湖北省部分省级示范高中2019-2020学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含解析 16页

www.ks5u.com 湖北省部分省级示范高中2019—2020学年度下学期高二期中测试 物理试卷 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1~8小题为单选题；9~12小题为多选题，全部选对得4分，漏选得2分，有选错或不选的得0分）‎ ‎1.质点做简谐运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. 它受到的回复力始终不为零 B. 速度方向总跟位移方向相反 C. 位移越大则回复力越大 D. 简谐运动是匀变速运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．做简谐振动的质点，当回到平衡位置时它受到的回复力为零，选项A错误；‎ B．当质点远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同；当质点靠近平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反，选项B错误；‎ C．根据F=-kx可知，质点的位移越大则回复力越大，选项C正确；‎ D．简谐运动的加速度随位移不断变化，是非匀变速运动，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.如图所示是某一单色光由空气射入截面为等腰梯形的玻璃砖，或由该玻璃砖射入空气时的光路图，其中正确的是（　　）（已知该玻璃砖对该单色光的折射率为1.5）‎ A. 甲图 B. 乙图 C. 丙图 D. 丁图 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】甲、乙、光线从空气射入半圆形玻璃砖时折射角应小于入射角，故甲错误，乙正确；‎ 丙、丁、光线由玻璃砖射入空气时，设临界角为C，则有 - 16 -‎ 则 C＜45°‎ 由图知：入射角 i=47°＞C 所以光线发生了全反射，故丙正确，丁错误。 故选BC。‎ ‎3.下列四种明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一单缝衍射仪器形成的图样（灰黑色部分表示亮纹；保持缝到屏距离不变）．其中属于蓝光的衍射图样的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，所以A、C选项中的图样为干涉图样，‎ 单缝衍射条件是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，红光的波长大于蓝光的波长，所以B项为蓝光的衍射图样，故B正确．‎ ‎4.关于单摆，下列说法正确的是（　　）‎ A. 单摆摆球从平衡位置运动到最大位移处再回到平衡位置完成一次全振动 B. 若单摆做简谐运动的周期为T，则摆球动能变化的周期也为T C. 摆球重力沿圆弧切线方向的分力提供单摆摆球的回复力 D. 单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．单摆摆球从平衡位置运动到最大位移处再回到平衡位置完成全振动的一半，选项A错误；‎ B．若单摆做简谐运动的周期为T - 16 -‎ ‎，因单摆每次到达平衡位置时动能都是最大的则摆球动能变化的周期也为，选项B错误； ‎ C．摆球重力沿圆弧切线方向的分力提供单摆摆球的回复力，选项C正确；‎ D．单摆摆球经过平衡位置时有向心加速度，则加速度不为零，选项D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，该波的传播速度为2m/s，则t=5s时（　　）‎ A. 质点P对平衡位置的位移为正值 B. 质点P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C. 质点P的速度方向与加速度的方向相同 D. 质点P的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，该波的波长为4m，则周期 则经过5s时完成了2个周期，为半周期的奇数倍，则波形关于原波形对称，则有： A．质点P对平衡位置的位移为负值，故A错误； B．波向右传，此时P点向下振动，故质点P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同，故B正确； C．此时质点P加速度方向向上，速度方向向下，二者方向相反，故C错误； D．此时质点P加速度方向向上，位移向下，则加速度的方向与位移方向相反，故D错误。 故选B。‎ ‎6.下列说法正确的是（选项C、D中声源与观察者在同种介质中）（　　）‎ A. 太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的干涉的结果 B. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 C.‎ - 16 -‎ ‎ 声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率 D. 声源与观察者相互靠近时，声波波速变大，故观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱是光的折射产生的色散现象，不是干涉的结果，选项A错误；‎ B．激光也是光，因此激光就具有光波的特性，能够发生衍射现象，故B错误；‎ CD．根据多普勒效应可知，声源与观察者相互靠近时，声波波速不变，但观察者接受的声波频率大于声源发出的声波频率，选项C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如右图所示．已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为 ‎ A. r B. r C. r D. r ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如图所示，‎ 根据几何关系有 - 16 -‎ 所以 故A正确，BCD错误；‎ 故选A．‎ ‎【点睛】以大头针末端为研究对象，只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，作出光路图，根据全反射的临界角公式求解即可．‎ ‎8.光偏振现象说明光是横波。下列关于光的偏振说法不正确的是（　　）‎ A. 一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化 B. 一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光 C. 日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 D. 