1、2020-2021学年度高二物理期中考试试卷 一、单项选择题（共17小题；共34分）1. 利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则 A. 甲、乙均显示了波的干涉现象B. 甲、乙均显示了波的衍射现象C. 甲显示了波的干涉现象，乙显示了波的衍射现象D. 甲显示了波的衍射现象，乙显示了波的干涉现象 2. 如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片 和 ，以光的传播方向为轴旋转偏振片 和 ，可以看到投射光的强度发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明 A. 光是电磁波B. 光是一种横波C. 光是一种纵波D. 光是概率波 3. 如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心 时，
2、下列情况不可能发生的是 A. B. C. D. 4. 关于光的干涉和衍射现象，下述说法正确的是 A. 光的干涉现象遵循波的叠加原理，衍射现象不遵循波的叠加原理B. 光的干涉条纹是彩色的，衍射条纹是黑白相间的C. 光的干涉现象说明光具有波动性，光的衍射现象说明光具有粒子性D. 光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果 5. 、 两种单色光组成的光束从空气进入介质时，其折射光束如图所示。则关于 、 两束光，下列说法正确的是 A. 介质对 光的折射率小于 光B. 光在介质中的速度小于 光C. 光在真空中的波长小于 光D. 光从介质射向空气时， 光的临界角小于 光 6. 下表是在 时，波长为 的光在几种介
3、质中的折射率，根据表中数据结合所学知识，下列判断正确的是 A. 这种光在玻璃中的速度大于在水中的速度B. 水晶对不同颜色的光的折射率都是 C. 这种波长的光从玻璃射入水中可能发生全反射D. 这种波长的光从水射入空气比从水晶射入空气更容易发生全反射 7. 简谐运动属于下列运动中的 A. 匀速直线运动B. 匀加速直线运动C. 匀变速直线运动D. 非匀变速直线运动 8. 弹簧振子在 间做简谐运动， 为平衡位置， 间距离是 ， 到 运动时间是 ，如图所示，则 A. 从 振子做了一次全振动B. 振动周期为 ，振幅是 C. 从 开始经过 ，振子通过的路程是 D. 从 开始经过 ，振子处在平衡位置 9. 如
4、图所示装置中，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，测得弹簧振子的振动频率是 ，然后匀速转动摇把，转速为 。当振子稳定后，它的振动周期为 A. B. C. D. 10. 一简谐横波沿 轴正向传播，图甲示 时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的 坐标值合理的是 A. B. C. D. 11. 机械波和电磁波都能产生多普勒效应。下列现象中不属于利用多普勒效应的是 A. 交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速 B. 医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射
5、后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常C. 发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离D. 天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度 12. 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 网络。 网络使用的无线电波是通信频率在 以上的超高频段和极高频段（如图），比目前 及以下网络（通信频率在 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来 网络的传输速率（指单位时间传送的数据量大小）可达 （ 为 英文缩写，即比特率、比特/秒），是 网络传输速率的 倍。关于 网络使用的无线电波
6、，下列说法正确的是 A. 在真空中的传播速度更快B. 在真空中的波长更长C. 衍射的本领更强D. 频率更高，相同时间内传递的信息量更大 13. 将静置在地面上，质量为 （含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度 竖直向下喷出质量为 的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 A. B. C. D. 14. 如图所示，摩天轮是游乐园中常见的大型游乐设施之一。摩天轮绕中心轴在竖直平面内匀速转动，将某一座舱及其乘客组成的系统作为研究对象，下列说法正确的是 A. 转动过程中，系统的机械能守恒B. 转动过程中，系统的动量守恒C. 从最高点转动到最低
