【物理】河北省新乐市第一中学2019-2020学年高二下学期5月试题（解析版）

【物理】河北省新乐市第一中学2019-2020学年高二下学期5月试题（解析版）

新乐一中2019—2020学年第二学期5月 高二物理试题 一、选择题：本题共15小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 由于真空中没有介质，因此电磁波不能在真空中传播 B. 无线电通信是利用电磁波传输信号的，而光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理 C. 无影灯利用的是光的衍射原理，雨后的彩虹是光的干涉现象 D. 泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理 ‎【答案】B ‎【解析】A．电磁波可以在真空中传播，A错误；‎ B．无线电通信是利用电磁波传输信号的，光导纤维传送图像信息是利用光的全反射原理，B正确；‎ C．无影灯利用的是光的直线传播原理，雨后的彩虹是光的折射现象，C错误；‎ D．泊松亮斑是光的衍涉现象，全息照相的拍摄利用了激光的单色性，即相干性原理，D错误。故选B。‎ ‎2.在地面附近有一高速飞行的火箭，关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象，下列说法正确的是（　　）‎ A. 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了 B. 地面上的人现察到火箭变长了，火箭上的时间进程变慢了 C. 火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了 D. 地面上的人观察到火箭变长了，火箭上的时间进程变快了 ‎【答案】A ‎【解析】ABD．根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了。故A正确，BD错误。‎ C．运动是相对的，火箭上的人员观察到火箭的长度不变而时间进程也不变，故C错误。‎ 故选A。‎ ‎3. 光线从真空中入射到一块平行透明板上，入射角为40°，则反射光线和折射光线的夹角可能是（ ）‎ A. 小于40° B. 在100°到140°之间 C. 大于40° D. 在40°到100°之间 ‎【答案】B ‎【解析】光从真空进入透明板，折射角小于入射角，所以折射光线与界面的夹角大于50度，小于90度；又反射角与入射角相等，则反射光线与界面的夹角为50度，可知反射光线与折射光线直接的夹角大于100度，小于140度，故选B。‎ ‎4.“蹦极”是勇敢者的运动，如图为蹦极运动过程示意图．某人身系弹性绳自高空p点自由下落，其中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置．不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 人和弹性橡皮绳组成系统机械能守恒 B. 从a至c的过程中，重力的冲量大小大于弹性绳的冲量大小 C. 从p至c的过程中重力所做的功等于人克服弹力所做的功 D. 从a至c的过程中人的动量一直增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．人在运动过程中受重力和弹力作用，重力和弹力都做功，所以人和弹性绳组成的系统机械能守恒，但人的机械能不守恒，故A正确；‎ B．从a至c的过程中，动量的变化量为负值，知合力的冲量方向向上，则重力的冲量大小应小于弹性绳的冲量大小，故B错误；‎ C．从p至c的过程中，根据动能定理有：WG-W弹=0，所以重力做的功等于人克服弹力所做的功，故C正确；‎ D．a至c的过程中，速度先增大后减小，则动量先增大后减小，故D错误；故选AC。‎ ‎5.夏天，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低。可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的。景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向、人们逆着光线看去就出现了蜃景。如图所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像 B. 海面上上层空气折射率比下层空气的折射率大 C. A是蜃楼，B是景物 D. B是蜃景，A是景物 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD．由于光在大气层中不停地发生全反射，蜃景是景物由于光在大气层中全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，所以A是蜃景，B是景物,故AD错误，C正确；‎ B．光在大气层中发生全反射，知下层空气的折射率大于上层空气的折射率，故B错误。‎ 故选C。‎ ‎6.将质量为‎500g的杯子放在磅秤上，一水龙头以每秒‎700g水的流量注入杯中。注至10s时磅秤的示数为78.5N，重力加速度为g=‎10m/s2，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 注入水流的速度为‎5m/s B. 由于空中有少量的水，因此停止注水后示数还会增加 C. 磅秤的示数与注水时间成正比 D. 磅秤的示数与注水时间成线性关系 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD．设注入水流的速度为v，取极短时间内注入杯中的水为研究对象，取竖直向下为正方向，内注入杯中的水的质量 根据动量定理得 解得 可知杯子对水的作用力与注水时间成线性关系，由牛顿第三定律知，水对杯子的作用力也与注水时间成线性关系，所以磅秤的示数与注水时间成线性关系，由题知，10s时杯子对水的作用力为 又 代入解得 故C错误，AD正确；‎ B．停止注水后，单位时间内注入杯子中的水减小，由上述可知示数会减小，故B错误。‎ 故选AD。‎ ‎7.一艘小船静止在平静的湖面上，船前舱有一抽水机，抽水机把前舱的水均匀的抽往后舱，不计水的阻力。在船的前后舱隔开和不隔开两种情况下，船的运动情况分别为（　　）‎ A. 向前匀速，不动 B. 向后匀速，不动 C. 不动，向后匀速 D. 