【物理】河南省洛阳市第一高级中学2019-2020学年高二下学期周练（5

【物理】河南省洛阳市第一高级中学2019-2020学年高二下学期周练（5

‎2020年5月3日高二物理周练 一．选择题（共9×3=27分）‎ ‎1．下列关于振动的说法正确的是（　　）‎ A．物体的振动范围就是振幅 ‎ B．振幅是标量，它是描述振动强弱的物理量 ‎ C．物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置一次 ‎ D．物体振动的周期越长，振动系统的能量就越强 ‎2．某质点做简谐运动的振幅为A，周期为T，则质点在时间内的最大路程是（　　）‎ A．‎1.5A B．A C．‎0.5A D．‎‎0.2A ‎3．在“利用单摆测重力加速度”的实验中，以下做法中正确的是（　　）‎ A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长 ‎ B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时停表，然后求出完成一次全振动的时间 ‎ C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 ‎ D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时小于15°‎ ‎4．下列关于波的说法中正确的是（　　）‎ A．机械波可以在真空中传播 ‎ B．不同频率的声波，在相同温度的空气中的传播速度相同 ‎ C．质点沿竖直方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波 ‎ D．纵波传播过程中各质点可以随波迁移，而横波传播过程中各质点不能迁移 ‎5．当水面波平稳地以‎1.8m/s的速率向着海滩传播，漂浮在海面上的人并不向海滩靠近，还发现从第n个波峰到第n+9个波峰通过身下的时间间隔为15s。据此，可知该水面波（　　）‎ A．能量没有传递出去 B．各质点随波迁移 ‎ C．频率为6Hz D．波长为‎3m ‎6．一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为L），在第一个山峰上装一个强光源S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面1上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面3上再次反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．（如图所示） 如果八面镜在电动机带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为ω时，就可以在望远镜里重新看到光源的像，那么光速等于（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎7．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（　　）‎ A．P3只挡住P1的像 B．P4只挡住P2的像 ‎ C．P3同时挡住P1、P2的像 D．P3插在P1、P2的延长线上 ‎8．如图所示，一根粗细均匀的半圆形玻璃棒，折射率为1.5，半径为R，两端面A、B均为正方形，宽度为d。令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光线全都从另一端面B射出，则R与d之比的最小值应为（　　）‎ A．2 B．‎1 ‎C．3 D．1.5‎ ‎9．下列说法正确的是（　　）‎ A．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关 ‎ B．光波和水波性质是一样的 ‎ C．火车鸣笛驶向站台时，站台上乘客感到笛声越来越响 ‎ D．光从真空摄入介质速度一定变小但频率不变 二．多选题（共5×3=15分，选对不全2分）‎ ‎10．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法中，正确的是（　　）‎ A．弹簧振子的周期与振幅有关 ‎ B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 ‎ C．单位时间内经过介质中某一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率 ‎ D．