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江苏省南通市海安高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
1．（2024高二上·海安期中）“鱼洗”是中国古代盥洗用的脸盆，反复摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花，这种现象是（　　）
A．干涉 B．衍射 C．反射 D．共振
【答案】D
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】当用手摩擦鱼洗的盆耳时，盆受到外力作用做受迫振动。随着摩擦频率逐渐变化，当摩擦产生的驱动力频率与鱼洗自身的固有频率相等时，就会发生共振现象，此时，盆的振动幅度急剧增大，进而使盆中的水也剧烈振动，发出嗡嗡声，并且溅起层层水花，而干涉是两列相干波叠加形成的现象，衍射是波绕过障碍物传播的现象，反射是波遇到界面返回的现象，均不符合鱼洗的这一现象，所以这种现象是共振。
故答案为：D。
【分析】明确受迫振动中，当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振，结合鱼洗摩擦时的振动情况，判断属于共振现象。
2．（2024高二上·海安期中）如图所示，自然光通过P、Q两偏振片，观察光屏（　　）
A．甲屏更亮 B．乙屏更亮
C．甲、乙屏一样亮 D．甲、乙屏都不亮
【答案】A
【知识点】光的偏振现象
【解析】【解答】自然光通过P偏振片后，变成与P偏振片方向一致的偏振光。对于甲屏，偏振光接着通过Q偏振片，由于Q偏振片的透振方向与P偏振片平行，因此，与P偏振片透射一致的偏振光可以通过Q偏振片，照射到甲屏上，甲屏亮。对于乙屏，因为后面Q的偏振片的透射方向与P偏振片垂直，所以从P偏振片透射过来的光无法通过偏振片Q，所以乙屏上没有光照射，乙屏不亮。
故答案为：A。
【分析】根据偏振片的透振方向，判断偏振光能否通过后续偏振片，进而确定光屏的亮度情况。
3．（2024高二上·海安期中）用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，第四枚大头针最可能插在图中的位置是（　　）
A．a B．b C．c D．d
【答案】C
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】根据实验原理，可知第四枚大头针要把P1处和P2处大头针的像、以及P3处的大头针都挡住，故最可能是图中c位置。
故答案为：C
【分析】依据插针法的原理（ 出射光线与入射光线平行且侧移 ），确定需满足的遮挡条件，进而判断其位置。
4．（2024高二上·海安期中）双缝干涉实验中，用黄光照射单缝S，在光屏P上观察到干涉条纹。下列操作能让条纹间距增大的是（　　）
A．减小单缝到双缝的间距 B．减小双缝之间的间距
C．减小双缝到光屏的距离 D．减小入射光的波长
【答案】B
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】双缝干涉条纹间距公式为（为双缝到光屏距离，为双缝间距，为入射光波长）
A、单缝到双缝的间距不影响，A错误；
B、减小，由公式知增大，B正确；
C、减小，减小，C错误；
D、减小，减小，D错误。
故答案为：B
【分析】核心是牢记双缝干涉条纹间距公式，分析、、变化时的变化趋势，进而判断各选项的正确性。
5．（2024高二上·海安期中）如图所示，某同学用电吹风垂直向圆盘吹风时，圆盘紧贴墙壁恰好不下滑，则（　　）
A．风对圆盘的冲量为零 B．风对电吹风的冲量水平向右
C．墙对圆盘的冲量竖直向上 D．合力对圆盘的冲量水平向右
【答案】B
【知识点】受力分析的应用；冲量
【解析】【解答】A．风对圆盘有作用力，根据冲量（不为零，不为零），冲量不为零，故A错误；
B．电吹风对风的力向左，根据牛顿第三定律，风对电吹风的力向右，冲量方向与力的方向一致，水平向右，故B正确；
C．墙对圆盘有水平向右的弹力和竖直向上的摩擦力，合力斜向上偏右，冲量方向与合力方向一致，不是竖直向上，故C错误；
D．圆盘静止，合力为零，合力的冲量合合，故D错误。
故答案为：B。
【分析】核心是结合冲量的定义（ ）、牛顿第三定律（ 相互作用力方向相反 ）以及物体的平衡状态（ 合力为零 ），分析各物体所受冲量的方向，进而判断选项的正确性。
6．（2024高二上·海安期中）某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，时刻，绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点，则（　　）
A．a质点的起振方向向上 B．a质点正在向右运动
C．b质点正在向上运动 D．a、b质点的位移时刻相同
【答案】C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．t = 0时，a质点起振方向向下（ 同侧法判断 ），故A错误；
B．绳波中质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移（ 不向右运动 ），故B错误；
