物理卷·2018届江西省抚州市崇仁县第二中学高二下学期期中考试（2017-04）

物理卷·2018届江西省抚州市崇仁县第二中学高二下学期期中考试（2017-04）

崇仁二中高二年级下学期期中考试 物理试题 一、单选题(本大题共7小题，共28.0分)‎ ‎1.如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置作简谐振动，当它从C点向O点运动的过程中，位移方向及其大小的变化是（　　） A.向右，逐渐变大         B.向右，逐渐变小 C.向左，逐渐变大         D.向左，逐渐变小 ‎2.如图所示，下列说法正确的是（　　） A.振动图象的频率是4Hz B.2s末速度为负方向，加速度最大 C.3s末，质点速度为零，加速度为正的最大值 D.5s末速度为最大值，而加速度为零 ‎3.关于机械波的下列说法中，正确的是(　　) A.自然界所刮的风就是一种机械波 B.波不仅能传递能量，而且参与振动的质点也在随波迁移 C.波将波源的运动形式传播出去的同时，也可以传递信息 D.能传播机械波的介质一定是可以自由流动的 ‎4.图甲是一列沿x轴正方向传播的波在所示t=1.0s时刻的波形图，图乙是参与波动的某一质点的振动图象，则以下说法中正确的是（　　） A.波速是8m/s          ‎ B.图中Q质点比P质点先回到平衡位置 C.图乙可能是图甲中质点M的振动图象 ‎ D.图乙可能是图甲中质点N的振动图象 ‎5.关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（　　） A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动 C.甲、乙两列火车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率 D.甲、乙两列火车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率等于他所听到的乙车笛声频率 ‎6.观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，看到的现象是（　　） A.衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显 B.衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显 C.衍射条纹的间距不变，只是亮度增强 D.以上现象都不会发生 ‎7.从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（　　） A.a侧是红色光，b侧是紫色光 B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C.三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率 ‎ D.在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度 二、多选题(本大题共3小题，共12.0分)‎ ‎8.一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后发现先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，对这一现象下列说法正确的是（　　） A.正常工作时，洗衣机波轮的运转频率大于洗衣机的固有频率 B.正常工作时，洗衣机波轮的运转频率小于洗衣机的固有频率 C.当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运动频率恰好等于洗衣机的固有频率 D.当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机的固有频率最大 ‎9.a、b两种单色光以相同的入射角从某种介质射向真空，光路如图所示，则以下叙述正确的是　　（　　） A.a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角 B.通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽 C.在该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度 D.在该介质中a光的波长小于b光的波长 ‎10.关于薄膜干涉，下述说法中正确的是（　　） A.干涉条纹的产生是由于光在膜的前后两表面反射，形成的两列光波叠加的结果 B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果 C.干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜的厚度处处相等 D.观察薄膜干涉条纹时，应在入射光的同一侧 三、实验题 (本大题共2小题，共20分)‎ ‎11.（1）我校有五组同学用单摆测成都的重力加速度g，各组实验器材和实验数据如下表所示，若各组同学实验操作水平一样，那么第 ______ 组同学测定的结果最准确．若该组同学根据自己测得的实验数据做出单摆的振动图象如图1，那么该组同学测出的重力加速度g大小是 ______ m/s2． ‎ 组数 摆球材料 最大偏角 摆长 测全振动次数 ‎1‎ 木 ‎4°‎ ‎0.64m ‎10‎ ‎2‎ 木 ‎30°‎ ‎0.64m ‎10‎ ‎3‎ 铁 ‎4°‎ ‎0.81m ‎50‎ ‎4‎ 铁 ‎30°‎ ‎0.81m ‎50‎ ‎（2）如果测得的g值偏小，可能的原因是 ______ A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．开始计时，秒表过迟按下 C．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 D．实验中误将49次全振动数为50次 E．