江苏省南通市海安高级中学2022-2023学年高二上学期第一次月考物理试题

2022-2023 学年度高二年级阶段性测试（二） 物 理 一、单项选择题．本题共10 小题，每小题4 分，共40 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．观察水面波衍射的实验装置如图所示，O 是波源，AC 和BD 是两块挡板，AB 是两块挡板间的空 隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一 个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是 A．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距 B．此时能观察到明显的衍射现象 C．两挡板AB 间空隙增大10 倍，衍射现象会更明显 D．波源振动频率增大10 倍，衍射现象会更明显 2．图中的B 超成像的基本原理是探头向人体发射一列超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反 射，探头接收到的超声波信号由计算机处理，从而形成B 超图像。下列说法正确的是 A．超声波属于纵波 B．超声波在血液中传播速度小于在空气中传播速度 C．超声波在血液中的波长等于其在空气中的波长 D．入射的超声波与被血液反射的超声波相遇时会发生干涉 现象 3．如图甲所示为研究光的干涉现象的实验装置，狭缝S1、S2的间距d 可调，狭缝到屏的距离为L。 同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中在屏上得到了图乙所示图样（图中阴影部分表示暗条 纹）。下列说法正确的是 A．图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后变成暗条纹 B．仅减小狭缝S1、S2的间距d，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大 C．仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小 D．若S1、S2到屏上P 点的距离差为半波长的奇数倍，P 点处是亮条纹 4．如图所示，一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心 O 点，经过玻璃砖后有A、B、C 三束光射出，下列说法正确的是 A．A 光束是单色光 B．B 光穿过玻璃砖所用的时间比C 光穿过玻璃砖所用的时间长 C．入射光的入射角从0 开始增大，C 光比B 光先消失 D．做双缝干涉实验时，用B 光要比用C 光条纹间距小 5．两列分别沿x 轴正、负方向传播的简谐横波在 时刻的波形如图所示。已知两列波传播速度 的大小均为2.5m/s，质点P 位于 的位置，下列说法正确的是 A．两列波相遇时不会发生干涉现象 B．质点P 开始振动时的方向沿y 轴正方向 C．质点P 第一次到达波峰的时刻是 D．在0~0.5s 时间内质点P 通过的路程是1.2m 6．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 A． B． C． D． 7．如图（a）所示水平弹簧振子的平衡位置为O 点，在B、C 两点之间做简谐运动，规定水平向右 为正方向。图（b）是弹簧振子做简谐运动的x-t 图像，下列说法正确的是 A．弹簧振子从B 点经过O 点再运动到C 点为一次全振动 B．弹簧振子的振动方程为x=0.1sin m C．图（b）中的t1时刻振子的速度方向与加速度方向都为正方向 D．弹簧振子在2.5 s 内的路程为1m 8．如图所示，一质量为2m、半径为R 的四分之一光滑圆弧槽放在光滑的水平面上，有一质量为m 的小球由槽顶端A 静止释放。已知重力加速度为g，空气阻力忽略不计，在其下滑至槽末端B 的过程中，下列说法正确的是 A．若圆弧槽不固定，小球和槽组成的系统动量守恒 B．圆弧槽固定和不固定情形下，小球滑到B 点时的速度之 比为 C．若圆弧槽不固定，小球水平方向移动的位移为 D．若圆弧槽固定，圆弧槽对地面的最大压力为6mg 9．如图所示，套在光滑的足够长的水平直杆上的小球有向右的初速度v0，现对小球施加水平向左 的外力F，F 的大小始终与小球的速度成正比，即 ，k 为与速度无关的常数。已知该球以 大小为v1的初速度沿杆向右运动的最大位移为x1，以大小为v2的初速度沿杆向右运动的最大位 v0 F 移为x2，若 ，则 为 A．2 B． C． D． 10．如图，内壁光滑、半径为R 的圆形轨道平放在光滑水平面上并固定，O 点是圆心。A、B、C、 D、E、F、G、H、I、J、K、L 是圆弧的12 等分点。质量相等的小球a、b （均可视为质点）静止于圆形轨道的A、D 两点，某时刻分别给两球方向如图所示的速度v1和v2， v2大小是v1的2 倍，两球间的碰撞均视为弹性碰撞，则 A．两球第一次碰撞发生在K 点 B．两球第二次碰撞发生在E 点 C．两球第三次碰撞发生在A 点 D．两球第四次碰撞发生在J 点 二、非选择题：共5 题，共60 分．解答第12~15 时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 11．(15 分)某小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。实验时先让质量为m1的入射小球 A 从斜槽上某一固定位置C 由静止释放，小球A 从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的 复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作10 次，得到10 个落点痕迹，再把质量 为m2的被碰小球B 放在水平轨道末端，仍将小球A 从位置C 由静止释放，小球A 和B 碰撞 后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10 次，M、P、N 为三个落点的平均位置， O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图乙所示。 回答下列问题： （1）上述实验除需测量线段OM、OP、ON 的长度外，还需要测量的物理量有 ▲ 。 A．小球A 和小球B 的质量m1、m2 B．斜槽末端离地面的高度h C．位置C 到斜槽末端的高度差Δh D．两小球与斜槽间的动摩擦因数μ （2）当所测物理量满足表达式 ▲ （用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动 量守恒定律。 （3）若测得各落点痕迹到O 点的距离OM=2.68 cm，OP=8.62 cm，ON=11.50 cm，并知小球A、B 的质量比为2 1 ∶，则系统碰撞前总动量p 与碰撞后总动量p′的百分误差 |p−p '| p = ▲ %（结 果保留一位有效数字）。 （4）某实验小组设计用如图丙所示装置来研究碰撞前后动能的变化，使小球从斜槽轨道滚下打在 正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。使用质量为m3的小球D 和质 量为m4的小球E 进行实验，其他操作重复验证动量守恒定律实验时的步骤。M′、P′、N′为竖 直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投 影点为O′，测得O′M′=y1，O′P′=y2、O′N′=y3，在实验误差允许范围内，若满足关系式 ▲ （用题中涉及的物理量符号表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 12．（8 分）用单摆测定重力加速度的装置如图所示。 （1）测出悬点O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成n 次全振动所用的时间 t，求重力加速度g1(用L、n、t 表示)； （2）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图 所示，由于家里只有一根量程为0～30 cm 的刻度尺，于是他在细线上 的A 点做了一个标记，使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的 细线长度不变，通过改变O、A 间细线长度以改变摆长。实验中，当 O、A 间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由 此可得求重力加速度g2(用l1、l2、T1、T2表示)。 13．（8 分）如图所示，已知一块环形玻璃砖玻璃砖的折射率n 为 ，外圆半径为2R，光线a 沿半 径方向射入玻璃砖，光线b 与光线a 平行，两束光线之间的距离为x= R，光线b 经折射后 恰好与内柱面相切。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）该玻璃砖的内圆半径r； （2）光线a、b 在外圆界面内传播的时间差∆t （不考虑光线反射）。 14．（14 分）如图，在光滑的水平面上，有一质量 的长木板，长木板上有一质量 的物块。它们都以 的初速度反向运动，它们之间的动摩擦因数 ，且木板足够 长，求： （1）当长木板的速度向左大小v1为 时，物块速度的大小v2； （2）长木板的最终速度大小v； （3）要使小物块不滑出长木板，长木板的长度L 至少多大。 15．（15 分）如图所示，质量均为m 的滑块A、B、C 放在光滑的水平面上，A 紧靠竖直墙壁，一 劲度系数为k 的轻质弹簧将A、B 连接，C 紧靠B，开始时A、B、C 均静止。现给C 施加一 水平向左、大小为mg 的恒力F，使B、C 一起向左运动，当弹簧压缩到最短时，立即撤去恒 力。设弹簧始终处于弹性限度范围内，重力加速度为g． （1）水平恒力施加瞬间时滑块B 的加速度大小a 及当弹簧压缩到最短时的压缩量x； （2）撤去F 后滑块C 的最大速度v； （3）滑块A 的最大速度为vm及弹簧最长时的弹性势能为Ep． 物理参考答案及评分标准 一、单项选择题：共10 题，每题4 分，共40 分．每题只有一个选项最符合题意． 1．B 2．A 3．B 4．C 5．D 6．A 7．D 8．B 9．A 10．D 二、非选择题：共5 题，共60 分．其中第12 题~第15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和 重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位． 11.【答案】（1）A（2）m1·OP=m1·OM+m2·ON （3）2 （4） 【详解】（1）根据动量守恒定律得 根据平抛运动 OP=v0t OM=v1t ON=v2t 解得 m1·OP= m1·OM+m2·ON [1]根据m1·OP= m1·OM+m2·ON，除了要测出OP、OM、ON 外，还需要测量两个小球的质量。故选 A。 （3）系统碰撞前总动量p 与碰撞后总动量p′的百分误差 （4）由题意可知，小球D、E 做平抛运动，在水平方向的位移相等，设为x＇，在碰撞前小球D 的 速度为v1，碰撞后小球D 的速度为v2，小球E 的速度为v3，在竖直方向则有 解得 解得 解得 D、E 两小球在碰撞前后，若满足关系式 即 则可认为碰撞前后两球的总动能相等。 12．（8 分）【答案】 (1) (2) 【详解】(1)单摆的振动周期T＝。 根据T＝2π，得g＝＝。 (2)设A 点到铁锁重心的距离为l0。根据单摆的周期公式T＝2π ，得T1＝2π ，T2＝2π 。联立以上 两式，解得重力加速度g＝。 13.【答案】（1） ；（2） 【详解】（1）光路如图所示， 根据几何关系得 根据折射率公式有 得 即 解得 （2）光线在外圆界面内传播的速度为 光线b 在外圆界面内传播的时间为 光线a 在外圆界面内传播的时间为 2 2 cos 6 b R R t v c     2 2 (2 2 3) a R R R t v c c     光线a、b 在外圆界面内传播的时间差为 14.【答案】（1） ；（2） ；（3） 【详解】（1）设向左为正方向；两物体在运动中不受外力，总动量守恒；则由动量守恒定律可知 代入数据解得 （2）对全程由动量守恒定律可知：最终木板和物块的速度相同 解得 方向向左； （3）由（1）（2）可知，小物块的速度先减为零，然后反向加速，根据牛顿第二定律可得小物块 的加速度 长木板的加速度 小物块速度减为零所需的时间 此过程中物块和长木板的相对位移 当物块速度减为零后，此时长木板速度 然后木块反向加速，长木板减速，达到共速的时间 此过程中物块和长木板的相对位移 (4 2 3) b a R t t t c    要使小物块不滑出长木板，长木板的长度的最小值 代入数据可得 15.【详解】（1）根据牛顿第二定律得 F=2ma 恒力F 的作用时，使B、C 一起向左运动，弹簧压缩到最短的过程中，B、C 一起做简谐运动，根 据简谐运动对称性可知，当弹簧压缩到最短时加速度大小与F 作用瞬间相等 kx−F=2ma （2）当弹簧压缩到最短时，立即撤去恒力，弹簧恢复原长时B、C 发生分离，设此时速度为v，根 据能量守恒可知 解得 （3）弹簧恢复原长后，A、B 和弹簧组成的系统动量守恒，能量守恒，分析知当A、B 共速时，弹 簧最长，滑块A 的速度最大为vm， 解得