河北省石家庄藁城新冀明中学2017-2018学年高二下学期第二次月考物理试卷

河北省石家庄藁城新冀明中学2017-2018学年高二下学期第二次月考物理试卷

‎2018年藁城新冀明中学高二下学期第二次月考试卷 一.选择题(每小题4分,7---12题多选,全选正确4分,选不全得2分,12小题,计48分)‎ ‎1.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )‎ A. 质点振动频率是4 Hz B. 在10 s内质点经过的路程是‎20 cm C. 第4 s末质点的速度为零 D. t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由图读出质点振动的周期T=4s，则频率．故A错误．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是‎4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是．故B正确．在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大．故C错误．由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误．‎ 考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率．‎ ‎2.如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴。向右为x轴的正方向。若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：当振子运动到N点时开始计时，分析此时振子的位置，即确定出t=0时刻质点的位置，即可确定位移时间的图象．‎ 由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确．‎ ‎3.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为‎20 cm，周期为3.0‎ ‎ s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过‎10 cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是(　　)‎ A. 0.5‎‎ s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，写出其振动方程，根据数学知识求解时间．‎ 把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时，其振动方程为，代入得，当y=‎10cm时，可解得：，故在一个周期内，游客能舒服登船的时间是2t=1.0s，C正确．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎4. 在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播，某时刻的波形如图，其波速为‎5m/s振幅为‎20cm。下列说法正确的是 A. 波的频率与波源的频率无关 B. 此时P、Q两质点振动方向相同 C. 再经过0.5s，波恰好传到坐标为（‎-5m，0）的位置 D. 能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：波的频率等于波源的振动频率，选项A错误；波向左右两边传播，此时P、Q两质点振动方向均向下，方向相同，故选项B正确；0.5s波传播的距离为x=5×‎0.5m=‎2.5m，故波恰好传到坐标为（‎-5.5m，0）的位置，选项C错误；因波的频率为，故能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz，选项D错误；故选B.‎ 考点：机械波的传播.‎ ‎5.一束由a、b两种单色光组成的复色光从水中射入空气中，并分成a、b两束，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是 (　　)‎ A. 若水中入射光SA的入射角不断增大，则a光先发生全反射 B. a频率比b光频率小 C. a光在水中的频率比a光在空气中的频率大 D. 在水中a光的传播速度比b光的小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，两光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根据折射定律得知折射率na＜nb．由sinC=1/n可知a光的临界角较大。若水中入射光SA的入射角不断增大时入射角先达到b光的临界角，则b光先发生全反射，故A错误。a光的折射率小，则a光的频率小，故B正确。光的频率由光源决定，与介质无关，则a光在水中的频率与a光在空气中的频率一样大，故C错误。公式v=c/n分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大。故D错误。故选B。‎ ‎6.如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB的距离为R，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则 (　　)‎ A. 该透明圆柱体介质的折射率为 B. 该单色光从C点传播到B点的时间为 C. 折射光线过B点时可能发生全反射 D. 改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】光线P经折射后经过B点，光路图如图所示。‎ 由几何知识得：，α=60°，β=α=30°；则折射率为：，故A错误。CB间的距离为 s=2Rcosβ=R，光在圆柱体传播速度为 v=c/n，则光从C点传播到B点的时间为．故B正确。由几何知识知，折射光线射到B点时的入射角等于β，由光路可逆性原理，折射光线不可能在B点发生全反射，一定能从B点射出，故C错误。改变入射光线到直径AB的距离，α改变，由 知，β改变，所以折射光线不能够射到B点，故D错误。故选B。‎ ‎7. 所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是 ( )‎ A. 甲、乙两单摆的摆长相等 B. 甲摆的振幅比乙摆大 C. 甲摆的机械能比乙摆大 D. 在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 由图看出，两个单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式 得知，甲、乙两单摆的摆长L相等．故A正确．甲摆的振幅为‎10cm，乙摆的振幅为‎7cm，则甲摆的振幅比乙摆大．故B正确．尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小．故C错误．在t=0.5s时，乙摆具有最大负向位移，由 可知，乙摆具有正向最大加速度．故D正确．本题选不正确的，故选C．‎ 点睛：本题只要掌握单摆的周期公式、加速度的特点等等，就能正确解答．由振动图象读出振幅、周期是基本功，要熟练掌握．‎ ‎8.