不动，向前匀速 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把前舱的水抽往后舱，水的速度向后，水的动量向后，前后舱隔开时，由于系统总动量为零，则船的动量向前，在抽水过程中，船的速度向前，船向前匀速运动；前后舱不隔开的时候，系统初状态动量为零，由动量守恒定律可知，抽水过程船的速度为零，船静止不动，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎8.下列说法正确的是（　　）‎ A. 强引力场作用可使光谱线向红端偏移 B. 光的色散现象都是由于光的干涉现象引起的 C. 引力场越强的位置，时间进程越快 D. 由于太阳引力场的影响，我们可以看到太阳后面的恒星 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．强引力场的作用使光的波长变长，频率变低，光谱线向红端偏移，故A正确；‎ B．光的色散现象是由于光的折射现象引起的，故B错误；‎ C．引力场越强的位置，时间进程越慢，故C错误；‎ D．根据广义相对论的结论，因为太阳引力场的影响，使得光线发生弯曲，使我们能够看到太阳后面的恒星，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎9.如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量，t=0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大反向的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则关于物块运动的速度v随时间t变化的图象可能正确的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】木板碰到挡板前，物块与木板一直做匀速运动，速度为v0；木板碰到挡板后，物块向右做匀减速运动，速度减至零后向左做匀加速运动，木板向左做匀减速运动，最终两者速度相同，设为v．设木板的质量为M，物块的质量为m，取向左为正方向，则由动量守恒得：‎ Mv0﹣mv0=（M+m）v 得 ‎ v= ＜v0‎ 故A正确，BCD错误．‎ 故选A．‎ ‎10.两束单色光a和b沿如图所示方向射向等腰三棱镜的同一点O，已知b光在底边界处发生全反射，两束光沿相同方向射出，则（ ）‎ A. 在棱镜中a光的传播速度较大 B. 用a光检查光学平面的平整度时，呈现的明暗相间条纹比b光呈现的条纹要密 C. 若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大 D. 用a、b光分别做单缝衍射实验时，b光衍射条纹宽度更大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若两束单色光a和b都沿着出射光线方向入射，则b光将发生全反射，而a光发生折射，则知a光的临界角大于b光的临界角，由临界角公式得知，玻璃对a光的折射率较小，由分析得知，a光的速度比b光大，故A正确；‎ B．由于玻璃对a光的折射率较小可以知道a的波长大于b的波长，若用同一装置进行干涉实验的时候，呈现的明暗相间条纹a比b光呈现的条纹要稀疏，故选项B错误；‎ C．由于玻璃对a光的折射率较小则若a、b两种色光以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大，故选项C正确；‎ D．用a、b光分别做单缝衍射实验时，a光衍射条纹宽度更大，故选项D错误．‎ 故选AC。‎ ‎11.甲、乙两球在光滑水平地面上同向运动，动量分别为P1＝‎5 kg·m/s，P2＝‎7 kg·m/s，甲从后面追上乙并发生碰撞，碰后乙球的动量变为‎10 kg·m/s，则二球质量关系可能是（ ）‎ A. m1=m2 B. ‎2m1=m‎2 ‎C. ‎4m1=m2 D. ‎6m1=m2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据动量守恒定律得 ‎，‎ 解得，碰撞过程系统的总动能不增加，则有 解得，碰撞后甲的速度不大于乙的速度，则有 解得，故 故选C。‎ ‎12.关于相对论及相关问题，下列说法正确的是（　　）‎ A. 狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B. 当物体运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用 C. 当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，如分析地球上物体的运动就不必考虑质量变化 D. 按照相对论理论，一个真实的静止质量不为零的物体相对任何惯性参考系的速度有可能超过光速 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．狭义相对论认为一切物理定律（除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有惯性系中均有效；或者说，一切物理定律（除引力外）的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变，故A正确；‎ B．当物体以远小于光速的速度运动时，质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B错误；‎ C．当物体以较小的速度运动时，质速关系可知质量变化十分微小，可忽略，故C正确； ‎ D．由质能关系和质速关系可知，如果净质量不为零的物体以光速c 运动，则它的能量为无穷大。也就是说，把这样的物体加速到光速需要做的功为无穷大，但这是不可能的。因此，通常物体的速度只能接近而不可能达到真空光速，即光速c是物质的极限速度。故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎13.关于电磁波及其应用的下列说法正确的是（　　）‎ A. 红外线应用在遥感技术中，是利用它穿透本领强的特性 B. 当电视机离电视发射塔较近时，用室内天线也可收到信号，这是电磁波衍射现象 C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D. 机场安检时借助X射线能看到箱内物品，紫外线的波长比伦琴射线长，其显著作用是荧光作用 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．