解析山西省忻州市第一中学2020┄2021学年高二下学期期中考试物理试题

1、wordword版悬中物理2020 2021学年山西省忻州一中高二（下）期中物理试一、单项选择题.每小题四个选项中只有一个选项是正确的.每小题3分，共30分.1 . （3分）单摆的回复力是（）A.摆球所受的重力B .摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力C.摆球重力在垂直悬线方向上的分力D.悬线对摆球的拉力【考点】：简谐运动的回复力和能量.【专题】：单摆问题.【分析】：回复力:使振子返回平衡位置并总指向平衡位置的力作用:使振子返回平衡位 置.振动的单摆受到重力G与绳的拉力T作用，绳的拉力和重力的法向分力的合力提供圆周 运动的向心力；指向平衡位置的合外力是重力的切向分力，它提供了单摆振动的回复力.【

2、解析】：解:单摆的运动是简谐运动，简谐运动要求回复力与位移成反比:F= - KX ;由于位移是变化的，说明回复力F是变化的；忽略空气阻力，对摆球进行受力分析，摆球受重力（竖直向下）和摆线拉力（摆线收缩方向）, 由于摆球运动轨迹为圆弧切线方向，以切线方向为基础建立坐标系，分解重力；X轴：Gx沿着摆球运动切线方向y轴:Gy运动切线垂直X轴切线方向方程,Gx=ma 此时Gx的为摆球的合力，方向指向平衡位置，运动过程重力沿X轴方向分力不断减小，直到摆球运动到水平位置，重力分量为0;综上，实际上单摆的回复力由重力垂直摆线方向的分量提供；故选：C.【点评】：回复力是效果力，是合力指向平衡位置的分最基础题目

3、.2.（3分）下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动是速度不变的运动B .平抛运动在相同时间内速度变化相同C.当物体做曲线运动时，所受的合外力一定变化D.匀速圆周运动是匀变速运动【考点】：匀速圆周运动;平抛运动.【分析】：曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定具有加速度，合外力一定不为 零;曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线.【解析】：解:A、匀速圆周运动速度大小不变，但速度方向是切线方向，不断变化，故A错误;B、平抛运动加速度恒定，为g,故在相同时间内速度变化相同，故B正确；C、曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线，但合外力可以不变，故C错误;D、匀速圆周运动的加速度大小不变，

4、但方向时刻改变，故是变加速运动，故D错误；故选:B【点评】：本题关键明确曲线运动的运动学特点和动力学条件,要熟悉两种特殊的曲线运动, 平抛运动和匀速圆周运动3. ( 3分)弹簧振子作简谐运动，ti时刻速度为v , t2时刻也为v ,且方向相反.已知上-11)小于周期T,则(12 - h )()A. 一定大于四分之一周期B.一定小于四分之一周期C. 一定小于二分之一周期D .可能等于二分之一周期【考点】：简谐运动的振幅、周期和频率.【专题】：简谐运动专题.【分析】：弹簧振子作简谐运动时，加速度方向与位移方向总是相反.当振子离开平衡位置时, 速度与位移方向相同,当振子靠近平衡位置时，速度与位移方向

5、相反.振子通过平衡位置时, 速度最大,加速度为零.振子在不同位置，速度相同，则由对称性可知，这两位置关于平衡位置 对称.【解析】：解:t 1时刻速度为V , t2时刻也为V ,且方向相反.则有这两位置可能是在同一 个位置，也可能关于平衡位置对称.由于(t 2 - ti)小于周期T,若这两位置是在同一个位置且11时刻振子经过平衡位置时,振子需要经过半个周期再次 回到平衡位置且方向相反，所以(t2 -tl )是半个周期；若这两位置是在同一个位置且tl时刻速度方向指向平衡位置时,振子需要再次经过平衡位置 后才能到达同一点且方向相反，所以(t 2 - tl)大于半个周期；当这位置靠近平衡位置附近，目t

6、i时刻速度方向指向最大位置时，振子先达最大位移处然 后到达同一点且方向相反时，则有2 -卜)一定小于二分之一周期；当这位置离平衡位置比较远，离最大位移处匕限近，且t 1时刻速度方向指向最大位置时, 振子先到达最大位移处然后到达同一点且方向相反时加有(t 2 -可能小于四分之一周 期，甚至更小.若这两点是关于平衡位置对称的两点时，根据振动的周期性与对称性可知，若ti时刻速度为 v,t2时刻也为v，且方向相反，振子一定是先靠近平衡位置，到达对侧的最大位移处后然后返 回，所以（t2 - tl）一定是半个周期.由以上的分析可知,ABC均错误，D正确.故选:D【点评】：此题中振子每次通过同一位置时，加速