C．由图可知，该波向右传播，由同侧法可知，b质点正在向上运动，故C正确；
D．a、b平衡位置相差半个波长，位移大小相等、方向相反（ 除同时在平衡位置外 ），故D错误。
故答案为：C。
【分析】分析核心是利用‘同侧法’判断波传播时质点的振动方向，结合绳波质点不随波迁移的特点，分析各质点的振动与位移规律。
7．（2024高二上·海安期中）平直公路上，甲乙两汽车正在匀速远离测速仪，其中。测速仪发出频率为的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动距离的图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】两汽车正在匀速远离，且速度恒定，故接收到的反射波频率也是恒定的；由于是远离，所以汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，又，即甲远离得更快，故其接收到的反射波的频率更小。
故答案为：D。
【分析】依据多普勒效应（ 波源与观察者远离时频率降低，匀速运动时频率恒定 ），结合两车速度大小，判断反射波频率的大小与恒定情况，进而匹配正确图像。
8．（2024高二上·海安期中）如图所示，粗糙程度相同的水平桌面上有一轻质细杆，一端可绕轴O转动，另一端与小球相连，小球以水平初速度出发，恰能完成4个完整的圆周运动，则小球停止前（　　）
A．加速度大小不变
B．每转一圈动量变化量相等
C．每转一圈减少的动能相等
D．每转一圈支持力的冲量大小相等
【答案】C
【知识点】向心加速度；动能定理的综合应用；动量；冲量
【解析】【解答】A．设动摩擦因数为，重力加速度为，小球沿切线方向的加速度大小为，可知切线方向加速度大小保持不变；小球沿半径方向的加速度大小为，则小球的加速度大小为，因线速度的大小不断减小，则向心加速度的大小不断减小，故加速度大小不断减小，故A错误；
BC．每转一圈，只有摩擦力做负功，则有，其中，可知每转一圈摩擦力做的负功相同，根据动能定理有，可知每转一圈动能减少量相等；根据动量与动能关系有
动量变化量为，可知每转一圈动量变化量不相等，故B错误，C正确；
D．小球做减速运动，速度越来越小，故每转一圈的时间越来越长，根据
可知支持力的冲量大小不相等，故D错误。
故答案为：C。
【分析】结合圆周运动的加速度分解（ 切向与向心 ）、动能定理（ 摩擦力做功与动能变化的关系 ）以及动量、冲量的定义，分析各物理量的变化规律。
9．（2024高二上·海安期中）如图所示，水平传送带顺时针匀速传动，在中轴线上方通过细线悬挂一小袋沙子，袋子下方有一小孔，沙子均匀漏下，现使沙袋垂直传送带运行方向小幅度摆动，在传送带右侧有收集沙子的小盒子，忽略空气阻力，随着沙子漏出（　　）
A．小盒收集的沙子中间多两侧少
B．小盒收集的沙子中间少两侧多
C．落在传送带中轴线上的沙子间距始终不变
D．落在传送带中轴线上的沙子间距逐渐减小
【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】AB．沙袋做单摆运动，平衡位置速度大，两侧最高点速度小。速度大时漏沙快（ 单位时间漏沙多，但经过时间短 ），速度小时漏沙慢（ 单位时间漏沙少，但经过时间长 ），综合来看，中间（ 平衡位置附近 ）漏沙少，两侧漏沙多，故小盒收集的沙子中间少两侧多，故A错误，B正确；
CD．沙子漏出，沙袋重心降低，单摆摆长减小（ 单摆周期），周期变小。传送带匀速，相邻沙子落在中轴线上的时间间隔变小，间距逐渐减小，故CD错误。
故答案为：B。
【分析】核心是将沙袋视为单摆，利用单摆的速度分布（ 平衡位置速度大，两侧小 ）分析漏沙的空间分布；结合单摆周期公式（ 与有关），分析摆长变化对周期的影响，进而判断沙子间距的变化。
10．（2024高二上·海安期中）如图所示，木板A静置于光滑地面上，A上表面粗糙，滑块B以初速度从右端滑上木板，与A左端弹性碰撞后恰好未滑离A，木板A和滑块B的质量相等，A、B间的动摩擦因数为，则（　　）
A．滑块相对木板向左和向右滑行的时间相等
B．若仅增大，两者达到共速的时间变长
C．若仅增大板长，滑块与板相对滑动时产生的内能不变
D．若仅增大，滑块与板相对滑动时产生的内能增大
【答案】C
【知识点】功能关系；动量守恒定律；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】A．已知滑块B与木板A左端弹性碰撞后恰好未滑离A，说明滑块B最终与木板A共速，且恰好运动到木板A的最右端。取v0方向为正，由动量守恒可知
解得
设滑块B相对木板A向左滑行的时间为t1，向右滑行的时间为t2；滑块B与木板A弹性碰撞前速度大小为v1，碰后速度大小为v2。由于木板A和滑块B的质量相等，弹性碰撞速度互换。滑块B相对木板A向左和向右滑行的距离都为板长L，且滑块B和木板A碰撞前后都做匀变速直线运动，可知
解得
由于碰后滑块还能在木板上向右滑行，说明，可知，滑块相对木板向左和向右滑行的时间不相等，故A错误；
B．若仅增大μ，可能出现如下两种情况：
情况一：滑块B与木板A左端发生弹性碰撞后，在木板上向右滑行，最终两者共速。A、B间的动摩擦因数为μ，木板A和滑块B的质量相等，弹性碰撞速度互换，木板A碰前匀加速直线运动，可知
滑块B碰后匀加速直线运动，可知
联立可得