振幅过小 ‎ ‎（3）小白同学在学校利用图象法较准确地测出了成都的加速度，假期去参观北大的物理实验室时也做了同样的实验，并在同一张纸上绘制了T2‎ ‎～L图象，如图2所示．在北大所测实验结果对应的图线是 ______ （选填“A”或“B”）． ‎ ‎12.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图（1）所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长． （1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序为 C、 ___ ___ 、A． （2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第l条亮纹，此时手轮上的示数如图（2）所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图（3）中手轮上的示数 ___ ___ mm，求得相邻亮纹的间距为 ___ ___ mm． （3）已知双缝间距d为 2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离为0.700m，由计算式 ‎ λ= ______ ，求得所测红光波长为 ___ ___ nm．（结果保留二位有效数字）‎ 四、计算题(本大题共4小题，共40分)‎ ‎13.水平杆上振动的弹簧振子，如下图所示，在AB范围内做简谐振动，已知AB间的距离为16cm，振子从A开始运动到第二次经过O的时间为3s，不计球与杆的摩擦(取向右为正)求： (1)弹簧振子的振幅是多少？ (2)弹簧振子在6s内通过的路程是多少？ (3)若从弹簧振子在A处开始计时，弹簧振子在8s时的位移是多少？ (4)若从弹簧振子在A处开始计时，请在图中作出该振子简谐运动的x-t图象． ‎ ‎ 14. 一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14m，b点在a点的右方，如图所示．当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动，λ＞14m．经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，求这列波的波速．‎ ‎ ‎ ‎15. ‎ 如图所示，一束光线由空气射入一种透明介质，AO为入射光线、NN′为法线，OB为反射光线、OC为折射光线．已知：∠AON=45°，∠CON′=30o，光在真空中的传播速度为3×108m/s．求： （1）这种透明介质的折射率； （2）这种透明介质的临界角； （3）光在这种透明介质中的传播速度． ‎ ‎16.一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a．棱镜材料的折射率为n=．在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC边的中点M射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原路返回的情况．） ‎ 崇仁二中高二年级下学期期中考试物理试题 答案和解析 ‎【答案】 1.D    2.C    3.C    4.D    5.B    6.A    7.B    8.AC    9.BC    10.AD     11.3；9.86；C；B 12.EDB；13.870；2.32；；6.6×102 13.解：(1)小球在AB间振动，则AB间有两个振幅；故振幅：A==8cm； (2)从O点开始第二次经过O的时间为3s；则由对称性可知，t=T=3；则T=4s； ‎ 则6s内小球运动了=个周期；故路程为：s=×4A=48cm； (3)8s小球经过的周期数n==2；则s时小球回到A点；故位移为-8cm； (4)由以上解答可知，振动周期为4s；振幅为8cm；作出图象如图所示； 答：(1)振幅为8cm；(2)路程为48cm；(3)位移为-8cm；(3)如上图． 14. 解：据“一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点位移达正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动”，可得出此时a、b间的最简波形，得m  因所给定时间与周期的关系未知，故运动时间存在“周期性”． 即s  （n=0，1，2，…） 因此可能的波速为： m/s （n=0，1，2，…） 答：该波的波速可能为m/s，（n═0，1，2，…） 15.解：（1）由图可得，入射角为：i=∠AON=45°，折射角为：r=∠C O N′=30°  则透明介质的折射率为：n===  （2）由全反射临界角公式得：  则得，临界角为：C=45°  （3）由得光在这种透明介质中的传播速度为：=2.12×108m/s  答：（1）这种透明介质的折射率是；  （2）这种透明介质的临界角是45°；  （3）光在这种透明介质中的传播速度是2.12×108m/s．‎ ‎16.解：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得：=n① 由已知条件i=45°，n=解得   r=30°② （1）如果入射光线在法线的右侧，根据几何知识得知，光线与AB垂直，光路图如图所示．设出射点F，由几何关系可得 AF=a③ 即出射点在AB边上离A点a的位置． （2）如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示．设折射光线与AB的交点为D． 由几何关系可知，在D点的入射角 θ=60°④ 设全反射的临界角为C，则 sinC=⑤ 由⑤和已知条件得 C=45°⑥ 因此，光在D点全反射． 设此光线的出射点为E，由几何关系得∠DEB=90° BD=a-2AF⑦ BE=DBsin30°⑧ 联立③⑦⑧式得 BE=a 即出射点在BC边上离B点a的位置． 答：如果入射光线在法线的右侧，出射点在AB边上离A点a的位置．