、N′。测得斜槽末端与M′、P′、N′三点的连线与竖直方向的夹角分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为_________（用所测物理量的字母表示）。【答案】①.B②.③.④.【解析】【详解】（1）[1]小球离开斜槽后做平抛运动，水平位移为L，则小球做平抛运动的时间小球的竖直位移解得碰撞前入射球的水平速度学科网（北京）股份有限公司

16碰撞后入射球的水平速度碰撞后被碰球的水平速度如果碰撞过程系统动量守恒，则解得所以应测量的物理量为两小球的质量。故选B。（2）[2]为防止碰撞后入射球反弹，入射小球a质量应大于被碰小球b的质量，故（3）[3]用本实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒，其表达式为（4）[4]测得斜槽末端与M′的连线与竖直方向的夹角为，由平抛规律，设斜槽末端与M的连线长度为R（即圆弧半径为R），解得测得斜槽末端与P′连线与竖直方向的夹角为，同理可得测得斜槽末端与N′的连线与竖直方向夹角为，同理可得由动量守恒，化简可得学科网（北京）股份有限公司

17三、计算题（本题包括3个小题，共37分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）18.一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到M点，已知该波沿轴正方向传播，在时，质点M刚好第二次出现波谷，求：（1）此波的周期；（2）前10s内，质点N运动的路程。【答案】（1）2.0s；（2）26cm【解析】【详解】（1）该波沿x轴正方向传播，可知质点M在0时刻向上振动，由题意可得故此波的周期为（2）由波形图可知，该列波的波长为4m，则此波的波速为得波传播到N的时间为质点N的振动时间为即则质点N的路程为学科网（北京）股份有限公司

1819.如图，边长为L的正方形ABCD为一棱镜的横截面，E为AB边的三等分点。在截面所在平面内，一光线自E点射入棱镜，入射角为，经折射后在BC边的F点恰好发生全反射，反射光线从CD边的M点射出棱镜，求：（1）棱镜的折射率n；（2）M、C两点之间距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】(1)设光线在F点发生全反射的临界角为，则光线在E点的折射角为，根据折射定律有解得（2）在中有在中有联立解得20.如图所示，“L”型平板B静置在地面上，小物块A处于平板B上的点，点右侧粗糙，左侧光滑。用不可伸长的轻绳将质量为M的小球悬挂在点正上方的O点，轻绳处于水平拉直状态。将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块A学科网（北京）股份有限公司

19发生碰撞，碰后小球速度方向与碰前方向相同，开始做简谐运动，A以速度沿平板滑动直至与B左侧挡板发生弹性碰撞。一段时间后，A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，此时小球恰好第一次上升到最高点。已知A的质量，B的质量，A与B的动摩擦因数，B与地面间的动摩擦因数，，取重力加速度。整个过程中A始终在B上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：（1）A与B的挡板碰撞后，A的速度大小；（2）运动过程中B与地面因摩擦而生成的热量Q；（结果保留两位有效数字）（3）摆长L。（）【答案】（1）2m/s；（2）0.55J；（3）【解析】【详解】（1）A与B左侧挡板发生弹性碰撞过程中，满足动量守恒和机械能守恒解得，碰撞后A的速度大小为2m/s，符号表示方向水平向右；（2）设A进入粗糙部分到停下来位移为x0，根据定能定理解得所用时间由于A返回到O点的正下方时，相对于地面的速度减为零，可知A减速的位移大小等于B的向左匀速运动过程的位移，在A匀速运动的过程中，对平板B，根据牛顿第二定律可得学科网（北京）股份有限公司

20根据位移与时间的关系可知解得，（舍去）A开始减速时，B的速度在A减速过程中，对平板B，根据牛顿运动定律解得平板B在地面上又滑动的位移为因此运动过程中B与地面因摩擦而生成的热量（3）平板B光滑部分的长度从小球与A碰后到A再次回到位置所需总时间由题意可知而联立解得学科网（北京）股份有限公司