7、点，合力做功为零D. 从最高点转动到最低点，合力的冲量为零 15. 如图所示，质量为 的小球从 点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用到达 点速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为 。关于小球下落过程中，下列说法中不正确的是 A. 小球在 下落过程中动量的改变量等于所受阻力的冲量B. 若测出小球 段的高度，可推算出小球克服阻力做的功C. 若测出小球距地面的高度，可推算出小球落地时的瞬时速度D. 若分别测出小球 段与 段下落时间，可推算出小球所受阻力的冲量大小 16. 某市在冬季常见最大风力为 级（风速约 到 ），如图所示的该市某品牌抗风卷帘门面积为 ，该门所能承受的最大压
8、力为 。设空气密度为 ，空气吹到卷帘门上速度立刻减为零，则此卷帘门能承受的垂直方向最大风速 等于 A. B. C. D. 17. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为 和 的无线电波。飞机降落过程中，当接收到 和 的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 A. 天线发出的两种无线电波必须一样强B. 导航利用了 与 两种无线电波之间的干涉C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定D. 两种无线电波各自在空间的
9、强弱分布完全重合二、双项选择题（共4小题；共12分）18. 关于简谐振动，以下说法中正确的是 A. 回复力总指向平衡位置B. 加速度、速度方向永远一致C. 在平衡位置加速度、速度均达到最大值D. 在平衡位置速度达到最大值，而加速度为零 19. 如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人向相反方向滑去。已知甲的质量为 ，乙的质量为 。则下列判断正确的是 A. 甲的速率与乙的速率之比为 B. 甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为 C. 甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为 D. 甲的动能与乙的动能之比为 20. 一列简谐横波沿 轴传播，波速为 ， 时刻的波形如图所
10、示，此时刻质点 位于波峰，质点 沿 轴负方向运动，经过 质点 第一次到达平衡位置，则下列说法正确的是 A. 该波沿 轴正方向传播B. 点的横坐标为 C. 处的质点与 点振动的位移始终相反D. 点的振动方程为 21. 如图所示， 、 是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的 、 、 、 四点，下列说法中正确的有 A. 该时刻 质点振动最弱， 、 质点振动最强， 质点振动既 不是最强也不是最弱B. 该时刻 质点振动最弱， 、 、 质点振动都最强C. 质点的振动始终是最弱的， 、 、 质点的振动始终是最强的D. 再过 后的时刻 、
11、 、 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱三、实验题（共3小题；共16分）22. 如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中：将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距 的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离 。然后，接通电源使光源正常工作。（1）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有 分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹 中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为 ；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得 到 条纹间的距离为 。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向
12、双缝的色光的波长 （保留 位有效数字）。（2）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是。A仅将滤光片移至单缝和双缝之间B仅将单缝远离双缝移动少许C仅将单缝与双缝的位置互换D仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 23. 一位同学利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律的实验。他安装好实验装置，斜槽与水平槽之间平滑连接，且槽的末端水平。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下铅垂线所指的位置 。选择两个半径相同的小球开始实验，主要实验步骤如下：a不放球 ，使球 从斜槽上某一固定位
