2017-2018学年吉林省长春外国语学校高二下学期期中考试（理）物理试题 解析版

2017-2018学年吉林省长春外国语学校高二下学期期中考试（理）物理试题 解析版

吉林省长春外国语学校2017-2018学年高二下学期期中考试物理（理）试题 一、选择题 ‎1. 如图所示为一简谐横波在某一时刻的图象,设波沿x轴正方向传播,下列说法中正确的是 ( ) ‎ A. 此时刻质点C振幅为负值 B. 此时刻质点B 、E的速度相同 C. 此时刻质点C 、F的加速度和速度都为零 D. 此时刻质点D正沿y轴负方向运动 ‎【答案】D ‎【解析】A、振幅是质点是离开平衡位置的最大距离，则质点C振幅是正值，故A错误； B、B、E两点相距半个波长，振动情况总是相反，所以此刻质点B、E的速度大小相等，方向相反，所以速度不同，故B错误； C、在该时刻质点 C、F位于位移最大处，加速度均最大，速度为零，故C错误； D、波沿x轴正方向传播，波形向右平移，则知质点D正沿y轴负方向运动，故D正确。‎ 点睛：本题要抓住两个特殊位置的速度和加速度特点进行分析：平衡位置：速度最大，加速度为零，最大位移处：速度为零，加速度最大。‎ ‎2. 下列说法中 不正确 的是( )‎ A. 将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大 B. 将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍 C. 将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变 D. 在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变 ‎【答案】C ‎【解析】A、将单摆从地球赤道移到南（北）极，重力加速度增加，根据，振动的周期变小，故振动频率将变大，故A正确； B、重力等于万有引力，故：，解得：，将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，r增加为2倍，故g减小为； 根据，振动的周期增加为2倍，故B正确； C、将单摆移至绕地球运转的人造卫星中，处于完全失重状态，不能工作，故C错误； D、根据，振动的周期与振幅无关；在摆角很小的情况下，将单摆的振幅增大或减小，单摆的振动周期保持不变，故D正确。‎ 点睛：本题关键是根据单摆的周期公和重力加速度公式分析，注意周期与振幅无关。‎ ‎3. 两个做简谐运动的单摆的摆长分别为和它们的位移—时间图象如图中1和2所示,由此可知∶等于… ( ) ‎ A. 1∶3 B. 4∶1‎ C. 1∶4 D. 9∶1‎ ‎【答案】D ‎【解析】由图知，1和2两个单摆的周期之比为，由单摆的周期公式得，故选项D正确，ABC错误。‎ 点睛：本题考查了简谐运动的图象和单摆周期公式，要能通过图象得到周期，然后结合单摆的周期公式分析。‎ ‎4. 如图所示,光滑槽半径远大于小球运动的弧长,O为光滑槽的最低点,今有两个小球同时由图示位置从静止释放,则它们第一次相遇的地点是( ) ‎ A. O点 B. O点左侧 C. O点右 D. 无法确定 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：两个小球同时由图示位置从静止释放后，由于光滑槽半径远大于小球运动的弧长，它们都做简谐运动，等效摆长都是槽的半径R，则它们的周期相同，都为，到达槽底部的时间都是，则两球在O点相遇．故选A．‎ 考点：单摆 ‎【名师点睛】本题等效单摆问题，俗称槽摆，其等效摆长等于槽的半径．但要注意前提条件：槽的圆心角不超过10°。‎ ‎5. 一个做简谐运动的质点,它的振幅是5 cm,频率是2.5 Hz,该质点从平衡位置开始经过2.5 s后,位移的大小和经过的路程为( )‎ A. 5 cm、12.5 cm B. 5 cm、125cm C. 0、30cm D. 0、125 cm ‎【答案】B ‎【解析】振子振动的周期为：，时间，由于从平衡位置开始振动，经过，振子到达最大位移处，其位移大小为：。 在内振子通过的路程为：，故B正确，ACD错误。‎ 点睛：本题解题的关键是掌握简谐运动的周期性，知道振子在一个周期内通过的路程是四个振幅，来求解振子通过的路程，确定其位置，再求解位移大小。‎ ‎6. 声波是我们常见的一种机械波，下列关于声波的说法，正确的是（ ）‎ A. 声波的频率越高，它在空气中的传播速度越快 B. 同一列声波在各种介质中的波长是相同的 C. 声波可以绕过障碍物传播，即它可以发生衍射 D. 人能辨别出不同人说话的声音，说明声波不会干涉 ‎【答案】C ‎............‎ 考点：机械波的传播 ‎【名师点睛】此题考查了机械波的传播问题；要注意明确波的传播速度由介质决定，频率由振源决定；声波可以发生衍射。‎ ‎7. 如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（  ） ‎ A. AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间短 B. AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短 C. AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间长 D. AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：由图看出两光束的折射角r相同，因BO的入射角i较大，由折射定律，得知BO的折射率较小，故BO是黄光，AO是紫光；由知，黄光在玻璃砖中传播较大，而在玻璃中两光的光程相等，故BO（黄光）穿过玻璃砖所需时间短，AO（紫光）穿过玻璃砖所需时间长．