湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷（含答案）

湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中物理試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三總分評分一、選擇題（本題共10小題，共44分。其中第1-6題為單選題，每小題4分，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。第7-10題為多選題，每小題5分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1．如圖為某魚漂示意圖。當(dāng)魚漂靜止時(shí)，水位恰好在O點(diǎn)。用手將魚漂往下按，使水位到達(dá)M點(diǎn)。松手后，魚漂會上下運(yùn)動(dòng)，水位在M、N之間來回移動(dòng)，且魚漂的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A．水位在O點(diǎn)時(shí)，魚漂的速度最大B．水位到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，魚漂的位移向下最大C．水位到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，魚漂具有向下的加速度D．MN之間的距離即魚漂的振幅2．如圖，蟾蜍在池塘邊平靜的水面上鳴叫，形成了水波．已知水波的傳播速度與水的深度成正相關(guān)，蟾蜍的鳴叫頻率f=1451Hz．下列說法正確的是（）A．水波從淺水區(qū)傳入深水區(qū)，頻率變大B．池塘水面上的落葉做的是受迫振動(dòng)C．在淺水區(qū)，水波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．若水波兩個(gè)相鄰波峰間距離為0.5cm，則此處水波的波速約為73m/s3．揚(yáng)聲器是語音和音樂的播放裝置，在生活中無處不在．如圖所示是揚(yáng)聲器紙盆中心做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像，下列判斷正確的是（）A．t=3×10B．t=2×10C．在0~D．紙盆中心做簡諧運(yùn)動(dòng)的方程為x=14．超聲波是一種頻率高于20000Hz的聲波，波長很短，廣泛應(yīng)用于生活與生產(chǎn)實(shí)踐．關(guān)于超聲波及應(yīng)用，下列說法正確的是（）A．在同種介質(zhì)中，超聲波的速度大于次聲波的速度B．超聲波的頻率越高，衍射本領(lǐng)越強(qiáng)C．高速公路上的測速儀發(fā)出超聲波波長大于所接收波的波長，說明此時(shí)車正在靠近測速儀D．“彩超”檢查身體時(shí)，超聲波迎著血液流動(dòng)方向發(fā)射，儀器接收到的反射回來的波的頻率低于其發(fā)射的超聲波的頻率5．如圖所示為兩個(gè)單擺做受迫振動(dòng)的共振曲線，則下列說法正確的是（）A．若兩個(gè)受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行（g地B．若兩個(gè)單擺的受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的，則兩個(gè)單擺的擺長之比LC．若擺長均約為1m，則圖線I是在地球上完成的D．若兩個(gè)單擺在同一地點(diǎn)均發(fā)生共振，圖線II表示的單擺的能量一定大于圖線I表示的單擺的能量6．如圖所示，兩個(gè)擺長均為L的單擺，擺球A、B質(zhì)量分別為m1、m2，懸點(diǎn)均為O．在O點(diǎn)正下方0.19L處固定一小釘．初始時(shí)刻B靜止于最低點(diǎn)，其擺線緊貼小釘右側(cè)，從圖示位置由靜止釋放A（A．若m1B．若m1=mC．若m1D．若m17．“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶。他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬戶及所攜設(shè)備[火箭（含燃料）、椅子、風(fēng)箏等]總質(zhì)量為M，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的熾熱燃?xì)庀鄬Φ孛嬉詖0的速度豎直向下噴出。忽略此過程中空氣阻力的影響，重力加速度為gA．火箭的推力來源于燃?xì)鈱λ姆醋饔昧．在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為mC．噴出燃?xì)夂笕f戶及所攜設(shè)備能上升的最大高度為mD．在火箭噴氣過程中，萬戶及所攜設(shè)備機(jī)械能守恒8．兩列頻率相同、振幅分別為5cm和7cm的橫波發(fā)生干涉時(shí)，某一時(shí)刻的圖樣如圖所示，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，下列關(guān)于K、M、N三點(diǎn)的說法正確的是（）A．由圖中時(shí)刻再經(jīng)過12B．質(zhì)點(diǎn)N為振動(dòng)減弱的點(diǎn)C．質(zhì)點(diǎn)N的位移不可能為0D．質(zhì)點(diǎn)M的位移始終大于或等于質(zhì)點(diǎn)N的位移9．一振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)．t=0時(shí)振子的位移為0.2m，t=1s時(shí)位移為?0.A．若振幅為0.2m，振子的周期可能為2B．若振幅為0.2m，振子的周期可能為4C．若振幅為0.4m，振子的周期可能為4sD．若振幅為0.4m，振子的周期可能為6s10．