情况二：滑块B不与木板A左端弹性碰撞两者就达到共速。则滑块B匀减速直线运动，木板A匀加速直线运动，可知
解得，可知，若仅增大μ，两者达到共速的时间变短，故B错误；
C．已知滑块B与木板A发生弹性碰撞，若仅增大板长，滑块B不会从木板A上滑下，两者最终能达到共速，则，所以，若仅增大板长，滑块与板相对滑动时产生的内能不变，故C正确；
D．若仅增大v0，滑块B会从木板A上滑下，两者不会共速，则，若仅增大v0，滑块与板相对滑动时产生的内能不变，故D错误。
故答案为：C。
【分析】利用动量守恒确定共速速度，结合弹性碰撞规律与能量守恒（ 动能减少量等于内能增加量 ），分析摩擦因数、板长、初速度变化对内能和运动时间的影响。
11．（2024高二上·海安期中）某小组同学用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒，实验装置如图所示。
（1）实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨　 　；充气后，当滑块在导轨上运动时，满足　 　说明气垫导轨已经调节好。
（2）实验时，先使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；实验中需要测量滑块1（包括挡光片）的质量、滑块2（包括弹簧和挡光片）的质量、滑块1通过光电门1的挡光时间、通过光电门2的挡光时间，还需要测量　 　（写出物理量及其表示符号）；
（3）如果表达式　 　成立，则说明滑块碰撞过程中动量守恒（用已测物理量的符号表示）；
（4）该组同学想用已测数据验证该碰撞是弹性碰撞，若，则需要验证的等式为　 　（用已测物理量的符号、表示）；
（5）另一组同学遗漏上述第一步操作，多次实验测量，发现总有滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，造成该误差的原因可能是导轨　 　端偏高（填“左”或“右”）。
【答案】（1）水平；通过1、2光电门时间相等
（2）滑块2通过光电门2的时间
（3）
（4）
（5）左
【知识点】验证动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）滑块在气垫导轨上运动时受到的阻力很小，根据实验要求，实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，充气后，当滑块在导轨上运动时，满足通过1、2光电门时间相等，说明气垫导轨已经调节好。
故答案为：水平；通过1、2光电门时间相等
（2）为了计算碰后滑块2的速度，还需要测量滑块2通过光电门2的时间。
故答案为：滑块2通过光电门2的时间
（3）设挡光片的宽度为d，则碰前滑块1的速度为
碰后两滑块的速度分别为，
若滑块碰撞过程中动量守恒，则
将两滑块碰前和碰后的速度代入得
故答案为：
（4）若两滑块发生的是弹性碰撞，则需满足，
又
联立得
故答案为：
（5）滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，说明系统的总动量增大，造成该误差的原因可能是导轨的左端偏高。
故答案为：左
【分析】（1）通过调节导轨水平，保证滑块运动阻力小，用通过光电门时间相等判断匀速。
（2）要得到碰后滑块 2 速度，需测量其通过光电门的时间。
（3）利用速度与挡光时间的关系，结合动量守恒定律推导表达式。
（4）结合弹性碰撞的动量和动能守恒，以及质量关系、速度与时间的关系推导等式。
（5）根据动量变化的差异，分析导轨倾斜对系统动量的影响。
（1）[1][2]滑块在气垫导轨上运动时受到的阻力很小，根据实验要求，实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，充气后，当滑块在导轨上运动时，满足通过1、2光电门时间相等，说明气垫导轨已经调节好。
（2）为了计算碰后滑块2的速度，还需要测量滑块2通过光电门2的时间。
（3）设挡光片的宽度为d，则碰前滑块1的速度为
碰后两滑块的速度分别为
若滑块碰撞过程中动量守恒，则
将两滑块碰前和碰后的速度代入得
（4）若两滑块发生的是弹性碰撞，则需满足
又
联立得
（5）滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，说明系统的总动量增大，造成该误差的原因可能是导轨的左端偏高。
12．（2024高二上·海安期中）如图，某实心圆柱形灯具由折射率为的某种透明水晶制成，其底面圆形半径为R，高度为3R。一固定于几何中心的点光源向各个方向均匀发光，已知真空中光速为c。若不考虑光反射带来的影响，求：
（1）光源发出的光到达灯具表面的最短时间t；
（2）灯具表面没有光出射的面积S。
【答案】（1）解：光在介质中的速度为
光在介质中的最短距离为光线水平向四周出射，最短路程为，则最短时间
解得
（2）解：光线从水平方向向上移动，入射角越来越大，达到临界角时恰好发生全反射，根据对称性画出光路图如图所示
根据全反射定律
解得临界角
侧面上下两部分没有光射出的面积为
解得
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）先求光在介质中的速度，再结合最短传播距离，利用运动学公式求最短时间。
