陕西省西安市西安区县2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试题（解析版）.docx

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高二物理期末检测试卷（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1.回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。2.回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。第I卷（选择题）一、单选题（共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。）1.对于竖直向上抛出的物体，下面关于物体在上升阶段的动量和动量变化量说法中，正确的是（　　）A.物体的动量方向向上，动量变化量的方向也向上B.物体的动量方向向上，动量变化量的方向向下C.物体的动量方向向下，动量变化量的方向向上D.物体的动量方向向下，动量变化量的方向也向下【答案】B【解析】【详解】取竖直向上为正方向，物体在上升阶段时，速度向上，则物体的动量方向向上，根据动量定理可知，动量的变化量Δp=-mgt重力的方向竖直向下，则动量变化量的方向向下，B正确。故选B。2.一同学在地面上立定跳远的最好成绩是，假设他站在车的A端，如图所示，想要跳上距离为远的站台上，不计车与地面的摩擦阻力，则（）A.只要，他一定能跳上站台B.只要，他有可能跳上站台C.只要，他一定能跳上站台D.只要，他有可能跳上站台【答案】B第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 【解析】【详解】当人往站台上跳的时候，人有一个向站台的速度，由于动量守恒，车子必然有一个离开站台的速度，则人相对于地面的速度小于之前的初速度，所以或，人就一定跳不到站台上了，，人才有可能跳上站台，由于速度未知，所以不是一定跳上。故选B。3.质量相等的两物块P、Q间用一轻弹簧连接，放在光滑的水平地面上，并使Q物块紧靠在墙上，现用力F推物块P压缩弹簧，如图所示，待系统静止后突然撤去F，从撤去力F起计时，则下列说法不正确的是（　　）A.P、Q及弹簧组成的系统机械能总保持不变B.P、Q的总动量保持不变C.不管弹簧伸到最长时，还是缩到最短时，P、Q的速度总相等D.弹簧第二次恢复原长时，P的速度恰好为零，而Q的速度达到最大【答案】B【解析】【详解】A．撤去力F后，P、Q及弹簧组成的系统，只有弹簧弹力做功，则只有弹性势能和动能相互转化，系统的总机械能保持不变，A正确；B．撤去力F瞬间，系统总动量为零，撤去力F后直到弹簧恢复原长前，系统总动量增大，恢复原长后，系统总动量不变，因此整个过程P、Q的总动量先增大后不变，B错误；C．不管弹簧伸到最长时，还是缩到最短时，P、Q的速度总相等，C正确；D．撤去力F后，开始时物体P向左加速运动，直到弹簧第一次恢复原长，此时P的速度最大，Q的速度为零；此后P开始减速，Q开始加速，系统动量守恒，机械能也守恒，直到两个物体的动量互换，则P的速度减为零，Q的速度达到最大，此时弹簧第二次恢复原长，D正确；由于本题选择不正确的选项，故选B。4.如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，下列说法正确的是(　　)第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 A.木块的最终速度为v0B.由于车表面粗糙，小车和木块所组成的系统动量不守恒C.车表面越粗糙，木块减少的动量越多D.小车获得的冲量与车表面的粗糙程度无关【答案】AD【解析】【详解】A、以小车和木块组成的系统为研究对象所受合外力为零，因此系统动量守恒，由于摩擦力的作用，m速度减小，M速度增大，m速度减小到最小时，M速度达最大，最后m、M以共同速度运动．有：，解得：，故A正确，B错误；C、根据A选项分析，木块减少的动量与车面粗糙程度无关，故C错误；D、根据A选项分析，小车M获得动量与车面粗糙程度无关，故D正确．【点睛】应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件，把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题．5.在实验室可以做“声波碎杯”的实验。用手指轻弹一只酒杯，可以听到清脆的声音，测得这声音的频率为500Hz。将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉。下列说法中正确的是（　　）A.操作人员一定是把声波发生器的功率调到最大B.操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波C.操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率D.