- 2021-05-24 发布 |
- 37.5 KB |
- 19页
申明敬告: 本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
文档介绍
浙江省绍兴市诸暨中学2019-2020学年高二上学期期中考试(平行班)物理试题
诸暨中学2019学年高二期中考试物理试卷(试题卷) 一、单选题(每小题3分) 1.做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,可能不同的物理量是( ) A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力 【答案】B 【解析】 【详解】A.振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置,每次经过同一位置时位移相同,故A错误; B.由于经过同一位置时速度有两种不同的方向,所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时,速度可能不相同,故B正确; C.加速度总与位移大小成正比,方向相反,每次经过同一位置时位移相同,加速度必定相同,故C错误; D.回复力总与位移大小成正比,方向相反,每次经过同一位置时位移相同,回复力必定相同,故D错误; 【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解,要知道同一位置的位移一定相同,加速度和回复力与位移都是成正比反向关系,由此进行判断三个物理量的关系. 2.若单摆的摆长不变,摆球的质量由20 g增加为40 g,摆球离开平衡位置的最大角度由4°减为2°,则单摆振动的( ) A. 频率不变,振幅不变 B. 频率不变,振幅改变 C. 频率改变,振幅不变 D. 频率改变,振幅改变 【答案】B 【解析】 单摆的周期公式为,与摆球的质量和摆角的大小无关,所以周期不变频率也不变,摆角减小则振幅也减小,B正确. 3. 如图所示,水平方向上有一弹簧振子, O点是其平衡位置,振子在a和b之间做简谐运动,关于振子下列说法正确的是( ) A. 在a点时加速度最大,速度最大 B. 在O点时速度最大,位移最大 C. 在b点时位移最大,回复力最大 D. 在b点时回复力最大,速度最大 【答案】C 【解析】 振子在a和b之间做简谐运动,则在a点时偏离平衡位置最远,加速度最大,速度为零,故A错误 在O点时处于平衡位置,速度最大,位移为零,故B错误 在b点时位移最大,回复力最大,C正确 在b点时回复力最大,速度为零,D错误 故选C 4. 如图所示,为一列沿x轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像,由图可知,这列波的振幅A、波长λ和x=l米处质点的速度方向分别为:( ) A. A="O.4" m λ=1m 向上 B. A="1" m λ=0.4m 向下 C. A="O.4" m λ=2m 向下 D. A="2" m λ=3m 向上 【答案】C 【解析】 由图像可知A=0.4m,波长为2m,该波向右传播,由“前带后,后跟前”可判断质点1m正在向下振动,C对; 5.如图所示,在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆,四个单摆的摆长关系为lc>lb=ld>la,先让d摆摆动起来(摆角小于5°),则下列说法中正确的是 ( ). A. b摆发生振动,其余摆均不动 B. 所有摆均以相同摆角振动 C. 摆动过程中,b摆的振幅最大 D. 摆动过程中,c摆的周期最大 【答案】C 【解析】 【详解】d摆摆动起来后,通过水平绳子对a、b、c三个摆施加周期性的驱动力,使a、b、c三摆做受迫振动,a、b、c三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率,由于驱动力频率相同,则a、b、c三摆均以相同频率振动,周期相等;由于b的摆长与d的摆长相等,所以b摆发生共振,振幅最大,摆角最大,故C正确,ABD错误。 6.一列波沿直线传播,在某一时刻的波形图如图所示,质点的位置与坐标原点相距,此时质点沿轴正方向运动,再经过将第一次达到最大位移,由此可见:( ) A. 这列波波长是 B. 这列波频率是 C. 这列波波速是 D. 这列波的传播方向是沿轴的负方向 【答案】ACD 【解析】 【详解】A、由图示波形图可知:,则波长,故A正确; B、质点由平衡位置向正的最大位移处运动,第一次到达最大位移处所需要的时间,则波的周期T=0.08s,频率为 f12.5Hz,故B错误; C、波速,故C正确; D、质点A由平衡位置向正的最大位移处运动,由平移法可知,波沿x轴负方向传播,故D正确; 7.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起 A. 经过 0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离 B. 