（2）通过全反射临界角公式确定临界角，分析无出射光的区域高度，结合圆柱侧面积公式求解无出射光的面积。
（1）光在介质中的速度为
光在介质中的最短距离为光线水平向四周出射，最短路程为，则最短时间
解得
（2）光线从水平方向向上移动，入射角越来越大，达到临界角时恰好发生全反射，根据对称性画出光路图如图所示
根据全反射定律
解得临界角
侧面上下两部分没有光射出的面积为
解得
13．（2024高二上·海安期中）如图所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O点处的波源从时刻开始沿垂直于xOy水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在xOy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示某时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，求：
（1）该机械波的周期T和传播速度v；
（2）时，C处质点运动的路程d。
【答案】（1）解：根据其位移随时间变化关系式
可得
可得周期
由图可知，相邻的波峰和波谷距离为1m，故波的波长为
则传播速度为
（2）解：由图可知，可得
则传播到点的时间为
则时间内，处质点只振动了个周期
则点处质点运动的路程
【知识点】波长、波速与频率的关系；简谐运动
【解析】【分析】（1）从波源振动方程求角频率，进而得周期；结合波形图得波长，再由波速公式求波速。
（2）先求波传到C点的时间，确定C点振动时长，结合周期数和振幅，计算运动路程。
（1）根据其位移随时间变化关系式
可得
可得周期
由图可知，相邻的波峰和波谷距离为1m，故波的波长为
则传播速度为
（2）由图可知，可得
则传播到点的时间为
则时间内，处质点只振动了个周期
则点处质点运动的路程
14．（2024高二上·海安期中）如图所示，光滑平台上一质量为m、半径R的四分之一的光滑圆弧体B，底端与平台相切，质量同为m的小物块A处于P点正上方R高处，质量为3m、长度为R的小车C停在光滑水平面。A、C之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。现将A静止释放，
（1）若B锁定，求A滑到B底端时受到的支持力；
（2）若B不锁定，求：
①A对B的水平冲量最大值I；
②A在C上滑动过程中产生的热量Q。
【答案】（1）解：小物块下落过程：根据机械能守恒定律有
到达最低点时，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）解：①小物块滑到最低点时对圆弧滑块的冲量最大，设小物块速度为，圆弧滑块速度为，根据机械能守恒和水平方向动量守恒有，
解得
根据动量定理可得A对B的水平冲量最大值
② 若不滑离，根据动量守恒有
根据动能定理有
解得
说明滑块已经滑离，则有
解得
【知识点】动量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒求A到B底端的速度，再结合牛顿第二定律求支持力。
（2）①通过A、B的机械能守恒和水平动量守恒求速度，结合动量定理求冲量；②先假设A不滑离C，用动量守恒和动能定理判断是否滑离，再求热量。
（1）小物块下落过程：根据机械能守恒定律有
到达最低点时，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）①小物块滑到最低点时对圆弧滑块的冲量最大，设小物块速度为，圆弧滑块速度为，根据机械能守恒和水平方向动量守恒有
，
解得
根据动量定理可得A对B的水平冲量最大值
（2）若不滑离，根据动量守恒有
根据动能定理有
解得
说明滑块已经滑离，则有
解得
15．（2024高二上·海安期中）如图所示，倾角的光滑斜面固定，劲度系数为k的弹簧左端固定，右端与质量，为m的木块B连接，B上放置一质量为m的小铁块A，A、B间动摩擦因数为，重力加速度为g。在弹簧原长时，静止释放A、B，释放后A、B始终能保持相对静止。
（1）求弹簧的最大伸长量L；
（2）求运动过程中A所受摩擦力的最大值f；
（3）若改变释放点，A、B刚好不脱离，求运动过程中A动能的最大值。
【答案】（1）解：释放后两者做简谐运动，速度最大时，则有
解得
从原长释放，所以最大伸长
（2）解：由简谐振动的对称性，小铁块运动到最低点时加速度沿斜面向上最大，对整体，根据牛顿第二定律有
对小铁块，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）解：运动到最低点时，对小铁块，根据牛顿第二定律有
对整体，根据牛顿第二定律有
联立解得
到平衡位置时动能最大，从最低点到平衡位置，根据能量守恒有
又
联立解得
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律；简谐运动
【解析】【分析】（1）利用简谐运动平衡位置的受力特点，结合胡克定律求最大伸长量。
（2）根据简谐运动对称性确定最大加速度位置，分别对整体和A受力分析，结合牛顿第二定律求摩擦力最大值。
（3）分析A、B不脱离的临界条件，结合牛顿第二定律和能量守恒，求解A的最大动能。
（1）释放后两者做简谐运动，速度最大时，则有
解得