光振动方向和偏振片的透振方向不同时，光一定无法通过透振片 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，当看到透射光的强度发生变化时，则说明光的振动方向与传播方向相垂直，即光是横波，此现象能反映光的偏振特性，故A正确，不符合题意； B．一束自然光入射到两种介质的表面时，一定有反射光线。如果折射光线与反射光线垂直，反射光为偏振光，故B正确，不符合题意； C．在日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片，由于反射光太强，偏振光强，加偏振片可以将反射的偏振光过滤，使图象清晰，故C正确，不符合题意；‎ D．光振动方向和偏振片透振方向平行的光才能够通过偏振片，光振动方向和偏振片透振方向垂直的光不能够通过偏振片，故D错误，符合题意。‎ 故选D。‎ - 16 -‎ ‎9.把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，筛子每次全振动用时2s，在某电压下电动偏心轮转速是36r/min，已知增大电压可以使偏心轮转动周期减小，增加筛子的质量可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（　　）‎ A. 降低输入电压 B. 提高输入电压 C. 减少筛子质量 D. 增加筛子质量 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，筛子的固有频率为 电动机某电压下，电动偏心轮的转速是36r/min=0.6r/s，即为f=0.6Hz，大于筛子的固有频率；故要使振幅变大则要增大筛子的固有频率或者减小偏心轮的转动频率，可以减小偏心轮电压或减小筛子的质量； 故选AC。‎ ‎10.图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）‎ A. 这列横波遇到8.5m的障碍物会发生明显衍射现象 B. 这列横波遇到频率为5Hz的简谐横波，两列波将会发生干涉，出现稳定的加强点，加强点位移不会为零。‎ C. 在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 D. 从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射。由图知该波的波长为λ=8m，所以这列波遇到尺寸为8.5m的障碍物会发生明显的衍射现象，故A正确；‎ - 16 -‎ B．波的周期T=0.2s，则频率为 则这列横波遇到频率为5Hz的简谐横波，两列波将会发生干涉，出现稳定的加强点，加强点位移也会为零，选项B错误；‎ C．因在t=0.1s时刻质点Q向下振动，可知波沿x轴负向传播；因0.25s=1T，则在t=0.25s时，质点P在平衡位置上方，则其加速度方向与y轴正方向相反，选项C错误；‎ D．波速 由振动图像可知质点Q在0.1s时振动方向向下，因此波向x轴负方向传播；从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了 选项D正确。‎ 故选AD。‎ ‎11.如图所示，一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜，两种颜色不同的可见光细光束a、b，垂直于斜边从空气射向玻璃，光路如图所示，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率 B. 在玻璃棱镜中a光频率小于b光频率 C. a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长 D. a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．a光和b光在两直角边的入射角相等，由图可知，经过玻璃棱镜后b光的偏折程度比a光大，所以玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，即nb＞na，故A错误； B．玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，可知在玻璃棱镜中b光频率大于a - 16 -‎ 光频率，故B正确； C．根据玻璃对b光的折射率大于对a光的折射率，在玻璃棱镜中b光频率大于a光频率，则a光的波长大于b光的波长，故C错误； D．根据，nb＞na可知a光的临界角大于b光的临界角，则a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气，若逐渐增大入射角，则b光先发生全反射，故D正确。 故选BD。‎ ‎12.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块（物块可看成质点），物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin（2.5πt）m。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为，以下判断正确的是（　　）‎ A. t=0.4s时，物块与小球运动方向相同 B. 物块做简谐运动的周期是0.8s C. 0.6s内物块运动的位移大小是0.1m D. h=1.8m ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．物块振动的周期 可知t=0.4s时，物块到达平衡位置向下振动，此时物块与小球运动方向相同，选项AB正确；‎ CD．由振动方程式可得，t=0.6s物体的位移为 y=0.1sin（2.5π×0.6）=-0.1m 则0.6s内物块位移大小是0.1m，则对小球有 - 16 -‎ 解得 h=1.7m 选项C正确，D错误；‎ 选ABC。‎ 二、实验题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）‎ ‎13.如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用双缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。接通电源使光源正常工作。‎ ‎①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为________mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的单色光的波长l=________m（保留2位有效数字）。‎ - 16 -‎ ‎②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是________。‎ A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝与双缝的位置互换 C．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片 ‎【答案】 (1). 