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 ‎11．在用单摆测重力加速度实验中，下面说法中正确的是（　　）‎ A．如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球 ‎ B．测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开始计时 ‎ C．若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大 ‎ D．将全振动次数n误记为（n+1），测得的重力加速度值较真实值偏大 ‎ ‎12．以下说法正确的是（　　）‎ A．光在同种介质中一定沿直线传播 ‎ B．波传播方向上各质点与振源振动周期相同，是因为各质点的振动均可看成在其相邻的前一质点驱动力作用下的受迫振动 ‎ C．做简谐运动的质点先后通过同一点时，回复力、加速度相同，但相对平衡位置的位移不同 ‎ D．波动图像中处于波峰质点的振幅和平衡位置质点的振幅相等 ‎ ‎13．太阳光与水平面成30°角方向射来，为了使反射光线沿水平方向传播，则平面镜跟水平面所成的角可能是（　　）‎ A．15° B．30° C．75° D．120°‎ ‎14．如图所示，一光束包含两种不同频率的单色光，从空气射向两面平行玻璃砖的上表面，玻璃砖下表面有反射层，光束经两次折射和一次反射后，从玻璃砖上表面分为两束单色光射出，a、b分别为两束单色光的出射点，下列说法正确的是（　　）‎ A．a光的频率小于b光的频率 ‎ B．在空气中a光的波长小于b光的波长 ‎ C．出射光束a、b一定相互平行 ‎ D．a、b两色光从同种玻璃射向空气时，a光发生全反射的临界角大 三．实验题（共2小题，每空3分，共15分）‎ ‎15．简谐波沿x轴正方向传播．已知轴上x1＝0和x2＝‎1m两处的振动图象分别如图a、图b所示．又知此波的波长A满足，λ＞‎1m，则简谐波的频率 f＝　 　Hz，此波的传播速度是　 　 m/s．‎ ‎16．（1）某物理课外活动小组在用单摆测重力加速度的实验中，测出了不同摆长（l）所对应的周期（T），在进行实验数据处理时：‎ ‎①甲同学以摆长（l）为纵坐标、周期（T）的平方为横坐标作出了l﹣T2图线．若他由图象测得的图线斜率为k，则测得的重力加速度的表达式g＝　 　．若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图线法求得的重力加速度 　（选填“偏大”、“偏小”、“准确”）．‎ ‎②乙同学根据公式T＝2π得出g，并计算重力加速度，若他测得摆长时，把摆线长当作摆长（忘记加上小球半径），则他测得的重力加速度值　 　（选填“偏大”、“偏小”、“准确”）．‎ 四．计算题（共4小题）‎ ‎17．（11分）弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2s时，振子速度第一次变为﹣v；在t＝0.5s时，振子速度第二次变为﹣v。‎ ‎（1）求弹簧振子振动周期T；‎ ‎（2）若B、C之间的距离为‎25cm，求振子在4.0s内通过的路程；‎ ‎（3）若B、C之间的距离为‎25cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象。‎ ‎18．（10分）一列简谐横波由质点A向质点B传播。已知A、B两点相距‎4m，这列波的波长大于‎2m而小于‎20m。图表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象。求波的传播速度。‎ ‎19．（11分）如图所示，实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形。问：‎ ‎（1）这列波的周期T符合3T＜t2﹣t1＜4T，若波向右传播，波速多大？‎ ‎（2）这列波的周期T符合3T＜t2﹣t1＜4T，若波向左传播，波速多大？‎ ‎（3）若波速大小为‎74m/s，波的方向如何？‎ ‎20．（11分）如图所示，某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中∠A＝30°，BC边长为a，AB边长为a，AE为AB长度的，一束光线刚好从E点沿与AD平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过AD的中点F．不考虑光在CD界面反射后的光线，已知光在真空中的传播速度为c。求：‎ ‎（i）此种介质的折射率；‎ ‎（ii）光线在介质中的传播时间。