7、度、回复力、位移、动能、势能都相同.同 时利用简谐运动的对称性.基础题.4 . （3分）在实验室可以做声波碎杯的实验，用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆的声音, 测得这声音的频率为50 0 Hz,将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间,操作人员通过 调整其发出的声波，就能使酒杯碎掉，下列说法中正确的是（）A .操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大B .操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波C.操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率D .操作人员可能只将声波发生器发出的声波的频率调到500 H z【考点】：产生共振的条牛及其应用.【分析】：用声波将酒杯震碎是酒杯发生

8、了共振现象而物体发生共振的条件是驱动力的频 率等于物体的固有频率.【解析】：解：当物体发生共振时，物体振动的振幅最大，甚至可能造成物体解体，将这只酒 杯放在两只大功率的声波发生器之间，操作人员通过调整其发出的声波，将酒杯震碎是共振 现象，而发生共振的条件是驱动力的频率等于物体的固有频率，而酒杯的固有频率为500Hz,故操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到5 0 0Hz.故D正确 故选D.【点评】：明白了该物理情景所反映的物理规律才能正确解决此题.故要学会通过物瞰!象 抓住物理事件的本质.（ 3分）如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面AB C的单色光从空气射向E点，并偏折到F点.已知入射

9、方向与边AB的夹角为0=3OfEx F分别为边AB、BC的中点，则（ ）A.光从空气进入棱镜,波长变大B .光从空气进入棱镜，光速变大C .该棱镜的折射率为代D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行【考点】：光的折射定律.【专题】：光的折射专题.【分析】：由几何关系可知入射角和折射角，由折射定律可求得折射率;求出三棱镜的临界角 可以判断F点能否发生全反射；由波速的变化可得出波长的变化;由折射现象可知光束能否 平行.【解析】：解：AB、由公式v = 可知，入人二，光从空气进入棱镜，波长变小，光 n n速变小，故AB错误；C、在E点作出法线可知入射角为6 0。折射角为3 0。油n=更嘤二6可得折

10、射率为 sin30石；故C正确；D、三棱镰两次折射使得光线都向底边偏折，不会与入射到E点的光束平行，故D错误; 故选:C .【点评】：光的直线传播题目中常考的内容为折射定律；在解题时要特别注意光路图的重要 性，要习惯于利用几何关系确定各角度.（ 3分）下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是（）A.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B.介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C.波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致D.横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定等于质点振动的振幅【考点】：机械波；简谐运动.【分析】：弹簧振子的周期与振幅无关；波速有介质决定；波的振动速度不是波的传

11、播速度;频率是单位时间内波传播的个数；【解析】：解：A、波的传播过程中质点相互带动，各质点做受迫振动，故介质中质点的振 动周期一定和相应的波的周期相等，故A正确；B、振动速度呈周期性变化，而波的传播速度由介质决定,振动速度与波的速度不相同；故 B错误；C、对于横波波的方向与介质中质点的振动方向相互垂直;故C错误；D、横波的波峰与波谷在振动方向上的距离等于质点振动振幅的两倍;故D错误;故选：A【点评】：本题考查对机械波基本知识的理解W掌握情况.机械波的基本特点是：不随波逐 流”，频率由波源决定，波速由介质决定.（3分）如图所示，Ri为定值电阻,R2为热敏电阻,L为小灯泡，当温度降低时（）A.小灯

12、泡的亮度变强B.电流表的示数增大C.Ri两端的电压增大 D.小灯泡的亮度变弱【考点】：闭合电路的欧姆定律.【专题】：恒定电流专题.【分析】：由图可知,R2和灯泡并联后与Ri串联，电流表测量干路电流;负温度系数的热敏电 阻的特性：温度升高,R 2电阻减小.根据温度下降,R 2电阻增大,确定并联部分电阻及总电阻的变化情况,可走出电流、电压的变化情况及灯泡亮度变化情况.【解析】：解：温度下降时,R 2电阻增大，并联部分电阻增大，总电阻增大，总电流减小，Ri电压减小，电流表示数减小.因为内电压和R 1两端电压减小，根据串联电路电压特点可知，灯泡的电压增大，故灯泡变亮,故A正确，B C D错误.【点评】

13、：本题的热敏电阻相当于滑动变动器，当温度变化时，其电阻发生变化.通常电路动 态变化问题分析按部分一整体一部分思路进行.(3分)物体在做下列哪些运动时机械能一定不守恒()A.自由落体运动B.竖直方向振动的弹簧振子C.沿斜面向下匀速运动D .沿光滑的竖直圆环轨道的内壁做圆周运动【考点】：机械能守恒定律.【专题】：机械能守恒定律应用专题.【分析】：机械能守恒的条件:物体只有重力或弹簧的弹力做功则机械能守恒；根据条件可 以判断是否守恒.【解析】：解:A、物体做自由落体运动，只有重力做功，机械能一定守恒，B、竖直方向振动的弹簧振子,振子的机械能不守恒，是振子和弹簧系统的机械能守恒，C、物体沿斜面向下匀速

