【物理】山东省菏泽市2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】山东省菏泽市2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版）

‎2019—2020学年度第二学期期中考试高二物理试题（A）‎ 一、单项选择题 ‎1.最先从理论上预言光是一种电磁波的科学家是（　　）‎ A. 法拉第 B. 爱因斯坦 ‎ C. 赫兹 D. 麦克斯韦 ‎【答案】D ‎【解析】建立完整电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是麦克斯韦，而赫兹证实了电磁波的存在，对于法拉第首次提出场的概念，并发现电磁感应现象，爱因斯坦的相对论。故ABC错误，D正确。故选D。‎ ‎2.关于光的下列说法正确的是（　　）‎ A. 偏振现象说明光是横波 B. 偏振现象说明光是纵波 C. 用光导纤维束传送图像信息，是利用光的衍射现象 D. 用光导纤维束传送图像信息，是利用光的干涉现象 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．衍射和偏振现象说明光是横波，故A正确，B错误；‎ CD．光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故CD错误。故选A。‎ ‎3.如图所示，为某一弹簧振子做简谐运动的图像，由图可知（　　）‎ A. t=0时，质点的速度为零 B. t=0时，质点的加速度为零 C. t=1s与t=3s时，质点位置相同 D. t=1s与t=3s时，质点加速度相同 ‎【答案】B ‎【解析】A．时，质点的位移为零；图像的斜率表示速度，故此时的速度不为零，故A错误；‎ B．根据牛顿第二定律 得 时，质点的位移为零，此时加速度为零，故B正确；‎ C．由图像可知，时 ‎ 时 ‎ 可知质点位置不同，故C错误；‎ D．由 ‎ 可知，两个时刻得位置不同，故加速度不同，故D错误。 故选B ‎4.如图，手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波，该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P（图中未画出）。t=0时，O位于最高点，P位于最低点，下列判断正确的是（　　）‎ A. 时，P位于平衡位置上方 B. P的起振方向与O的起振方向相反 C. 时，P的速度方向水平向右 D. P、O的振动频率相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．时，P从最低点经历个周期后回到平衡位置，故A错误；‎ B．每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同，故B错误；‎ C．时，P点的速度方向向上，向平衡位置移动，故C错误；‎ D．该简谐波上的点的振动频率都相同，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，光路如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 单色光1的频率比2低 ‎ B. 射出后的两束单色光平行 C. 在玻璃中单色光1的波长比2长 ‎ D. 在玻璃中单色光1的传播速度比2大 ‎【答案】B ‎【解析】A．由图可知，两束单色光的入射角相等，单色光1的折射角小于单色光2的折射角，设光线由空气射向玻璃时的入射角是折射角为，根据折射定律 可知，玻璃对单色光1的折射率大于单色光2的折射率，单色光1的频率大于单色光2的频率，故A错误；‎ B．根据几何知识可知，折射光线射到平行玻璃板下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性可知，下表面的折射角等于上表面的入射角，根据几何关系可知，出射光线与入射光线平行，则两条出射光线平行，故B正确；‎ C．由 可知，单色光1的波长小于单色光2的波长，故C错误；‎ D．根据 可知在玻璃中单色光1的传播速度小于单色光2的传播速度，故D错误。故选B。‎ ‎6.一条弹性绳子呈水平状态，M为绳子中点，左右两侧的P、Q同时开始上下振动，一段时间后产生的波形如图，左侧的波长是右侧的2倍，以下判断正确的是（　　）‎ A. M的振动始终是加强的 B. M的振动始终是减弱的 C. 波源P的频率是Q的2倍 D. 波源Q的频率是P的2倍 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于波长的不同，因此在M点相遇时，并不总是加强或减弱，可能在某一时刻位移为零，故AB错误；‎ CD．由图像可知 又 可得 故C错误，D正确。故选D。‎ ‎7.牛顿因被一个从树而降的大苹果砸到了头，从而灵光乍现，得出“万物之间都有引力”的规律。假设苹果未脱落前在头上方h处，苹果的质量为m，苹果与头的作用时间为t，重力加速度为g，则苹果对头的平均作用力是（　　）‎ A mg B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对于苹果从开始下落到苹果对头产生作用力前，根据机械能守恒有 可得到苹果对头产生作用力前，苹果的速度为 取竖直向上为正方向，根据动量定理有 得到 故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎8.