2017-2018学年江西省上饶县中学高二下学期第二次月考物理（零班）试题 解析版 14页

上饶县中学2019届高二年级下学期第二次月考物理试卷(零班)‎ 一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分，其中8-12题为多选题，全部选对的4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分)。‎ ‎1. 有关电磁场理论说法正确的是 A. 法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性 B. 变化的磁场一定产生变化的电场 C. 均匀电荷的电场产生均匀变化的磁场 D. 赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：法拉第预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，A错误D正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，B错误；均匀电荷的电场为非匀强电场，产生非均匀变化的磁场，C错误；‎ 考点：考查了电磁理论 名师点睛：电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分割的统一体，麦克斯韦提出电磁场理论：变化电场产生磁场，变化磁场产生电场，并由赫兹预言电磁波的存在．‎ ‎2.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是 A. 从t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大 B. t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处 C. t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同 D. t=0.8s时，振子的速度方向向右 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在t=0.4s到 t=0.8s ‎ 的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故A正确；在0-0.4s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以t=0.2s时，振子不在O点右侧6cm处，故B错误；t=0.4s和 t=1.2s 时，振子的位移完全相反，由a=-kx/m，知加速度完全相反，故C错误；由图象乙知，t=0.8s时，图象的斜率为负，说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎3.下列关于光现象，说法正确的是 A. 通过游标卡尺测量爪的狭缝观察日光灯周围有彩纹，是由于光的折射 B. 雨后彩虹是阳光通过水雾形成的衍射现象 C. 机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线 D. 拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】通过一个细长的狭缝观察日光灯可看到彩色条纹，这是由光通过狭缝时发生明显的衍射造成的，属于衍射现象，故A错误；雨后彩虹是阳光通过水雾形成的折射现象，故B错误；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故C错误；拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎4.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为，位移y的单位为m，时间t的单位为s。则 A. 弹簧振子的振幅为0.2m B. 弹簧振子的周期为1.25s C. 在t=0.2s时，振子的运动速度为零 D. 在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出振幅A和角频率．然后结合简谐运动的对称性进行分析。‎ ‎【详解】质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出振幅A=0.1m，故A错误；质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出角频率为2.5π，故周期 ‎，故B错误；在t=0.2s时，振子的位移最大，所以速度为零，故C正确；根据周期性可知，质点在一个周期内通过的路程一定是4A，但四分之一周期内通过的路程不一定是A，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎【点睛】本题考查理解简谐运动方程和分析振动过程的能力，要掌握振动方程的标准式：x=Asinωt，会分析质点的位移和速度等运动情况。‎ ‎5.如图所示，实线与虚线分别表示振幅振幅为A、频率均相同的两列波的波峰和波谷此刻M是波峰与波峰的相遇点，下列说法中不正确的是 A. O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A B. P、N两处的质点始终处在平衡位置 C. 随着时间的推移，M处的质点将向O处移动 D. 从该时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、由于O、M是振动加强点，结合图可知，由图知连线的中点到两波源的距离差为半个波长的偶数倍，所以该点是振动加强的点，其振幅为2A，故A正确； B、P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，B正确； C、振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，C错误； D、从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D正确。‎ 点睛：介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰；在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和。‎ ‎6.如图所示是一个柱体棱镜的横截面图，图中MN为1/4圆弧，点E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=5/3，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线能从棱镜NM射出的范围是 A. NE1 B. NF1 C. NG1 D. NH1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】光路如图所示：‎ 由临界角公式得到：，设圆弧的半径为R，可得：，则由题可知，当光线从G点入射到圆弧面G1点时，恰好发生全反射。