红外线用于遥感技术，是因为其波长很长，衍射能力强，不容易被云雾里的小分子散射掉，穿过云雾的能力比较好，故A错误；‎ B．当电视机离电视发射塔较近时，用室内天线也可收到信号，这是电磁波的衍射现象，故B正确；‎ C．太阳光中的可见光在真空中传播速度是3×‎108m/s，医院“B超”中的超声波在‎15℃‎空气中传播速度是‎340m/s，故C错误；‎ D．机场安检时借助X射线穿透能力强能看到箱内物品，紫外线波长比伦琴射线长，其显著作用是荧光作用，用于防伪，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎14.如图所示，光滑水平地面上停放着质量M=‎2kg的小车，小车上固定光滑斜面和连有轻弹簧的挡板，弹簧处于原长状态，其自由端恰在C点。质量m=‎1kg的小物块从斜面上A点由静止滑下并向右压缩弹簧。已知A点到B点的竖直高度差为h=‎1.8m，BC长度为L=‎3m，BC段动摩擦因数为0.3，CD段光滑，且小物块经B点时无能量损失。若取g=‎10m/s2，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块第一次到达C点时小车的速度为‎3m/s B. 弹簧压缩时弹性势能的最大值为3J C. 物块第二次到达C点时的速度为零 D. 物块第二次到达C后物块与小车相对静止 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物块从A下滑到B的过程中，根据动能定理得 解得 物块在BC段滑行时，物块和小车的系统动量守恒，以向右为正方向，根据动量守恒定律得 根据能量守恒定律得 联立解得 ‎，‎ 或 ‎，（不合题意）‎ 所以物块第一次到达C点时小车的速度为‎1m/s，故A错误；‎ B．当物块与小车的速度相等时弹簧压缩到最短，弹性势能最大，设物块与小车的共同速度为v，根据动量守恒定律 根据能量守恒定律得 解得弹簧压缩时弹性势能的最大值 故B正确；‎ CD．设物块第二次到达C点时的速度为，此时小车的速度为，根据动量守恒定律得 根据能量守恒定律，得 解得 ‎，‎ 或 ‎，（不合题意）‎ 所以物块第二次到达C点时的速度为零，第二次到达C后物块与小车没有相对静止，故D错误，C正确。故选BC。‎ ‎15.如图甲所示为某同学利用半圆形玻璃砖测定玻璃折射率n的装置示意图。他让光从空气射向玻璃砖，在正确操作后，他利用测出的数据作出了如图乙所示的折射角正弦sinr与入射角正弦sini的关系图象。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 该玻璃的折射率约为 B. 该玻璃的折射率约为1.5‎ C. 在由空气进入该玻璃砖中传播时，光波频率变为原来的 D. 在由空气进入该玻璃砖中传播时，光波波长变为原来的1.5倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图乙可知斜率的倒数表示折射率，故该玻璃的折射率为 故A错误，B正确；‎ CD．频率由光源决定，光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波频率不变；据、得，光由空气进入该玻璃砖中传播时，光波的波长变为原来的，故CD错误。‎ 故选B。‎ 二、非选择题：本题共5小题，共50分。‎ ‎16.用双缝干涉测光的波长。实验装置如图a所示，已知单缝与双缝的距离为L1，双缝与屏的距离为L2，单缝宽为d1，双缝间距为d2。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，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）分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心时示数为x1=‎2.190mm，对准第4条亮纹的中心时手轮上的读数如图b所示，则此时读数x2=______mm。‎ ‎（2）相邻两条亮纹间的距离公△x=_____mm，入射光的波长为=_______（用题中的母表示）。‎ ‎【答案】 (1). 7.868(7.866～7.869） (2). 1.893（或1.892） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1] 图b中螺旋测微器的固定刻度读数为‎7.5mm，可动刻度读数为0.01×‎36.8mm=‎0.368mm，则最终读数为 x2=‎7.5mm+‎0.368mm=‎7.868mm(7.866～7.869）‎ ‎（2）[2]相邻两条亮纹间的距离 ‎（或1.892）‎ ‎[3]根据双缝干涉条纹的间距公式 解得 ‎17.为验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，甲同学选用如图所示的装置，他先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O，接下来的实验步骤如下：‎ 步骤1：不放小球2，让小球l从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；‎ 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；‎ 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。‎ ‎(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是______。‎ A.应使小球1每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B.斜槽轨道必须光滑 C.斜槽轨道末端必须水平 D.小球1质量应大于小球2的质量 ‎(2)已知小球l的质量为m1，小球2的质量为m2，当所测物理量满足表达式_______（用所测物理量字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。‎ ‎(3)乙同学对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接，使小球l仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤l和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点如图中D、E、F点，各点到B点的距离分别为LD、LE、LF。