2017-2018学年湖北省公安县车胤中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年湖北省公安县车胤中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

公安县车胤中学2017-2018学年度下学期高二（2016级）‎ 期中考试物理试卷 一、选择题(本题共10小题；每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，1-6小题只有一个选项正确，7-10小题有多个选项正确．全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答得0分．)‎ ‎1. 关于机械振动和机械波,下列说法正确的是(    )‎ A. 有机械振动必有机械波 B. 声音在空气中传播时是横波 C. 在机械波的传播中质点并不随波迁移 D. 质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：有机械振动并不一定有机械波，如单个物体的振动，故选项A错误；声音在空气中传播时是纵波，选项B错误；在机械波的传播中质点并不随波迁移，而是上下振动，选项C正确；质点的振动方向与波的传播方向总是垂直的，选项D错误。‎ 考点：机械振动和机械波。‎ ‎2. 如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4Hz.现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz,则把手转动的频率为(   )‎ A. 1Hz B. 3 Hz ‎ C. 4 Hz ‎ D. 5 Hz ‎ ‎【答案】A ‎【解析】振子做受迫振动，其振动频率等于驱动力频率，则把手的转动频率为1Hz，选项A正确．‎ 视频 ‎3. 一简谐机械波沿轴正方向传播,周期为T,波长为。若在x=0处质点的振动图像如图所示,则该波在t=T/2时刻的波形曲线为(   )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎4. 图所示,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b,波长分别为、,该玻璃对单色光a、b,的折射率分别为 、,则(   ) ‎ A. , ‎ B. , ‎ C. , ‎ D. , ‎ ‎【答案】B 折射率越大，频率越大，波长越小，则知a光的波长大，即λa>λb.‎ 故选：B.‎ ‎5. 两个小球在一条直线上相向运动,若它们相互碰撞后都停下来,则两球碰前(    )‎ A. 质量一定相等 B. 速度大小一定相等 C. 总动量一定为零 D. 动量一定相同 ‎【答案】C ‎............‎ 故选C 考点：考查了动量守恒的应用 点评;做本题的关键需要明白动量的大小取决于质量和速度的乘积，‎ ‎6. 图1是利用砂摆演示简谐运动图象的装置。当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系。第一次以速度v1匀速拉动木板,图2给出了砂摆振动的图线;第二次仅使砂摆的振幅减半,再以速度v2匀速拉动木板,图3给出了砂摆振动的图线。由此可知,砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是(  )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】AB. 单摆摆动的周期由摆长决定，与振幅无关，故T1:T2=1:1，故A错误，B错误；‎ CD. 设板长为d，图(2)对应速度：v1=，图(3)对应的速度：v2=，则v1：v2=2：1.故C错误，D正确。‎ 故选：D.‎ 点睛：砂摆的周期与摆长有关，与振幅无关．板的运动与砂摆的运动具有同时性，根据板上记录的砂摆的振动周期，由时间和位移关系求出拉到木块的速度之比．‎ ‎7. 凸透镜的弯曲表面是个球面,球面的半径叫做这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜的弯曲表面压在另一个玻璃平面上,让单色光从上方射入(如图甲),这时可以看到亮暗相间的同心圆(如图乙).这个现象是牛顿首先发现的,这些同心圆叫做牛顿环,为了使同一级圆环的半径变大(例如从中心数起的第二道圆环),则应(   )‎ A. 将凸透镜的曲率半径变大 B. 将凸透镜的曲率半径变小 C. 改用波长更短的单色光照射 D. 改用波长更长的单色光照射 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：表面曲率半径越大的凸透镜，则透镜与玻璃间的薄膜越小，即干涉越明显，所以圆环半径变大，CD错；波长更长的单色光照射，由，波长越长，间距越大，所以圆环半径变大，AD正确；故选AD 考点：考查光的干涉 点评：本题难度较小，相同的厚度构成相同的亮或暗条纹，根据这个结论即可判断 ‎8. 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是(   )‎ A. 