一列简谐横波，在t＝0.6s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－‎1cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是 (　　)‎ A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是m/s C. 从t＝0.6s开始，紧接着的Δt＝0.6s时间内，A质点通过的路程是‎10m D. 从t＝0.6s开始，质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向。故A正确。由甲图读出该波的波长为 λ=‎20m，由乙图周期为：T=1.2s，则波速为：。故B正确。因△t=0.6s=0.5T，质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅，则经过△t=0.6s，A质点通过的路程是：S=‎2A=2×‎2cm=‎4cm。故C错误；图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，PQ的平衡位置之间的距离为‎10cm×=cm，所以质点P比质点Q早回到平衡位置，故D正确。故选ABD。‎ ‎9.如图所示，为一列简谐横波某时刻的波形图，介质中有P、Q、M三个质点，此时的纵坐标分别为yP＝‎2 m，yQ＝－‎2 cm.下列说法正确的是(　　)‎ A. P、Q两质点的速度方向总是相同 B. Q、M两质点的加速度总是相同 C. P、M两质点的速度总是大小相等、方向相反 D. 在任何相等时间内，P、M两质点通过的路程总相等 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ P、Q两点平衡位置间的距离小于半个波长，它们的速度方向不总是相同，故A错误；图示时刻 Q、M的位移相同，加速度相同，但由于它们此时的速度方向相反，所以加速度不总是相同，故B错误；P、M两点平衡位置间的距离等于半个波长，振动情况总是相反，速度总是大小相等、方向相反，在任何相等时间内，P、M两质点通过的路程总相等，故CD正确。所以CD正确，AB错误。‎ ‎10.如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。则由图可知 (　　)‎ A. 质点振动的周期T＝0.2s B. 波速v＝‎20m/s C. 因一个周期质点运动‎0.8m，所以波长λ＝‎‎0.8m D. 从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了‎3m ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图甲可得：波长λ=‎4m，由图乙可得：周期T=0.2s，故波速v＝＝‎20m/s，故AB正确，C错误；由图乙可得：质点P向下振动，故波向右传播；又有t1＝0.15s＝3T/4，故波的传播距离△x1＝λ＝‎3m，故D正确；故选ABD.‎ ‎11.如图所示，有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是 (　　)‎ A. 该棱镜的折射率为 B. 光在F点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变长 D. 光从空气进入棱镜，光速变小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由几何知识得：光线在AB面上入射角为 i=60°，折射角为 r=30°，则棱镜的折射率为 ‎．故A正确。由几何关系可知，光线在F点的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在F点不可能发生全反射，故B错误。光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式v=λf得知，波长变小。故C错误，D正确。故选AD。‎ ‎12.下列说法正确的是 (　　)‎ A. 医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理 B. 利用双缝干涉实验装置，测出双缝到屏的距离L、n个亮条纹间的距离a及双缝之间的距离d，可算出入射光波长λ＝‎ C. 光的偏振现象应用很广，比如电子表的液晶显示就用到了偏振现象 D. 在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，传播速度越慢 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理，故A正确；n个亮条纹间的距离a，那么相邻亮条纹间距为△x=；因测出双缝到屏的距离L，根据干涉条纹间距公式△x＝λ，可算出入射光波长，故B错误； 电子表的液晶显示利用偏振现象，故C正确；由可知，波长越短，频率越高，则折射率越大，再根据v=c/n，所以传播速度越小，故D正确；故选ACD.‎ 二.实验题 ‎13. （8分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为_______ cm.‎ 某同学先测得摆线长为‎89.2 cm,,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图甲中秒表所示，则:该单摆的摆长为__________cm,秒表所示读数为______s。‎ 为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图乙所示，则测得的重力加速度g=________________.‎ ‎【答案】（8分）‎0.97 cm。单摆的摆长‎89.68 cm。秒表所示读数为57.0 s。‎9.86 m/s2。每格2分。‎ ‎【解析】‎ 试题分析：游标卡尺的读数分为两部分，一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即，第二部分是游标尺与主尺对齐的刻度线与精确度的乘积即，最终读数为。单摆的摆长为摆线长和摆球半径之和即，秒表读数从分针即短针可知，不到1分钟但超过了半分钟，所以秒针读数对应较大的刻度即。根据单摆的周期公式可得，图像斜率即，带入计算得 考点：游标卡尺 秒表的读数 单摆测重力加速度 ‎14.在“测定玻璃折射率”的实验中 ‎(1)操作步骤如下：‎ ‎①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面，过aa′上的O点画出界面的法线NN′，并画一条线段AO作为入射光线．‎ ‎②把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐．‎ ‎③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2，透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像．调整视线方向，直到P1的像被P2挡住．再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，记下P3、P4的位置．‎ ‎④移去大头针和玻璃砖，连接P3、P4作为折射光线，测量出入射角θ1与折射角θ2，填入表格中．