根据他的实验，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量是守恒的。只要再满足关系式________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。（用所测物理量的字母表示）‎ ‎(4)丙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置改成如图所示。将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球l、小球2与木条的撞击点。实验时先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射小球l从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B'；然后将木条平移到图中所示位置，入射小球l从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P'；再将入射小球l从斜轨上起始位置由静止释放，与小球2相撞，撞击点为M’和N'，测得B’与N‘、P’、M’各点的高度差分别为h1、h2、h3。只要满足关系式________（用所测物理量的字母表示），则说明碰撞中动量是守恒的。‎ ‎【答案】 (1). ACD (2). (3). (4). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]因为平抛运动的时间相等，根据 可知将时间看成一个单位，可以用水平射程表示速度，需测量小球平抛运动的射程来简介测量速度，故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下，同时为了小球2能飞的更远，防止1反弹，小球1的质量应大于球2的质量，故B错误，ACD正确。‎ 故选ACD。‎ ‎(2)[2]因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是小球1不与小球2碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表小球1碰撞前的速度，OM是小球1碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后小球1的速度，ON是碰撞后小球2的水平位移，该位移可以代表碰撞后小球2的速度。当所测量物理量满足表达式 说明两球碰撞遵守动量守恒定律 ‎(3)[3][4]碰撞前，小球1落在图中E处，设其水平初速度为v0，小球1和小球2发生碰撞后，小球1的落点在D处。设其水平初速度为v1，小球2的落点是图中F处，设其水平初速度为v2，设斜面BC与水平面的倾角为，由平抛运动规律得 解得 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 可见速度正比于，所以只要验证 即可说明碰撞中动量是守恒的。只要 即 成立，则机械能守恒，即说明两小球的碰撞是弹性碰撞。‎ ‎(4)[5]根据平抛运动规律可知，下落时间 可知速度 即 若满足动量守恒，则一定有 联立解得 ‎18.如图所示，在双缝干涉实验中，S1、S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P到S1、S2的距离之差为，现分别用A、B两束单色光在空气中做双缝干涉实验。‎ ‎（1）若A光在折射率为n=1.5的介质中波长为4l0‎-7m，则P点是亮条纹还是暗条纹；‎ ‎（2）若B光在某介质中的波长为3.15l0‎-7m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°，则P点是亮条纹还是暗条纹。‎ ‎【答案】（1）暗条纹；（2）明条纹 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由于光从一种介质进入另一种介质中频率不变，故 根据 求得 k＝3.5‎ 于是P点出现暗条纹。‎ ‎(2）对B光由临界角为37°可知 故 根据 求得 ‎ ‎ 于是P点出现明条纹 ‎19.如图所示，一等腰直角棱镜放在真空中，AB=AC=d。在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60°入射角从AB侧面中点射入，当它从侧面AC射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°。若测得此光从光源到棱镜面AB的时间跟在棱镜中传播的时间相等，求点光源S到棱镜AB侧面的垂直距离。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】作出光路图，如图所示 光线在AB面射入时，根据折射定律有 在AC面射出时，根据折射定律有 由几何关系知 ‎=90°，‎ 联立解得 ‎，，‎ 光在棱镜中通过的路程 s=d 光在棱镜中的速度 v=‎ 设光源到棱镜的垂直距离为L，依题意知 联立解得L=‎ ‎20.如图甲所示，质量M=‎1.0kg足够长的长木块放在光滑水平面上，一个质量为m=‎2kg的小物块放在长木板左端，已知物块与长木板间的动摩擦因数为0.2。开始时二者均处于静止状态，现对m施加一随时间变化的外力F，且在2.5s时撤去外力，若力F随时间t的变化如图乙所示，物块与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=‎10m/s2，求：‎ ‎（1）0.5s时物块的速度；‎ ‎（2）2.5s时长木板相对于初始位置的位移；‎ ‎（3）撤去外力后系统的生热量。‎ ‎【答案】（1）‎1m/s；（2）‎10.25m；（3）J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图知O到时段内外力恒为 对m有 求得 对M有 求得 因为 故二者在此时段内不会发生相对滑动，整体一起匀加速运动,有 ‎ ，‎ 求得 ‎ ，‎ ‎（2）在0.5s对2.5s时段内外力F是变化的，对m有 求得 若M一直在摩擦作用下加速，有 求得 由于 知假设成立，故木板的位移为 代人数据得 ‎（3）撤去外力后系统在水平方向上不受外力动量守恒，由 求得 又有 代人数据求得