【解析】山西省新绛县第二中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题含解析

PAGE山西省新绛县第二中学2017-2018学年高二下学期期中考试物理试题一、选择题1.如图所示，套在水平光滑金属杆上振动的弹簧振子，下列叙述正确的是（）A.在最大位移时加速度为零；B.在平衡位置时动能为零；C.在平衡位置的回复力为零；D.在最大位移时弹性势能为零。【答案】C【解析】简谐振动物体经过平衡位置时，回复力为零，速度最大，动能最大，故C正确，B错误；在最大位移处，回复力F=-kx最大，故加速度最大；弹簧形变量最大，弹性势能最大，故AD错误。故选C。2.一弹簧振子沿一直线作简谐振动，当振子的位移为负值时，下列说法正确的是（）A.其速度一定为正值，加速度一定为正值；B.其速度可能为负值，加速度一定为正值；C.其速度一定为负值，加速度可能为负值；D.其速度一定为正值，加速度可能为正值。【答案】B【解析】当振子的位移为负值时，由a=-kx/m知，加速度一定为正值，而速度方向有两种可能，可能为正值，也可能为负值，故ACD错误，B正确。故选B。点睛：本题关键熟悉弹簧振子额运动规律，熟悉其速度、加速度、位移的变化规律，知道简谐运动的特征：a=-kx/m．3.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0．2s时刻的波形如图中的虚线所示，则下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母）（）A.质点P的运动方向向右B.波的周期可能为sC.波的频率可能为1．25HzD.波的传播速度可能为20m/s【答案】C【解析】简谐横波沿x轴方向传播，质点P只沿竖直方向振动，不会向右移动。故A错误。由图，得到t=（n+）T，n=0，1，2……，则周期，因为n为整数，T不可能为s．故B错误。由上，频率，当n=0时，f=1.25Hz，故C正确。若波速v=20m/s，则在t=0.2s内波传播的路程x=vt=4m，根据波形图象，波向右传播的最短距离6m，向左传播的最短距离18m，所以波速不可能为20m/s。故D错误。故选C。点睛：知道两个时刻的波形，根据波的周期性，得到的是波速和周期的通项。要知道介质中质点不“随波逐流”。4.如图画的是光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图。指出哪种情况是可以发生的()A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析：全反射产生的条件是光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角．根据折射定律和能否发生全反射，分析光路是否正确．解：光线垂直射入棱镜，方向不变，射到棱镜斜面上时，入射角大于棱镜的临界角（大约42°），而发生全反射，由于入射角为45°，反射角等于45°，反射光线再垂直射出棱镜，故此光路是可能发生的，故A光路是可能的，BCD不可能，故A正确，BCD错误．故选A5.如图所示，MM′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光路如图所示，那么根据该光路图做出下列判断中正确的是()A.该介质的折射率为B.光在介质中的传播速度c(c真空中光速)C.光线从介质射向空气时不可能发生全反射D.光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°【答案】BD【解析】由图知，入射角i=60°，折射角r=45°，则折射率为，故A错误。

光在介质中的传播速度，故B正确。光线从介质射向空气时，只要入射角大于等于临界角就能发生全反射，故C错误。设光线由介质射向空气时全反射的临界角为C，则sinC=＞sin45°，则得：C＞45°，故D正确。故选BD.点睛：本题中A项肯定是错误的，因为折射率不可能小于1．关键要掌握折射率公式和光在介质中的传播速度公式v=c/n，还要掌握全反射的条件．6.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n,厚度为d,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为A.B.C.4dD.4nd【答案】D【解析】本题考查薄膜干涉。设绿光在膜中的波长为λ，则由d=λ/4，得λ=4d；则绿光在真空中的波长为：λ0=nλ=4nd。故选D。点睛：光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象．此时光的透射性最强．7.如下图所示．甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是()A.经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2mB.该波的传播方向沿x轴正方向C.该波的传播速率为4m/sD.该波在传播过程中若遇到8m的障碍物，能发生明显衍射现象【答案】C【解析】质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播。故A错误。在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上，根据波形的平移法判断得知该波的传播方向沿x轴负方向。故B错误。甲图是波动图象，由甲读出该波的波长为λ=4m。乙图是振动图象，由乙图读出周期为T=1s，则波速为，故C错误。由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到8m的障碍物，不能发生明显的衍射现象。故D错误。故选C。点睛：根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图象读出周期和质点的振动方向等等，都学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练掌握．8.有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片，如图所示(悬点和小钉未被摄入)．P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为()A.L／4B.L／2C.3L／4D.无法确定【答案】A【解析】设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为T1=8t，在左侧摆动的周期为T2=4t，T1：T2=2：1。设左侧摆长为l，则T1=2π；T2=2π；联立得l=L；所以小钉与悬点的距离s=L-l=L。故选C。点睛：本题是拐子摆类型，考查分析单摆周期的能力，重点是对于所给图象的间隔进行分析，得出在碰钉子之前和之后的周期比例关系，进而才能正确处理钉子的位置．9.如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=lm.在t时刻a、b两点间的4列波的波形分别如图所示，则由该时刻起四个图中a点出现波峰的先后顺序和频率由高到低的先后顺序依次是A.①②③④，④②①③B.②④③①，④②③①C.②④①③，④①②③D.③②④①，②④①③【答案】B【解析】由图象可知，四列波的波长分别为：λ1=l、λ2=、λ3=2l、λ4=。由周期T=λ/v可知，周期分别为：T1=，T3=，T2=，T4=。