云南省宣威市第七中学2024-2025学年下学期期中考试
高二物理 试卷
注意事项:
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分 100 分，考试用时 75 分钟。
一、单项选择题:本大题共7小题，每小题4分，共28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.关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是( )
A. 简谐运动是匀变速运动
B. 周期越大，说明物体做简谐运动越快
C. 位移减小时，加速度减小，速度增大
D. 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
2.一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点，振幅为0.1m，t=0时振子的位移为-0.05m，沿x轴正方向运动；t=0.5s时位移为0.05m，沿x轴负方向运动，则( )
A. 振子的周期可能为 B. 振子的周期可能为
C. 振子的周期可能为 D. 振子的周期可能为2s
3.如图所示，弹簧振子的平衡位置在O点，时，小球在P点，加速度大小为最大值的一半，时，小球到达Q点，加速度第一次达到最大值，PQ两点间距离为15cm，下列说法正确的是( )
A. 振子的振幅为10cm B. 振子一次全振动的时间为4s
C. 时振子的加速度与速度同向 D. 时弹簧的长度小于原长
4.一单摆如图1所示，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，该单摆的振动图像如图2所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取，，下列说法正确的是（ ）
该单摆的摆长为1m
时刻，摆球位于M点或N点
C. 从到时间内单摆的回复力先减小后增大
D. 摆球运动到N点时加速度为0
5.关于振动和波的关系，正确说法是( )
A. 物体做机械振动，一定产生机械波
B. 某波的频率与传播该波的介质有关
C. 如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止
D. 介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同
6.一列简谐横波沿轴传播，周期为，时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点向轴正方向运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为 B. 该波的波速为
C. 该波沿轴负方向传播 D. 该波沿轴正方向传播
7.固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可形成水波。振动片在水面上沿x轴匀速移动时，拍得某时刻波的图样如图所示。下列选项正确的是( )
A. 波源向x轴负方向运动
B. A位置处波速大于B位置处波速
C. A位置处波速小于B位置处波速
D. A位置处接收到的波的频率小于B位置处接收到的波的频率
二、多项选择题:本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感。某次演员抖动水袖时形成一列沿x轴传播的简谐横波，其在某一时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从该时刻(设为t=0)起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 从t=0到t=3s，该列简谐横波沿x轴负方向传播了3m
B. t=0时刻质点P具有沿y轴负方向的最大速度
C. 该列波在传播过程中遇到宽为1m的障碍物时不会发生明显的衍射现象
D. 从t=0到t=3s，质点Q通过的路程为1.2m
9.在y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质，有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播，甲向右传播、乙向左传播，时刻的波形如图所示，甲波恰好传至处，乙波恰好传至处，已知波在负半轴的波速大小为0.5m/s，在正半轴的波速大小为0.25m/s，下列说法中正确的是（ ）
A. 时刻处质点与处质点的振动方向相反
B. x轴上第一个位移到＋6cm的质点是横坐标为
C. 较长时间后处的质点是振动减弱点
D. 时刻处质点的位移为6cm
10.在光学仪器中，“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示，等腰梯形ABCD是“道威棱镜”的横截面，底角为45°。一束单色光从AB边的E点沿平行BC边的方向射入棱镜，折射光线经BC边反射后照射在CD边上的F点(图中未标出)，然后让光束绕E点沿顺时针转过45°，此过程中BC边的反射光线均直接照射到CD边，不考虑光在CD边反射，已知棱镜对光的折射率为，则下列说法正确的是( )
A. 开始时，光束在E点射入棱镜时的折射角为60°
B. 光束在F点发生折射，折射光线与BC边平行
C. 光束绕E点转动过程中，照射到BC边的光束会从BC边射出
D. 光束绕E点转动过程中，光束在棱镜中传播时间会越来越短
三、实验题（本题共2个大题，共15分）
11.（6分）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。