经过 0 .25s 时,质点Q的加速度大于质点P的加速度 C. 经过 0.15s,波沿x 轴的正方向传播了 3m D. 经过 0.1s 时,质点Q的运动方向沿y 轴正方向 【答案】AC 【解析】 试题分析:由图,经过0.35s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离.故A正确.此时P向下运动,Q点向上运动.,经过时,P点到达波谷,Q点到达平衡位置上方,但未到波峰,质点Q的加速度小于质点P的加速度.故B错误.因波沿x轴的正方向传播,,则波速,则经过0.15s,波传播距离x=vt=3m.故C正确.,质点Q的运动方向沿y轴负方向.故D错误. 故选AC 考点:波长、频率和波速的关系;横波的图象. 点评:波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系.同时,熟练要分析波动形成的过程,分析物理量的变化情况. 8.质点沿x轴做简谐运动,平衡位置为坐标原点O,质点经过a点和b点时速度相同,所花时间tab=0.2 s;质点由b点再次回到a点花的最短时间tba=0.4 s;则该质点做简谐运动的频率为( ) A. 1 Hz B. 1.25 Hz C. 2 Hz D. 2.5 Hz 【答案】B 【解析】 由题质点经过a点和b点时速度相同,说明a、b两点关于平衡位置对称,花时间tab=0.2s;质点由b回到a点所花的最短时间tba=0.4s,则质点由b回到a点所花的最短时间为半个周期,所以周期为T=0.8s,频率f==1.25Hz.故选B. 9.如图所示是水波遇到小孔或障碍物后的图像,图中每两条实线间的距离表示一个波长,其中正确的图像是( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 试题分析:根据发生明显衍射的条件,即当波的波长与小孔或障碍物得尺寸相当,或大于小孔和障碍物的尺寸,会发生明显的衍射; 波遇到小孔发生明显的衍射时,小孔处相当于新的波源,波遇到与波长差不多的障碍物后,能“绕过”障碍物减小向前传播,D正确. 10. 如图所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则( ) A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B. 小球所发的光能从水面任何区域射出 C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】 【详解】A.小球发出的光先从水中传播,然后再射入空气中,故我们从侧面就可以看到小球,选项A错误; B.由于光从水中射入空气中,故当入射角大于临界角时,光会发生全反射,故球所发的光不是从水面任何区域都能够射出的,选项B错误; CD.光从水中进入空气后频率不变,由于折射率变小,故光传播速度变大,选项C错误,D正确. 11.一列向右传播的简谐横波,当波传到x=2. 0m处的P点时开始计时,该时刻波形如图所示,t=0. 9s时,观察到质点P第三次到达波峰位置,下列说法正确的是( ) A. 波速为0. 5m/s B. 经1. 4s质点P运动的路程为35cm C. t=1. 6s时,x=4. 5m处的质点Q第三次到达波谷 D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率可能为5Hz 【答案】C 【解析】 【详解】A.简谐横波向右传播,由波形平移法知,各点的起振方向为竖直向上,t=0.9s时,P点第三次到达波峰,即有 (2+)T=0.9s,T=0.4s,波长为 λ=2m,所以波速,故A错误。 B.t=1.4s相当于3.5个周期,每个周期路程为4A=20cm,所以经过1.4s质点P运动的路程为 S=3.5×4A=14×5cm=70cm,故B错误。 C.经过,波传到Q,经过2.75T即再经过1.1s后Q第三次到达波谷,所以t=1.6s时,x=4.5m处质点Q第三次到达波谷。故C正确。 D.要发生干涉现象,另外一列波的频率一定相同,即 f=1/T=1/0.4=2.5Hz,故D错误 。 12.一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距14.0 m,b点在a点的右方。当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正极大时,b点的位移恰为零,且向下运动,经过1.0s后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移达到负极大,则这简谐横波的波速可能等于( ) A. 4.67m/s B. 6m/s C. 9m/s D. 4m/s 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知,当简谐横波沿长绳向右传播时,若a点的位移达到正最大时,b点的位移恰为零且向下运动,则AB间距离满足: ,(n=0,1,2,3…) 解得波长大小的通项公式为: ,(n=0,1,2,3…) 又据题意,经过1.00s后a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负最大,则时间关系满足: ,(k=0,1,2,3…) 解得周期大小的通项公式为 ,(k=0,1,2,3…); 根据波速公式,可解得这列简谐横波的可能波速为: ,(n=0,1,2,3…,k=0,1,2,3…)。 