13、置由静止开始滚下，落到记录纸上留下落点痕迹。多次重复上述操作。b把球 放在水平槽末端位置，让球 仍从原位置由静止开始滚下，与球 碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自落点痕迹。多次重复上述操作。c在记录纸上确定 、 、 为三个落点的平均位置，并用刻度尺分别测量 、 、 离 点的距离，即线段 、 、 的长度。（1）下列说法正确的是 。A球 质量大于球 的质量B实验过程中记录纸可以随时移动C在同一组实验中，每次球 必须从同一位置由静止释放D在同一组实验中，球 的落点并不重合，说明操作中出现了错误（2）已知球 的质量为 ，球 的质量为 ，落点的平均位置 、 、 几乎在同一条直线上。如果 近似等于 _ ，
14、则可以认为验证了动量守恒定律。（3）实验过程中要求槽末端水平，请你说明原因 _ 。 24. “用单摆测量重力加速度”的实验中（1）用游标卡尺测量小球的直径，如图甲所示，测出的小球直径为 。（2）实验中下列做法正确的是 A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些B.摆球要选择质量大些、体积小些的C.拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔作为单摆周期 的测量值D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆球做 次全振动所用的时间 ，则单摆周期 （3）实验中改变摆长 获得多组实验数据，正确操作后作出的 图象为图乙中图线。某同学误
15、将悬点到小球上端的距离记为摆长 ，其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中 （选填 、 、）；利用该图线求得的重力加速度 （选填“大于”、“等于”、“小于”）利用图线求得的重力加速度。四、解答题（共4小题；共38分）25. 如图所示，一个圆柱形储油桶。当桶内加入一定深度的油，让一束光从空气斜射到油的表面，使入射角为 ，测得油中的折射角 。已知光在真空中的光速为 。（计算结果可以用根号形式表示）求：（1）油的折射率 ；（2）光在油中传播的速度 的大小；（3）如果光由油斜射入空气，要使光线不射出液面，入射角至少为多大? 26. 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线，经过 后，其波形如图中虚
16、线所示。（1）波的波长是多少?（2）如果波是沿 轴正方向传播的，波的周期是多大。（3）如果波是沿 轴负方向传播的，波的速度是多大。 27. 如图所示，质量为 的物块 通过轻弹簧和质量为 的物块 相连并竖直放置在水平地面上，系统处于静止状态，弹簧的压缩量为 ，另一质量为 的物块 从距平衡位置也为 处由静止释放， 、 相碰后立即粘合为一个整体，并以相同的速度向下运动。已知三个物块均可视为质点，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度 ，空气阻力可忽略不计。求：（1） 、 相碰后的瞬间，整体共同速度 的大小；（2） 、 相碰后，整体以 的加速度向下加速运动时，地面对物块 的支持力 ；（3）若要 、 碰后物
17、块 能够离开地面，物块 由静止释放位置距物块 的高度最小值 多大。 28. 动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本规律，请结合相关知识完成下列问题：（1）如图所示质量为 和 的两个物块放置在光滑水平地面上， 的左侧连着一个轻弹簧，给 初始速度使其撞向 ，在相互作用的过程中弹簧始终处于弹性限度内。若 的初速度大小为 ，求在 通过弹簧和 相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；（2）近期热播电影“流浪地球”引起了影迷对天文知识的关注，其中一个名词“引力弹弓”更是成为人们谈论的热点，其实“引力弹弓”是指我们发射的深空探测器在探索太阳系或太阳系以外的宇宙空间过程中可以借助星球的引力实现助推加速，从而达到节
18、省燃料，延长探测器有效工作时间的目的。例如 年美国宇航局发射的旅行者一号空间探测器现已成为第一个飞出太阳系进入星际介质的探测器，它在运行的过程中就借助了木星和土星的引力助推作用从而具有了飞出太阳系的动能。 如图所示为一个最简单的“引力弹弓”模型，假设太阳系内一探测器以大小为 的速度向右飞行，同时某一行星向左以大小为 的速度运动（ 与 均以太阳为参考系，探测器在靠近行星的过程中被行星引力吸引改变运动方向并最终与行星同向运动并脱离行星。请你运用所学知识证明此时探测器获得的速度大小为 （证明时可认为探测器质量远远小于行星质量，不考虑其它星体万有引力的影响）。答案第一部分1. D2. B3. A【解析
