精品解析：北京市第十三中学2023-2024学年高二下学期期中测试物理试卷

北京市第十三中学2023~2024学年第二学期 高二物理期中测试 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第4页；第Ⅱ卷第5页至第8页，答题纸第1页至第2页。共100分，考试时间90分钟。 请在答题纸第1、2页左侧密封线内书写班级、姓名、准考证号。考试结束后，将本试卷的答题纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共42分） 一、本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共42分） 1. 根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况（　　） A. 伦琴射线、紫外线、可见光 B. 伦琴射线、紫外线、红外线 C. 紫外线、红外线、可见光 D. 无线电波、红外线、紫外线 【答案】A 【解析】 【详解】根据电磁波谱可知电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的是伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。故BCD错误，A正确。 故选A。 2. 某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图所示，他在一个烧杯中装满了某种透明液体，紧贴着杯口竖直插入一根直尺AB，眼睛从容器边缘的P处斜向下看去，观察到A经液面反射所成的虚像恰好与B经液体折射形成的虚像重合。他读出直尺露出液面的长度AC、没入液体中的长度BC，量出烧杯的直径d。由此求出这种透明液体的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】如图所示 根据几何知识可得 ， 所以透明液体的折射率为 故选D。 3. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（　　） A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 B. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 【答案】A 【解析】 【详解】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。 故选A。 4. 如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a、b两束单色光。则（　　） A. 玻璃对a光的折射率较小 B. 玻璃对a光的临界角较大 C. b光在玻璃中的传播速度较大 D. 如果b光是绿光，那么a光可能是红光 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知入射角相同时，光的折射角小于光的折射角，则光的折射率大于光的折射率。故A错误； B．发生全反射时 光折射率大，则光的临界角较小。故B错误； C．根据可知，光折射率大，则光在玻璃中的传播速度比光小。故C正确； D．如果b光是绿光，的波长会比绿光更短，不可能是红光。故D错误。 故选C。 5. 医院有一种先进的检测技术——彩超，向病人体内发射频率已精确掌握的超声波。超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可以知道血液的流速。这一技术主要体现了哪一种物理现象（　　） A. 多普勒效应 B. 波的衍射 C. 波的干涉 D. 共振 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，此仪器能测出波频率变化，由频率变化判断血液速度，波的衍射、干涉及共振都不会产生波频率的变化。多普勒效应是由于波源的移动使接受到的波的频率发生变化，故选A。 6. 如图所示，一个弹簧振子在AB间做简谐运动，O是平衡位置。以某时刻作为计时零点（t=0），经过周期，振子具有正方向的最大速度。那么图中的四个图像能够正确反映振子运动情况的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．从t=0时刻，经过周期，振子到达正方向的最大位移处，速度是零，故A错误； B．在 t=0时刻时，振子在正向最大位移处，经过周期，振子沿x轴负方向到达平衡位置，此时具有负方向的最大速度，故B错误； C．从t=0时刻，经过周期，振子到达负方向的最大位移处，速度是零，故C错误； D．在t=0时刻时，振子在负方向最大位移处，经过周期，振子沿x轴正方向到达平衡位置，此时具有正方向的最大速度，故D正确。 故选D。 7. 如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为，已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波传播的速度为 B. 时，振动传到质点15 C. 时，质点9处于上方最大位移处 D. 时，质点12正在向下运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，则振动周期 相邻编号的质点间距离为，则波长 这列波传播的速度为 故A错误； B．时，波的传播距离 则振动传到质点13，故B错误； CD．时动传到质点13，则质点9处于上方最大位移处，质点12正在向上运动，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐波在时的波形，而虚线是该波在时的波形，此列波的周期大于0.3s而小于0.5s。该波的波速为（　　） A. 2m/s B. 10m/s C. 18m/s D. 6m/s 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知波长为 由于波沿x轴正方向传播，且周期大于0.3s而小于0.5s，则从时实线的波形到时虚线的波形，经过的时间应满足 解得周期为 则该波的波速为 故选B。 9. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿+x方向传播，波速为1m/s B. 质点a经过4s振动的路程为4m C. 此时刻质点a的速度沿+y方向 D. 质点a在t=2s时速度为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据b点在该时刻向上运动可以确定波沿-x传播，波长，周期，则有波速为 A错误； B．由乙图可知周期为8秒，4秒内a质点振动的路程为1m，B错误； C．波沿-x传播，可以判定a质点沿-y方向运动，C错误； D．经过2秒质点振动四分之一周期，a质点刚好运动到最大位移处，则速度是零，D正确。 故选D。 【点睛】考点：机械振动与机械波。 10. 一正弦交变电流的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.25s C. 