江苏省南菁高级中学2018_2019学年高二物理下学期期中测试试题（含解析）.docx

江苏省南菁高级中学2018-2019学年高二物理下学期期中测试试题（含解析）一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共计24分。每小题只有一个选项符合题意。1.做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的 倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的（ ）A. 周期不变，振幅不变B. 周期不变，振幅变小C. 周期改变，振幅不变D. 周期改变，振幅变大【答案】B【解析】由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变；摆球经过平衡位置的速度减为原来的2/3，由于振动过程中机械能守恒，故：mgh=mv2，据此式可知，速度变小，高度减小，所以偏离平衡位置的最大距离变小，即振幅减小；故选B点睛：单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小，单摆的能量决定单摆的振幅的大小2. 一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时A. 速度相同，波长相同B. 速度不同，波长相同C. 速度相同，频率相同D. 速度不同，频率相同【答案】D【解析】不同的单色光频率不相同，同一单色光在不同的介质内传播过程中，光的频率不会发生改变；由公式可以判断，水的折射率大于空气的，所以该单色光进入水中后传播速度减小。故选项D正确。【考点定位】光的传播、光速、波长与频率的关系【方法技巧】本题分析时要抓住光在不同介质中传播频率不变这个特征，应用公式公式分析光进入不同介质中的传播速度。3.如图所示为某弹簧振子在05 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是( )A. 振动周期为5 s，振幅为8 cmB. 第2 s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值C. 从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动D. 第3 s末振子的速度为负向的最大值【答案】B【解析】【详解】A项：振幅是位移的最大值的大小，故振幅为8cm，而周期是完成一次全振动的时间，所以振动周期为4s，故A错误；B项：第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值，故B正确；C项：从第1 s末到第2 s末振子向振幅处动动，所以振子速度减小，故C错误；D项：第3s末振子的位移为零，振子经过平衡位置，故速度最大且方向为正，故D错误。4.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象下列说法正确的是A. 该波沿x方向传播，波速为1m/sB. 质点a经4s振动的路程为4mC. 此时刻质点a的速度沿y方向D. 质点a在t=2s时速度为零【答案】D【解析】【详解】Aab两点间的距离为x=xb-xa=6-2=4m，振动从a传播到b的时间为半个周期，为，所以波速为：，但是b点该时刻的振动方向是沿y轴正方向，由微平移法可知波向-x轴方向传播，选项A错误.B质点a振动4s，是经过了半个周期，质点运动过的路程为振幅的2倍，即为1m，选项B错误.C此时刻b的振动方向是向y轴正方向，ab间相隔半个波长，振动步调完全相反，所以此时刻质点a的速度沿-y方向，选项C错误.D在t=2s时，质点b在正的最大位移处，ab两质点的振动步调完全相反，所以质点a在负的最大位移处，此时a的速度为零，选项D正确.5.某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近，该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是( )A. 水面波是一种机械波B. 该水面波的频率为6HzC. 该水面波的波长为3mD. 水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去【答案】AC【解析】【分析】明确水面波是种机械波，首先根据题干中的条件，可计算出波的振动周期，再利用周期与频率之间的关系，即可计算出波的频率，利用波速、周期、波长之间的关系式=vT可求得波长，结合波传播的特点，参与振动的质点只是在自己的平衡位置处振动；【详解】A、水面波是有机械振动一起的，在介质（水）中传播的一种波，是一种机械波，故A正确；B、由第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s，可得知振动的周期T为：，频率为：，故B错误；C、由公式，有，故C正确；D、参与振动的质点只是在自己的平衡位置附近做往复运动，并不会“随波逐流”，但振动的能量和振动形式却会不断的向外传播，故D错误；【点睛】本题应明确机械波的特点，知道传播过程中各质点的振动都是受迫振动，振动的能量和振动形式却会不断的向外传播。6.如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球。则( )A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B. 小球所发的光能从水面任何区域射出C. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大D. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大【答案】C【解析】【详解】A项：无论小球处于什么位置，小球所发的光会有一部分沿水平方向射向侧面，则传播方向不发生改变，可以垂直玻璃缸壁射出，人可以从侧面看见小球，故A错误；B项：小球所发的光射向水面的入射角较大时会发生全反射，所以不能从水面的任何区域射出，故B错误；C项：小球所发的光在介质中的传播速度为，小于空气中的传播速度，故C正确；D项：小球所发的光从水中进入空气后频率不变，故D错误。