【物理】宁夏吴忠青铜峡市高级中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版） 14页

宁夏青铜峡高级中学2019-2020高二下期中 物理试题 一、选择题 ‎1.做简谐运动的物体，在不同时刻通过同一确定位置时可能不相同的物理量是( )‎ A. 加速度 B. 动能 C. 速度 D. 位移 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 根据a=−，每次通过同一位置时，加速度相同，故A错误；‎ B. 经过同一位置，势能相同，由于机械能一定，故动能也相同，故B错误；‎ C. 经过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，故C正确；‎ D. 因为位移是初位置指向末位置的有向线段，末位置都为平衡位置，故位移相同，D错误 ‎2.如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动．在小球从B运动到O的过程中，小球的( )‎ A. 速度不断增大，加速度不断增大 B. 速度不断减小，加速度不断增大 C. 速度不断增大，加速度不断减小 D. 速度不断减小，加速度不断减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 小球做简谐运动，O点为弹簧振子的平衡位置，系统机械能守恒，在O点弹性势能为零，动能最大；在小球从B点向O点运动的过程中，弹力不断减小，故合力减小，加速度减小，速度增大，即小球做加速度不断减小的加速运动；故选C．‎ 点睛：本题考查了简谐运动的回复力、速度、加速度与位移的关系，要结合牛顿第二定律的对称性和能量守恒定律进行分析．‎ ‎3.某振子做简谐运动的表达式为x=2sin（2πt+ ） cm，则该振子振动的振幅和周期为（　　）‎ A. ‎2 cm，1 s B. ‎2 cm，2π s C. ‎1 cm， s D. ‎1 cm，2π s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】简谐运动的一般表达式为，位移的最大值等于振幅．由可求出周期．‎ ‎【详解】根据简谐运动的表达式为：cm得知，该振子振动的振幅A=‎2cm；‎ 圆频率，则周期为 故选A．‎ ‎4.某质点的振动图象如图所示，根据图象可知（　　）‎ A. 质点振动的振幅为 B. 质点振动的周期为 C. t=1s时，质点有负的最大位移 D. t=2s时，质点的运动速度为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知，质点振动的振幅为，故A错误；‎ B．由图可知，质点振动的周期为，故B正确；‎ C．在时，质点在正的最大位移处，位移最大，故C错误；‎ D．在时，质点在平衡位置处，位移为零，速度最大，正沿轴的负方向运动，故D错误；故选B。‎ ‎5.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂有 5 个单摆，其中 b 摆球质量最大，其余 4 个摆球质量相等，摆长关系为 Lc>Lb=Ld>La>Le，现将 b 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，经过一段时间后，其余各摆均振动起来并达到稳定，下列叙述正确的是（ ） ‎ ‎ ‎ A. 4 个单摆周期 Tc>Td>Ta>Te B. 4 个单摆的频率 fa=fc=fd=fe C. 4 个单摆的振幅 Aa=Ac=Ad=Ae D. 4 个单摆中 c 摆的振幅最大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．b 摆垂直纸面向里拉开一微小角度后释放，使得其他4个单摆都做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以4个单摆频率相同，周期也一样，所以A错误B正确 CD．当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即达到共振．根据知，d摆长与b摆长相等，则驱动力的周期等于d摆的固有周期，发生共振，所以d摆振幅最大，CD错误 ‎6.某机械波沿x轴正方向传播，在时刻波形如图所示。已知该波的周期，则该波（　　）‎ A. 波长m B. 此时Q点的运动方向向上 C. 在s时，Q点正好处在平衡位置 D. 在0.2s内，质点P通过的路程是‎4cm ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．依图可得 故A错误；‎ B．依图可知，此时Q点将要向下运动，故B错误；‎ C．依题得 因为时Q点在平衡位置向下振动，则经过时Q点回到平衡位置，故C正确；‎ D．因 则0.2s内，质点P通过的路程为 故D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.如图所示，、是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同．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a、b、c三点，下列说法中正确的是（ ）‎ A. a质点一直在平衡位置 B. b质点一直在波峰 C. c质点一直在波谷 D. 再过后的时刻，b、c两质点都将处于各自的平衡位置，振动将减弱 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.a质点位置是波峰和波谷相遇，振动减弱，且两列波的振幅相同，所以a质点一直在平衡位置，A正确．‎ BC. b质点所处位置为波峰与波峰相遇，振动加强，但仍在做周期性运动，并非一直在波峰；而c质点是波谷与波谷相遇，仍为振动加强点，所以并非一直在波谷，BC错误．‎ D.b、c两点为振动加强点，振动始终加强，D错误．‎ ‎8.如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）‎ A. 若三种色光在三棱镜发生全反射，则a光的临界角最小 B. a、b、c三色光在真空传播，a光的波长最长 C. a、b、c三色光在玻璃三棱镜中传播，a光速度最大 D. 若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据光的偏射程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光的波长最短，根据临界角公式 可知，a光的临界角最小，故A正确，B错误；‎ C．c光的折射率最小，由公式 可得，三色光在玻璃三棱镜中传播时，c光速度最大，故C错误；‎ D．c光的波长最长，a光的波长最短，而干涉条纹的间距 则a光形成的干涉条纹的间距最小，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎9.一束激光照在一个很小的圆盘上，在屏上观察到如图所示的图样，在影的中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”．