【物理】山东曲阜市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试线上试题（解析版）

【物理】山东曲阜市第一中学2019-2020学年高二下学期期中考试线上试题（解析版）

‎2020年下学期高二期中线上考试 物理试题 第I卷（选择题）‎ 一、单选题（下列题目只有一个正确答案，每题4分，共7题，共28分，选对得4分，选错或不选得0分。）‎ ‎1.关于简谐运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 位移的方向总指向平衡位置 B. 加速度方向总和位移方向相反 C. 位移方向总和速度方向相反 D. 速度方向总和位移方向相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动过程中任一时刻的位移都是背离平衡位置的，故A选项不合题意.‎ B.振子的加速度总是指向平衡位置的，而位移总是背离平衡位置的，故B选项符合题意.‎ CD.振子在平衡位置两侧往复运动，速度方向与位移方向有时相同，有时相反，故C项不合题意、D选项不合题意.‎ ‎2.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　）‎ A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能守恒 C. 动量守恒，机械能不守恒 D. 无法判定动量、机械能是否守恒 ‎【答案】C ‎【解析】在子弹打击木块A及弹簧压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统，系统所受的合外力为零，则系统的动量守恒。在此过程中，除弹簧弹力做功外还有摩擦力对系统做功，所以系统机械能不守恒。选项C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎3.下列对光学现象的认识正确的是（ ）‎ A. 阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象 B. 雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象 C. 用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象 D. 某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高 ‎【答案】D ‎【解析】阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，选项A错误；雨后天空中出现的彩虹是光的色散现象，选项B错误；用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，选项C错误；某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，由于光的折射，他看到灯的位置比实际位置高，选项D正确；故选D.‎ ‎4.如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°，一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB，以下对该介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A. ，不能发生全反射 B. ，能发生全反射 C. ，不能发生全反射 D. ，能发生全反射 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由光路图可知，光线在OA面上的入射角为i=60°，折射角为r=30°‎ 根据折射定律得折射率为 光线在M点的入射角为=30°，‎ 临界角的正弦为 即有，故折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射，故A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎【点睛】本题关键掌握折射定律和全反射条件：光线从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，并知道临界角公式sinC=，并根据全反射条件进行判断。‎ ‎5. 在光的双缝干涉实验中，光屏上出现的条纹情况是（ ）‎ A. 中央明条纹最宽 B. 各种不同色光暗条纹间距一样大 C. 对于同种色光，光屏离双缝距离越远明条纹的间距越小 D. 在相同装置中红光的明条纹间距比紫光的明条纹间距大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度，故A错误；‎ B．根据双缝干涉条纹的间距公式 知不同色光，波长不同，则条纹间距不同，故B错误；‎ C．根据双缝干涉条纹的间距公式 知对于同种色光，光屏离双缝距离L越远明条纹的间距越大，故C错误；‎ D．根据 可知红光波长长，则条纹间距大，故D正确。故选D。‎ ‎【点睛】解答此题要知道：双缝干涉条纹等间距、等宽度、等亮度．根据双缝干涉条纹的间距公式比较条纹间距的大小。‎ ‎6.如图所示，实线和虚线分别表示振幅和频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此时M点是波峰与波峰的相遇点．设两列波的振幅均为A，则 A. 再过四分之一周期，Q点为振动减弱点 B. 图中位于P、N两处的质点正处于平衡位置 C. M点为振动加强点，位移始终为‎2A D. 从此刻起，经过半个周期，M点的位移为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知Q点是波谷和波谷叠加，正处在波谷，故A错误；‎ 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，故B正确；‎ C．由图可知M点为波峰与波峰相遇，振动的加强点，其振幅为‎2A，但并不是位移始终为‎2A，故C正确；‎ D．M点为波峰与波峰相遇，半个周期后为波谷与波谷相遇，M点处于波谷，位移为，故D错误．‎ ‎7.蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为‎50kg的运动员从‎1.8m高出自由下落到蹦床上，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，则这段时间内蹦床对运动员的冲量大小为（取g=‎10m/s2，不计空气阻力）（　　）‎ A. 400N•s B. 300N•s C. 200N•s D. 100N•s ‎【答案】A ‎【解析】设运动员自由下落到蹦床的速度为v，由机械能守恒得：，解得；运动员接触蹦床过程中，由动量定理得：，解得，此过程中蹦床对运动员的冲量大小为，方向竖直向上，故A正确，BCD错误；故选A．