A.当n=0,k=0时v=4.67m/s,选项A正确; BCD.由计算可知,这三个值都不是波速的可能值,选项BCD错误。 二、不定项选择题(每题3分,多选不得分,少选得2分) 13.一列简谐横波沿x轴正方向传播,如图(a)为t时刻的波形图,P、Q是介质中的两个质点,图(b)是P或Q的振动图像。下列说法正确的是 A. 若t=0,则图(b)为质点Q的振动图像 B. 图(a)中质点P的速率比质点Q的小 C. 若图(b)为质点P的振动图像,则必有t=T/4 D. P、Q两质点的距离始终为 【答案】AB 【解析】 【详解】A.若t=0,Q点处于平衡位置,而P点在波峰处,故图(b)为质点Q的振动图象,故A正确; B.图(a)中质点P的速率为零,质点Q 速率最大,故B正确; C.若图(b)为质点P的振动图象,则t=nT+,故C错误; D.P、Q两质点平衡位置的距离始终为,P、Q两质点的距离不一定为,故D错误。 14.如图所示,图中表示两列相干水波的叠加情况,实线表示波峰,虚线表示波谷,设这两列波的振幅均为5cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变,波速和波长均分别为1m/s和0.5m。如图甲和图乙所示,点是连线的中点,下列说法正确的是( ) A. 两图、两点都保持静止不动 B. 两图示时刻、两质点竖直高度差20cm C. 两图示时刻点均正处在平衡位置且向下运动 D. 从此时刻起经0.25s,质点通过的路程为20cm 【答案】BD 【解析】 【详解】A.两列相干水波的叠加情况,可知D点是振动减弱点,但C点是振动加强点,故A错误; B.加强点会得到加强,在A点波峰与波峰相遇,A点高度10cm,在B点波谷与波谷相遇,B点深度为10cm,A、B两点的竖直高度差为20cm,故B错误; C.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动,故C错误; D.从图示时刻起经0.25s即半个周期后,B点通过的路程为20cm,故D正确。 15.如图所示,图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线,经过0.5s后,其波形如图中的虚线所示,该波的周期T大于0.5s,下列说法正确的是 A. 如果这列波往左传播,这列波的周期为2s B. 如果这列波往左传播,这列波的传播速度为0.36m/s C. 如果这列波往右传播,碰到尺寸为20cm的障碍物,能发生明显衍射现象 D. 如果这列波往右传播,碰到频率为1.5Hz的简谐横波能够发生干涉现象 【答案】ACD 【解析】 由图知,该波的波长:λ=24cm,由于该波的周期T大于0.5s,则波在0.5s内传播的距离小于一个波长;如果波是向左传播,由图象得到波传播的距离为:△x=λ=6cm=0.06m;故波速为:v=;,选项A正确,B错误; 如果波是向右传播,由图象得到波传播的距离为:△x′=λ=18cm=0.18m;故波速为:.周期,f′=1/T′=1.5Hz;因该波的波长为24cm,如果这列波往右传播,碰到尺寸为20cm的障碍物,能发生明显衍射现象,选项C正确;如果这列波往右传播,碰到频率为1.5Hz的简谐横波能够发生干涉现象,选项D正确;故选ACD. 点睛:通过对书本中例题的改编,本小题考查了波传播过程中方向性造成的多解问题,同时也考查了波的明显衍射现象的条件,和发生干涉现象的条件。解决本题要注意本题波传播的距离不是一个通项,而是特殊值,要能够从图象中得出波传播的距离. 16.如图所示是一玻璃球体,其半径为R,O为球心,AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点,来自B点的光线BD从D点射出,出射光线平行于AB,已知∠ABD=30°,光在真空中的传播速度为c,则( ) A. 此玻璃的折射率为 B. 光线从B到D需用时 C. 若增大∠ABD,光线不可能在DM段发生全反射现象 D. 若减小∠ABD,从AD段射出的光线均平行于AB 【答案】AB 【解析】 【详解】A.如图,由几何知识可得入射角 i=∠ABD=30°,折射角 r=2∠ABD=30°=60°,则此玻璃的折射率为 , 故A正确; B、BD长度 s=2Rcos30°=R,光在玻璃球内传播的速度,故光线从B传到D的时间为 , 故B正确; C.由,则临界角C<45°,所以若增大∠ABD,入射角可能大于临界角,所以光线可能在DM段发生全反射现象,故C错误; D.