（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时如图乙所示的手轮上的示数为 mm，求得相邻两亮条纹的间距Δx为 mm。
（2）已知双缝间距d为2.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝ ，求得所测红光波长为 nm。
12.（9分）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O。在做“验证动量守恒定律”的实验时
(1)实验必须满足的条件是______。
A．斜槽轨道必须是光滑的
B．斜槽轨道末端的切线是水平的
C．入射球每次都要从同一高度由静止释放
D．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动
(2)实验中要完成的必要步骤是________（填选项前的字母）。
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量抛出点距地面的高度H
C．用秒表测出小球做平抛运动的时间t
D．分别确定m1碰撞前后落地点的位置和m2碰后的落地点P、M、N，并用刻度尺测出水平射程OP、OM、ON
(3)入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，两小球的质量应满足m1____________m2。（选填“大于”“小于”或“等于”）
(4)若所测物理量满足_____________表达式则可判定两个小球相碰前后动量守恒。
四、计算题（本题共3个大题，共39分）
13.截面为直角梯形的玻璃砖ABCD，折射率n=，一束光线由AB面射入玻璃砖，入射角i=45°，如图所示。光线首先到达BC面，恰好发生全反射，然后到达CD面。求：
（1）顶角B的大小；
（2）若玻璃砖在AB方向足够长，光线从AD边出射时的折射角。
14.如图甲所示为一列简谐横波在时刻的波形图，此时P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示，求：
(1)该简谐波的波速大小；
(2)质点P的横坐标；
(3)质点Q的振动方程。
15.如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块上，另一端与滑块接触但未连接，该整体静止放在离地面高为的光滑水平桌面上。现有一滑块从光滑曲面上离桌面高处由静止开始滑下，与滑块发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块向前运动，经过一段时间，滑块脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动，一段距离后从桌面边缘飞出。已知，，，滑块、、均可看作质点，取，不计空气阻力。求：
（1）滑块与滑块碰撞结束瞬间的速度大小；
（2）被压缩弹簧的最大弹性势能；
（3）滑块落地点与桌面边缘的水平距离。
一、单选题
1.【答案】C
【解析】简谐运动受到的回复力是变力，加速度变化，所以简谐运动不是匀变速运动，A错误；周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，周期越大，说明物体做简谐运动越慢，B错误；当位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度增大，C正确；根据可知加速度和位移方向相反，但速度与位移方向可以相同，也可以相反，D错误。
2.【答案】A
【解析】由简谐运动规律，振子的周期可能为,当n=1时，解得
3.【答案】A
【解析】由题意可知，时的加速度大小是时加速度大小的一半，所以时小球与O点的距离是时小球与O点距离的一半，而时小球与O点距离正好等于振幅，所以，振幅，故A正确；由数学知识可知，小球从P点运动到O点的时间为小球从O点运动到Q点时间的，所以，若振动的周期为T，则，所以一次全振动的时间为，故B错误；时振子越过平衡位置向右运动，此时加速度方向与速度方向相反，故C错误；时，振子从右端向平衡位置运动，且没有到达平衡位置，所以，弹簧处于伸长状态，弹簧的长度大于原长，故D错误。
4.【答案】C
【解析】由图2可知单摆的周期为T=2s，根据单摆周期公式，解得，A错误；由图2可知，时刻，摆球位于O点，B错误；由图2可知从到的过程中，摆球衡位置，受到的回复力减小，从到的过程中，摆球远离平衡位置，受到的回复力增大，C正确；摆球运动到N点时，处于最大位移处，根据，可知在切线方向上加速度取最大值，D错误。故选C。
5.【答案】D
【解析】物体作机械振动时，不一定产生机械波，还需要有传播振动的介质，故A错误；某波的频率与传播该波的介质无关，故B错误；波传播的是振动的形式和能量，波的传播过程中，若振源停止振动，波的能量没有消失，波的传播不会立即停止，故C错误；介质中每一个质点开始振动的方向一定和波源开始振动的方向相同，故D正确。
6.【答案】D
【解析】该波的波速为，AB错误；此时介质中质点向轴正方向运动，根据平移法可知，该波沿轴正方向传播，C错误D正确。故选D。
7.【答案】A
【解析】左边形成的波纹比较密，右边的稀疏，所以振动片是向左侧移动，故A正确；波速由介质决定，则A位置处波速等于B位置处波速，选项B、C错误；因波源向左移动，根据多普勒效应，A位置处接收到的波的频率大于B位置处接收到的波的频率，选项D错误。
二、多选题
8.【答案】AD