‎ ‎【点睛】由机械能守恒可求得运动员落到蹦床瞬间的速度；运动员落到最低点动量为零，则可求出动量的变化，再由动量定理可求得蹦床对运动员的冲量．‎ 二、多选题（下列题目有多个正确答案，每题4分，全对得4分，选不全得2分，错选或不选得0分，共5题，共20分。）‎ ‎8.如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知（ ）‎ A. 两摆球质量相等 B. 两单摆的摆长相等 C. 两单摆相位相差 D. 在相同的时间内，两摆球通过的路程总有 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.单摆周期与质量无关，所以无法得到两球的质量关系；选项A不合题意.‎ B.从图上知，则摆长相等；B项符合题意．‎ C..两单摆相位相差，故C项符合题意.‎ D.由于两个摆的初相位不同，所以只有从平衡位置或最大位移处开始计时，而且末位置也是在平衡位置或最大位移处的特殊情况下，经过相同时间，两摆球通过的路程才一定满足，若不能满足以上的要求，则不一定满足，故D项不合题意.‎ ‎9. 关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是(　　)‎ A. 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B. 在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D. 真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C正确．‎ 思路分析：狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，‎ 试题点评：本题考查了狭义相对论的两个假设 ‎10.图甲为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x=‎6m处的P质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）‎ A. 波速为‎0.5m/s B. P质点的振幅为‎8cm C. 波的传播方向为x轴负方向 D. 当t=4s时，P质点恰好经平衡位置向+y方向运动 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从图中可知波长，周期，故波速为 A错误；‎ B．从图甲中可知振幅为‎4cm，B错误；‎ C．在t=2s时刻x=‎6m处的质点正通过平衡位置向下振动，根据上下坡法可得波的传播方向为x轴负方向，C正确；‎ D．从图乙中可知t=4s时，P质点恰好经平衡位置向+y方向运动，D正确。‎ 故选CD。‎ ‎11.如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分别为a、b两束。则（　　）‎ A. a光的频率小于b光的频率 B. 在真空中a光的速度大于b光的速度。‎ C. 若a光为绿光，则b可能为紫光 D. 若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，a光先消失 ‎【答案】AC ‎【解析】A．由图可知，两光束的入射角相等，a光的折射角小于b的折射角，由折射定律得知：a光的折射率小于b光的折射率，由于频率越高，折射率越大，可知，a 光的频率小于 b 光的频率，A正确；‎ B．不同的颜色光在真空中的波速都等于3.0×‎108m/s，B错误；‎ C．a 光的频率小于 b 光的频率，若 a 光为绿光，则 b 可能为紫光，C正确；‎ D．根据临界角折射率的关系sinC= ‎ 折射率越大，临界角越小，则光从水中射向空气时b光的临界角较小，若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，入射角增大时，b先达到临界角，因此b先发生全反射，从水面上方消失，D错误。故选A。‎ ‎12. 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ．初始时小物块停在箱子正中间，如图所示．现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：设物块与箱子相对静止时共同速度为V，则由动量守恒定律得，得，系统损失的动能为，B正确，AC错误．根据能量守恒定律得知，系统产生的内能等于系统损失的动能，根据功能关系得知，系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，则有．D正确，故选BD 考点：动量守恒定律；功能关系．‎ 点评：两个相对运动的物体，当它们的运动速度相等时候，往往是最大距离或者最小距离的临界条件．本题是以两物体多次碰撞为载体，综合考查功能原理，动量守恒定 律，要求学生能依据题干和选项暗示，从两个不同角度探求系统动能的损失．又由于本题是陈题翻新，一部分学生易陷入某种思维定势漏选B或者D，另一方面，若 不仔细分析，易认为从起点开始到发生第一次碰撞相对路程为，则发生N次碰撞，相对路程为，而错选C．‎ 第II卷（非选择题）‎ 三、实验题（共2小题，每空3分，共18分）‎ ‎13.某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，实验步骤如下：‎ A.按装置图安装好实验装置 B.用游标卡尺测量小球的直径d C.用米尺测量悬线的长度l D.让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、….当数到20时，停止计时，测得时间为t E.多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D F.计算出每个悬线长度对应的t2‎ G.以t2为纵坐标、l为横坐标，作出t2－l图线 结合上述实验，完成下列题目：‎ ‎（1）用游标为10分度(测量值可准确到‎0.1 mm)的卡尺测量小球的直径，某次测量的示数如图甲所示，读出小球直径d的值为___cm.‎ ‎（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出图线t2－l如图乙所示，根据图线拟合得到方程t2=‎404.0l+3.0，设t2－l图象的斜率为k，由此可以得出当地的重力加速度的表达式g=__，其值为___m/s2 (取π2＝9.86，结果保留3位有效数字) ．‎ ‎（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是__‎ A.