如果入射光线在法线的左侧，出射点在BC边上离B点a的位置．光路图如图所示． 【解析】 1. 解：弹簧振子从C点向O点运动的过程中，位移的大小逐渐减小，方向由O指向C，即向左．故D正确，A、B、C错误． 故选D． 简谐运动的位移由平衡位置指向末位置，大小等于平衡位置与末位置间的距离，方向由平衡位置指向末位置． 解决本题的关键知道简谐运动的特点，知道位移由平衡位置指向末位置． 2. 解：A、由图知该振子的周期是T=4s，频率为：f==0.25Hz，故A错误；‎ ‎ B、由图可知：2s末振子处于平衡位置且向负方向运动，此时速度最大，加速度为零，故B错误； C、由图可知：3s末振子处于负的最大位移处，此时速度为零，加速度最大，且方向为正，故C正确； D、由图可知：5s末振子处于正的最大位移处，此时速度为零，加速度最大，故D错误； 故选：C 振子完成一次全振动的时间为一个周期，根据频率与周期的关系求出频率，加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，当位移为负向最大时，加速度为正向最大．振子通过平衡位置时速度最大． 本题关键根据简谐运动的位移时间图象得到弹簧振子的周期，然后结合位移的变化，分析质点的速度和加速度． 3. 解：A、机械波是机械振动在介质中传播，自然界所刮的风不是一种机械波．故A错误． B、机械波在传播振动形式的过程中，同时将能量由近及远传递，在机械波形成的过程中，介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波一起迁移．故B错误，C正确． D、能传播机械波的介质，不一定是自由流动的，故D错误． 故选：C．‎ ‎4. 解：A、由甲图可得：λ=4m，由乙图中可得：T=4s，所以波速为：v===1m/s，故A错误． B、波沿x轴正方向传播，由波形平移法知，Q点正向上运动，而P直接向平衡位置运动，所以图中Q质点比P质点后回到平衡位置，故B错误． CD、在乙图上，t=1.0s时刻质点位于波谷，所以图乙可能是图甲中质点N的振动图象，故C错误，D正确． 故选：D 由甲图可读出波长，由乙图可读出周期，再求得波速．在甲图上，已知波的传播方向，根据平移法判断出P、Q的振动方向，从而确定P、Q的振动情况． 本题关键要把握两种图象的内在联系，运用波形平移法读出质点的速度方向，也可以根据“上下坡法”判断质点的振动方向． 5. 解：A、多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故A错误； B、产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，故B正确； C、D、甲乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率变大，他所听到的乙车笛声频率不变，故该旅客听到的甲车笛声频率大于他所听到的乙车笛声频率，故C错误，D错误； 故选：B． 振源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现象．这就是频移现象．因为，声源相对于观测者在运动时，观测者所听到的声音会发生变化．当声源离观测者而去时，声波的波长增加，音调变得低沉，当声源接近观测者时，声波的波长减小，音调就变高．音调的变化同声源与观测者间的相对速度和声速的比值有关．这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”． 本题考查了多普勒效应现象的特点、适用范围；对于多普勒效应，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近．‎ ‎ 6. 解：A、D、当缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，用卡尺观察单缝衍射的亮线宽度变窄，衍射现象越不明显．故A正确，D错误； B、当缝宽由0.2mm逐渐增大到0.8mm，用卡尺观察单缝衍射的亮线宽度变窄，衍射现象越不明显．故B错误； C、当缝宽由0.1mm逐渐增大到0.5mm，用卡尺观察单缝衍射的亮线宽度变窄，且亮度变亮，衍射现象越不明显．故C错误； 故选：A 衍射条纹的宽度和亮度与单缝的宽度有关，宽度越窄，亮度越弱，条纹的宽度越宽． 解决本题的关键掌握衍射条纹的宽度和亮度与缝的宽度的关系，以及知道发生明显衍射的条件． 7. 解：A、玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，A错误； B、在真空中a 侧光的传播速率等于b侧光的传播速率，根据，频率越大的，波长越小，即真空中a侧光的波长小于b侧光的波长，故B正确； C、三棱镜对a 侧光的折射率大于对b 侧光的折射率，C错误； D、红光的折射率小于紫光的，由n= 可以求出，红光的传播速度大于紫光的，即a侧光的传播速度小于b侧光的传播速度，D错误； 故选B 由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由n= 可以求出，红光的传播速度大于紫光的． 由光的折射定律判断出ab分别是紫光和红光，是解决本题的关键． 8. 解：洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振．此后波轮转速减慢，则驱动力频率小于固有频率，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，所以选项A、C正确． 故选AC 振动最激烈时是转动频率等于洗衣机的固有频率，振动减弱时说明频率不再相等． 本类题目抓住关键点：频率相等时发生共振现象，振幅最大． 9. 解：A、根据折射定律可知折射率nb＞na，由临界角公式sinC=，Ca＞Cb，故A错误． B、折射率nb＞na，波长λa＞λb，则通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的宽．故B正确． C、由v=判断可知，nb＞na，该介质中a光的传播速度大于b光的传播速度．故C正确． D、折射率nb＞na，波长λa＞λb，故D错误． 