故D正确，ABC错误．‎ 故选D．‎ 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】本题考查对光的色散的理解和掌握情况．关键要抓住玻璃对红光的折射率最小，紫光的折射率最大。‎ ‎8. 一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点,如图所示;再继续运动,又经过4 s第二次经过M点;则再经过多长时间第三次经过M点( ) ‎ A. 7s B. 14 s C. 16 s D. s ‎【答案】C ‎【解析】假设振子开始运动的方向先向左，再向M点运动，运动路线如图1所示：‎ 由于从O点到质点第一次经过M点的时间是，小于质点第二次经过M点的时间，根据质点的运动路线来看是不可能的，所以振子开始运动的方向应向右。如图2，振动的周期为，振子第三次通过M点需要经过的时间为，故C正确，ABD错误。‎ 点睛：本题考查分析振动过程的能力，振子开始运动方向不明，要考虑两种方向是否都有可能，根据分析质点的运动过程来确定运动时间。‎ ‎9. 甲、乙两个单摆,做简谐振动图象如图所示,则可知( ) ‎ A. 两个单摆完全相同 B. 两个单摆所受回复力最大值之比 ‎∶∶1‎ C. 单摆甲速度为零时, 单摆乙速度最大 D. 两个单摆的振动频率之比∶∶2‎ ‎【答案】CD ‎【解析】A．从图象可知，两个单摆的振幅和周期不同，根据周期公式可知，两单摆摆长不同，故A错误； B．根据回复力公式，由于两单摆不同，k值不同，无法比较回复力的最大值，故B错误； C．根据简谐运动的特点可知在平衡位置速度最大，最大振幅处速度为零，结合图象可知，单摆甲速度为零时，单摆乙速度最大，故C正确； D．根据周期和频率的关系，由图象知，所以，故D正确。‎ 点睛：解题关键是知道单摆在摆角很小的情况下近似为简谐运动，具有简谐运动的特点，熟悉单摆的周期公式。‎ ‎10. 如图所示为两列频率相同的水波在t＝0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为2 cm（且在图示范围内振幅不变），波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点是BD连线和AC连线的交点，下列说法正确的是 （ ）‎ A. A、C两点是振动减弱点，‎ B. E点是振动加强点，‎ C. B、D两点在该时刻的竖直高度差为4 cm，‎ D. t＝0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为2 cm。‎ ‎【答案】AB ‎【解析】解：A、点A和点C均为波峰与波谷叠加，为振动减弱点．故A正确．‎ B、B点是波峰与波峰，D点是波谷与波谷叠加点，即为振动加强点，则E点在振动加强点连线上，也是振动加强点，故B正确；‎ C、D点在该时刻波峰与波峰叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为4cm，B点在该时刻波谷与波谷叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为﹣4cm，则D、B两点在该时刻的竖直高度差为8cm；故C错误．‎ D、波传播的周期T==s=0.2s，再经过t=0.05s时，即为个周期，E点是波峰与波峰相遇，所以离开平衡位置的位移大小为4cm．故D错误．‎ 故选：AB．‎ ‎【点评】波的叠加满足矢量法则，当振动情况相同则相加，振动情况相反时则相减，且两列波互不干扰．例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零．‎ ‎11. 位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动．A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图所示．B是沿波传播方向上介质的一个质点，则（　　）‎ A. 波源A开始振动时的运动方向沿y轴负方向 B. 此后的1/4周期内波源A运动的加速度越来越大 C. 经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长 D. 在一个周期时间内A所受回复力的做功为零 ‎【答案】ABD ‎【解析】试题分析：波源A开始振动时的运动方向与与图示时刻波最前端质点的振动方向相同，可知波源A的起振方向沿y轴负方向，故A正确；此后1/4周期内，波源A由平衡位置向下振动，位移逐渐变大，故运动的加速度越来越大，选项B正确；波向右传播过程中，但质点不随波迁移，故C错误；由动能定理可知回复力在一个周期内做功为零，故D正确．故选ABD．‎ 考点：简谐运动;机械波的传播 ‎【名师点睛】本题应用到机械波两个基本特点：一是机械波向前传播时，介质中质点不随波迁移；二是介质中质点起振方向与波源起振方向相同。‎ ‎12. 一束光从空气射向折射率为n =的某种玻璃的表面，i 代表入射角，则（   ）‎ A. 当i ＞45°时，会发生全反射现象 B. 无论入射角i多大，折射角都不会超过45°‎ C. 