操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz【答案】D【解析】【详解】当物体发生共振时，物体振动的振幅最大，甚至可能造成物体解体，将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，将酒杯震碎是共振现象，而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的故有频率为500Hz，故操作人员必须将声波发生器发出的声波频率调到500Hz。故选D。6.如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列关于其余各摆说法中错误的是（　　）第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 A.各摆均做自由振动B.c摆的振幅最大C.摆长与a相差越大的，振幅越小D.各摆的振动周期与a摆相同【答案】A【解析】【分析】【详解】A．b、c、d、e摆做的是受迫振动，故A错误；B．a、c两摆摆长相等，故c摆的振幅最大。故B正确；C．根据共振原理，摆长与a相差越大的，振幅越小。故C正确；D．受迫振动的周期与提供驱动力的周期相同，故各摆的振动周期与a摆相同。故D正确。故选A。7.如图所示三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中（不考虑空气的流动）水平飞行时产生声波的情况，图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置。已知声波在空气中的速度为340m/s。则（　　）A.甲图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度大于340m/sB.乙图中的飞机速度最大，丙图中的飞机速度小于340m/sC.丙图中的飞机速度最大，乙图中的飞机速度等于340m/sD.不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能比较各图中的飞机速度与声速的大小【答案】C【解析】【详解】甲图中，飞机运动到点时，声波已传播到前面了，可知飞机运动慢于声音，即甲图中的飞机速度小于340m/s；乙图中飞机运动到点时，声波亦运动到点，可知飞机运动与声音同步，即乙图中的飞机速度等于340m/s；丙图中飞机运动到第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 点时，声波还在后面，可知飞机运动快于声音，即丙图中的飞机速度大于340m/s。综上所述，丙图中的飞机速度最大。故选C。8.如图所示，篮球运动员接传来的篮球时，通常要先伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以（　　）A.减小球的动量的变化量B.减小球对手作用力的冲量C.减小球的动量变化率D.延长接球过程的时间来减小动量的变化量【答案】C【解析】【详解】AD．根据题意可知，整个过程初速度一定，未速度为零，速度变化量一定，动量的变化量一定，故AD错误；BC．伸出两臂迎接，手接触到球后，两臂随球迅速引至胸前，这样做可以增大接触时间，由动量定理有整理可得可知，球对手作用力的冲量不变，球的动量变化率减小，即球对手的作用力减小，故B错误，C正确。故选C。9.关于光的偏振现象，下列说法正确的是（　　）A.光的偏振现象说明光是纵波B.拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰C.一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向与该偏振片透振方向垂直的光波才能通过D.一束自然光入射到两种介质的分界面上，一定有反射光且反射光是偏振光【答案】BD【解析】【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误；B．拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使影像更清晰，故B正确；第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 C．一束自然光通过某偏振片时，只有振动方向沿着该偏振片透振方向的光波才能通过，故C错误；D．一束自然光入射到两种介质的分界面时，一定有反射光，且反射光为偏振光，故D正确。故选BD。10.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时的波形如图所示，质点A与质点B相距lm，A点速度沿y轴正方向；t=0．02s时，质点A第一次到达正向最大位移处．由此可知（）A.此波的传播速度为25m／sB.此波沿x轴正方向传播C.从t=0时起，经过0．04s，质点A沿波传播方向迁移了1mD.在t=0．04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向【答案】A【解析】【详解】由题λ=2m，T=0．08s，则波速．故A正确．A点速度沿y轴正方向，则波沿x轴负方向传播．故B错误．简谐横波沿x轴传播，质点A沿波传播方向并不迁移．故C错误．此时B向下，t=0．04s时，B向上．故D错误，故选A．【点睛】对于波的图象问题往往需要研究波的传播方向和质点的振动方向之间的关系，必须熟练运用；一般判断质点振动方向的方法是用“同侧法”．11.