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- 2021-06-01 发布
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白城市洮南市第一中学2019-2020学年高二第二次月考
物理试卷
第I卷(选择题)
一、单选题
1.如图,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波,该波沿水平方向传播。绳上有另一质点P(图中未画出)。t=0时,O位于最高点,P位于最低点,下列判断正确的是( D )
A.时,P位于平衡位置上方 B.P的起振方向与O的起振方向相反
C.时,P的速度方向水平向右 D.P、O的振动频率相同
【答案】D
【解析】A.时,P从最低点经历个周期后回到平衡位置,故A错误;
B.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同,故B错误;
C.时,P点的速度方向向上,向平衡位置移动,故C错误;
D.该简谐波上的点的振动频率都相同,故D正确。
故选D。
2.有一测速雷达,发射电磁波的频率为f1,用它来测量一迎面开来的汽车的车速,设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波的频率为f2,则(C)
A.f1>f2 B.f1=f2
C.f10.6s,在t=0.5s时,Q点到达波峰位置
【答案】AD
【解析】A.因为波向x轴负向传播,所以在t=0时刻x=0处的质点向上振动,要想变成虚线所示波形图,则波至少传播了,故
,
解得:
,
当n=0时,
T=0.8s,
故该波的周期可能为0.8s,A正确;
B.由于波沿x轴负方向传播,故t=0时P点沿y轴负方向运动,此时P点正通过平衡位置沿y轴负方向运动,若周期为0.8s,所以再经过0.1s,即0.9s时P点沿y轴负方向运动,B错误;
C.若周期为0.8s,则在一个周期内P点完成一个全振动,即其运动路程为4A,故P点的运动路程为2A=0.4m,但n若取其他值,则振动的更快,大于0.4m,C错误;
D.若,则只能取值0.8s,由题意可知波长λ=8m,则波速:
,
在t=0时Q点的横坐标为5m,由于波沿y轴负方向运动,故在t=0.5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为:
,
故在t=0.5s时,Q点振动情况和t=0时距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同,而t=0时距离坐标原点10m处的质点在波峰,在t=0.5s时,Q点到达波峰位置,D正确;
故选AD。
12.固定的半圆形玻璃砖的横截面如图。点为圆心,为直径的垂线。足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于。由、两种单色光组成的一束光沿半径方向射向点,入射光线与夹角较小时,光屏出现三个光斑。逐渐增大角,当时,光屏区域光的光斑消失,继续增大角,当时,光屏区域光的光斑消失,则_____BD___。
A.玻璃砖对光的折射率比对光的小
B.光屏上出现三个光斑时,区域光的光斑离点更近
C.时,光屏上只有1个光斑
D.时,光屏上只有1个光斑
【答案】BD
【解析】A.根据题干描述“当θ=α时,光屏NQ区域A光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B光的光斑消失”,说明A光先发生了全反射,A光的临界角小于B光的临界角,而发生全反射的临界角C满足:,可知玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,故A错误;
B.由玻璃砖对A光的折射率比对B光的大,即A光偏折大,所以NQ区域A光的光斑离N点更近,故B正确;
C.当α<θ<β时,B光尚未发生全反射现象,故光屏上应该看到2个亮斑,其中包含NP侧的反射光斑(A、B重合)以及NQ一侧的B光的折射光线形成的光斑。故C错误;
D.当时,A、B两光均发生了全反射,故仅能看到NP侧的反射光斑(A、B重合)。故D正确。
故选BD.
第II卷(非选择题)
三、实验题
13.在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)为取得较好的实验效果,下列操作正确的是__CD____
A.必须选用上下表面平行的玻璃砖; B.选择的入射角应尽量小些;
C.大头针应垂直地插在纸面上; D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些.
(2)某同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,用圆规以O
点为圆心,OA为半径画圆,交OO′延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得AB=7.5cm,CD=5cm,则可求出玻璃的折射率n= ____1.5_____。
(3)有甲、乙两位同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示,其中甲同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确,且均以aa′、bb′为界面画光路图。则甲、乙两位同学测得的折射率与真实值相比分别是___偏小______和_____不变____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】CD1.5偏小不变
【解析】(1)作插针法测定折射率时,玻璃砖上下表面不一定要平行.故A错误.为了减小测量的相对误差,选择的入射角应尽量大些,效果会更好.故B错误.为了准确确定入射光线和折射光线,大头针应垂直地插在纸面上;故C正确.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时,相同的距离误差,引起的角度误差会减小,效果会好些.故D正确.
(2)图中P1P2作为入射光线,OO′是折射光线,设光线在玻璃砖上表面的入射角为i,折射角为r,则由几何知识得到:,,又AO=OC,则折射率.