当入射点在G1的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出。当入射点在G1的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出。所以光线只能从圆孤NG1射出，故C正确，ABD错误。‎ ‎7.如图所示为均质玻璃圆柱体的横截面图，其中MN为过圆心O的水平直线。现有两单色细光束a、b相对NM两侧对称且平行MN照射玻璃圆柱体，经玻璃折射后两束光相交于P点。则a、b两束光相比 A. 玻璃对a光的折射率比b光小 B. 在玻璃中a光的传播速度比b光小 C. 在玻璃中a光的传播时间比b光短 D. a光的频率比b光的频率小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 由题意及光路图可知，a、b两光的入射角i相等，折射角：rb＞ra，由折射定律：n=可知，nb＜na，故A错误；‎ 光在介质中的传播速度：v=c/n，由于nb＜na，则vb＞va，故B正确；由光路图可知，光的路程关系为：sb＜sa，已知：vb＞va，光的传播时间：t=s/v，则：tb＜ta，故C错误；因b光的折射率小，则b光的频率小于a光，选项D错误；故选B. 点睛：本题是一道几何光学题，作出光路图是解题的关键；当光从光密介质射向光疏介质且入射角大于临界角时光发生全反射；作出光路图、确定入射角与折射角的关系，应用光的折射定律、n=c/v可以解题。‎ ‎8.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，x=1.0m处的M质点从该时刻开始经0.6s第一次到达波谷位置。已知质点P的平衡位置坐标为x=2.0m，质点Q的平衡位置坐标为x=3.5m，则 A. 该简谐波的波速为5m/s B. 图示时刻质点Q正在沿y轴正方向运动 C. 从图示时刻开始，质点Q经过0.7s第一次到达波峰位置 D. 在某时刻，质点P和Q的速度、加速度可能都相同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 波沿x轴正方向传播，则M点此时向上振动， M质点从该时刻开始经0.6s第一次到达波谷位置，可知T=0.8s；波速，选项A正确；由波形图可知，图示时刻质点Q正在沿y轴负方向运动，选项B错误；波向前传播3.5m时Q第一次到达波峰位置，需时间为，选项C正确；质点P和Q之间的距离不是整波长，则在某时刻，质点P和Q的速度、加速度不可能都相同，选项D错误；故选AC.‎ 点睛：本题在于关键分析质点M的振动情况，确定周期和波速，此题考查把握振动与波动联系的能力，注意波动与各质点的振动之间的联系．‎ ‎9. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 甲、乙两摆的振幅之比为2：1‎ B. t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零 C. 甲、乙两摆的摆长之比为4：1‎ D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ 试题分析：A、由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；‎ B、t="2" s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；‎ C、由单摆的周期公式，得到甲、乙两摆的摆长之比为1：4，故选项C错误；‎ D、因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误；‎ 故选AB．‎ ‎10.每个科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台（LIGO）于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的猜测。引力波是以光速传播的时空扰动，是横波。引力波和物质之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的。引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘。根据上述材料做下列推断，下落说法正确的是 A. 引力波传播需要介质 B. 引力波不可能携带波源的信息 C. 引力波会有干涉现象 D. 引力波的振动方向与传播方向垂直 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】天文台探测到引力波，说明引力波可以在真空中传播，所以引力波的传播可以不需要介质，故A错误；波可以传递信息，故引力波应该携带波源的信息，故B错误；干涉是波特有的性质，所以引力波可以发生干涉现象，故C正确；引力波是以光速传播的时空扰动，是横波，故引力波的振动方向与传播方向垂直，故D正确。所以CD正确，AB错误。‎ ‎11.如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)，则 A. 此单摆的固有周期约为2s B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将右移 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz，周期为2s。故A正确；由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s。由公式T=2π，可得L≈1m，故B正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小。故C错误；若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动。故D错误；故选AB。‎ ‎【点睛】本题关键明确：受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象．‎ ‎12.将一条长x=16m的均匀弹性绳沿水平拉直，M为绳的中点，两端的波源P、Q同时开始沿竖直方向上下振动，两波源振动0.4s产生的波形如图，A点距P点4m，以下判断正确的是 A. 两列波的波速均为10m/s B. 波源Q的振动频率为5Hz C. 质点M开始振动时，速度方向竖直向下 D. 从两波源开始振动经时间1.0s，质点M恰好在平衡位置 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ 两列波在同一介质中传播，波速相同，均为，选项A正确；Q的周期为TQ=0.2s，则频率为fB=5Hz，选项B正确； P和Q形成的波传到某点时引起的振动都是向上的，则当两列波同时传到M点时，开始振动的速度方向竖直向上，选项C错误；经过1s时间，两列波传播的距离均为10m，即由P在M点引起的振动在平衡位置向下振动，由Q在M点引起的振动在平衡位置向上振动；则此时质点M恰好在平衡位置，选项D正确；故选ABD.‎ 点睛：此题考查波的叠加原理及相遇后出现互不干扰现象．同时注意在相同介质中波的传播速度是相同的．‎ 二、实验题（每空2分，画图2分，共12分）‎ ‎13.