从原长释放，所以最大伸长
（2）由简谐振动的对称性，小铁块运动到最低点时加速度沿斜面向上最大，对整体，根据牛顿第二定律有
对小铁块，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）运动到最低点时，对小铁块，根据牛顿第二定律有
对整体，根据牛顿第二定律有
联立解得
到平衡位置时动能最大，从最低点到平衡位置，根据能量守恒有
又
联立解得
1 / 1江苏省南通市海安高级中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
1．（2024高二上·海安期中）“鱼洗”是中国古代盥洗用的脸盆，反复摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏时还会溅起层层水花，这种现象是（　　）
A．干涉 B．衍射 C．反射 D．共振
2．（2024高二上·海安期中）如图所示，自然光通过P、Q两偏振片，观察光屏（　　）
A．甲屏更亮 B．乙屏更亮
C．甲、乙屏一样亮 D．甲、乙屏都不亮
3．（2024高二上·海安期中）用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，第四枚大头针最可能插在图中的位置是（　　）
A．a B．b C．c D．d
4．（2024高二上·海安期中）双缝干涉实验中，用黄光照射单缝S，在光屏P上观察到干涉条纹。下列操作能让条纹间距增大的是（　　）
A．减小单缝到双缝的间距 B．减小双缝之间的间距
C．减小双缝到光屏的距离 D．减小入射光的波长
5．（2024高二上·海安期中）如图所示，某同学用电吹风垂直向圆盘吹风时，圆盘紧贴墙壁恰好不下滑，则（　　）
A．风对圆盘的冲量为零 B．风对电吹风的冲量水平向右
C．墙对圆盘的冲量竖直向上 D．合力对圆盘的冲量水平向右
6．（2024高二上·海安期中）某人拿着绳子左侧上下做简谐运动，时刻，绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点，则（　　）
A．a质点的起振方向向上 B．a质点正在向右运动
C．b质点正在向上运动 D．a、b质点的位移时刻相同
7．（2024高二上·海安期中）平直公路上，甲乙两汽车正在匀速远离测速仪，其中。测速仪发出频率为的超声波，被汽车反射回来的超声波的频率随汽车运动距离的图像，正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（2024高二上·海安期中）如图所示，粗糙程度相同的水平桌面上有一轻质细杆，一端可绕轴O转动，另一端与小球相连，小球以水平初速度出发，恰能完成4个完整的圆周运动，则小球停止前（　　）
A．加速度大小不变
B．每转一圈动量变化量相等
C．每转一圈减少的动能相等
D．每转一圈支持力的冲量大小相等
9．（2024高二上·海安期中）如图所示，水平传送带顺时针匀速传动，在中轴线上方通过细线悬挂一小袋沙子，袋子下方有一小孔，沙子均匀漏下，现使沙袋垂直传送带运行方向小幅度摆动，在传送带右侧有收集沙子的小盒子，忽略空气阻力，随着沙子漏出（　　）
A．小盒收集的沙子中间多两侧少
B．小盒收集的沙子中间少两侧多
C．落在传送带中轴线上的沙子间距始终不变
D．落在传送带中轴线上的沙子间距逐渐减小
10．（2024高二上·海安期中）如图所示，木板A静置于光滑地面上，A上表面粗糙，滑块B以初速度从右端滑上木板，与A左端弹性碰撞后恰好未滑离A，木板A和滑块B的质量相等，A、B间的动摩擦因数为，则（　　）
A．滑块相对木板向左和向右滑行的时间相等
B．若仅增大，两者达到共速的时间变长
C．若仅增大板长，滑块与板相对滑动时产生的内能不变
D．若仅增大，滑块与板相对滑动时产生的内能增大
11．（2024高二上·海安期中）某小组同学用气垫导轨验证滑块碰撞过程中的动量守恒，实验装置如图所示。
（1）实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨　 　；充气后，当滑块在导轨上运动时，满足　 　说明气垫导轨已经调节好。
（2）实验时，先使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，然后释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定有弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；实验中需要测量滑块1（包括挡光片）的质量、滑块2（包括弹簧和挡光片）的质量、滑块1通过光电门1的挡光时间、通过光电门2的挡光时间，还需要测量　 　（写出物理量及其表示符号）；
（3）如果表达式　 　成立，则说明滑块碰撞过程中动量守恒（用已测物理量的符号表示）；
（4）该组同学想用已测数据验证该碰撞是弹性碰撞，若，则需要验证的等式为　 　（用已测物理量的符号、表示）；
（5）另一组同学遗漏上述第一步操作，多次实验测量，发现总有滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，造成该误差的原因可能是导轨　 　端偏高（填“左”或“右”）。