上述操作步骤中存在严重的缺漏，应作的补充是_______________________‎ ‎(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2，并作出了sin θ1sin θ2的图象如图.则下列说法正确的是（ ）‎ A．实验时，光线是由空气射入玻璃 B．实验时，光线是由玻璃射入空气 C．玻璃的折射率为0.67 D．玻璃的折射率为1.5‎ ‎【答案】 (1). ：（1）步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb'；步骤④中应通过P3、P4的连线与bb'的交点，作出玻璃砖中的折射光线； (2). （2）BD．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本实验用插针法测量玻璃砖的折射率，实验原理是折射定律，操作步骤中存在严重的缺漏，应做补充的是：第2步中，把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的长边跟aa′对齐，应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb′，作为玻璃砖与空气的下边界． 第4步中，接P3、P4做为出射光线，还应作出玻璃砖中的折射光线．故应通过P3P4的连线与bb′的交点，作出玻璃砖中的折射光线． （2）因入射角的正弦值小于折射角的正弦值，则光线是由玻璃射向空气，选项A错误，B正确；图象斜率的倒数表示折射率，为；选项C错误，D正确；故选BD.‎ 三、非选择题 ‎15. 一列简谐横波沿+x轴方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的四个质点，t=0时刻波刚好传播到B点，质点A的振动图象如图乙所示，则：‎ ‎①该波的传播速度是多大？‎ ‎②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为多少？‎ ‎③经过多长时间质点Q第二次到达波谷？‎ ‎【答案】：①该波的传播速度是‎25m/s ‎②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为‎16m ‎③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷 ‎【解析】‎ 试题分析：本题要在乙图上读出A质点在t=0时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向；由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速和频率，根据简谐运动的特点：一个周期内质点路程为‎4A，分析△t是几倍的周期，可以确定1.6s内的路程．根据PQ之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间．‎ 解：（1）由乙图知，质点的振动周期为T=0.8s，‎ 由甲图知，波长λ=‎20m，则波速为：v==m/s．‎ ‎（2）振幅为‎2cm；则由t=0到1.6s时，质点P通过的路程为：s=2×‎4A=‎16m；‎ ‎（3）质点P、Q平衡位置之间的距离为：L=85﹣10=‎75m；‎ 由L=vt，解得：t=3s 即经过3s时间质点Q第一次到达波谷，经过3.8s时间质点第二次到达波谷；‎ 答：①该波的传播速度是‎25m/s ‎②从t=0到t=1.6s，质点P通过的路程为‎16m ‎③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷 ‎【点评】本题关键要理解波动图象与振动图象的联系与区别，同时，读图要细心，数值和单位一起读．判断波的传播方向和质点的振动方向关系是必备的能力．‎ ‎16.如图所示是一个透明圆柱的横截面，其半径为R，折射率是，AB是一条直径。今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，若一条入射光线经折射后恰经过B点，则：‎ ‎(i)这条人射光线到AB的距离是多少?‎ ‎(ii)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少?‎ ‎【答案】① ② ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(i)画出光路图，根据折射定律，结合几何关系求出这条入射光线到AB的距离；‎ ‎(ii)由几何关系求解这条入射光线在透明圆柱体中传播的距离s，由v=c/n求出光线在透明圆柱体中传播的速度，再由t=s/v求出光线在圆柱体中运动的时间．‎ ‎【详解】(i)设光线经C点折射后如图所示：‎ 根据折射定律可得：n=‎ 在△OBC中：‎ 解得：α=60∘，β=30∘‎ 所以入射光线到AB的距离为：SCD=Rsinα=R ‎(ii)在△DBC中：CB间的距离为：SCB=2Rcosβ=R 设光在介质中传播速度v,由n=c/v得：v=c/n 入射光线在圆柱体中运动的时间为：t=.‎ ‎17.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于‎10cm。O和A是介质中平衡位置分别位于x＝0和x＝‎5cm处的两个质点。t＝0时开始观测，此时质点O的位移为y＝‎4cm，质点A处于波峰位置t＝1/3s时，质点O第一次回到平衡位置，t＝1s时，质点A第一次回到平衡位置.求:‎ ‎(1)简谐波的周期、波速和波长；‎ ‎(2)质点O的位移随时间变化的关系式.‎ ‎【答案】(1) T＝4s,，λ＝‎0.3m (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1)利用A点在0s时和1s时所处的位置可求得简谐波的周期，利用波速的公式可求得波速，利用波速波长及周期之间的关系式λ＝vT可求得波长；‎ ‎(2)先根据题意求出简谐波的圆频率，设出简谐振动的通式，利用0s时和1s时的O点的位移，可得知初相位，即为可知质点O的位移随时间变化的关系式.‎ ‎【详解】(1)设振动周期为T．由于质点A在0到1 s内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是个周期，由此可知T＝4s；‎ 由于质点O与A的距离‎5m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在时回到平衡位置，而A在t＝1s时回到平衡位置，时间相差，两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度：；‎ 利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长：λ＝vT＝‎7.5m/s×4s＝‎0.3m；‎ ‎(2)设y＝Asin(ωt+φ0)，‎ 可得：‎ 再由t＝0时，y＝‎4cm；时，y＝0，‎ 代入得：A＝‎8cm＝‎0.08m，‎ 再结合t＝1s和当时，质点的位移，可得：‎ 所以质点O的位移随时间变化的关系式为：‎ ‎【点睛】该题对于简谐振动的考查非常新颖，首先要求学生能准确的从题干中提取出相关的信息，熟练的利用波速、波长、周期之间的关系式及周期的定义进行相关问题的解答。对于第二问的解答有一定的难度，要注意利用数学知识求解初相位，同时要注意会分别用正弦和余弦来表述振动的关系式.‎