‎ ‎【参考答案】‎ 一．选择题（共9小题）‎ ‎1．【解答】解：A、振幅是振动物体离开平衡位置的最大位移，它是物体的振动范围的一半，故A错误；‎ B、振幅是标量，是表征振动强弱的物理量，振幅越大，振动越强，故B正确；‎ C、完成一次全振动的时间叫做周期，物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置两次，故C错误；‎ D、振幅是表示振动强弱的物理量，振动系统的能量与物体振动的周期无关，故D错误。‎ 故选：B。‎ ‎2．【解答】解：质点在振动的过程中，经过平衡位置处的速度最大，所以在平衡位置附近的时间内的路程最大，即两侧各时间内。‎ 波的波动方程为：y＝Asinωt，其中，‎ 若以平衡位置为起点，质点在时刻的位移：y＝AsinωAsin。‎ 则质点在时间内通过的最大路程为A，故B正确，ACD错误。‎ 故选：B。‎ ‎3．【解答】解：A、单摆的摆长应是从悬点到摆球球心间的距离，故A错误；‎ B、测量周期时，应从小球到达最低位置（即平衡位置）时开始计时，不能在小球到达振幅位置开始计时，故B错误；‎ CD、实验时，要保证小球的运动是简谐运动，因而必须使小球始终在同一竖直面内运动，避免小球做圆锥摆运动，并且小球摆动的最大偏角应小于10°，故C正确，D错误。‎ 故选：C。‎ ‎4．【解答】解：A、机械波的传播离不开介质，不可以在真空中传播，故A错误；‎ B、波在介质中传播速度由介质与波的性质决定，不同频率的声波在同一均匀介质中的传播速度均相等，故B正确；‎ C、质点沿竖直方向振动，波沿水平方向传播，即水平振动与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故C错误；‎ D、纵波和横波中质点都不随波向前迁移，只在各自的平衡位置附近振动，故D错误；‎ 故选：B。‎ ‎5．【解答】解：A、波传播的是振动形式、信息和能量，故能量传递出去了，故A错误。‎ B、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”，故B错误。‎ C、第n个波峰到第n+9个波峰通过身下的时间间隔为15s，可得知振动的周期Tss，频率f0.6Hz，故C错误。‎ D、由公式λ＝vT可知，λm＝‎3m，故D正确。‎ 故选：D。‎ ‎6．【解答】解：周期T，我们要看到光源，只要八面型棱镜的镜面在光反射回来时位置与图上所示重合，即转过了，也就是经历了八分之一的n倍的时间。而光速过大，试验条件只可能让我们做到在八分之一周期的时间内看到光返回。那么根据v可得，光速c，A正确。‎ 故选：A。‎ ‎7．【解答】解：根据实验的原理知，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。在实验的过程中，要先在白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，然后在玻璃砖另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在一侧相继又插上两枚大头针P3、P4，使P3同时挡住P1、P2的像，使P4同时挡住P3和P1、P2的像。故ABD错误，C正确。‎ 故选：C。‎ ‎8．【解答】‎ 解：从A端口的最右边一点发生全反射，其他的光线就都能发生全反射了，由临界角与折射率的关系公式可知：sinC 又sinC 解得：‎ 故选：A。‎ ‎9． D。‎ 二．多选题（共5小题）‎ ‎10．【解答】解：A、弹簧振子的周期与振幅无关，这种性质叫等时性。故A错误。‎ B、波速与介质的性质有关，与波源无关，同一种波在同一介质中速度是相同的。故B正确。‎ C、波源的振动以波的形式传播出去，波的频率等于介质中各质点的振动频率，单位时间内经过介质中某点的完全波的个数，就是这列简谐波的频率，故C正确。‎ D、在波传播方向上的某个质点做简谐运动，速度是周期性变化的，而在同一均匀介质传播的波，传播过程中速度不变。故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎11．【解答】解：A、摆球应选择质量大些、体积小些的铁球，故A正确。‎ B、测量周期时，应从摆球经过最低点时开始计时，故B错误。‎ C、若细绳的质量不可忽略，摆长的测量值偏大，根据g知，重力加速度的测量值比真实值大，故C正确。‎ D、将全振动次数n误记为（n+1），则周期的测量值偏小，根据g知，重力加速度的测量值比真实值大，故D正确。‎ 故选：ACD。‎ ‎12．故选：BD。‎ ‎13．