如图所示，一枚手榴弹在空中竖直下落，一段时间后爆炸成a、b两块，又过了一段时间，a、b两块同时落到水平地面上，其中a飞行的水平距离OA是b飞行的水平距离OB的2倍，忽略空气阻力，则a、b两块在爆炸前后（　　）‎ A. 动量增加量之比是1:2 B. 动量增加量之比是2:1‎ C. 动能增加量之比是1:2 D. 动能增加量之比是2:1‎ ‎【答案】D ‎【解析】AB．由题意知，爆炸后两块同时落地，说明爆炸瞬间两块在竖直方向的速度没有发生变化 故爆炸是在水平方向上发生的，时间一样，a飞行的水平距离OA是b飞行的水平距离OB 的2倍 则 因水平方向的初动量为零，且水平方向动量守恒，所以爆炸后a、b两块的水平方向动量应等值、反向，即 故AB错误； ‎ CD．结合爆炸后两块的速度和动量可知 联立可得 故C错误，D正确。故选D。‎ 二、多项选择题 ‎9.关于多普勒效应，下列说法正确的是（　　）‎ A. 光波不能发生多普勒效应 B. 机械波、电磁波都能发生多普勒效应 C. 当观察者和波源相向运动时，观察到的频率增加 D. 当观察者和波源相向运动时，观察到的频率变小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．多普勒效应不仅仅适用于声波，它也适用于所有类型的波，包括电磁波，故A错误，B正确；‎ CD．当观察者和波源相向运动时，声波的波长变小，频率增加，故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.如图所示，光滑斜面上放置一轻质弹簧，弹簧的下端固定在挡板上，上端与一物块相连，把物块沿斜面向上拉一段距离，使得物块做简谐运动，物块由最高点向平衡位置运动的过程中，下列物理量一直减小的是（　　）‎ A. 回复力 B. 弹簧弹力 ‎ C. 物块动量 D. 物块重力势能 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物块由最高点向平衡位置运动的过程中，回复力从最大减小到零，故A正确；‎ B．在平衡位置物块合外力为零，此时弹力方向沿斜面向上 物块在最高点，弹簧伸长，弹力方向沿斜面向下，物块由最高点向平衡位置运动的过程中，弹簧弹力先减小到零，再增大，故B错误；‎ C．物块动量 由此可知动量与速度有关，最高点时，物块速度为零，平衡位置时，物块速度达到最大，物块动量不断增加，故C错误；‎ D．物块由最高点向平衡位置运动的过程中，沿斜面向下运动，高度变小，物块重力势能也随之减小，故D正确。故选AD。‎ ‎11.如图所示，光滑的水平导轨上套有一可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过轻绳悬挂着木块。开始时滑块和木块均静止，现有一子弹水平击中木块并留在其中。从子弹击中木块到木块运动到最高点的过程中，对子弹、木块与滑块构成的系统（　　）‎ A. 竖直方向动量守恒 B. 水平方向动量守恒 ‎ C. 机械能守恒 D. 机械能不守恒 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．子弹击中木块的瞬间，子弹、木块和滑块组成的系统能量守恒，子弹和木块向上摆动的过程中，系统竖直方向合力不为0，动量不守恒，系统水平方向合力为0，水平方向动量守恒，故A错误，B正确；‎ CD．从子弹击中木块到木块运动到最高点的过程中，机械能不守恒，有热量损失，子弹击中木块与其共速后，系统机械能才守恒，故C错误，D正确。故选BD ‎12.a、b是一列简谐横波上两点，其平衡位置相距‎14.0m，小于一个波长。t=0时，a点的位移正向最大，b点的位移为零；t=1.0s时，a点的位移为零，向下运动，b点的位移正向最大，则这简谐横波的波速可能为（　　）‎ A. ‎14m/s B. C. ‎70m/s D. ‎6m/s ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】由于波的传播方向有两种可能，如果简谐横波向右传播 由题意得 得到 则波速为 当，时 当，时 当，时 当，时 如果简谐横波向左传播 由题意得 得到 则波速为 当，时 当，时 当，时 当，时 因为n，k都是整数，v不可能等于。综上，故D错误，ABC正确。故选ABC。‎ 三、非选择题：‎ ‎13.利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d=‎0.20mm，双缝到光屏间的距离L=‎600mm，用激光直接照射双缝得到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为‎2.320mm。同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示：‎ ‎(1)图乙读数为________mm，求得所用激光的波长λ=________m；‎ ‎(2)用激光而不用一般的单色光直接照射的原因是_________。