0.35 (2). (3). C ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1]．游标卡尺的精确度为0.05mm；图中游标卡尺的主尺的刻度为0，游标尺的第7刻度与上边对齐，则读数为：0mm+0.05×7=0.35mm； [2]．A到B条纹间的距离为8.40mm，由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则 ‎ ‎ 根据公式 得 ‎②[3]．对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小。由公式，则有： A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，λ、L与d都不变，则△x不变，故A错误； B．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故B错误；‎ C．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，λ减小，L与d都不变，则△x减小，故C正确。 故选C。‎ ‎14.某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。‎ ‎(1)测摆长时测量结果如图所示（单摆摆线的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为________cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，秒表读数为____________s；‎ - 16 -‎ ‎(2)他测得的g值偏大，可能的原因是_______。‎ A．测摆长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表提前按下 D．实验中误将51次全振动次数计为50次 ‎【答案】 (1). 99.80 (2). 130.5 (3). A ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]毫米刻度尺最小刻度为1mm，估读到0.1mm，则摆长等于99.80cm；秒表最小刻度为0.5s不估读，秒表的读数为 ‎120s+10.5s=130.5s ‎(2)[3]根据，解得 A．测摆线时摆线拉得过紧，测得摆长偏大，则测得重力加速度偏大，故A正确；‎ B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加，则测得的摆长偏小，测得重力加速度偏小，故B错误；‎ C．开始计时时，秒表提前按下，测得周期偏大，则重力加速度偏小，故C错误；‎ D．实验中误将51次全振动次数计为50次，测得周期偏大，则重力加速度偏小，故D错误。‎ 故选AC。‎ 三、计算题（本大题共4个小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值的计算题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15.如图所示，将弹簧振子从平衡位置O向右拉开4cm后放手，让它做简谐运动，已知从放手到第一次回到平衡位置的时间为0.1s，求：‎ ‎(1)弹簧振子振幅、周期、频率；‎ ‎(2)振子在5s时间内通过的路程；‎ ‎(3)振子从0.2s到0.3s向哪个方向做怎样的运动？‎ - 16 -‎ ‎【答案】(1)4cm；0.4s；2.5Hz；(2)2m；(3) 向右做加速运动。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)简谐运动中，振幅是振子离开平衡位置的最大距离，故振幅为 A=4cm； 从最大位移回到平衡位置的时间为，则 故周期为 T=0.4s，频率为 ‎(2)周期为0.4s，故5s内完成12.5次全振动；一个全振动内通过的路程等于4倍振幅，故5s内路程为振幅的50倍，即 ‎ S=50A=200cm=2m ‎(3) 周期为0.4s，则振子从0.2s到0.3s从C点向O点运动，即向右做加速运动。‎ ‎16.一列简谐横波沿+x轴正方向传播，A、B、P和Q是介质中的4个质点，已知波源的起振方向向下，波第一次出现如图所示波形时记为t=0时刻。质点A的振动图象如图乙所示，则：‎ ‎(1)该波的传播速度多大？ ‎ ‎(2)经过多长时间波传到Q点？ ‎ ‎(3)经过多长时间质点Q第一次到达波谷？‎ ‎【答案】(1)25m/s；(2)2s；(3)2.2s.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题图可知该波的波长λ=20 m；由题图乙可知，该波的周期T=0.8 s 传播速度 - 16 -‎ ‎(2)由图可知，在t=0时刻波已经传到了x=35m的位置，则波传到Q点需要的时间 ‎(3)波传到Q点后，起振方向向下，则还需要第一次到达波谷位置，则 质点Q第一次到达波谷需要2.2s。‎ ‎17.如图所示是一个透明的玻璃圆柱体的横截面，其半径R=20cm，AB是过圆心的一条水平直径.从激光源S发出一条与AB平行的细光束，入射到玻璃圆柱体上，光束到顶部的距离h=2.68cm，折射光束恰好过B点，经B点反射后从圆柱体中射出.已知光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,.‎ ‎ ‎ ‎①求玻璃的折射率；‎ ‎②求此光束从射入圆柱体到射出圆柱体所用的时间.(只考虑一次反射)‎ ‎【答案】(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①光线SC折射后经过B点，光路如图所示，由折射定律有 由几何关系知，‎ - 16 -‎ 解得 玻璃的折射率为 ‎②根据对称性知CB=BD=2Rcosβ 光在玻璃中传播的速度为 光束从射入圆柱体到射出圆柱体所用的时间为 s ‎18.一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播，绳上两质点M、N的平衡位置相距个波长。已知t=0时刻的波形如图所示，此时质点M的位移为0.02m，经时间t1（小于一个周期），质点M对平衡位置的位移为-0.02m，且振动速度方向向上。‎ ‎(1)写出M点的简谐振动方程；‎ ‎(2)求时间t1；‎ ‎(3)求t1时刻N点对平衡位置的位移。‎ ‎【答案】(1) ；(2)0.5s；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由波形图象知，波长为 λ=4m…①‎ 又波长、波速和周期关系为 ‎…②‎ 联立以上两式并代入v=4m/s得该波的周期为 - 16 -‎ T=1s 因为，A=0.04m，由已知条件知从t=0时刻起，质点M做简谐振动的位移表达式为 当t=0时刻y=0.02m，则 ‎ 则 ‎ …③‎ ‎(2)经时间t1（小于一个周期），M点的位移为-0.02m，运动方向向上。 即 ‎ ‎ 解得 ‎…④‎ ‎(3)由于N点在M点右侧 波长处，所以N点的振动滞后个周期，其振动方程为 ‎ …⑤‎ 当时 - 16 -‎ - 16 -‎