下列说法正确的是 A. 圆盘中心有个小孔，这是光的衍射现象 B. 圆盘中心是不透光的，这是光的衍射现象 C. 圆盘中心有个小孔，这是光的干涉现象 D. 圆盘中心是不透光的，这是光的干涉现象 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 光线通过小圆盘，则会在屏上出现中心有亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”，说明光线也偏离原来的直线方向传播，所以属于光的衍射，故B正确；故选B．‎ ‎10.按频率由小到大，下列电磁波谱排列顺序正确的是 A. 红外线、无线电波、紫外线、可见光、γ射线、X射线 B. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 C. γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波 D. 无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线（伽马射线）。‎ 故B正确，ACD错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线。同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用。‎ ‎11.关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（　　）‎ A. 狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 B. 狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 C. 牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 D. 牛顿物理学和狭义相对论都既适用于高速运动又适用于低速运动规律 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律，故A错误，B正确；‎ C．牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律，故C错误；‎ D．经典力学只适用于宏观物体的低速运动，不适用于与高速运动；狭义相对论既适用于高速运动，也适用于低速运动，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎12.如图所示．曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上、下振动．开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz．现匀速转动摇把，转速为240r/min．则：（ ）‎ A. 当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s B. 当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz C. 当转速增大时，弹簧振子的振幅增大 D. 当转速减小时，弹簧振子的振幅增大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．摇把的转速为 它的周期 转动摇把时，弹簧振子做受迫振动；振子做受迫振动，振动周期等于驱动力的周期，当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25s，频率为 A错误，B正确；‎ C．摇把转动的周期与弹簧振子固有周期相差越小，振子的振幅越大，并不是转速越大，弹簧振子的振幅就越大，故C错误；‎ D．当转速减小时，弹簧振子的受迫振动周期渐渐接近振子的固有周期，所以弹簧的振幅增大，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎13.如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为，则下列说法正确的是 A. 观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于 B. 观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于 C. 观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于 D. 观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当波源和观察者距变大，观察者接收到的频率一定比波源频率低，故其频率小于；当波源和观察者间距变小，观察者接收到的频率一定比波源频率高，故其频率大于，故AD错误，BC正确。‎ 故选BC．‎ ‎【点睛】当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率会改变．在单位时间内，观察者接收到的完全波的个数增多，即接收到的频率增大．同样的道理，当观察者远离波源，观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收到的频率减小．‎ ‎14.如图所示，甲、乙、丙、丁四个图是不同的单色光形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点可以得出的正确结论是（　　）‎ A. 甲、乙是光的干涉图样 B. 丙、丁是光的衍射图样 C. 形成甲图样光的波长比形成乙图样光的波长短 D. 形成丙图样光波长比形成丁图样光的波长短 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．干涉图样的条纹等间距，而衍射条纹间距不相等，则知甲、乙是光的干涉图样，丙、丁是光的衍射图样，故A、B正确；‎ C．光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成甲图样的光的波长比形成乙图样光的波长长，故C错误；‎ D．光的波长越长，衍射现象越明显，则形成丙图样的光的波长比形成丁图样光的波长长，故D错误；‎ 故选AB。‎ ‎15.以下说法中正确的是（　　）‎ A. 全息照相利用了光的衍射现象 B. 如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样 C. 声源远离观察者时，听到的声音变得低沉，是因为声源发出的声音的频率变低了 D. 摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．全息照相利用了激光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故A错误；‎ B．