某研究性学习小组利用插针法可以测量半圆形玻璃砖的折射率。实验探究方案如下：在白纸上做一直线MN，并做出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为O）放在白纸上，它的直边与直线MN对齐，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率。实验中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等。‎ ‎（1）某同学用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆形玻璃砖的右侧区域内，不管眼睛在何处，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是：__________________________。他应采取的措施是将半圆形玻璃砖沿MN线：_____（填：上移或下移）。‎ ‎（2）为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，最少应插_____枚大头针。‎ ‎（3）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置，并用“×”表示，作出光路图，为了计算折射率，应该测量的量（在光路图上标出）有：________________，计算折射率的公式是：_____。‎ ‎【答案】 (1). 入射光线AB离圆心较远，在半圆形面发生了全反射 (2). 上 (3). 1 (4). 入射角i和折射角r (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）光线P1P2垂直界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面照射出来；向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角； （2）作出光路图如图： 只需要一根大头针就可以确定出折射光线1； （3）为了计算折射率，应该测量的量有入射角i和折射角r，计算折射率的公式是：；‎ ‎【点睛】运用插针法测量玻璃砖的折射率，关键是搞清实验的原理，通过实验的原理确定看不到像的原因以及确定需要测量的物理量。记住用折射定律计算折射率的表达式。‎ 三、计算题（共40分）‎ ‎14.图甲为某一列简谐波t=t0时刻的图象，图乙是这列波上原点O从这一时刻起的振动图象，试求：‎ ‎(1)波的传播方向和波速大小；‎ ‎(2)经过2.5s后，P质点的位移和P质点运动的路程。‎ ‎【答案】(1)沿x轴负向传播,v=5.0m/s (2)10cm,2.5m ‎【解析】‎ 试题分析：根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻的振动方向，从而判断波的传播方向，由图象得出周期和波长，从而求出波速；一个周期内质点走过的路程为4A，即可求出经过2.5s后，P质点的位移和P质点运动的路程。‎ ‎（1）根据振动图象可以判断O质点在时刻在平衡位置且向正的最大位移运动，由此可确定波沿x轴负向传播。由时该波的图象可知，频率为：，根据波速为：，解得：。‎ ‎（2）由于T=0.4s，所以，O质点的位移为10cm，一个周期内质点走过的路程为4A，所以总路程为：。‎ 点睛：本题主要考查了根据质点的振动方向判断波的传播方向，可采用波形的平移法和质点的振动法等等方法，知道波速、波长、周期的关系即可解题。‎ ‎15.某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中实线所示，‎ ‎(1)若波向右传播，零时刻刚好传到B点，且再 经过0.6s，P点也开始起振。求：该列波的周期T和传播速度v；‎ ‎(2)若此列波的传播速度大小为20m/s，且波形由实线变为虚线需要经历0.575s时间，则该列波的传播方向如何？‎ ‎【答案】(1)T=0.2s,v=10m/s (2)波沿x轴正确方向传播 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 波向右匀速传播，根据传播距离x=6m，时间t=0.6s，求出波速，由图读出波长，求出周期；由波速和时间求出波传播的距离，研究与波长的关系，根据波形的平移确定波的传播方向。‎ ‎【详解】（1）由图象可知，波长；‎ 当波向右传播时，点B的起振方向沿-y方向，则P点的起振方向沿-y方向．‎ 则波速 ，‎ 由得，周期 ‎（2）若波速，时间 ，‎ 则波沿x轴方向传播的距离为：‎ 根据波形的平移可知，波沿x轴正确方向传播。‎ ‎【点睛】本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题．第（2）问可以根据波的周期性，运用数学知识列出通项式，再确定波的传播方向。‎ ‎16. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知∠A=60°，∠C=90°，一束极细的单色光与AC的中点D垂直AC面入射，AD=a，棱镜的折射率为n=2，求：‎ ‎（1）光第一次从棱镜中射入空气时的折射角；‎ ‎（2）光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间（设光在真空中的传播速度为c）‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（Ⅰ）如图所示，i1=60°，设全反射临界角为C，‎ 则，得：C=45°‎ 因为 i1＞45°，光线在AB发生全反射．‎ 光线射到BC面的入射角 i2=i1-30°=30°＜C，存在折射现象，第一次射入空气．‎ 由折射定律为：，r=45°．‎ ‎（Ⅱ）镜中光速：‎ 所求时间为：．‎ 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】本题是几何光学问题，做这类题目，一般首先要正确画出光路图，当光线从介质射入空气时要考虑能否发生全反射，要能灵活运用几何知识帮助我们分析角的大小．‎ 视频 ‎17.半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，O为圆心，光线I沿半径方向从a点射入玻璃砖后，恰好在O点发生全反射，另一条光线II平行于光线I从最高点b射入玻璃砖后，在底边MN上的d点射出，若测得，求该玻璃砖的折射率.‎ ‎【答案】n=2‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对于光线Ⅱ在b点发生折射，根据折射定律列式。光线I恰好在O点发生全反射，入射角等于临界角C，由临界角公式，列式，结合几何关系联立求解即可。‎ ‎【详解】设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i和r，在△bOd中，‎ 则，由折射定律有，即 ‎ 又因为光线Ⅰ与光线Ⅱ平行，且在O点恰好发生全反射，有： 所以有 ，从而得到：‎ ‎【点睛】本题是简单的几何光学问题，其基础是作出光路图，根据几何知识确定入射角与折射角，根据折射定律和临界角公式即可求解。‎ ‎ ‎