要使出射光线平行于AB,入射角必为30°,若减小∠ABD,入射角减小,则从AD段射出的光线与AB不平行,故D错误。 17.如图所示,在轴上有两个波源,分别位于和处,振幅均为A=2cm,由它们产生的两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,波速均为=0.4m/s,图示为时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于和的P、Q两质点,刚开始振动,质点M的平衡位置处于处,关于各质点运动情况判断正确的是 A. 质点P、Q都首先沿轴负方向运动 B. 时刻,质点M相对平衡位置的位移为-2cm C. 经过ls后,M点的振幅为4cm D. 经过1.5s后,P点的振幅为4cm 【答案】AC 【解析】 【详解】由波的传播方向结合上下坡的方法可确定质点的振动方向质点P、Q均沿y轴负方向运动.故A正确;根据解得 ,根据波的传播可知时刻,两波的波谷恰好传到质点M,所以位移为-4cm,故B错误;由于M点到两个波源的距离相等,所以M点是个振动加强点,所以M点的振幅为4cm,故C正确,因为P点到两个波源的距离符合半个波长的奇数倍,所以P点是个减弱点,根据叠加原理可知此时P的振幅为0,故D错误;故选AC 18.如图所示,10匝矩形线圈,在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴OO'以角速度为100rad/s匀速转动,线框电阻不计,面积为0.5m2,线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只灯泡L1和L2。已知变压器原、副线圈的匝数比为10:1,开关断开时L1正常发光,且电流表示数为0.01A,则( ) A. 若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为200sin100t(V) B. 若开关S闭合,电流表示数将增大 C. 若开关S闭合,灯泡Ll亮度将不变 D. 灯泡Ll的额定功率为2W 【答案】BC 【解析】 【详解】A.变压器的输入电压的最大值为: Um=NBSω=10×0.4×0.5×100 V =200V 从垂直中性面位置开始计时,故线框中感应电动势的瞬时值为: u=Umcosωt=200cos100t(V) 故A错误; B.若开关S闭合,输出电压不变,输出端电阻减小,故输出电流增加,故输入电流也增加,输入功率增加,电流表示数将增大,故B正确; C.若开关S闭合,输出电压不变,故灯泡L1亮度不变;故C正确; D.变压器输入电压的有效值为: 开关断开时L1正常发光,且电流表示数为I1=0.01A,灯泡L1的额定功率等于此时变压器的输入功率,为: P=U1I1=W 故D错误; 三:实验题(每空2分,共12分) 19.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测出了单摆在摆角小于5°时完成n次全振动的时间为t,如图(A)所示用毫米刻度尺测得摆线长为L,又用游标卡尺测得摆球直径为d,如图(B)所示。 (1)由图可知摆球直径是______cm,单摆摆长是______m。 (2)实验中某同学每次的测定值都比其它同学偏大,其原因可能是______ A.他的摆球比别的同学重 B.他的摆没在竖直面内摆动,而成了圆锥摆 C.数摆动次数时,在记时的同时,就开始数1,误将29次全振动记成了30次 D.直接将线长作摆长来计算 (3)利用单摆周期公式测定重力加速度时测出不同摆长L时相应周期值T,做T2-L图线,如图所示。T2与L的关系式T2=______,利用图线上任两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2)可求出图线的斜率k=______,再由k可求出g=______。 【答案】 (1). 2.00 (2). 1.0000 (3). BC (4). (5). (6). 【解析】 【详解】(1)游标卡尺的主尺读数为20mm,游标读数为0.1×0mm=0.0mm,则最终读数为20.0mm=2.00cm 摆长的大小l==99.00cm+1.00cm=100.00cm=1.0000m。 根据得,。 (2)根据得,①。 A、由公式①可知,重力加速度的测量值的大小与摆球的质量无关。故A错误; B、他的摆没在竖直面内摆动,而成了圆锥摆,设圆锥摆的摆线与竖直方向之间的夹角为θ,则: 可得: 可知圆锥摆的周期小于单摆的周期;由于T的测量值减小,所以重力加速度g的测量值增大。故B正确; C、数摆动次数时,在记时的同时,就开始数1,误将29次全振动记成了30次,则周期的测量值:T=,全振动次数n增大,则周期T的测量值减小,所以重力加速度g的测量值增大。故C正确; D、直接将线长作为摆长来计算,则摆长L减小,所以重力加速度g的测量值减小。故D错误 故选:BC (3)根据得:。 则图线的斜率为:。 则有:。 