(3)如图①的操作中,实线是真实的光路图,虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图,由图看出,在这种情况测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,因此测得的折射率偏小.
用图②测折射率时,只要操作正确,与玻璃砖形状无关,故折射率的测量值与真实值相比不变.
14.(1)甲乙两同学用插针法做“测定玻璃的折射率”的实验中,分别得到如图所示甲乙两种实验记录。在甲中,已画好玻璃砖两界面直线aa′和bb′后,不小心将玻璃砖稍稍向上平移了,如甲图中虚线所示。若之后的其他操作无误,则测得的折射率n__不变__(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。在乙中,玻璃砖上界面直线aa′正确,而画的表示下界面的bb′稍稍向上平移了,如乙图中虚线所示。若之后的其他操作无误,则测得的折射率n将____偏大___(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)某同学做测定玻璃折射率的实验时,用他测得的多组入射角θ1与折射角θ2作出sinθ1-sinθ2图象,如图所示,下列判断正确的是_____ACD__。
A.他做实验时,研究的是光线从空气射入玻璃的折射现象
B.玻璃的折射率为0.67
C.玻璃的折射率约为1.5
D.玻璃临界角的正弦值为0.67
【答案】不变偏大ACD
【解析】(1)[1]如图所示
实线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图,而虚线是未将玻璃砖向上平移时作图时所采用的光路图,通过比较发现,入射角和折射角没有变化,则由折射定律可得
可知测得的折射率将不变;
[2]如果在实验过程中不小心将玻璃砖向上平移了一些,即将移到图中虚线位置,而在做光路图时不变,作出光路图,如图所示
红线表示作图时所用的光路,黑线表示实际的光路,由图可知测量得到的入射角没有变化,而折射角偏小,则由折射定律可得
可知所测得的折射率将偏大;
(2)[3]A.由图象可知:,则入射角大于折射角,所以光线从空气射入玻璃,故A正确;
BC.图象的斜率k即是玻璃折射率,由图可得
故B错误,C正确;
D.玻璃临界角的正弦值
故D正确。
故选ACD。
四、解答题
15.一列简谐横波沿x轴传播。t=0时,波的图象如图所示,P在x=8m处的平衡位置;t=0.1s时,P第一次到达波峰。求:
①该列波的周期和传播速度;
②0~2 s内质点P经过的路程。
【答案】①若该波向右传播,,;若该波向左传播,,;②若该波向右传播,200cm;若该波向左传播,600cm
【解析】由图象可得,该波波长为8m。若该波向右传播,则P的振动方向向上,P第一次到达波峰的时间为,得周期,由
得
若该波向左传播,则P的振动方向向下,P第一次到达波峰的时间为,得周期,由
解得
②由图象可得,该波振幅为10cm。若该波向右传播,在0~2s内,质点P完成了5次全振动,经过的路程为
若该波向左传播,在0~2s内,质点P完成了15次全振动,经过的路程为
16.如图甲所示是用某种透明材料制成的半圆柱体的主截面,一单色细光束由真空沿半径方向且与AB成37°角射入后在AB面恰好发生全反射.图乙是这种透明材料制成的“玻璃砖”的主截面,左侧是半径为R的半圆,右侧是长为4R的长方形.一束该单色光从左侧沿半径方向与直径成60°角射入.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,光在真空中的传播速度为c.求:
(i)该透明材料的折射率;
(ii)光线从入射到传播到“玻璃砖”最右端所用的时间.
【答案】(1) (2)
【解析】 (1)根据题意得:
解得:
(2)光在玻璃砖中的传播速度为
光在玻璃砖中的上下侧面都能发生全反射,则在长方体中的传播时间:
在半圆中的传播时间:
解得:
17.如图所示,一列横波在x轴上传播,在时刻和时刻的波形分别如图中的实线和虚线所示。
(1)该波的振幅和波长分别为多少?
(2)设T<()<2T波速是多大?
(3)波的最大周期?
(4)设周期小于(),且波速为6000m/s,判断波的传播方向。
【答案】(1)0.2cm,8m;(2)2000m/s或2800m/s;(3)0.02s或0.0067s;(4)波沿x负向
【解析】 (1)由波形图可知振幅
A=0.2cm
波长为
(2)波若向右传播
波若向左传播
(3)若波若向右传播
则最大周期为
T=0.02s
若波若左传播
则最大周期为
T=0.0067s
综上所述,最大周期为0.02s。
(4)若波沿x正向,
,无整数解
若波沿x负向,
解得n=3,所以波沿x负向传播。