则T1＞T3＞T2＞T4，所以由频率f=1/T知，频率由高到低的先后顺序依次是④②③①。由该时刻起a点出现波峰的时间分别为：，，，可见，t2＜t4＜t3＜t1．所以a点出现波峰的先后顺序依次是②④③①．故B正确，ACD错误。故选B。10.如图所示，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是()A.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹B.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹C.彩色条纹水平排列D.彩色条纹竖直排列【答案】BC点睛：解决本题的关键知道光波干涉的条件，知道什么情况下出现明条纹，什么情况下出现暗条纹．11.如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。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、d四点，下列说法中正确的是（填入正确选项前的字母）（）A.该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强C.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱D.a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的【答案】BD【解析】此时b质点处是两列波波峰与波峰叠加的地方，c质点处是波谷与波谷叠加的地方，振动是最强的。d处在振动加强点的连线上，振动也是最强的。即b、c、d质点振动都最强。a处是波峰与波谷相遇处振动最弱，且振动加强点的振动总是加强，减弱点的振动总是减弱的，故A错误，BD正确。图示时刻a在平衡位置，b在波峰，c在波谷，再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，但bc两点的振动始终是加强的。故C错误。故选BD。点睛：在波的干涉现象中，振动加强点的振动始终是加强的，但质点在简谐运动，其位移随时间是周期性变化的．12.如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2m／s。以下结论正确的是（）A.经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为75cmB.从t时刻起，若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴负方向传播C.图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D.振源的振动频率为2.5Hz【答案】BCD【解析】由图知，λ=8cm=0.08m，则该波的周期，时间t=0.5s=1T．质点在一个周期内通过的路程是4A，则知质点c通过的路程为5A=5×15cm=75cm。若此刻质点a、b的振动方向向下，a的速度增大，通过的路程大于75cm。b的速度减小，通过的路程小于75cm，反之，a、b的振动方向向上，a的速度减小，通过的路程小于75cm。b的速度增大，通过的路程大于75cm，故A错误。从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，说明此刻a、b向下运动，由波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，故B正确。由图知a、b、c的位移大小分别为10cm、5cm和15cm，三个质点都做简谐运动，由F=-kx，k相同，则得回复力大小之比等于位移大小之比，为2：1：3．故C正确。振源的振动频率为f=1/T=1/0.4Hz=2.5Hz，故D正确。故选BCD。点睛：本题考查基本的读图能力，要抓住做简谐运动的质点在一个周期内通过的路程是4A，只有在平衡位置或最大位移处出发的质点，经过T/4时间通过的路程才是A．二、实验题：13.在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝．(1)保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距________(填“越大”或“越小”)；(2)保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距________(“越大”或“越小”)；(3)在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验时________(“大”或“小”)；(4)实验观察到光屏上呈现明暗相间的条纹，试运用波动理论对明纹的形成予以解释．答：_____________________.【答案】(1).（1）越大(2).（2）越大(3).（3）小(4).（4）同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的局域光振动加强，有的局域光振动减弱，振动加强区呈现明纹（2）根据双缝干涉的条纹间距公式，条纹间距与光屏到缝的距离成正比；故保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距越大；（3）根据双缝干涉的条纹间距公式，条纹间距与光波长成正比；蓝光波长小于红光波长，故用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验的小；（4）同一色光透过双缝的光形成相干光源，在光屏相遇，有的区域光振动加强，有的区域光振动减弱，光振动加强区域呈现明纹。考点：双缝干涉14.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101．00cm，摆球直径为2．00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101．5s。则（1）他测得的重力加速度g=________m/s2。（2）他测得的g值偏小，可能的原因是______A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．计时开始时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动数为50次（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=________。（用k表示）【答案】(1).（1）9.77(2).（2）B(3).（3）【解析】试题分析：（1）单摆的摆长L=l+r=101.00cm+×2.00cm=102.00cm=1.02m，单摆的周期；由单摆的周期公式得，，代入解得，g=9.76m/s2（2）A、测摆线长时摆线拉得过紧，摆长偏大，根据可知，测得的g应偏大．故A错误．B、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测得的单摆周期变大，根据可知，测得的g应偏小．故B正确．C、开始计时时，秒表过迟按下，测得的单摆周期变小，根据可知测得的g应偏大．故C错误．D、实验中误将49次全振动计为50次，根据求出的周期变小，g偏大．故D错误．故选B（3）根据重力加速度的表达式可知，T2-l图线斜率，则．考点：利用单摆测重力加速度。三、计算题15.绳上有一简谐横波向右传