波峰与波谷相遇处质点的振幅为 ‎ B. 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2‎ C. 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D. 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 ‎【答案】AD ‎【解析】试题分析：利用波的干涉特点解题．波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确．‎ 考点：波的叠加.‎ 视频 ‎9. 在光滑水平面上A、B两小车中间有一弹簧,如图所示.用手抓住小车并将弹簧压缩后使小车处于静止状态.将两小车及弹簧看作一个系统,下列说法中正确的是(   )‎ A. 两手同时放开后,系统总动量始终为零 B. 先放开左手,再放开右手后,动量不守恒 C. 先放开左手,再放开右手后,总动量向左 D. 无论何时放手,两手放开后,在弹簧恢复原长的过程中, 系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零 ‎【答案】ACD ‎【解析】若两手同时放开A、B两车，系统所受合外力为零，系统动量守恒，由于系统初动量为零，则系统总动量为零，故A正确；先放开左手，再放开右手，在此时间内两车与弹簧组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒；放开右手后，直到弹簧恢复原长的过程中，系统受到的合力为零，动量守恒，故B错误；先放开左手，再放开右手，系统所受合外力向左，系统所受合外力的冲量向左，系统总动量向左，故C正确；无论何时放手，两手放开后，系统所受合外力为零，系统动量守恒，在弹簧恢复原长的过程中，系统总动量都保持不变，如果同时放手，系统总动量为零，如果不同时放手，系统总动量不为零，则系统的总动量不一定为零，故D正确；故选：ACD．‎ 点睛：本题考查了动量守恒的判断，知道动量守恒的条件即可正确解题，系统所受合外力为零时，系统动量守恒．‎ ‎10. 如图所示,图甲为沿轴传播的一列简谐横波在t=0.5时刻的波动图象,图乙为参与波动质点P的振动图象,则下列判断正确的是(   )‎ A. 该波的传播速率为4m/s B. 该波的传播方向沿x轴正方向 C. 经过0.5s时间,质点P沿波的传播方向移动了2m D. 该波在传播过程中若遇到大小为2m的障碍物,能发生明显衍射现象 ‎【答案】AD ‎【解析】A. 甲图是波动图象，由甲读出该波的波长为λ=4m。乙图是振动图象，由乙图读出周期为T=1s，则波速为v=λ/T=4m/s，故A正确；‎ B. 在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上，根据波形的平移法判断得知该波的传播方向沿x轴负方向。故B错误；‎ C. 质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播。故C错误；‎ D. 由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象。故D正确。‎ 故选：AD 点睛：由波动图象可读出波长，由振动图象读出周期，求出波速；在乙图上读出t=0时刻P质点的振动方向，在甲图上判断出波的传播方向；质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不随波的传播方向向前传播；根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象．‎ 二、实验题(本大题共2小题，共10分) ‎ ‎11. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示:‎ ‎(1).组装单摆时,应在下列器材中选用__________。(选填选项前的字母)‎ A.长度为1m左右的细线 B.长度为30cm左右的细线 C.直径为1.8cm的塑料球 D.直径为1.8cm的铁球 ‎(2).测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次振动所用的时间t,则重力加速度g=__________(用L、n、t表示)。‎ ‎【答案】 (1). AD (2). ‎ ‎【解析】试题分析：①单摆的摆线选择1m左右的细线，为了减小阻力的影响，摆球选择直径为1．8cm的铁球，故选：AD．‎ ‎②单摆的周期，根据得：．‎ 考点：单摆测重力加速度 ‎【名师点睛】此题考查了用单摆测量重力加速度的实验；解决本题的关键知道周期等于完成一次全振动的时间，掌握单摆的周期公式，并能灵活运用，基础题。‎ ‎12. 在利用双缝干涉测量光的波长的实验中,需要从标尺上读出某条亮纹的位置。图甲中所示的读数是________mm。‎ 若缝与缝间相距d,双缝到屏间的距离为L,相邻两个亮条纹中心的距离为,则光的波长可表示为 ________(字母表达式),某同学在两个亮条纹之间测量,测出以下结果,其他数据为：, ,测量的情况如图乙所示。