不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时 B.开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数 C不应作t2－l图线，而应作t2－(l-)图线 D.不应作t2－l图线，而应作t2－(l+)图线 ‎【答案】 (1). 1.52 (2). 9.76 (3). D ‎【解析】（1）由图示游标卡尺可知，主尺示数是‎1.5cm，游标尺示数是 ‎2‎0.1mm=‎0.2mm=‎0.02cm，所以游标卡尺示数即小球的直径d=‎1.5cm+‎0.02cm=‎1.52cm．‎ ‎（2）由题意知，单摆完成全振动的次数n==10，单摆的周期T==，由单摆周期公式T=2可得：t2=l，由图象得到的方程为：t2=‎404.0l+3.5，设t2－l图象的斜率为k，由此可以得出当地的重力加速度的表达式g=，由=404.0，当地的重力加速度g=≈‎9.76m/s2．‎ ‎（3）小球经过最低点时开始计时并开始计数，是测量周期的正确方法，不会影响图像不过坐标原点；单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，该同学把摆线长度作为单摆摆长，摆长小于实际摆长，这是t2-l图象不过原点，在纵轴上截距不为零的原因，故D正确，A、B、C错误．‎ ‎14.如图所示，在做《用双缝干涉测量光的波长》的实验时，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，用直尺量得双缝到屏的距离为‎80.00cm，由双缝上的标识获知双缝间距为‎0.200mm，光波波长为6.00×10‎-7m.若调至屏上出现了干涉图样后，用测量头上的螺旋测微器去测量，转动手轮，移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐，如图所示，此时螺旋测微器的读数为________mm，此明条纹的序号定为1，其右侧的明纹序号依次为第2、第3、……条明纹．从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为________mm.‎ ‎【答案】 (1). 0.900 (2). 12.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]螺旋测微器的精确度为‎0.01mm，转动格数估读一位，读数为 ‎0.5+0.01×40.0=‎‎0.900mm ‎[2]相邻条纹的间距 则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为 x=5=12.0×10‎-3m=‎‎12.0mm 四、解答题（共4题，共34分。要求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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎15.如图所示，实线是一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在 t=0.2s 时刻的波形图，求:‎ ‎（1）由图读出波的振幅和波长；‎ ‎（2）若波沿 x 轴正方向传播，求波速的可能值；‎ ‎（3）若波沿 x 轴负方向传播，求波速的可能值．‎ ‎【答案】（1）波长λ＝‎0.24 m，振幅为‎10m；‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由波形图知波长λ＝‎0.24 m，振幅为‎10m ‎（2）若波沿 x 轴正方向传播，传播距离Δx满足 ‎ 由速度公式知：‎ ‎（3）波沿x轴负方向传播时，传播距离 ‎ 由速度公式知 ‎ 故本题答案是：（1）波长λ＝‎0.24 m，振幅为‎10m；‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎ ‎16.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x=‎5m的M点时开始计时，已知t1=0.7s时M点第二次出现波峰．求:‎ ‎①这列波传播的速度；‎ ‎②从t=0时刻起到t2=1s止，质点Q(x=‎9m)通过的路程．‎ ‎【答案】(1)‎10m/s （2）‎‎60cm ‎【解析】‎ ‎【详解】①质点M在t=0时沿y轴负方向振动，经过个周期第二次出现波峰 所以：‎ 解得：‎ T=0.4s 由图可知波长为‎4m，可得波速为：‎ ‎②从t=0开始，设经过质点Q开始振动，则有：‎ 所以质点Q振动的时间为：‎ 质点Q的路程为：‎ ‎17.如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为‎2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上的E点恰好发生一次全反射后，从AB边中点F处射出。已知真空中光速为c。求：‎ ‎（1）棱镜的折射率n；‎ ‎（2）单色光通过棱镜时间t。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由几何关系可知，全反射临界角C=60°，所以：‎ ‎（2）由几何关系可知：‎ 通过棱镜的时间：‎ ‎18.如图所示，固定在地面上的光滑圆弧面与车C 的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个滑块A，其质量为mA＝‎2kg，在距车的水平面高h＝‎1.25 m 处由静止下滑，车C的质量为mC＝‎6kg，在车C的左端有一个质量mB＝‎2kg的滑块B，滑块A与B均可看做质点，滑块A与B碰撞后黏合在一起共同运动，最终没有从车C上滑出，已知滑块A、B与车C的动摩擦因数均为μ＝0.5，车C与水平地面的摩擦忽略不计。取g＝‎10 m/s2。求：‎ ‎(1)滑块A滑到圆弧面末端时的速度大小；‎ ‎(2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小；‎ ‎(3)车C的最短长度。‎ ‎【答案】（1）‎5 m/s；（2）‎2.5 m/s；（3）‎‎0.375 m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v1，根据机械能守恒定律 mAgh＝‎ 代入数据，解得 v1＝＝‎5 m/s ‎(2)设A、B碰后瞬间的共同速度为v2，滑块A与B碰撞瞬间动量守恒，有 mAv1＝(mA＋mB)v2‎ 代入数据，解得 v2＝‎2.5 m/s ‎(3)设车C的最短长度为L，滑块A与B最终没有从车C上滑出，三者最终速度相同令其为v3，根据动量守恒定律 ‎(mA＋mB)v2＝(mA＋mB＋mC)v3‎ 根据能量守恒定律 两式联立代入数据，解得 L＝‎‎0375 m