四、计算题(其中第20题10分,第21题12分,第22题12分) 20.在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1500匝,横截面积S=20cm2.螺线管导线电阻r=1.0Ω,R1=4.0Ω,R2 =5.0Ω,C=30μF.在一段时间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化.求: (1)求螺线管中产生的感应电动势? (2)闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率? (3)闭合S,电路中的电流稳定后,求电容器的电量? 【答案】(1)1.2 (2)0.0576W (3) 【解析】 【详解】(1)根据法拉第电磁感应定律: (2)根据全电路欧姆定律,有: 根据 P=I2R1 解得: P=0.122×4=5.76×10-2W; (3)S闭合时,电容器两端的电压 U=IR2=0.6V 电容器所带的电量 Q=CU=1.8×10-5C 21.如图1所示,M1M4、N1N4为平行放置水平金属轨道,M4P、N4Q为平行放置的竖直圆孤金属轨道,M4、N4为切点,轨道间距L=1.0m,整个装置左端接有阻值R=0.5Ω的定值电阻。M1M2N2N1、M3M4N4N3为长方形区域I、II,I区域宽度d1=0.5m,Ⅱ区域宽度d2=0.4m;两区域之间的距离s=1.0m;I区域内分布着变化规律如图2所示的匀强磁场B1,方向竖直向上;区域Ⅱ内分布着匀强磁场B2=0.5T,方向竖直向上。两磁场间的轨道与导体棒CD间的动摩擦因数为=0.2,M3N3右侧的直轨道及圆弧轨道均光滑。质量m=0.1kg,电阻R0=0.5Ω的导体棒CD自t=0开始加上垂直于棒的水平恒力F=1.0N,从M2N2处由静止开始运动,到达M3N3处撤去恒力F,CD棒穿过匀强磁场区上滑后又恰好返回停在M2N2。若轨道电阻、空气阻力不计,运动过程中导体棒与轨道接触良好且始终与轨道垂直,求: (1)CD棒从M2N2处运动到M3N3处所需要的时间 (2)CD棒从开始运动到第一次通过M4N4过程通过R的电量 (3)在整个运动过程中CD棒上产生的焦耳热Q。 【答案】(1) 0.5s (2)0.3C (3) 0.31J 【解析】 【详解】(1)导体棒在磁场间运动时: 解得 a=8m/s2 可得 t=0.5s (2)0—0.5s内 导体棒通过d2过程 则 (3)0~0.5s内产生的感应电动势 导体棒CD产生的热量: 导体棒刚进磁场时: 之后导体棒恰好停在M2N2,整个过程回路产生的焦耳热为Q2总 整个过程中CD棒产生的焦耳热 Q=Q1+Q2=0.31J 22.某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图所示,一个半径为R=0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒OA,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=R/3的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a,b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放,下落h=0.3 m时,测得U=0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒,导轨,导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10 m/s2) (1)测U时,与a点相接的是电压表的“正极”还是“负极”? (2)求此时铝块的速度大小; (3)求此下落过程中铝块机械能的损失. 【答案】(1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J 【解析】 试题分析:(1)根据右手定则判断感应电动势的方向即可;(2)根据法拉第电磁感应定律列式表示出电压表达式,求解出角速度;然后根据求解此时铝块的速度大小;(3)铝块机械能的损失等于重力势能的减小量与动能增加量的差值. (1)根据右手定则电动势方向从O到A,故a连接着电压表的正极b点相接的是电压表的负极. (2)由法拉第电磁感应定律,得到:,其中:,故:,铝块的速度:,故: (3)此下落过程中铝块机械能的损失: 【点睛】对电磁感应电源的理解 (1)电源的正负极可用右手定则或楞次定律判定,要特别注意在内电路中电流由负极到正极。 (2)电磁感应电路中的电源与恒定电流的电路中的电源不同,前者是由于导体切割磁感线产生的,公式为E=BLv,其大小可能变化,变化情况可根据其运动情况判断;而后者的电源电动势在电路分析中认为是不变的。 (3)在电磁感应电路中,相当于电源的导体(或线圈)两端的电压与恒定电流的电路中电源两端的电压一样,等于路端电压,而不等于电动势。(除非切割磁感线的导体或线圈电阻为零) 查看更多