14、运动，一定有除重力以外的力做负功,机械能一定减小，机械能一定 不守恒D、沿光滑的竖直圆环轨道的内壁做圆周运动，轨道的弹力不做功，只有重力做功，机械能一 定守恒.本题选机械能一定不守恒，故选:C【点评】：判断机械能是否守恒有两种方法,一是根据条件判断；二是直接判断动籥口势能 的总和是否保持不变.（3分）如图所示，两根和水平方向成a角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R,下端 足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B，质量为m的金属杆从轨道上 由静止滑下，则金属杆的运动情况是（）A.匀速直线运动B.匀加速直线运动C.加速度减小的加速直线运动D .加速度增大的加速直线运动【考点】：

15、导体切割磁感线时的感应电动势；牛顿第二定律.【分析】：金属杆受重力、支持力、安培力，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到 零,速度最大.根据受力情况来研究即可.【解析】：解：金属杆受重力、支持力、安培力，开始时重力沿斜面的分力大于安培力，所 以金属杆做加速运动.随着速度的增加，感应电流增大,安培力在增大，合力减小,所以金属杆加速度逐渐减小,当 加速度减小到零，速度最大.故金属杆做加速度减小的加速直线运动.故C正确.故选：C.【点评】：解决本题的关键要抓住安培力随着速度增大而增大，通过分析受力情况,来分析 金属杆的运动情况.（3分）在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其

16、共同点，进一步推 测未知现象的特性和规律.法国物理学家库伦在研究异种电荷的吸引问题时，曾将扭秤的振动 周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地距离的关系.已知单摆摆长为I , 引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地/心的距离为r ,则单摆振动周期T与距离r的关 系式为（）A . T= 2tu樽 B.T=2nr括 C . T二空档 D.T=2nl旧【考点】：单摆周期公式;万有引力定律及其应用.【专题】：单摆问题.【分析】：先根据万有引力等于重力列式求解重力加速度,再根据单摆的周期公式列式，最后联立得到单摆振动周期T与距离r的关系式.【解析】：解：在地球表面，重力等于万有引力，故：mg

17、=G*解得：g|r单摆的周期为：T飞联立解得：丁 = 2唱故选：B .【点评】：本题关键是记住两个公式，地球表面的重力加速度公式单摆的周期公式，基础 题目.二、多项选择题.每小题四个选项中至少有两个选项是正确的.完全选对得3分，选对但不全 的得2分，不选或有选错的得零分,每小题4分，共16分.（ 4分）如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹. 粒子先经过M点，再经过N点.下列判断正确的是（）A.该粒子带正电B .粒子在M点的速度大于N点的速度C.粒子在M点的加速度大于N点的加速度D.粒子在M点的电势能大于N点的电势能【考点】：电势差与电场强度的关系；电势能.【专题

18、】：电场力与电势的性质专题.【分析】：带电粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下，则知带电 粒子带正电，由电场线的疏密可判断场强的大小，再判断电场力的大小.由带电粒子的轨迹 可判定电场力的方向，确定电场力做功情况，分析电势能和动能的变化，再分析速度的变化.带 电粒子的动能和电势能总守恒.【解析】：解：A、带电粒子的轨迹向下弯曲，则带电粒子所受的电场力沿电场线切线向下，则知带电粒子带 正电，故A正确.B、电场力做正功，动能增大，速度也增大，故带电粒子在M点的速度小于在N点的速度.故B 错误.C、电场线的疏密表示场强大小，由图知粒子在M点的场强小于N点的场强，在M点的加速 度小

19、于N点的加速度.故C错误.D、电场力做正功，电势能减小.故D正确.故选:AD【点评】：此类轨迹问题，由轨迹的弯曲方向可判定电场力的方向，并判断电场力做功正负情 况.12.（ 4分）有一伞兵训练从高空跳伞沿竖直方向下落，其v-t图象如图所示，则下列说法中 正确的是（）A.在0 -11时间内，士兵及其装备机械能守恒B.在ti -12时间内，士兵运动的加速度在减小V 1 + V 9C .在tl - t2时间内，土兵的平均速度v -1 - -22D.在t2 - t4时间内，重力对士兵做的功等于他克服阻力做的功【考点】：功的计算；匀变速直线运动的图像.【分析】：速度时间图象的斜率等于加速度,根据斜率分析