19、】当光由空气射入半圆形玻璃砖折射时，折射角应小于入射角，所以这种情况不可能发生。故A不可能，符合题意。当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，既有反射又有折射，折射角小于入射角，是可能发生的。故B可能。不符合题意。当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射又有折射，是可能发生的。故C可能。不符合题意。当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角时，会发生全反射，光线就不能进入空气，这种情况是可能发生的。故D可能。不符合题意。4. D5. A【解析】A.根据折射率的定义 得知入射角相等， 光的折射角较大，则 光的折射率较小，故A正确；B.由公式 分析可知， 光在介质中的速度较大
20、，故B错误；C.光的折射率越大，其频率越大，波长越短，因此 光在真空中的波长更长，故C错误；D.根据临界角公式 分析可知， 光的折射率小，临界角大，故D错误。6. C7. D8. C【解析】振子从 只完成半个全振动，A选项错误；从 振子也只是半个全振动，半个全振动是 ，所以振动周期是 ，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，振幅 ，选项B错误； ，所以振子经过的路程为 ，选项C正确；从 开始经过 ，振子处在位移最大处 或 ，D选项错误。9. B【解析】设摇把转速用 表示。转动摇把时通过曲轴对弹簧振子产生一周期性的驱动力，使弹簧振子做受迫振动，摇把转动的周期（即曲轴转动的周期）。弹簧振子做受迫振
21、动的周期等于它受到的驱动力的周期所以振子的振动周期是 答案是 B。10. B11. C12. D【解析】任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，选项A错误；因 信号的频率更高，则波长更短，衍射本领更弱，选项B、C错误；电磁波频率越高，相同时间内传递的信息量越大，选项D正确。13. D【解析】根据动量守恒定律有 ，得 ，选项 D 正确。14. C【解析】A选项：转动过程中，系统的动能不变，但是重力势能在变化，所以机械能不守亘，故A错误；B选项：转动过程中，系统的速度大小不变，但是方向在变化，由于动量是矢量，方向与速度方向一致，所以动量大小不变，但是方向在变，所以动量不守恒，故B错误；C选项：根据动
22、能定理，系统从最高点到最低点，动能不变，所以合力做功为零，故C正确；D选项：系统在最高点和最低点速度的方向不相同，大小相等，则动量大小相等，方向不相同，所以动量的变化量不等于零，根据动量定理，合力的冲量不为零，故D错误；故选C。15. A【解析】注意该题是让选不正确的；由于小球在 下落过程中动量的改变量应该等于其所受合外力的冲量，不是单独阻力的冲量，还有重力的冲量，故A错误；如果对整体运用动能定理，则重力做的功等于阻力做的功，所以若测出小球 段的高度，可计算重力做的功，那么也就可以推算出小球克服阻力做的功，选项B说法正确；若测出小球距地面的高度，根据 ，可推算出小球落地时的瞬时速度，C正确；如
23、果对整体运用动量定理，则重力的冲量等于阻力的冲量，所以若分别测出小球 段与 段下落时间，可求出重力的冲量，则可推算出小球所受阻力的冲量大小，D正确，故该题A符合题意。16. A【解析】设 时间内吹到卷帘门上的空气质量为 ，则有：，根据动量定理有：，得 ，故A正确，故BCD错误。17. C【解析】干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故A错误；由于无线电波以光速传播，根据 知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误；空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的干涉强弱分布是固定的，而且 ，所以两种干涉分布不重合，不过中垂线都是加强点，
24、故C正确，D错误。第二部分18. A， D【解析】回复力是把物体拉回到平衡位置的力，A对；加速度方向始终指向平衡位置，速度方向可能指向平衡位置，也可能远离平衡位置，B错误；平衡位置位移为零，据 知加速度为零，势能最小，动能最大，速度最大，C错，D对。19. A， C【解析】A.设甲的运动方向为正方向，甲乙两人组成的系统满足动量守恒，动量守恒定律有 ，故速率之比为 ，故A项正确；B项.甲与乙间的作用力为作用力与反作用力，大小相等，由牛顿第二定律可得 ，加速度之比为 ，故B项错误；C项.甲乙两人组成的系统动量守恒，所以分离后二者动量大小相等，方向相反，根据动量定理得 可知甲对乙的冲量大小与乙对甲的