故选BC 根据折射定律可知两种光的折射率大小，由临界角公式sinC=，分析临界角的大小．根据光的干涉研究结果：波长间距与波长成正比，分析干涉条纹间距的关系．由v=‎ 判断光在该介质中速度关系． 本题是高考中基本题型，本题考查对不同色光特性的理解能力．对于光的色散、干涉的结果，可结合折射定律和临界角公式理解记忆． 10. 解：A、由于重力的作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确； B、当从肥皂膜前后表面反射的光程差等于半波长奇数倍时，振动减弱，形成暗条纹，故B错误； C、干涉条纹是平行等间距的平行线时，说明膜在同一高度处的厚度处处相等，薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故C错误； D、观察薄膜干涉条纹时，是两列频率相同的反射光在薄膜上出现的现象，因此在入射光的同一侧，故D正确； 故选AD． 薄膜干涉分为两种一种叫等倾干涉，另一种称做等厚干涉．等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹．薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉．牛顿环和楔形平板干涉都属等厚干涉． 解答本题应掌握薄膜干涉的原理，干涉取决于两层肥皂膜的厚度而形成反射光的光程差． 11. 解：（1）为了减小空气阻力对单摆振动的影响，摆球应选择铁球．摆线长约1m，振动时单摆的最大摆角约5°，所以第3组同学测定的结果最准确． 由图1知单摆的周期为 T=1.8s，摆长为 L=0.81m 根据单摆的周期公式T=2，得g==≈9.86（m/s2）； （2）A、测摆线长时摆线拉得过紧，摆长偏大，由g=可知测得的g值偏大，故A错误． B、开始计时，秒表过迟按下，测得的周期偏小，由g=可知测得的g值偏大，故B错误． C、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，由T=2知测得的单摆周期变大，从而求得的g偏小，故C正确． D、实验中误将49次全振动数为50次，得到的周期T偏小，由g=可知测得的g值偏大，故D错误． E、由单摆的周期公式可知单摆的周期与振幅无关，所以振幅过小，不影响测量结果，故E错误． 故选：C． （3）根据单摆的周期公式T=2，得T2=L，所以T2～L图象的斜率等于，斜率越大，对应的g越小，因为北京当地的重力加速度比成都大，则知在北大所测实验结果对应的图线是B． 故答案为：‎ ‎ （1）3，9.86； （2）C； （3）B． （1）为了减小空气阻力对单摆振动的影响，应选择摆长约1m的摆线与铁球组成的单摆进行实验，摆球的最大摆角不超过5°．根据单摆的周期公式T=2求解重力加速度． （2）根据单摆的周期公式T=2，得g=，再分析误差产生的原因． （3）根据单摆的周期公式T=2，得T2=L，分析T2～L图象的斜率与g的关系，抓住北京的g大，进行分析． 此题关键掌握实验原理：单摆的周期公式T=2，根据原理选择器材，明确注意事项，由单摆的周期公式分析T2～L图象斜率的物理意义． 12. 解：（2）测第1条亮纹时，螺旋测微器固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×27.0=0.270mm，所以最终读数为2.270mm．测第6条亮纹时，螺旋测微器固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为0.01×37.0=0.370mm，所以最终读数为13.870mm．=． （3）双缝干涉条纹的间距公式，所以计算式=m=6.6×102nm． 故本题答案为：（2）13.870，2.32   （3），6.6×102 （2）螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．根据求出相邻亮纹的间距． （3）双缝干涉条纹的间距公式，根据该公式可求出红光的波长．解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需估读．以及掌握双缝干涉条纹的间距公式． 13. (1)小球在AB间的运动，由对称性可知小球的振幅； (2)由小球的周期性可知6s小球振动次数，则可求出小球经过的路程； (3)根据小球运动的周期性，可求得小球在8s内完成的振动次数，则可分析小球的位移； (4)由小球运动的对称性可画出小球由A点出发的x-t图象． 14. ‎ 根据题意，当简谐横波沿长绳向右传播时，若a点的位移达到正最大时，b点的位移恰为零且向下运动，结合波形，得到a，b两点与波长关系的通项式．又据题意，经过1.00s后a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负最大，得到时间与周期的关系通项式，求出波速的通项式，再研究波速的特殊值． 此题是波的多解题，首先判断波的传播方向，其次，根据波形及传播方向，列出波沿不同方向传播时可能传播距离和周期的通式，再次，看质点间隐含的不同波长的关系，列出波长的通式，再分别将n=0，1，2…代入通式可求得所有可能的答案，要防止漏解或用特解代通解．‎ ‎15. （1）入射角为入射光线与法线的夹角，折射角为折射光线与法线的夹角．由几何关系求出入射角和折射角，再根据折射定律求出介质的折射率．  （2）根据公式sinC=求介质的临界角；  （3）由公式n=求出光在介质中的传播速度．  解决本题的关键要掌握与折射率有关的三个公式：n=、n=、sinC=，要注意的是入射角和折射角都是与法线的夹角，不是与界面的夹角．‎ ‎16. 光线以45°的入射角时，要分入射光线在法线的右侧和左侧两种情况进行讨论研究．根据折射定律求出光线在AC面的折射角．根据几何知识确定光线在AB或BC面上入射角．求出临界角，判断在这两个面上能否发生全反射，画出光路图，求出光线从棱镜射出的点的位置离A或B点的距离． 本题中入射光线的位置未知，要分析两种情况进行研究，不能漏解．要将折射定律与几何知识结合起来分析光路． ‎