根据波的干涉条件可知，当频率相同时，两列波会形成稳定的干涉图样，故B正确；‎ C．根据多普勒效应可知，若声源远离观察者，观察者会感到声音的频率变低，是接收频率变小，而发射频率不变，故C错误；‎ D．“增透膜”利用了光的薄膜干涉原理，当薄膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从薄膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故D正确；‎ 故选BD。‎ 二、实验题 ‎16.在做“用单摆测当地重力加速度”实验时，有以下器材：‎ ‎(A)‎1 m 长的细线；(B)‎20 cm 长的尼龙线；(C)小铁球；(D)大木球；(E)手表；(F)时钟；(G) 秒表.‎ ‎（1）为使实验尽可能精确，应选用的摆球是___，摆线是 __，计时器是__ .‎ ‎（2）计时位置应选在 __，这样做的优点是__________.‎ ‎（3）实验中若测得重力加速度 g 值偏小，可能的原因是（ ）‎ A.小球质量太大 B.将悬线的长度记作摆长，忽略了摆球半径 C.单摆振动时，摆线的偏角太小 D.测周期时，将 n 次全振动记为 n＋1 次全振动，‎ ‎（4）某同学测出了多组摆长 L 和运动周期T，并根据相应的实验数据作出了T‎2 - L 图像，如图所示， 根据图像中的数据算出了重力加速度的数值为________m / s2‎ ‎【答案】 (1). C A G (2). 平衡位置 减小测量周期的误差 (3). B (4). 9.86‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2][3] “利用单摆测重力加速度”的实验中，为了减少相对误差，最合适的器材有：小铁球、‎100cm长的细线以及秒表；‎ ‎(2)[4][5]计时位置应选在平衡位置，这样的优点是减小测量周期的误差．‎ ‎(3)[6]A.根据可得：，摆球的质量对实验无影响，故A错误；‎ B. 测摆长时，仅测了线长，未加小球半径，这样摆长测量偏小，则测得的重力加速度g值偏小，故B正确；‎ C. 摆线的偏角只要不超过5°，对周期没有影响，故C错误．‎ D. 测周期时，把n次全振动误记为（n+1）次，则测得的周期偏小，则测得的重力加速度g值偏大，故D错误；‎ ‎(4)[7] 根据以上分析可知，，所以图像的斜率为 ，图像斜率为4，所以重力加速度 ‎17.用双缝干涉测光的波长．实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=‎60 mm，双缝与屏的距离L2=‎700 mm，单缝宽d1=‎0.10 mm，双缝间距d2=‎‎0.25 mm ‎．用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．‎ ‎（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm，相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm．‎ ‎（2）计算波长的公式λ=_________；求得的波长值是________nm．‎ ‎【答案】 (1). 2.190 7.868 1.893 (2). 676‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，第一条即读为，同时找到第19条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即，再乘以精确度，最终结果为，同理，第4条对应读数为，第一条到第四条共有三个间距，所以两条相邻条纹间距。‎ ‎②双缝干涉相邻条纹间距，其中是双缝到屏的距离，是双缝间距，对照已知条件可得，可得波长，代入数据计算可得。‎ 三、计算题 ‎18.如图所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°，‎ 求：(1)该介质的折射率？‎ ‎(2)光在该介质中传播的速度？‎ ‎(3)当光从介质射入空气时的临界角？‎ ‎【答案】（1）（2）2.12×‎108m/s（3）45°‎ ‎【解析】试题分析：(1)根据题意，光在空气中的入射角为45°，在介质中的折射角为30°，则此介质的折射率为n=‎ ‎(2)根据v=c=2.12×‎108m/s ‎(3)根据sinC=得 C=45° ‎ ‎19.图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经0.2s后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期T大于0.2s，求：‎ ‎(1)由图中读出波的振幅和波长；‎ ‎(2)如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？‎ ‎(3)如果波向左传播，波速是多大、波的周期是多大？‎ ‎【答案】(1) ‎10cm, ‎0.24cm；(2) ‎0.9m/s, 0.27s；(3) 0. ‎3m/s, 0.8s ‎【解析】 (1)振幅A＝‎10cm；波长λ＝‎‎0.24cm ‎(2)波向右传播：传播距离为‎18cm，故波速为 ‎ 波在一个周期内匀速平移一倍的波长，故：T1＝t 周期 ‎ ‎(3)波向左传播：波形平移距离为‎6cm，故波速为 ‎ 波在一个周期内匀速平移一倍的波长，故T2＝t，‎ 周期T2＝4t＝4×0.2s＝0.8s ‎20.如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边AC长为‎20cm，三棱镜材料的折射率为，一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×‎108m/s。求：‎ ‎(1)从ABC边射入的折射角；‎ ‎(2)通过计算判断光束能否从BC边射出。‎ ‎【答案】（1）30°；（2）见解析。‎ ‎【解析】光路如图 ‎（1）由折射定律 解得 ‎（2）由临界角公式 得 光线达BC边时，入射角 将发生全反射，所以光线不能从BC边射出 ‎21.如图所示为一列简谐横波在t=0时刻图象。此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。问：‎ ‎(1)该简谐横波的波速v的大小和方向如何？‎ ‎(2)从t=0至t=1.2s，质点Q运动的路程L是多少？‎ ‎(3)当t=1.2s时，质点Q相对于平衡位置的位移大小是多少？‎ ‎【答案】(1)‎2m/s，波沿x轴负向传播；(2)‎120cm；(3)‎‎2.5cm ‎【解析】 (1)此时质点P的运动方向沿y轴负方向，则此波沿x轴负向传播。‎ 在到这段时间里，质点P恰好第3次到达y正方向最大位移处，则 解得 由图象可得简谐波的波长为，则波速 ‎(2)在t=0至t=1.2s这段时间，质点Q恰经过了6个周期，所以这段时间内质点Q运动的路程为 ‎(3)在t=0至t=1.2s这段时间，质点Q恰经过了6个周期，则t=1.2s时质点Q相对于平衡位置的位移大小等于t=0时质点Q相对于平衡位置的位移大小，为‎2.5cm。‎