一列簡諧橫波在t=1A．波速為18cm/s B．沿x軸正方向傳播C．質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置坐標(biāo)x=9cm D．在t=1二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2個(gè)小題，每空2分，共18分）11．某小組做測量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規(guī)，筆，白紙．（1）下列哪些措施能夠提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確程度____．A．選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚B．選用兩光學(xué)表面平行的玻璃磚C．選用粗的大頭針完成實(shí)驗(yàn)D．插在玻璃磚同側(cè)的兩枚大頭針間的距離盡量大些（2）該小組用同一套器材完成了四次實(shí)驗(yàn)，記錄的玻璃磚界線和四個(gè)大頭針扎下的孔洞如圖所示，其中實(shí)驗(yàn)操作正確的是____．A． B．C． D．（3）該小組選取了操作正確的實(shí)驗(yàn)記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于A、B點(diǎn)，再過A、B點(diǎn)作法線NN'的垂線，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖甲所示，則玻璃的折射率n=（4）在用插針法測量玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩位同學(xué)在紙上畫出的界面。aa'、bb'與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖乙中①、②所示，其中甲同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚．他們的其他操作均正確，且均以aa'、12．某同學(xué)用圖1所示的沙漏擺研究單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，木板沿圖示O′O方向移動(dòng)，根據(jù)漏在板上的沙描出了如圖2所示的圖形，然后分別沿中心線OO′和沙漏擺擺動(dòng)方向建立直角坐標(biāo)系，并測得圖中Oa=ab=bc=cd=s，則：（1）該同學(xué)認(rèn)為此圖像經(jīng)過適當(dāng)處理可看成單擺的振動(dòng)圖像，則其橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)為；（2）若該同學(xué)利用計(jì)時(shí)器測得沙漏擺的周期為T，則木板移動(dòng)的速度表達(dá)式為v=；（3）該同學(xué)利用該裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，他認(rèn)為只有少量沙子漏出時(shí)，沙漏重心的變化可忽略不計(jì)，但是重心位置不確定，于是測量了擺線的長度L，如果此時(shí)他直接利用單擺周期公式計(jì)算重力加速度，則得到的重力加速度值比真實(shí)值（選填“偏大”“偏小”或“相等”），若要避免由于擺長無法準(zhǔn)確測量產(chǎn)生的誤差，則可通過改變沙漏擺的擺線長L，測出對應(yīng)的周期T，并繪制T2?L圖像，根據(jù)圖像的斜率可求得重力加速度，此時(shí)三、計(jì)算題（本題共3個(gè)小題，共38分，要求有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只有結(jié)果沒有過程的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的必須寫出數(shù)值和單位）13．如圖，一個(gè)半徑為R的玻璃球，O點(diǎn)為球心．球面內(nèi)側(cè)單色點(diǎn)光源S發(fā)出的一束光在A點(diǎn)射出，出射光線AB與球直徑SC平行，光在真空中的傳播速度為c．（1）若θ=30°，求玻璃的折射率；（2）若θ=45°，求從S發(fā)出的光線經(jīng)多長時(shí)間再次回到S點(diǎn)．14．在一列沿水平直線傳播的簡諧橫波上有相距4m的A、B兩點(diǎn)，如圖甲、乙分別是A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像．已知該波波長大于2m，求這列波可能的波速．15．如圖所示，在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量m的物塊a靜置于懸點(diǎn)O正下方的A點(diǎn)，以速度v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶MN與直軌道AB、CD、FG處于同一水平面上，AB、MN、CD的長度均為l．圓弧形細(xì)管道DE半徑為R，EF在豎直直徑上，E點(diǎn)高度為H．開始時(shí)，與物塊a相同的物塊b懸掛于O點(diǎn)，并向左拉開一定的高度h由靜止下擺，細(xì)線始終張緊，擺到最低點(diǎn)時(shí)恰好與a發(fā)生彈性正碰．已知m=2g，l=1m，R=0.4m，H=0.2m，v=2m/（1）若h=1.25m，求a、b碰撞后瞬時(shí)物塊a的速度（2）物塊a在DE最高點(diǎn)時(shí)，求管道對物塊的作用力FN（3）若物塊b釋放高度0.9m＜h＜1.65m，求物塊a最終靜止的位置x值的范圍（以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為正，建立x軸）

