2025年高二物理上學(xué)期動量與波動光學(xué)知識競賽初賽試題一、選擇題（共10小題，每小題4分，共40分。每題只有一個正確選項）1.動量定理應(yīng)用質(zhì)量為2kg的物體在水平恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動，前2s內(nèi)的位移為10m。若物體與地面間動摩擦因數(shù)μ=0.2（g=10m/s2），則力F在2s內(nèi)的沖量大小為（）A.12N·sB.20N·sC.28N·sD.36N·s2.動量守恒條件下列情景中系統(tǒng)動量守恒的是（）A.子彈水平穿過靜止在光滑桌面上的木塊（子彈未穿出）B.人站在光滑冰面上推墻壁，人與墻壁組成的系統(tǒng)C.小球沿固定光滑斜面下滑，小球與地球組成的系統(tǒng)D.粗糙水平面上兩物體碰撞瞬間，兩物體組成的系統(tǒng)3.彈性碰撞特征兩個質(zhì)量均為m的小球A、B在光滑水平面上沿同一直線運(yùn)動，A球速度為3v，B球速度為-v。若兩球發(fā)生彈性正碰，則碰撞后A、B的速度分別為（）A.-v，3vB.0，2vC.v，vD.2v，04.波的傳播方向判斷一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻的波形如圖所示（圖中未給出，此處描述為：x=0處質(zhì)點位于平衡位置且向上振動，x=2m處質(zhì)點位于波峰）。則t=0時刻x=1m處質(zhì)點的振動方向為（）A.向上B.向下C.向左D.向右5.波長與頻率關(guān)系紅光在真空中的波長為700nm，藍(lán)光在真空中的波長為450nm。若紅光和藍(lán)光分別通過同一雙縫干涉裝置，下列說法正確的是（）A.紅光干涉條紋間距較小B.藍(lán)光的頻率較高，光子動量較大C.兩種光的干涉條紋均為等間距明暗條紋D.若增大雙縫間距，兩種光的條紋間距均增大6.光的折射與全反射一束單色光從折射率n=√3的玻璃中射向空氣，入射角為θ。若θ從0°逐漸增大至90°，則折射角的變化情況為（）A.始終增大，且折射光線強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)B.當(dāng)θ=30°時，折射角為60°C.當(dāng)θ=60°時，恰好發(fā)生全反射D.全反射臨界角為45°7.動量與能量綜合質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的子彈以速度v?射入木塊并留在其中。已知子彈與木塊間的平均作用力為f，子彈射入木塊的深度為d，則下列關(guān)系式正確的是（）A.mv?=(M+m)v（v為共同速度）B.fd=?mv?2-?(M+m)v2C.子彈對木塊的沖量大小為MvD.以上三式均正確8.波的疊加原理兩列頻率相同的簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿x軸相向傳播，t=0時刻的波形如圖所示（描述：波1振幅2cm，沿+x方向傳播；波2振幅3cm，沿-x方向傳播，兩列波在x=5m處相遇）。則t=0時刻x=5m處質(zhì)點的位移和振動方向為（）A.5cm，向上B.1cm，向下C.0cm，靜止D.5cm，無法判斷方向9.光的偏振現(xiàn)象下列現(xiàn)象中與光的偏振無關(guān)的是（）A.立體電影觀看時需佩戴特殊眼鏡B.自然光通過偏振片后變?yōu)槠窆釩.雨后天空出現(xiàn)彩虹D.拍攝水面下景物時，在鏡頭前加偏振片減少反光10.多普勒效應(yīng)應(yīng)用固定在地面上的超聲波測速儀向迎面勻速行駛的汽車發(fā)射頻率為f?的超聲波，反射波頻率為f?；若汽車反向行駛，反射波頻率為f?。已知聲速為v，汽車速度為u（u<<v），則f?、f?、f?的關(guān)系為（）A.f?>f?>f?B.f?=f?=f?C.f?<f?<f?D.無法比較二、填空題（共6小題，每空3分，共30分）11.動量守恒應(yīng)用質(zhì)量為50kg的人站在質(zhì)量為150kg的靜止小車上，以水平速度4m/s將一質(zhì)量為2kg的球沿車前進(jìn)方向拋出。若不計摩擦，拋出后小車的速度大小為______m/s，方向與球的運(yùn)動方向______（填“相同”或“相反”）。12.波的描述參數(shù)一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示（波長4m，振幅10cm），已知x=0處質(zhì)點在t=0.5s時第一次到達(dá)波谷。