一列简谐横波沿轴正方向传播，某时刻部分波形如图所示，质点、的平衡位置横坐标分别为、，此时质点已振动了。以点开始振动为计时起点，波速小于，下列说法正确的是（　　）第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 A.图示时刻波可能未传到质点B.时刻，质点不可能第一次到达波峰C.在到时间内，质点的速度大小逐渐增大D.波的传播速度可能为【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知波长，波沿轴正方向传播，此时质点已振动了，且位于平衡位置，但起振方向未知，则周期满足（、2、3、…）又波速小于，有可知取1、2时，波速满足条件，当取1时，，，质点起振方向向上，时，质点第一次到达波峰当取2时，，，质点起振方向向下，时，质点第一次到达波峰当取1时，时波传播到质点，在到时间内，质点由平衡位置向波峰移动，其速度大小越来越小当取2时时质点处于波谷位置，则到时间内，质点由平衡位置向波谷振动，速度大小越来越小。所以A正确；BCD错误；故选A。12.抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示。激光束通过细丝时产生的条纹和它通过遮光板的同样宽度的窄缝时产生的条纹规律相同，则（　　）A.这是利用光的干涉现象B.这是利用光的衍射现象第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了【答案】BD【解析】【详解】AB．光绕过障碍物偏离直线传播的现象叫光的衍射，故A错误，B正确；CD．当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还要小的时候，衍射现象才会明显，障碍物或孔的尺寸越小，衍射现象越明显，屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了，故C错误，D正确。故选BD13.如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a、b两束单色光。则（）A.玻璃对b光的折射率较大B.在真空中a光的速度大于b光的速度C.a光的频率大于b光的频率D.如果b光是绿光，那么a光可能是红光【答案】C【解析】【详解】A．由题图可知a光射入玻璃砖后的折射角小于b光射入玻璃砖后的折射角，根据折射定律可知玻璃对a光的折射率较大，A错误；B．在真空中a光与b光的速度相等，B错误；C．由A项结论可知a光的频率大于b光的频率，C正确；D．红光的频率小于绿光的频率，所以如果b光是绿光，a光不可能是红光，D错误。故选C。14.如图所示，甲、乙、丙、丁为用频闪照相机连续拍摄的四张在x轴上0~6m区间段简谐波的照片。已知波沿x轴传播，照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片时间间隔为1s，则由照片判断下列选项正确的是（）第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 A.波的波长为4mB.波一定沿+x方向传播C.波速可能为15m/sD.波速可能为9m/s【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，波长为，则A正确；BCD．照相机频闪时间间隔相等且小于波的周期，第一张照片与第四张照片时间间隔为1s，则甲、乙时间间隔为若波沿方向传播，由甲图可知此时处质点向上振动，结合乙图可知可得周期为则波速为若波沿方向传播，由甲图可知此时处质点向下振动，结合乙图可知可得周期为则波速为故BC错误，D正确。故选AD。第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 15.在下列现象中，不能用多普勒效应解释的是（　　）A.医生用超声波检查血流情况“彩超”B.观察者听到远去列车发出的汽笛声，音调会变低C.测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较判断星球的靠近或远离D.雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声【答案】D【解析】【详解】A．彩超是利用声波的多普勒效应，故A正确；B．远去的列车发出的声音，由于多普勒效应音调变低，故B正确；C．测量星球上发出的光波频率与地球上的同种元素静止时发光频率比较可以根据光的多普勒效应判断星球靠近或远离，故C正确；D．先看到后听到雷声是因为光的传播速度大于声音传播速度，故D错误；故选D。16.如图所示，某学校探究性学习小组的同学用两种颜色的激光以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块半圆形玻璃砖，其折射光线由圆心O点射出后重合。两种光穿过玻璃砖所需时间分别为，全反射临界角分别为，则下列说法正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由图知A光的折射率n更大，光在介质中的速度为可知A光在玻璃砖中的速度比B光的小，根据A、B光的光程一样，所以A光穿过玻璃砖所需时间较长，即第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 由全反射临界角公式可知A光的全反射临界角比B光的小，即故C正确，ABD错误。