【解析】由题图乙可知，此时刻质点Q的振动方向向上，由“上下坡法”可判断，波沿x轴负方向传播，波速大小，波在均匀介质中匀速传播，根据，故该列简谐横波沿x轴负方向传播了3m，故A正确。t=0时刻质点P在波峰，此时质点P具有沿y轴负方向的最大加速度，但速度为0，故B错误。由于波长为2m，该波在传播过程中遇到1m宽的障碍物时，波长大于障碍物的尺寸，因此会发生明显的衍射现象，故C错误。
从t=0到t=3s，经过1.5T，质点Q通过的路程为s=6A=1.2m，故D正确。
9.【答案】BC
【解析】根据波的传播方向，由“同侧法”可知，时刻处质点正向轴负方向振动，处质点同样正向轴负方向振动，故A错误；根据时刻两波传播的位置可知，x轴上第一个位移到＋6cm的质点一定出现在轴的正半轴，由波形图可知两列波的波长分别为，，两列波的频率，，两列波频率相同，因此两列波相遇时能够发生稳定的干涉，甲波的第一波峰传播到处所用的时间为，乙波的第一个波峰传播到处所用的时间，可知从时刻开始，经过相同的时间两列波的波峰在轴正半轴相距，而同种介质中波的传播速度相同，因此可知两列波的波峰将会同时到达处，由此可知x轴上第一个位移到＋6cm的质点是横坐标为，故B正确；根据题意可知，时刻，甲波在处的质点将向轴正方向振动，而乙波在处的质点将向下振动，甲乙两波在轴正半轴传播速度相同，则可知甲波在处引起的振动和乙波在处引起的振动将会同时到达，由此可知较长时间后处的质点是振动减弱点，故C正确；由于两波频率相同，则可知两波的周期均为，甲波在处的振动传播到处所用的时间，则剩余时间内甲波在处的质点振动的周期数为，乙波在处的振动传播到处所用的时间，则剩余时间内乙波在处的质点振动的周期数为，由此可知甲波在时刻在处的质点正处于波谷，乙波在处的质点也正处于波谷，则可得时刻处质点的位移为，故D错误。
故选BC。
10.【答案】BD
【解析】由几何关系可知，开始时光束在E点的入射角为45°，由，解得，A错误；根据对称性和光路可逆可知，光在E点发生折射时，折射角等于45°，即折射光线与BC边平行，B正确；光束绕E点转动过程中，光在BC边的最小入射角为45°，由，解得，由此可见，光束照射到BC边不会从BC边射出，C错误；在光束绕E点转动过程中，光在棱镜中传播的距离越来越小，因此传播时间越来越短，D正确。
三、实验题
11.【答案】（1）13.870 2.310 （2） Δx 6.6×102
【解析】（1）图甲的读数为2.320 mm，图乙的读数为13.870 mm，
（2）由
可得
则
12.【答案】(1)BC；(2)AD；(3)大于；(4)
【解析】（1）斜槽的粗糙与光滑不影响实验的效果，只要到达底端时速度相同即行，A错误；斜槽轨道末端必须水平，保证小球碰撞前速度水平，B正确；小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，使得小球与另一小球碰撞前的速度不变，C正确；实验过程中，白纸不可以移动，D错误。故选BC。
（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量是两小球的质量，A正确；因为可以通过水平位移代表速度的大小，所以不必测量抛点离地面的高度，B错误；因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，故无需测量小球平抛运动的时间，C错误；OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，D正确。故选AD。
（3）为了防止入射球反弹，应使入射球的质量大于被碰球的质量；
（4）因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
四、计算题
13.【答案】（1）75°；（2）45°
【解析】（1）在AB边入射，由折射定律
可得r=30°
在BC界面刚好全反射
可得C=45°
由几何关系∠BMN=90°-r=60°，∠BNM=90°-C=45°
所以顶角∠B=180°-∠BMN-∠BNM=75°
（2）光线射到CD面时，入射角r1=180°-r-2C=60°>C
在CD面全反射。因为AB与CD平行，光线射到AB面时入射角也是60°，发生全反射，直至光线射到AD底边。
在AD底边入射角r3=90°-r2=30°
可得出射时的折射角i3=45°
14.【答案】(1) (2) (3)
【解析】（1）题图可知波长、周期分别为20m、1.2s，根据波速
（2）横坐标处质点滞后于质点P的时间为
即质点P的平衡位置与的平衡位置相距
由此可解得
所以质点P的横坐标
（3）由图知质点Q的振动方程为
当时，
代入上面振动方程中可得
因此可得
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）滑块从光滑曲面上高处由静止开始滑下的过程中机械能守恒，设其滑到水平桌面时的速度大小为，由机械能守恒定律有
解得
滑块与碰撞的过程，、系统的动量守恒，取水平向右为正方向，碰撞结束瞬间具有共同速度，设为，由动量守恒定律有
解得
（2）滑块、发生碰撞后与滑块一起压缩弹簧，压缩的过程中机械能守恒，被压缩弹簧的弹性势能最大时，滑块、、速度相同，设为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有
解得
由机械能守恒定律有
代入数据解得
（3）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，滑块脱离弹簧，设此时滑块、的速度为，滑块的速度为，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
联立解得，
滑块从桌面边缘飞出后做平抛运动，
联立解得