由此可计算出该光的波长为________m。‎ ‎【答案】 (1). 5.24 (2). (3). ‎ ‎【解析】从图中可以看出，主尺示数为5 mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：12×0.02 mm=0.24 mm，图中的游标卡尺的示数为：5 mm+0.24 mm=5.24 mm.‎ 由干涉条纹间距的计算公式：△x= ，解得光的波长表达式为：λ= .‎ 由图中可以求出条纹间距为：△x= mm=1.96 mm,代入数据解得光的波长为：λ=5.6×10−7 m.‎ 故答案为：5.24； ；5.6×10−7‎ 三、计算题(本大题共4小题，共40分)‎ ‎13. 一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图所示为过轴线的截面图,调整入射角a,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为,求的值。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】当光线在水面发生全反射时，有 ①‎ 当光线从左侧射入时，由折射定律 ②‎ 联立①②式,代入数据可得 ‎ 点睛：光线从左侧射入，根据折射定律列方程，左侧入射光线的折射角与上面水和空气界面的入射角互余。光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，入射角等于临界角，由临界角定义列方程；联立即可求解。‎ ‎14. 如图所示,将弹簧振子从平衡位置拉下段距离,释放后振子在A、B间振动,且AB=20cm,振子首次由A到B的时间为0.1s,求:‎ ‎（1）振子振动的振幅、周期和频率。 ‎ ‎（2）振子由A到O的时间。‎ ‎（3）振子在5s内通过的路程及位移大小。‎ ‎【答案】（1） 10cm    0.2s    5Hz  （2）0.05s （3）1000cm   10cm ‎【解析】（1）题图可知，振子振动的振幅为10cm，‎ T=0.1s=，所以T=0.2s 由f=得f=5Hz； ‎ ‎（2）根据简谐运动的对称性可知，振子由A到O的时间与振子由O到B的时间相等，均为0.05；‎ ‎（3）设弹簧振子的振幅为A，则A=10cm。振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t=5s=25T内通过的路程s=4A×25=1000cm。5 s内振子振动了25个周期，5末振子仍处在A点，‎ 所以振子偏离平衡位置的位移大小为10cm。‎ 点睛：根据简谐运动的对称性可知，振子由A到B的时间与振子由B到A的时间相等，可求出周期；振子由A到O的时间与振子由O到B的时间相等，可求振子由A到O的时间；振子在1个周期内通过的路程为4A，根据周期求出5s内完成全振动的次数，可求在5s内通过的路程；位移是指相对平衡位置的位移。‎ ‎15. 如图,光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接,A的质量为m,开始时橡皮筋松弛,B静止,给A向左的初速度v0,一段时间后,B与A同向运动发生碰撞并粘在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B的速度的一半.求:‎ ‎ ‎ ‎(1)B的质量;‎ ‎(2)碰撞过程中A、B系统机械能的损失 ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）以初速度的方向为正方向，设B的质量为，A、B碰后的共同速度为v，，由题意知，碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为，由动量守恒定律得，，‎ 得，。‎ ‎（2）从开始到碰后的全过程，以初速度v0的方向为正方向，由动量守恒得，‎ 设碰撞过程A、B系统机械能损失为，则，‎ 联立得，。‎ 考点：动量守恒定律 ‎【名师点睛】本题考查了动量守恒和能量守恒的综合，运用动量守恒解题，关键合理地选择研究的系统和研究的过程，抓住初末状态列式求解。‎ 视频 ‎16. 如图中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,这列波的周期T符合:, 求:‎ ‎(1)若波向右传播,则波速的大小为多大?‎ ‎(2)当波向左传播,则波速的大小为多大?‎ ‎(3)若波速的大小为74m/s,则此时波的传播方向如何?‎ ‎【答案】（1） （2） （3）向左 ‎【解析】（1）当波向右传播时，波传播距离为=27m，‎ 波速为；‎ ‎（2）当波向左传播时,波传播距离为=29m，‎ 波速为；‎ ‎（3）若波速大小为74m/s，在t=t2-t1时间内波传播的距离为：‎ s=vt=74×0.5m=37m 因为s=37m=，所以波向左传播。‎ 点睛：根据波传播的周期性和的条件，由波形图求出波向右或向左传播的距离，由波速公式求出波速大小；根据波速大小，可求0.5s内移动的距离，根据波长大小，可求移动的距离与波长的关系，即可判断波的传播方向。‎ ‎ ‎ ‎ ‎