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A.由題意可知，O點(diǎn)是魚漂做簡諧振動(dòng)的平衡位置，根據(jù)簡諧振動(dòng)的特點(diǎn)可知，水位在O點(diǎn)時(shí)，魚漂的速度最大，A符合題意；

B.水位到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，魚漂上浮到達(dá)最大位移處，故水位到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，魚漂的位移向上最大，B不符合題意；

C.同理水位到達(dá)M點(diǎn)時(shí)，魚漂向下的位移最大，具有向上的加速度，C不符合題意；

D.振子偏離平衡位置的最大位移叫振幅，所以魚漂的振幅等于O到M或到N的距離，D不符合題意。

故答案為：A。

【分析】根據(jù)簡諧振動(dòng)的特點(diǎn)分析各選項(xiàng)。2．【答案】B【解析】【解答】A.機(jī)械波的頻率由波源的振動(dòng)頻率決定，與介質(zhì)無關(guān)，所以水波從淺水區(qū)傳入深水區(qū)，頻率不變，A不符合題意；

B.池塘水面上的落葉隨著水波而振動(dòng)，做的是受迫振動(dòng)，B符合題意；

C.由題意可知，水波的傳播速度與水的深度成正相關(guān)，可知水波在淺水區(qū)的速度比深水區(qū)小，由v=λf可知，可知水波在深水區(qū)的波長比在淺水區(qū)的波長大，所以水波在深水區(qū)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，C不符合題意；

D.兩個(gè)相鄰波峰間距離等于一個(gè)波長，可知λ=0.5cm，由波速公式可得此處水波的波速約為v=λf=0.5×10-2×1451m/s≈7.3m/s，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】機(jī)械波的頻率由波源的振動(dòng)頻率決定，與介質(zhì)無關(guān)；根據(jù)受迫振動(dòng)的定義分析樹葉的振動(dòng)；由波速公式v=λf3．【答案】D【解析】【解答】A.由圖可知，t=3×10-3s時(shí)刻，揚(yáng)聲器紙盆中心位于波谷，位移為負(fù)向最大，A不符合題意；

B.由圖可知，t=2×10-3s時(shí)刻，紙盆中心位于平衡位置，加速度為零，B不符合題意；

C.由圖可知，在0~2×10-3s之間，紙盆中心的速度從平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動(dòng)，到達(dá)正向最大位移處后，再返回平衡位置，故紙盆中心的速度方向先沿x軸正方向再沿x軸負(fù)方向，C不符合題意；

D.由圖可知，紙盆中心做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為T=4×10-3s，振幅4．【答案】C【解析】【解答】A.機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)，可知在同種介質(zhì)中，超聲波的速度與次聲波的速度一樣，A不符合題意；

B.由v=λf可知，超聲波的頻率越高，波長越短，越不容易發(fā)生衍射，B不符合題意；

C.根據(jù)多普勒效應(yīng)的規(guī)律可知，車正在靠近測速儀時(shí)，測速儀接收到的頻率大于發(fā)出的超聲波的頻率，由v=λf可知，測速儀接收到的波長小于發(fā)出的超聲波的波長，C符合題意；