25、冲量大小之比为 ，故C项正确；D项.根据动能的表达式 ，故动能之比等于甲乙质量之比为 ，故D项错误。20. B， D【解析】质点 此时刻沿 轴负方向运动，振动比左侧邻近的波峰振动早，所以该波沿 轴负方向传播，故A错误；波沿 轴负方向传播， 内向左传播的距离为 ，由波形平移法知图中 处的状态传到 点，所以 点的横坐标为 ，故B正确； 处的质点与 点相差小于半个波长，所以振动的位移不是始终相反。故C错误；由 、 得 ，题图中 点的振动方程 ，故D正确。21. B， C【解析】此时 质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方， 质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的， 处在振动加强的区域，振动也是最强的
26、，即 、 、 质点振动都最强， 处是波峰与波谷相遇处振动最弱，故A错误，B正确； 质点处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而 、 、 质点处是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方，振动始终是最强的，故C正确； 处是平衡相遇点，由于振动方向相同，因此是振动加强点，故B错误；图示时刻 在平衡位置， 在波峰， 在波谷，再过 后的时刻 、 、 三个质点都将处于各自的平衡位置，但 两点的振动始终是加强的，故D错误。第三部分22. （1） ；（2） D23. （1） AC【解析】A在实验中，需要球 的质量大于球 的质量，这样球 与球 相碰后球 才不会反弹而直接向右运动，故A正确；B实验过程
27、中记录纸不可以随时移动，复写纸可以移动，故B错误；C在同一组实验中，每次球 必须从同一位置由静止释放，这样才能保证每次球 滑到底端时的速度相等，故C正确；D在同一组实验中，球 的落点并不重合，这是操作中出现的误差，而不是错误，故D错误。故选AC；（2） 【解析】动量守恒定律是指碰前的动量等于碰后的动量，而小球平抛时的初速度应该等于水平位移除下落的时间，由于下落的高度它们都是相等的，故时间相等，设时间为 ；则碰前动量 ，碰后动量 ，即满足等式 即可验证动量守恒；（3） 如果槽末端保持水平，小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度【解析】实验过程中要
28、求槽末端水平，原因是小球离开槽末端后做平抛运动，在空中的飞行时间相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。24. （1） 【解析】 分度的游标卡尺精确度为 ，则小球直径为 。（2） BD【解析】该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；选择体积比较小，密度较大的小球，故A错误，B正确；摆球的周期与摆线的长短有关，与摆角无关，且拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 ，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，要测量多个周期的时间，然后求平均值，故C错误，D正确。（3） ；等于【解析】：某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长 ，即摆长测短了，即摆长为零时就已出现了振动周期
29、，故图象为。 ：由单摆的周期公式可推出函数为 ，可知利用斜率可以准确求得当地的重力加速度。第四部分25. （1） 【解析】由题可知油的折射率为 。（2） 【解析】由 可得光在油中传播的速度大小为 。（3） 【解析】又因为油斜射入空气，则有 所以临界角为 要使光线恰好不射出液面，则有入射角等于临界角，即要使光线不射出液面，入射角至少为 。26. （1） 【解析】由图可知：波长 。（2） 【解析】若沿 轴正方向传播，则时间为 ，得 ， 波速 ， （3） 【解析】若波沿 轴负方向传播，则时间 ，得 ， 波速 27. （1） 【解析】对 应用动能定理：， 与 碰撞粘合动量守恒：，代入数据解得 。（2）
30、 ，方向竖直向上。【解析】 与 整体应用牛顿第二定律：，对 受力分析得：，代入数据得：，方向竖直向上。（3） 【解析】对物体 有：， ，碰后 恰好能离开地面弹簧伸长量也为 ，初状态弹簧弹性势能等于末状态弹性势能，据能量守恒： ，解得：。28. （1） 【解析】取 、 系统为研究对象， 方向为正方向，由动量守恒定律有： 由能量守恒定律有： 联立有：（2） 设探测器质量为 ，行星质量为 ，脱离时探测器速度大小为 ，行星速度大小为 ，取行星和探测器系统为研究对象， 方向为正由动量守恒定律可知： 探测器靠近和脱离行星时可认为系统万有引力势能没变，故由能量守恒有： 联立可知： 因为 ，所以 ，所以 ，证毕。