12．（2024高二上·海安期中）如图，某实心圆柱形灯具由折射率为的某种透明水晶制成，其底面圆形半径为R，高度为3R。一固定于几何中心的点光源向各个方向均匀发光，已知真空中光速为c。若不考虑光反射带来的影响，求：
（1）光源发出的光到达灯具表面的最短时间t；
（2）灯具表面没有光出射的面积S。
13．（2024高二上·海安期中）如图所示，在均匀介质中，坐标系xOy位于水平面内，O点处的波源从时刻开始沿垂直于xOy水平面的z轴做简谐运动，其位移随时间变化关系，产生的机械波在xOy平面内传播。实线圆、虚线圆分别表示某时刻相邻的波峰和波谷，且此时刻平面内只有一圈波谷，求：
（1）该机械波的周期T和传播速度v；
（2）时，C处质点运动的路程d。
14．（2024高二上·海安期中）如图所示，光滑平台上一质量为m、半径R的四分之一的光滑圆弧体B，底端与平台相切，质量同为m的小物块A处于P点正上方R高处，质量为3m、长度为R的小车C停在光滑水平面。A、C之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。现将A静止释放，
（1）若B锁定，求A滑到B底端时受到的支持力；
（2）若B不锁定，求：
①A对B的水平冲量最大值I；
②A在C上滑动过程中产生的热量Q。
15．（2024高二上·海安期中）如图所示，倾角的光滑斜面固定，劲度系数为k的弹簧左端固定，右端与质量，为m的木块B连接，B上放置一质量为m的小铁块A，A、B间动摩擦因数为，重力加速度为g。在弹簧原长时，静止释放A、B，释放后A、B始终能保持相对静止。
（1）求弹簧的最大伸长量L；
（2）求运动过程中A所受摩擦力的最大值f；
（3）若改变释放点，A、B刚好不脱离，求运动过程中A动能的最大值。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】受迫振动和共振
【解析】【解答】当用手摩擦鱼洗的盆耳时，盆受到外力作用做受迫振动。随着摩擦频率逐渐变化，当摩擦产生的驱动力频率与鱼洗自身的固有频率相等时，就会发生共振现象，此时，盆的振动幅度急剧增大，进而使盆中的水也剧烈振动，发出嗡嗡声，并且溅起层层水花，而干涉是两列相干波叠加形成的现象，衍射是波绕过障碍物传播的现象，反射是波遇到界面返回的现象，均不符合鱼洗的这一现象，所以这种现象是共振。
故答案为：D。
【分析】明确受迫振动中，当驱动力频率等于物体固有频率时会发生共振，结合鱼洗摩擦时的振动情况，判断属于共振现象。
2．【答案】A
【知识点】光的偏振现象
【解析】【解答】自然光通过P偏振片后，变成与P偏振片方向一致的偏振光。对于甲屏，偏振光接着通过Q偏振片，由于Q偏振片的透振方向与P偏振片平行，因此，与P偏振片透射一致的偏振光可以通过Q偏振片，照射到甲屏上，甲屏亮。对于乙屏，因为后面Q的偏振片的透射方向与P偏振片垂直，所以从P偏振片透射过来的光无法通过偏振片Q，所以乙屏上没有光照射，乙屏不亮。
故答案为：A。
【分析】根据偏振片的透振方向，判断偏振光能否通过后续偏振片，进而确定光屏的亮度情况。
3．【答案】C
【知识点】测定玻璃的折射率
【解析】【解答】根据实验原理，可知第四枚大头针要把P1处和P2处大头针的像、以及P3处的大头针都挡住，故最可能是图中c位置。
故答案为：C
【分析】依据插针法的原理（ 出射光线与入射光线平行且侧移 ），确定需满足的遮挡条件，进而判断其位置。
4．【答案】B
【知识点】光的双缝干涉；干涉条纹和光的波长之间的关系
【解析】【解答】双缝干涉条纹间距公式为（为双缝到光屏距离，为双缝间距，为入射光波长）
A、单缝到双缝的间距不影响，A错误；
B、减小，由公式知增大，B正确；
C、减小，减小，C错误；
D、减小，减小，D错误。
故答案为：B
【分析】核心是牢记双缝干涉条纹间距公式，分析、、变化时的变化趋势，进而判断各选项的正确性。
5．【答案】B
【知识点】受力分析的应用；冲量
【解析】【解答】A．风对圆盘有作用力，根据冲量（不为零，不为零），冲量不为零，故A错误；
B．电吹风对风的力向左，根据牛顿第三定律，风对电吹风的力向右，冲量方向与力的方向一致，水平向右，故B正确；
C．墙对圆盘有水平向右的弹力和竖直向上的摩擦力，合力斜向上偏右，冲量方向与合力方向一致，不是竖直向上，故C错误；
D．圆盘静止，合力为零，合力的冲量合合，故D错误。
故答案为：B。
【分析】核心是结合冲量的定义（ ）、牛顿第三定律（ 相互作用力方向相反 ）以及物体的平衡状态（ 合力为零 ），分析各物体所受冲量的方向，进而判断选项的正确性。
6．【答案】C
【知识点】横波的图象
【解析】【解答】A．t = 0时，a质点起振方向向下（ 同侧法判断 ），故A错误；
B．绳波中质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移（ 不向右运动 ），故B错误；
C．由图可知，该波向右传播，由同侧法可知，b质点正在向上运动，故C正确；
D．a、b平衡位置相差半个波长，位移大小相等、方向相反（ 除同时在平衡位置外 ），故D错误。
故答案为：C。
【分析】分析核心是利用‘同侧法’判断波传播时质点的振动方向，结合绳波质点不随波迁移的特点，分析各质点的振动与位移规律。
7．【答案】D
【知识点】多普勒效应