則該波的傳播速度為______m/s，頻率為______Hz；若波沿x軸負(fù)方向傳播，t=0時刻x=1m處質(zhì)點的振動方向為______（填“向上”或“向下”）。13.碰撞過程分析A、B兩球在光滑水平面上發(fā)生正碰，碰撞前A球動量為5kg·m/s，B球動量為-3kg·m/s（規(guī)定向右為正方向）。碰撞后A球動量變?yōu)?kg·m/s，則B球動量為______kg·m/s；若碰撞時間為0.1s，A球受到的平均作用力大小為______N。14.光的雙縫干涉用波長λ=600nm的單色光做雙縫干涉實驗，雙縫間距d=0.2mm，光屏到雙縫的距離L=1m。則相鄰亮條紋間距為______mm；若將裝置放入折射率n=1.5的液體中，條紋間距變?yōu)開_____mm。15.全反射臨界角光從介質(zhì)A射向介質(zhì)B時，臨界角為45°；光從介質(zhì)B射向介質(zhì)C時，臨界角為30°。則光從介質(zhì)A射向介質(zhì)C時的臨界角正弦值為______（已知sin30°=0.5，sin45°=√2/2）。16.動量與動能關(guān)系質(zhì)量為m的物體以速度v運(yùn)動時，動量大小為p，動能為E?。若物體動量變?yōu)?p，其動能變?yōu)開_____E?；若動能變?yōu)?E?，其動量變?yōu)開_____p。三、計算題（共4小題，共80分）17.動量定理與能量守恒綜合（18分）質(zhì)量為M=3kg的木塊靜止在光滑水平面上，其左端固定一輕質(zhì)彈簧（勁度系數(shù)k=100N/m）。一質(zhì)量m=1kg的子彈以v?=10m/s的速度水平向右射入木塊（未穿出），并壓縮彈簧至最短。已知子彈與木塊間的摩擦力f=50N，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，求：（1）子彈與木塊共同運(yùn)動的最大速度；（2）彈簧的最大壓縮量；（3）從子彈射入到彈簧壓縮至最短的過程中，子彈與木塊因摩擦產(chǎn)生的熱量。18.波的傳播與振動分析（20分）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v=20m/s，t=0時刻的波形如圖所示（已知x=0處質(zhì)點的振動方程為y=5sin(10πt+π/2)cm）。求：（1）該波的波長、頻率和振幅；（2）寫出x=4m處質(zhì)點的振動方程；（3）t=0.1s時，x=2m處質(zhì)點的位移和速度方向；（4）若該波在傳播過程中遇到寬度為1m的障礙物，能否發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象？說明理由。19.光的折射與全反射綜合（20分）如圖所示，直角三棱鏡ABC中，∠A=30°，∠C=90°，折射率n=√2。一束單色光從AB邊中點D垂直AB射入棱鏡，已知AB邊長為20cm，BC邊水平放置。求：（1）光線在AC邊的入射角和折射角；（2）若光線能從AC邊射出，求出射點到C點的距離；若發(fā)生全反射，求出射光線在BC邊的出射角；（3）該單色光在棱鏡中的傳播速度（真空中光速c=3×10?m/s）。20.動量守恒與多過程問題（22分）質(zhì)量為m?=1kg的滑塊A靜止在光滑水平軌道上，其右側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧（原長L=0.5m，勁度系數(shù)k=200N/m）。另一質(zhì)量m?=2kg的滑塊B以v?=3m/s的速度向右運(yùn)動，與彈簧左端接觸后壓縮彈簧。已知兩滑塊與軌道間的摩擦可忽略，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，求：（1）兩滑塊速度相等時彈簧的壓縮量；（2）彈簧的最大彈性勢能；（3）若滑塊B與彈簧分離后，立即與靜止在軌道末端的質(zhì)量m?=1kg的滑塊C發(fā)生彈性碰撞，碰撞后滑塊C的速度大小。四、附加題（共1小題，20分，不計入總分，供學(xué)有余力的同學(xué)選做）21.波動光學(xué)與動量綜合拓展用波長λ=500nm的單色光照射金屬鈉表面，產(chǎn)生光電效應(yīng)，逸出光電子的最大初動能E?=0.5eV（普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，1eV=1