二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共计30分。每小题至少有2个选项符合题意。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。7.关于全反射，下列说法中正确的是( )A. 光从光密介质射向光疏介质时可能发生全反射B. 光从光疏介质射向光密介质时可能发生全反射C. 光从折射率大的介质射向折射率小的介质时可能发生全反射D. 光从其传播速度大的介质射向其传播速度小的介质时可能发生全反射【答案】AC【解析】【详解】A项：光从光密介质射向光疏介质时，若入射角大于或等于临界角，能发生全反射，故A正确；B项：光从光疏介质射向光密介质时不可能发生全反射，故B错误；C项：折射率大的介质是光密介质，折射率小的介质是光疏介质，则光从折射率大的介质向折射率小的介质可能发生全反射，故C正确；D项：由知，传播速度小的介质折射大，则光从传播速度大的介质射向传播速度较小的介质时即从折射率小的介质射向折射率大的介质，不可能发生全反射，故D错误。8.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是( )A. 此单摆的固有周期约为2 sB. 此单摆的摆长约为1 mC. 若摆长增大，单摆的固有频率增大D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动【答案】ABD【解析】【详解】A项：单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等，当驱动力频率等于固为频率时，发生共振，则固有频率为，周期为2s，故A正确；B项：由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s，由公式，解得：，故B正确；C项：若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小，故C错误；D项：若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰值将向左移动，故D正确。9. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是（ ）A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先到平衡位置B. 从图示时刻开始，经过0.01s质点a 通过的路程为0.4 mC. 若该波波源从O点沿x轴正向运动，则在x=2000 m处接收到的波的频率将小于50 HzD. 若该波传播中遇到宽3 m的障碍物能发生明显的衍射现象【答案】BD【解析】波沿正方向传播，此时a向下振动，b向下振动，A错；波长为4m，周期为，0.01s时间内质点a 通过的路程为2A=40cm，B对；该波的频率为50Hz，在波的传播方向各质点振动周期与波源相同，C错；当障碍物的尺寸比波长小时能发生明显的衍射现象，D对；10.在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x=12 m处，波形图象如图所示，则A. 此后再经6 s该波传播到x=24 m处B. M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向C. 波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向D. 此后M点第一次到达y=3 m处所需时间是2 s【答案】AB【解析】试题分析：波的周期T=4 s，波长=8 m，波速，则再经过6 s，波传播的距离为x=vt=12 m，故该波传到x=24 m处，选项A正确；M点在此时振动方向向下，则第3 s末，即经过了0.75T，该点的振动方向沿y轴正方向，选项B正确；因波传到x=12 m处时，质点向y轴正方向振动，故波源开始振动时的运动方向沿y轴正方向，选项C错误；因为=sin 45，故M点第一次到达y=3 m位置时，振动的时间小于=1 s，选项D错误。【考点定位】机械波的传播、质点的振动【名师点睛】此题考查了质点的振动及机械波的传播；要知道质点振动一个周期，波向前传播一个波长的距离；各个质点的振动都是重复波源的振动，质点在自己平衡位置附近上下振动，而不随波迁移；能根据波形图及波的传播方向判断质点的振动方向。11.如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知ABD30，光在真空中的传播速度为c，则( )A. 此玻璃的折射率为B. 光线从B到D需用时3R/cC. 该玻璃球的临界角应小于45D. 若增大ABD，光线不可能在DM段发生全反射现象【答案】ABC【解析】【详解】A项：如图由几何知识得入射角，折射角，则此玻璃的折射率为：，故A正确；B项：BD长度，光在玻璃球内传播的速度，所以光线从B到D的时间为，故B正确；C、D项：由，则临界角，所以若增大，入射角可能大于临界角，所以光线可能在DM段发生全反射现象，故C正确，D错误。D项：12.如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰,虚线表示的是波谷,下列说法正确的是( )A. a、c两点的振动加强,b、d两点的振动减弱B. a点位移始终处于最大位置C. 经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换D. 经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰【答案】AD【解析】【详解】A项：由图可知，a点是波谷与波谷相遇点，c点是波峰与波峰相遇，而b、d点是波峰与波谷相遇，由于当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，故A正确；B项：a点为振动加强点，但并不是始终处于最大位移处，而是在平衡位置附近振动，只是偏离平衡位置位移更大，故B错误；C项：振动加强和减弱区位置固定不变的，故C错误；D项：由波动过程可知，经半个周期后，原来位于波峰位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，故D正确。