故选C。第II卷（非选择题）本卷均为必考题，共4大题52分。请考生将答案写在答题卡相应位置。17.如图，一质量m2=0.25kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3=0.2kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4，小车静止在光滑的水平轨道上。现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端，并留在车中。子弹与车相互作用时间很短。若使小物体不从车顶上滑落，g取10m/s2。求：(1)最后物体与车的共同速度为多少？(2)小车的最小长度应为多少？(3)小木块在小车上滑行的时间。【答案】(1)1.2m/s；(2)0.3m；(3)0.3s【解析】【分析】本题考查动量守恒定律的运用以及运动的分析。子弹射入小车为碰撞过程，可用动量守恒定律直接分析子弹和小车。最终物块、子弹和小车共速，可运用动量守恒定律整体分析系统，并根据能量转化分析小车最小长度。最后运用匀变速直线运动或动量定理计算时间。【详解】(1)(2)子弹进入小车过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得由三物体组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得设小车最小长度为L，三物体相对静止后，对系统利用能量守恒定律得第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 联立以上方程解得L=0.3m车与物体的共同速度为v2=1.2m/s(3)以m3为研究对象，利用动量定理可得解得t=0.3s18.劲度系数为k的轻弹簧上端固定一只质量为m的小球，向下压小球后从静止释放，小球开始做简谐运动。该过程小球的最大加速度是2.8g（g为重力加速度）。求：（1）简谐运动的振幅大小A；（2）当小球运动到最低点时，小球对弹簧弹力F的大小和方向；（3）若弹簧原长为L，则振动过程中弹簧的最大长度L′是多少。【答案】（1）2.8mg/k；（2）3.8mg，竖直向下；（3）【解析】【详解】（1）简谐运动的回复力为F=-kx在当位移为振幅A时，加速度最大，根据牛顿第二定律，有kA=mam解得（2）图中红色弹簧表示弹簧处于原长L，蓝色弹簧表示平衡位置，黑色弹簧为最低点B处，根据牛顿第二定律，有第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 kx1-mg=mam因此kx1=3.8mg弹簧被压缩，由牛顿第三定律知道小球对弹簧的弹力大小是3.8mg，方向竖直向下。（3）由图知最高点弹簧处于伸长状态，其伸长量x2=A-x0最大长度为L′=L+x2=L+A-x0=L+19.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2m处的质点P，以此时刻为计时起点的振动图象。Q点是平衡位置在x＝0.5m处的一个质点。(1)判断波的传播方向并算出波速大小；(2)求Q点从此时刻开始第一次到达波峰的时间；(3)求Q点从此时刻开始运动到平衡位置的时间。【答案】(1)波沿x轴正方向传播，波速为20m/s；(2)0.075s；(3)Q点从此时刻开始运动到平衡位置的时间为（0.05+0.1n）s，n＝0、1、2……【解析】【详解】①P质点此时刻向下运动，根据波的传播规律判断波沿x轴正方向传播。由波形图可知，波长λ＝4m，周期T＝0.2s。根据波长与波速关系可知v＝＝20m/s②Q点此时刻向上振动，到达平衡位置的时间t＝＝0.025s第一次到达波峰时间第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 ＝0.075s③根据振动的周期性，运动到平衡位置的时间t2＝t+＝（0.05+0.1n）s（n＝0、1、2……）20.如图所示，MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为n的透明半球体，O为球心，轴线OA垂直于光屏，O至光屏的距离R，位于轴线上O点左侧R处的点光源S发出一束与OA夹角θ=60°的光线射向半球体，已知光在真空中传播的速度为c。试求：（i）从半球体出射光线与光屏的夹角；（ii）光线从S传播到达光屏所用的时间。【答案】（i）90°；（ii）【解析】【详解】（i）光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。光由空气射向半球体，由折射定律，有解得α=30°第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司 在中，由正弦定理得R解得β=30°光由半球体射向空气，由折射定律，有n解得γ=60°即出射光线与轴线OA平行，与光屏垂直。（ii）光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的时间为：t根据几何知识可得R2（RR）cosβRR﹣Rsin30°R光在玻璃半球体内的传播速度为v解得t第15页/共15页学科网（北京）股份有限公司