D.用超聲波測血液流速，超聲波迎著血液流動(dòng)方向發(fā)射，血流向儀器靠近，由多普勒效應(yīng)的規(guī)律可知，儀器接收到的反射回來的波的頻率大于其發(fā)射的超聲波的頻率，D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)；根據(jù)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件，判斷超聲波的頻率越高，衍射本領(lǐng)強(qiáng)弱；據(jù)多普勒效應(yīng)規(guī)律，分析車正在靠近測速儀時(shí)，測速儀接收到的頻率與發(fā)出的超聲波頻率的關(guān)系，再由波速公式v=λf判斷波長的關(guān)系；據(jù)多普勒效應(yīng)規(guī)律進(jìn)行分析。5．【答案】A【解析】【解答】A.由圖可知，兩單擺的固有頻率分別為fⅠ=0.2Hz，fⅡ=0.5Hz，根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg和周期與頻率的關(guān)系式T=1f，可得f=12πg(shù)L，可知當(dāng)兩擺長相等時(shí)，g越大，f越大，因此可得gⅡ>gⅠ，又因?yàn)間地>g月，由此可知圖線I表示月球上單擺的共振曲線，A符合題意；

B.若兩個(gè)單擺的受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的，則g相同，由f=12πg(shù)6．【答案】D【解析】【解答】AB.根據(jù)彈性碰撞的規(guī)律可知，若m1=m2，則兩球碰撞后速度互換，所以A、B在擺動(dòng)過程中最大振幅相等，A不符合題意；

B.根據(jù)彈性碰撞的規(guī)律可知，若m1=m2，兩球碰撞后，A球停止運(yùn)動(dòng)，B球向上擺動(dòng)，B球返回后再次與A發(fā)生碰撞，B球停止運(yùn)動(dòng)，A球向上擺至最高點(diǎn)，之后重復(fù)以上過程，而兩單擺在擺動(dòng)過程中的擺長均為L，周期相等，故每經(jīng)過2πLg時(shí)間A回到最高點(diǎn)，B不符合題意；

C.擺長為L的周期為T=2πLg，擺長為L-0.19L=0.81L的周期為T'=1.8πLg，若7．【答案】A,B【解析】【解答】A．火箭的推力是燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對火箭的反作用力，故A正確；

B．在燃?xì)鈬姵龊蟮盟查g，萬戶及所攜設(shè)備組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)火箭的速度大小為v，規(guī)定火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍瑒t有M+mv-mv0=0，解得火箭的速度大小為v=mv0M-m，故B正確；

C．噴出燃?xì)夂螅f戶及所攜設(shè)備做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，最大上升高度為8．【答案】B,D【解析】【解答】A.由圖可知，圖中時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)K為波谷與波谷相遇，再經(jīng)過12周期時(shí)，兩列波在質(zhì)點(diǎn)K恰好均處于波峰，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)K的合位移為最大，A不符合題意；

BC.由圖可知，質(zhì)點(diǎn)N為波谷與波峰相遇，是振動(dòng)減弱點(diǎn)，N的振幅為7cm-5cm=2cm，故質(zhì)點(diǎn)N的位移可能為0，B符合題意，C不符合題意；

D.質(zhì)點(diǎn)M是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)N是振動(dòng)減弱點(diǎn)，由圖可知，兩波的質(zhì)點(diǎn)N和質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)時(shí)差均為半個(gè)周期，即兩波的質(zhì)點(diǎn)N和質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)步調(diào)均相反。故質(zhì)點(diǎn)M的位移始終大于或等于質(zhì)點(diǎn)N的位移，D符合題意。

故答案額：BD。

9．【答案】A,D【解析】【解答】AB.若振幅為0.2m，則振子的振動(dòng)周期滿足nT+T2=1s(n=0，1，2，3…)，解得T=22n+1s(t=0，1，2，3...)，當(dāng)n=1時(shí)T=23s，當(dāng)n=2時(shí)T=25s，當(dāng)n=3時(shí)T=27s，故周期可能為23s，不可能是45s，A符合題意，B不符合題意；