三、实验题：本题共2小题，第一小题10分，第二小题10分，共计20分。13. 实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式，其中L表示摆长，T表示周期。对于此式的理解，四位同学说出了自己的观点：同学甲：T一定时，g与L成正比同学乙：L一定时，g与T2成反比同学丙：L变化时，T2是不变的同学丁：L变化时，L与T2的比值是定值其中观点正确的是同学 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。实验室有如下器材可供选用：A长约1 m的细线B长约1 m的橡皮绳C直径约2 cm的均匀铁球 D直径约5cm的均匀木球E秒表F时钟G最小刻度为毫米的米尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择： _（填写器材前面的字母）。他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂（如图所示）。用刻度尺测量悬点到 之间的距离记为单摆的摆长L。在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T= 。如果实验得到的结果是g=10.29m/s2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，并写出其中一种：_【答案】丁；ACE；小球球心； 可能是振动次数n计多了；可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部；可能在计时的时候秒表开表晚了；（其他答案合理也给分）【解析】试题分析：（1）重力加速度的大小只与星球、纬度、高度决定，而与摆长和周期的大小无关；表达式为计算式，可知L变化时，T2是变化的，但是L与T2的比值不变故观点正确的是同学丁（2）单摆模型中，摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，小球视为质点，故要选择直径约2cm的均匀铁球，长度1m左右的细线，不能用橡皮条，否则摆长会变化，秒表可以控制开始计时和结束计时的时刻，还需要ACE故选：ACE；（3）摆长为悬点到球心之间的距离；（4）根据题意可知，周期；（5）g比当地的重力加速度值大，根据表达式可知，可能是周期偏小（即可能是振动次数n计多了或在计时的时候秒表开表晚了）、可能是测量摆长偏大（从悬点量到了小球底部记为摆长）考点：本题考查了单摆测重力加速度。14.用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中O为两圆弧圆心，图中已画出经P1、P2点的入射光线(1)在图上补画出所需的光路_(2)为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的AB分界面上画出这两个角_(3)用所测物理量计算折射率的公式为n_(4)为了保证在弧面CD得到出射光线，实验过程中，光线在弧面AB的入射角应适当_(填“小一些”“无所谓”或“大一些”)(5)多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图象，由图象可知该玻璃的折射率n_【答案】 (1). (1)如图；（2）如图；(3) (2). (4)小一些 (3). (5)1.5【解析】(1)连接P3、P4与CD交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于P1、P2的连线与AB的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示(2)连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、所示(3)由折射定律可得 .(4)为了保证能在弧面CD上有出射光线，实验过程中，光线在弧面AB上的入射角应适当小一些，才不会使光线在CD面上发生全反射(5)图象的斜率kn，由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5.四、计算题(共计46分)解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15. （9分）一列简谐横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，t = 0时刻的波形如图甲所示。（1）求横波中质点振动的周期T；（2）在图乙中画出t =1s时刻的波形图（至少画出一个波长）；（3）在图丙中画出平衡位置为x = 0.5m处质点的振动图象（从t = 0时刻开始计时，在图中标出横轴的标度，至少画出一个周期）。【答案】（1）4s；（2）如图乙所示；（3）如图丙所示。【解析】试题分析：（1）由于波速为0.5m/s，波长为2m，故质点振动的周期T=4s。（2）当t =1s时刻，相当于经过了T/4，又因为波沿x轴正方向传播，故振源O向下运动到负的最大位置处，然后依次画出即可；如图所示。（3）x = 0.5m处的质点在t=0时处于波峰的位置，故其振动图像如图所示。考点：波与振动的图像。16.一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有P、Q两个质点，它们相距为0.8 m，当t0时，P、Q两点的位移恰好是正最大值，t0.6 s末时，P、Q两点正好都处在平衡位置(波源的振动周期大于0.6s)，此时在Q点左侧，波峰与Q点的距离为/4，试求：(1)若波由P传至Q，波的周期；(2)若波由Q传至P，波的速度；(3)若波由Q传至P，从t0时开始观察，哪些时刻P、Q两点正好处在平衡位置，并且波峰在P点的右侧，与P点的距离为/4。【答案】(1)0.8s; (2)vm/s (n1,2,3); (3)s (k0,1,2，)。【解析】【详解】(1)若波由P传到Q，由题结合波形得到，得T0.8s(2)若波由Q传到P，由题结合波形得到，又由题意可得波长n0.8 m,得到：(n1,2,3)，得T2.4s则波速vm/s (n1,2,3)。(3)则s (k0,1,2，)。1