【解析】【解答】两汽车正在匀速远离，且速度恒定，故接收到的反射波频率也是恒定的；由于是远离，所以汽车反射波的频率应该小于发出波的频率，又，即甲远离得更快，故其接收到的反射波的频率更小。
故答案为：D。
【分析】依据多普勒效应（ 波源与观察者远离时频率降低，匀速运动时频率恒定 ），结合两车速度大小，判断反射波频率的大小与恒定情况，进而匹配正确图像。
8．【答案】C
【知识点】向心加速度；动能定理的综合应用；动量；冲量
【解析】【解答】A．设动摩擦因数为，重力加速度为，小球沿切线方向的加速度大小为，可知切线方向加速度大小保持不变；小球沿半径方向的加速度大小为，则小球的加速度大小为，因线速度的大小不断减小，则向心加速度的大小不断减小，故加速度大小不断减小，故A错误；
BC．每转一圈，只有摩擦力做负功，则有，其中，可知每转一圈摩擦力做的负功相同，根据动能定理有，可知每转一圈动能减少量相等；根据动量与动能关系有
动量变化量为，可知每转一圈动量变化量不相等，故B错误，C正确；
D．小球做减速运动，速度越来越小，故每转一圈的时间越来越长，根据
可知支持力的冲量大小不相等，故D错误。
故答案为：C。
【分析】结合圆周运动的加速度分解（ 切向与向心 ）、动能定理（ 摩擦力做功与动能变化的关系 ）以及动量、冲量的定义，分析各物理量的变化规律。
9．【答案】B
【知识点】单摆及其回复力与周期；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【解答】AB．沙袋做单摆运动，平衡位置速度大，两侧最高点速度小。速度大时漏沙快（ 单位时间漏沙多，但经过时间短 ），速度小时漏沙慢（ 单位时间漏沙少，但经过时间长 ），综合来看，中间（ 平衡位置附近 ）漏沙少，两侧漏沙多，故小盒收集的沙子中间少两侧多，故A错误，B正确；
CD．沙子漏出，沙袋重心降低，单摆摆长减小（ 单摆周期），周期变小。传送带匀速，相邻沙子落在中轴线上的时间间隔变小，间距逐渐减小，故CD错误。
故答案为：B。
【分析】核心是将沙袋视为单摆，利用单摆的速度分布（ 平衡位置速度大，两侧小 ）分析漏沙的空间分布；结合单摆周期公式（ 与有关），分析摆长变化对周期的影响，进而判断沙子间距的变化。
10．【答案】C
【知识点】功能关系；动量守恒定律；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】A．已知滑块B与木板A左端弹性碰撞后恰好未滑离A，说明滑块B最终与木板A共速，且恰好运动到木板A的最右端。取v0方向为正，由动量守恒可知
解得
设滑块B相对木板A向左滑行的时间为t1，向右滑行的时间为t2；滑块B与木板A弹性碰撞前速度大小为v1，碰后速度大小为v2。由于木板A和滑块B的质量相等，弹性碰撞速度互换。滑块B相对木板A向左和向右滑行的距离都为板长L，且滑块B和木板A碰撞前后都做匀变速直线运动，可知
解得
由于碰后滑块还能在木板上向右滑行，说明，可知，滑块相对木板向左和向右滑行的时间不相等，故A错误；
B．若仅增大μ，可能出现如下两种情况：
情况一：滑块B与木板A左端发生弹性碰撞后，在木板上向右滑行，最终两者共速。A、B间的动摩擦因数为μ，木板A和滑块B的质量相等，弹性碰撞速度互换，木板A碰前匀加速直线运动，可知
滑块B碰后匀加速直线运动，可知
联立可得
情况二：滑块B不与木板A左端弹性碰撞两者就达到共速。则滑块B匀减速直线运动，木板A匀加速直线运动，可知
解得，可知，若仅增大μ，两者达到共速的时间变短，故B错误；
C．已知滑块B与木板A发生弹性碰撞，若仅增大板长，滑块B不会从木板A上滑下，两者最终能达到共速，则，所以，若仅增大板长，滑块与板相对滑动时产生的内能不变，故C正确；
D．若仅增大v0，滑块B会从木板A上滑下，两者不会共速，则，若仅增大v0，滑块与板相对滑动时产生的内能不变，故D错误。
故答案为：C。
【分析】利用动量守恒确定共速速度，结合弹性碰撞规律与能量守恒（ 动能减少量等于内能增加量 ），分析摩擦因数、板长、初速度变化对内能和运动时间的影响。
11．【答案】（1）水平；通过1、2光电门时间相等
（2）滑块2通过光电门2的时间
（3）
（4）
（5）左
【知识点】验证动量守恒定律；碰撞模型
【解析】【解答】（1）滑块在气垫导轨上运动时受到的阻力很小，根据实验要求，实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，充气后，当滑块在导轨上运动时，满足通过1、2光电门时间相等，说明气垫导轨已经调节好。
故答案为：水平；通过1、2光电门时间相等
（2）为了计算碰后滑块2的速度，还需要测量滑块2通过光电门2的时间。
故答案为：滑块2通过光电门2的时间
（3）设挡光片的宽度为d，则碰前滑块1的速度为
碰后两滑块的速度分别为，
若滑块碰撞过程中动量守恒，则
将两滑块碰前和碰后的速度代入得
故答案为：
（4）若两滑块发生的是弹性碰撞，则需满足，
又
联立得
故答案为：
（5）滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，说明系统的总动量增大，造成该误差的原因可能是导轨的左端偏高。
故答案为：左
【分析】（1）通过调节导轨水平，保证滑块运动阻力小，用通过光电门时间相等判断匀速。
（2）要得到碰后滑块 2 速度，需测量其通过光电门的时间。
（3）利用速度与挡光时间的关系，结合动量守恒定律推导表达式。