‎ ‎【答案】(1). 13.870 7.7×10-7 (2). 激光相干性好 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]螺旋测微器固定刻度的读数是，可动刻度的读数是 因此螺旋测微器的读数等于 相邻条纹间隔 根据双缝干涉的条纹宽度的公式为 因此这种单色光的波长为 代入数据得 ‎(2)[3]由于激光的相干性好，容易产生干涉现象。普通光源发出的光频率是不一样的，激光器发出的激光的频率是几乎单一的，这样在做实验时能够得到既明亮又清晰的干涉条纹。‎ ‎14.根据单摆周期公式，可以通过实验测当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆：‎ ‎(1)为尽量减少误差，用秒表测时间时应从钢球通过____（选填“最高点”或“最低点”）时开始计时；‎ ‎(2)某同学在实验中测出多组摆长L和振动周期T，作出T2—L图像如图乙所示。该图像的函数表达式为_________；图像不过坐标原点的原因可能为_______，重力加速度g=_____m/s2。（保留三位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 最低点 (2). 摆长漏掉了钢球半径 981‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]因为摆球在最低点的速度最快，所以在最低点作为计时起点误差最小。‎ ‎(2)[2][3][4]依图得，当时，；当时，，由此可解得该一次函数解析式为 图像不过坐标原点可能是因为摆长漏掉了钢球半径。‎ 根据单摆周期公式 变形可得 所以 解得 ‎15.一轻弹簧上端固定在支架顶端，下端悬挂一物块，物块上装有一只记录笔，在竖直面内放置有一记录纸。当物块上下振动时，以速率v水平向左拉动记录纸，记录笔在纸上留下印迹如图所示。y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标：‎ ‎(1)求物块振动的周期和振幅；‎ ‎(2)若弹簧的劲度系数为k，物块与笔的总质量为m，写出物块振动到最高点时的加速度大小。‎ ‎【答案】(1)；；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移所用时间，因此由图可知 再根据图像可以看出振幅 ‎(2)根据牛顿第二定律可得，在最高点时 代入数据解得加速度大小 ‎16.半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O，两平行红光沿截面射向半圆柱体的矩形表面，光线1的入射点为O，光线2的入射点为A，已知该玻璃对红光的折射率为：‎ ‎(1)若OA的长度为，求两光线经两次折射后的交点与O点的距离；‎ ‎(2)若光线2恰好不能从柱面射出，求OA的长度。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图所示，‎ 根据 可得 交点与O点的距离为 ‎(2)光线2恰好不能从柱面射出时，入射角等于临界角C，则有 因此有 ‎17.一列简谐横波在t=0时的波形如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，P点坐标为（x，-1），Q点的坐标为（15，0），图乙为质点Q的振动图像。求：‎ ‎(1)波速及波的传播方向；‎ ‎(2)质点P的平衡位置的x横坐标；‎ ‎(3)质点P的位移随时间变化的关系式。‎ ‎【答案】(1)，沿x轴负方向传播；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图甲可以看出，该波的波长为 由图乙可以看出，该波的周期为 因此波速为 代入数据解得 且方向沿x轴负方向传播。‎ ‎(2)图甲的函数表达式为 当时，解得 ‎(3)设质点P的位移随时间变化的关系式为： ‎ 代入、可解得 因此有 ‎18.如图甲所示，物块P和Q（可视为质点）分别静止在水平地面上AB两点。现给P施加一水平力F，F随时间变化如图乙所示，3s末撤去力F，此时P运动到B点与Q发生弹性碰撞，已知P的质量为‎0.5kg，Q的质量为‎1kg，PQ与地面的动摩擦因数均为0.2最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=‎10m/s2，求：‎ ‎(1)物块P何时开始运动；‎ ‎(2)前3s内物块P所受摩擦力的冲量大小；‎ ‎(3)Q运动的位移大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】(1)当水平力F等于物块P所受滑动摩擦力时，物块P开始运动 由图乙可得 联立解得 ‎(2)依题得，第内摩擦力随的增大而增大，因此这段时间内摩擦力的冲量等于图像中与横轴围成的面积，即 后内静摩擦力变为滑动摩擦力，恒定不变，因此该时段内摩擦力的冲量为 代入数据解得 因此前内摩擦力的冲量为 联立解得 ‎(3)依题得，因此后内的冲量等于图像中与横轴围成的面积，即 设P与Q碰前P的速度，碰后P、Q的速度分别为、，因此有 该过程动能守恒，因此有 由动能定理可得 解得Q运动的位移大小