CD.若振幅為0.4m，則振子的振動(dòng)周期可能滿足nT+T6=1s(n=0，1，2，3…)，解得T=66n+1s(t=0，1，2，3...)，或者nT+10．【答案】A,C【解析】【解答】A.由題圖甲可以看出，該波的波長為λ=36cm，由題圖乙可以看出周期為T=2s，由波速公式v=λT可得，該波的波速為v=18cm/s，A符合題意；

B.由圖乙可知，當(dāng)t=13s時(shí)，Q點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，結(jié)合題圖甲，根據(jù)平移法可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，B不符合題意；

C.由題圖甲可知，x=0處y=-A2=Asin(-30°)，則xP=30°360°λ=3cm11．【答案】（1）A；D（2）D（3）AC（4）偏小；不變【解析】【解答】（1）A.選用兩光學(xué)表面間距大的玻璃磚，可減小作圖誤差，A符合題意；

B.根據(jù)折射定律可知，如果兩個(gè)光學(xué)面不平行，并不影響入射角與折射角的測量，所以對折射率的測定結(jié)果不產(chǎn)生影響，B不符合題意；

C.為了根據(jù)準(zhǔn)確的做出光路圖，應(yīng)選用較細(xì)的大頭針來完成實(shí)驗(yàn)，C不符合題意；

D.插在玻璃磚同側(cè)的大頭針之間的距離適當(dāng)大些，可減小作圖誤差，D符合題意。

故答案為：AD。

（2）因玻璃的折射率空氣的折射率，故在玻璃中的光線與法線的夾角要小于空氣中光線與法線的夾角；圖中的玻璃磚為平行玻璃磚，由幾何關(guān)系可知，出射光應(yīng)與入射光平行，D符合題意，ABC不符合題意。

故答案為：D。

（3）由圖可知，玻璃磚的折射率為n=sin∠AOCsin∠DOB=ACBD。

（4）如圖①，甲同學(xué)測定折射率時(shí)，作出的折射光線如圖中虛線所示，實(shí)線表示實(shí)際光線，可見折射角的測量值大于真實(shí)值，則由折射定律n=sini12．【答案】（1）時(shí)間（2）2s（3）偏??；圖像與橫軸L的交點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離【解析】【解答】（1）由于木板是勻速運(yùn)動(dòng)，從平衡位置開始，每個(gè)周期，單擺在木板上畫出的圖像相同，所以該同學(xué)如果將此圖像處理成振動(dòng)圖像，則其橫坐標(biāo)表示的物理量應(yīng)為時(shí)間；

（2）從O到b是單擺擺動(dòng)一個(gè)周期畫出的圖線，此過程中木板移動(dòng)的位移為Ob=2s，則木板移動(dòng)的速度表達(dá)式為v=2sT。

（3）根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg，可得重力加速度為g=4π2LT13．【答案】（1）解：光路圖如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知i1=θ=30°根據(jù)折射定律有n=解得n=（2）解：光在玻璃球內(nèi)的傳播速度有v=c根據(jù)幾何關(guān)系可知當(dāng)θ=45°時(shí)，即光路為圓的內(nèi)接正方形，正方形的邊長x=2從S發(fā)出的光線經(jīng)多次全反射回到S點(diǎn)的時(shí)間為t=【解析】【分析】（1）由折射率公式n=sinisin14．【答案】解：由振動(dòng)圖像得質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T=0.若波由A向B傳播，B點(diǎn)比A點(diǎn)晚振動(dòng)的時(shí)間Δt=nT+3所以A、B間的距離為Δs=vΔt=λ則波長為λ=4Δs因?yàn)棣?gt;2m，所以n=0當(dāng)n=0時(shí)，λ1=16當(dāng)n=1時(shí)，λ2=16若波由B向A傳播，A點(diǎn)比B點(diǎn)晚振動(dòng)的時(shí)間Δt所以A、B間的距離為Δs則波長為λ因?yàn)棣?gt;2m，所以n=0當(dāng)n=0時(shí)，λ'1=16m當(dāng)n=1時(shí)，λ'2【解析】【