（4）结合弹性碰撞的动量和动能守恒，以及质量关系、速度与时间的关系推导等式。
（5）根据动量变化的差异，分析导轨倾斜对系统动量的影响。
（1）[1][2]滑块在气垫导轨上运动时受到的阻力很小，根据实验要求，实验前，应调节气垫导轨底部的调节旋钮，使导轨水平，充气后，当滑块在导轨上运动时，满足通过1、2光电门时间相等，说明气垫导轨已经调节好。
（2）为了计算碰后滑块2的速度，还需要测量滑块2通过光电门2的时间。
（3）设挡光片的宽度为d，则碰前滑块1的速度为
碰后两滑块的速度分别为
若滑块碰撞过程中动量守恒，则
将两滑块碰前和碰后的速度代入得
（4）若两滑块发生的是弹性碰撞，则需满足
又
联立得
（5）滑块1动量变化量小于滑块2动量变化量，说明系统的总动量增大，造成该误差的原因可能是导轨的左端偏高。
12．【答案】（1）解：光在介质中的速度为
光在介质中的最短距离为光线水平向四周出射，最短路程为，则最短时间
解得
（2）解：光线从水平方向向上移动，入射角越来越大，达到临界角时恰好发生全反射，根据对称性画出光路图如图所示
根据全反射定律
解得临界角
侧面上下两部分没有光射出的面积为
解得
【知识点】光的全反射
【解析】【分析】（1）先求光在介质中的速度，再结合最短传播距离，利用运动学公式求最短时间。
（2）通过全反射临界角公式确定临界角，分析无出射光的区域高度，结合圆柱侧面积公式求解无出射光的面积。
（1）光在介质中的速度为
光在介质中的最短距离为光线水平向四周出射，最短路程为，则最短时间
解得
（2）光线从水平方向向上移动，入射角越来越大，达到临界角时恰好发生全反射，根据对称性画出光路图如图所示
根据全反射定律
解得临界角
侧面上下两部分没有光射出的面积为
解得
13．【答案】（1）解：根据其位移随时间变化关系式
可得
可得周期
由图可知，相邻的波峰和波谷距离为1m，故波的波长为
则传播速度为
（2）解：由图可知，可得
则传播到点的时间为
则时间内，处质点只振动了个周期
则点处质点运动的路程
【知识点】波长、波速与频率的关系；简谐运动
【解析】【分析】（1）从波源振动方程求角频率，进而得周期；结合波形图得波长，再由波速公式求波速。
（2）先求波传到C点的时间，确定C点振动时长，结合周期数和振幅，计算运动路程。
（1）根据其位移随时间变化关系式
可得
可得周期
由图可知，相邻的波峰和波谷距离为1m，故波的波长为
则传播速度为
（2）由图可知，可得
则传播到点的时间为
则时间内，处质点只振动了个周期
则点处质点运动的路程
14．【答案】（1）解：小物块下落过程：根据机械能守恒定律有
到达最低点时，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）解：①小物块滑到最低点时对圆弧滑块的冲量最大，设小物块速度为，圆弧滑块速度为，根据机械能守恒和水平方向动量守恒有，
解得
根据动量定理可得A对B的水平冲量最大值
② 若不滑离，根据动量守恒有
根据动能定理有
解得
说明滑块已经滑离，则有
解得
【知识点】动量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒求A到B底端的速度，再结合牛顿第二定律求支持力。
（2）①通过A、B的机械能守恒和水平动量守恒求速度，结合动量定理求冲量；②先假设A不滑离C，用动量守恒和动能定理判断是否滑离，再求热量。
（1）小物块下落过程：根据机械能守恒定律有
到达最低点时，根据牛顿第二定律有
联立解得
（2）①小物块滑到最低点时对圆弧滑块的冲量最大，设小物块速度为，圆弧滑块速度为，根据机械能守恒和水平方向动量守恒有
，
解得
根据动量定理可得A对B的水平冲量最大值
（2）若不滑离，根据动量守恒有
根据动能定理有
解得
说明滑块已经滑离，则有
解得
15．【答案】（1）解：释放后两者做简谐运动，速度最大时，则有
解得
从原长释放，所以最大伸长
（2）解：由简谐振动的对称性，小铁块运动到最低点时加速度沿斜面向上最大，对整体，根据牛顿第二定律有
对小铁块，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）解：运动到最低点时，对小铁块，根据牛顿第二定律有
对整体，根据牛顿第二定律有
联立解得
到平衡位置时动能最大，从最低点到平衡位置，根据能量守恒有
又
联立解得
【知识点】能量守恒定律；牛顿第二定律；机械能守恒定律；简谐运动
【解析】【分析】（1）利用简谐运动平衡位置的受力特点，结合胡克定律求最大伸长量。
（2）根据简谐运动对称性确定最大加速度位置，分别对整体和A受力分析，结合牛顿第二定律求摩擦力最大值。
（3）分析A、B不脱离的临界条件，结合牛顿第二定律和能量守恒，求解A的最大动能。
（1）释放后两者做简谐运动，速度最大时，则有
解得
从原长释放，所以最大伸长
（2）由简谐振动的对称性，小铁块运动到最低点时加速度沿斜面向上最大，对整体，根据牛顿第二定律有
对小铁块，根据牛顿第二定律有
联立解得
（3）运动到最低点时，对小铁块，根据牛顿第二定律有
对整体，根据牛顿第二定律有
联立解得
到平衡位置时动能最大，从最低点到平衡位置，根据能量守恒有
又
联立解得
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