【解答】解：本题分两种情况，如图所示：‎ 在甲中，反射光线与入射光线的夹角为30°，入射角为15°，则平面镜与水平方向成75°的夹角；‎ 在乙中，反射光线与入射光线的夹角为150°，入射角和反射角都为75°，则平面镜与水平方向成15°的夹角，故AC正确。BD错误。‎ 故选：AC。‎ ‎14 【解答】解：A、作出光路图如图所示，可知光从空气射入玻璃时a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，频率较大，故A错误；‎ B、a光的频率大于b光的频率，由c＝λf知在空气中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；‎ C、因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据几何知识可知出射光束一定相互平行，故C正确；‎ D、因为a光的折射率较大，根据sinC比较知a光的临界角小，故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎15．【解答】解：（1）由单摆周期公式T＝2π可知，lT2，则k，g＝4π2k；‎ 由lT2＝kT2，l与T2成正比，k是比例常数，由图象可知l与T2成正比，‎ 由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率k，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值，‎ 甲同学用图线法求得的重力加速度准确．‎ ‎（2）由单摆周期公式T＝2π可知，重力加速度g，摆长应该是摆线长度与摆球半径之和，‎ 甲同学把摆线长L作为摆长，摆长小于实际摆长，由g可知，重力加速度的测量值小于真实值．‎ 故答案为：（1）4π2k；准确；（2）偏小．‎ ‎16．【解答】解：由图可知，t＝0时刻，x1＝0处质点位于波峰，x2＝‎1m处质点通过平衡位置向下，结合波形得：‎ ‎ x2﹣x1＝（n）λ，（n＝0，1，2，…）‎ 得到波长 λm，（n＝0，1，2，…）．‎ 根据波的波长大于‎1m，n只能取0，得到波长 λm．‎ 由图读出周期 T＝4×10﹣2s，则频率 f25Hz 波速 v‎33.3m/s．‎ 故答案为：25，33.3．‎ ‎17．【解答】解：（1）根据弹簧振子简谐运动的对称性可得：T＝0.5×2 s＝1.0 s……3分 ‎（2）若B、C之间距离为‎25 cm，则振幅A‎25 cm＝‎‎12.5 cm 振子4.0 s内通过的路程s4×‎12.5 cm＝‎200 cm ……4分 ‎（3）根据x＝Asinωt，A＝‎12.5 cm，ω2π 得x＝12.5sin 2πt（cm）。振动图象为 ‎ ……4分 ‎18．【解答】解：由振动图象读出T＝0.4 s 分析图象可知：t＝0时，质点A位于y轴正方向最大位移处，而质点B则经过平衡位置向y轴负方向运动。‎ 所以A、B间距 m（n＝0、1、2…）‎ 即：λ m，其中（n＝0、1、2…）‎ 因为这列波的波长大于‎2 m而小于‎20 m ……5分 所以n有0、1两个可能的取值，‎ 当n＝0时，λ1 m，则波速为：v1 m/s 当n＝1时，λ2 m，则波速为：v2 m/s。 ……5分 ‎19．【解答】解：由图象可知：该波的波长：λ＝‎8m。波在一个周期内传播的距离是一个波长，由3T＜t2﹣t1＜4T知，波传播距离为3λ＜△x＜4λ。‎ ‎（1）当波向右传播时，波传播距离为：x＝（3λ+3）m＝（3×8+3）m＝‎‎27m 波速为：vm/s＝‎54m/s。 ……4分 ‎（2）当波向左传播时，波传播距离为 x＝（3λ+5）m＝（3×8+5）m＝‎29m，‎ 波速为：vm/s＝‎58m/s。 ……4分 ‎（3）若波速大小为‎74m/s，在△t＝t2﹣t1＝0.5s内波传播的距离为△x＝v•△t＝74×‎0.5m＝‎37m，‎ 因为x＝‎37m＝（4λ+5）m，由图示波形图可知，波向左传播。……3分 ‎20．【解答】解：（i）光路图如图所示。‎ 光线在E点折射时，有 i＝60°‎ AEa AF＝ABcos30°a•2aAE 所以△AEF为等腰三角形，所以 r＝30°‎ 根据折射定律得：‎ ‎ n ……6分 ‎（ii）在F点入射角 i′＝60°‎ 设临界角为C，则sinC 可知 i′＞C 所以光线在F点发生全反射 由几何关系可知：‎ ‎ 光线在介质中的传播路程 s＝2EF＝2AEa ‎ 光线在介质中的传播速度 v ‎ 故光线在介质中的传播时间 t 解得 t ……5分 答：（i）此种介质的折射率为；‎ ‎（ii）光线在介质中的传播时间为。‎