20、加速度大小如何变化，判断土兵 的运情况【解析】：解:A、0 - h内图线的斜率在减小，说明士兵做加速度逐渐减小的加速运动，加速 度方向向下,所以士兵及其装备一定受到阻力作用，机械能不守恒，故A错误；B、ti秒末到t2秒末由于图象的斜率在减小，斜率为负值说明加速度方向向上且减小,故B 正确；V 1 + V oC、若ti秒末到t2秒末若运动员做匀减速运动,平均速度等于7r心,而根据面积表2示位移得知,此过程的位移小于匀减速运动的位移，所以此过程的平均速度V 0所以真正的图象是a.（3 ）当T2=0时，L=-h,即图象与L轴交点坐标.h= - L=30cm= 0.3 0 0m图线的斜率大小k=9吐，

21、由图，根据数学知识得到k=4 ,解得:g=9 . 8 6m/s2故答案为：（1 ） 10.295mm（2） a; 0.30 0 ;9.86【点评】：对于基本测量仪器如游标卡尺、獴旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基 本仪器进行有关测量.实验的核心是实验原理，根据原理推导解析式，研究图象下列几个方面 的意义，如:斜率、截距、面积等等.四、计算题,共4个小题共42分.应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，有数值计算的题必须明确写出数据值和单位.（1 0分）（2014 南昌模拟）如图甲所示,O点为振源，t=0时刻开始振动,产生的简谐横波沿直线OP传播Q P=1

22、2m.p点的振动图象如图乙所示：求该简谐波的波长；写出O点振源做简谐运动的表达式.【考点】：波长、频率和波速的关系;横波的图象.【分析】：由乙看出，波从O点传到P点的时间为3 s，距离为12 m ,可求出波速读出周期, 求出波长.由乙图读出P点的起振方向，t= 0时刻，振源O振动的方向与3s时刻P点的振 动方向相同，根据3二里求出助进而求出表达式.T【解析】：解:由乙图可以读出该列波的周期为2 s,波从O点传到P点的时间t=3s ,距离x= 12m,可求出波速为：v=A=4m/sft 3则波长为:入=vT=4 x 2 = 8m由乙图可知:振幅A=0 . 5m ,2兀 2兀乂/co=-=-=7T

23、 r ad/s T 2所以。点振源做简谐运动的表达式为：y=0 . Ssinnt （m ）答：该简谐波的波长为8 m;。点振源做简谐运动的表达式为y= 0 .Ssinnt ( m).【点评】：本题考查读取振动图象信息的能力，要抓住波在均匀介质中是匀速传播的，根据 传播距离和时间可求出波速.简谐波在传播过程中,各质点的起振方向相同.18.(10分)如图所示,ab=25cm, ad =20cm,匝数为5 0匝的矩形线圈.线圈总电阻二 1。外电路电阻R二9。.磁感应强度B=0 .4T线围绕垂直于磁感线的OO轴以角速度5 Or a d/s匀速转动.求：(1)感应电动势的峰值.(2 )从此位置开始计时,

24、它的感应电动势的瞬时值表达式.(3)通过R上电功率是多少？【考点】：交流发电机及其产生正弦式电流的原理;电功、电功率；正弦式电流的图象和三角函数表达式.【专题】：交流电专题.【分析】：Q)根据Em=nBcoS求解感应电动势的峰值；(2 )根据感应电动势的瞬时值表达式e=Emcosu)t即可求解；(3)先求电动势有效值，根据闭合电路欧姆定律求得电流，再根据P=PR求解电功率；【解析】：解：(1)感应电动势的峰值Em=NBSu)=5 0v (2 )由题意 e= Emcosu) t =50cos50t ( v )(3 )电动势的有效值E =25&VV2R两端电压U二巫 R+rR上的电功率P=支=11

25、2.5W R答：感应电动势的峰值5 0 V.(2 )从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式e=50co s 50t(v).(3)通过R上电功率是112.5w【点评】：要会写出交流电的表达式，在求流过电阻的电荷时要用到平均电动势，电量与转动的快慢无关19.(10分)如图,厚度为D的玻璃砖与水平实验桌成45角放置.红色激光束平行于水平桌面射到玻璃砖的表面，在桌面上得到两个较亮的光点A、B ,测得AB间的距离为L.求玻璃砖对该红色激光的折射率.【考点】：光的折射定律.【专题】：光的折射专题.【分析】：根据几何关系，结合折射定律求出玻璃砖对该红色激光的折射率.【解析】：解:由折射定律有：也生二=nsinT直角三角形MNR中s iny=更 MN=JD2+ (理)2 在直角三角形P QN中PN二技解得。=西;总.答:玻璃砖对该红色激光的折射率为J （日）.【点评】：本题考查光的折射定律，对数学几何的能力要求较高，需加强这类题型的训练.20 .（12分）如图所示，AC为光滑竖直杆,ABC为构成直角的光滑L形轨道，B处有一小圆 弧连接可使小球顿利转弯，并且A、B、C三点正好是圆上三点，而AC正好是该圆的直径，如 果套在杆上的小球自A点静止释放（图中小球未画出），分别沿AB、BC轨