欲使折射角等于30°，应以i =45°的角度入射 D. 当tan i = 3 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直 ‎【答案】BC ‎【解析】试题分析：因为光是从空气进入玻璃，不可能发生全反射．故A错误．当入射角是90°时，根据，则α=45°，所以无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°．故B正确．当折射角r=30°，由，解得i=45°．故C正确．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为i，折射角为β，有i+β=90°，．所以i=arctan．故D错误．故选BC。‎ 考点：光的折射定律；全反射 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握折射定律，以及掌握全反射的条件：一从光密介质进入光疏介质，二是入射角大于等于临界角。‎ 二、填空题 ‎13. 如图为一单摆的共振曲线,该单摆的摆长约为_______, 共振时单摆的振幅是_________, ‎ ‎【答案】 (1). 1m (2). 2cm ‎【解析】由图可知当驱动力频率为时，单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率，则周期，根据单摆的周期公式 则打入数据解得：，由图读出共振时单摆的振幅。‎ 点睛：本题考查对共振曲线的理解能力．对于共振关键要抓住条件：驱动力频率等于单摆的固有频率。‎ ‎14.‎ ‎ 如右图所示，为水中两个振动情况完全相同的波源所形成的图样，这是水面波的____________现象；下图中的A、B、C是不同频率的水面波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图。‎ ‎【答案】 (1). 干涉 (2). C ‎【解析】考点：光的干涉；光的衍射．‎ 专题：光的干涉专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题．‎ 分析：两列波发生稳定的干涉现象的条件：两列波的频率相同．发生明显的衍射现象的条件：孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或更小．‎ 解答：解：右图中有两个波源故形成两列波，在两列波相遇时发生叠加从而使有的地方振动加强，有的地方振动减弱，故出现干涉现象；而A、B、C三种不同频率的水面波传播速度相同，但A发生明显的衍射现象，C的衍射现象最不明显，由于当孔缝的宽度相同，波长越大时越容易发生衍射现象，故A的波长最大，C的波长最短，故C的频率最大．‎ 故答案为：干涉；C．‎ 点评：掌握了干涉和衍射图象的特点和发生干涉和衍射的条件才能顺利解决此类题目．‎ ‎15. 红光和蓝光在水中的传播速度是：红光的速度_________蓝光的速度（填大于、小于、等于）； 红光和蓝光在水中的折射率是：红光的折射率__________蓝光的折射率（填大于、小于、等于）‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 小于 ‎【解析】试题分析：红光和蓝光在水中的传播速度是：红光的速度大于蓝光的速度； 红光和蓝光在水中的折射率是：红光的折射率小于蓝光的折射率。‎ 考点：电磁波的传播 三、计算题 ‎16. 某色光在某种液体中的传播速度为1.5×108m／s，波长为250nm，求：‎ ‎（1）此液体的折射率； ‎ ‎（2）此色光从液体射入空气时，产生全反射的临界角；‎ ‎（3）在空气中此色光能与另一束光能发生干涉，则另一束光在空气中的波长是多少微米？‎ ‎【答案】（1）2； （2）300； （3）0.5μm；‎ ‎【解析】（1）由公式得：液体折射率；‎ ‎（2）正好发生全反射，则有，所以； （3）由得到光在空气中能产生明显衍射时小孔的孔径为。‎ 点睛：若是光是从空气射向液体则折射率应该是入射角的正弦与折射角的正弦相比，光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角。‎ ‎17. 如图所示，一束光从空气射到等腰直角三棱镜ABC的侧面AB上，进入三棱镜后从另一 侧面AC射出，调整入射光的方向，当光线第一次射到侧面AC恰不穿出时，测出入射光与AB面的夹角θ为30°，求此三棱镜的折射率。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：光路图如图所示．光线在AC面上恰好发生了全反射，则有：‎ 有：，根据几何知识得：‎ 则得：，‎ 在AB面上有：，则 折射率值为：‎ 解得：‎ 考点：考查了光的折射，全反射 名师点睛：解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式 ‎、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题．‎ ‎18. 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 =1.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合2T

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