该交变电流的表达式为 D. 将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知t0.1s时电流为负方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误； B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.2s，故B错误； C．由图可知，电流的最大值为，角速度为 故该交变电流的表达式为 故C正确； D．该交变电流的有效值为 将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为 故D错误。 故选C。 11. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压 即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流 而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得 则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为 故AC错误，B正确； D．根据交流电瞬时电压的表达式 可得 而 则可得 故D错误。 故选B。 12. 质量为m的物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受拉力F的冲量方向水平向右 B. 物块所受拉力F的冲量大小为2mv C. 物块所受重力的冲量大小为零 D. 物块所受合力的冲量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．物块所受拉力的冲量为 方向与水平方向夹角为，故AB错误； C．物块所受重力的冲量为 故C错误； D．由动量定理可知 故D正确； 故选D。 13. 如图甲所示，长2 m的木板Q静止在某水平面上，t=0时刻，可视为质点的小物块P以水平向右的某一初速度从Q的左端向右滑行．P、Q的速度－时间图象见图乙，其中a,b分别是0～1 s内P、Q的速度－时间图线，c是1～2 s内P、Q共同的速度－时间图线．已知P、Q的质量均是1 kg，g取10 m/s2．则以下判断正确的是 A. 0－2s内，木板Q下表面与水平面之间有摩擦力 B. 在0－2 s内，摩擦力对Q的冲量是2 N·s． C. P、Q之间的动摩擦因数为0.1 D. P相对Q静止的位置在Q木板的最右端 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知，在P、Q系统在相互作用的过程结束后，系统沿水平方向做匀速直线运动，可知系统所受的外力之和为零，木板Q下表面与水平面之间没有摩擦力．故A错误； B．从图象可知，0～2s内对Q，先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，在1～2s内无摩擦力，根据动量定理，摩擦力的冲量等于动量的变化，所以 I=Mv-0=1N•s 故B错误； C．P从速度为2m/s减为1m/s所需的时间为1s，则 a=μg==1m/s2 所以 μ=0.1 故C正确． D．在t=1s时，P、Q相对静止，一起做匀速直线运动，在0～1s内，P的位移 x1＝×1=1.5m Q位移 x2＝×1=0.5m 所以 △x=x1-x2=2m-1m=1m＜2m 知P与Q相对静止时不在木板的右端．故D错误． 故选C． 【点睛】解决本题的关键知道动量守恒的条件以及会从图象得知P、Q的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解． 14. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(　　) A. 天线发出的两种无线电波必须一样强 B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 两种无线电波各自在空间强弱分布完全重合 【答案】C 【解析】 【详解】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处光程差为零，干涉均加强，两种无线电波各自在空间的强弱分布稳定，但不重合，当接收到的和的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。 A．干涉要求两波源的频率相同，而强度没有要求，故A错误； B．由于无线电波以光速传播，根据知，波长不同，频率不同，所以两种无线电波之间不会发生干涉，故B错误； CD．空间中某点加强与减弱取决于到两波源的距离差为半波长的奇、偶数倍。所以两种电波的波峰与波峰叠加最强分布是固定的，而且λ1≠λ2，所以无线电波各自在空间的强弱分布不重合，不过中垂线都是加强点，故C正确，D错误。 故选C。 第Ⅱ卷（共58分） 二、实验题（每空2分，共18分） 15. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺（20分度）的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。则图丙的读数______mm；图丁的读数______mm。实验中所用的双缝间的距离，双缝到屏的距离，则实验中计算波长的表达式______（用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长______m。 【答案】 ①. 1.15 ②. 8.95 ③. ④. 【解析】 【详解】[1][2]20分度游标卡尺的精确值为，则图丙的读数为 图丁的读数为 [3]相邻亮条纹间距为 根据 联立可得波长的表达式为 [4]根据以上数据，可得实验中测出的光的波长为 16. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）甲同学分别选用三种材料不同而直径都为2cm的实心球、长度不同的细棉线组成单摆，完成了四组实验。各组实验的器材和部分测量数据如下表，其中最合理的实验是第______组。 组别 摆球材料 摆长L/cm 最大摆角 全振动次数N/次 1 铜 30 30° 50 2 铜 100 5° 1 3 铁 100 5° 50 4 铁 100 5° 10 （2）乙同学选择了合理的实验装置后，测出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图1所示的图像，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度______（用符号表示），图2是乙同学其中一次的测量结果：测摆长时测量结果如图甲所示（单摆的悬点与刻度尺的零刻线对齐）。则摆长为______cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为______s。 （3）丙、丁两同学合作测量重力加速度，也测出几组不同摆长L和周期T的数值。丙用图象法处理求得重力加速度为；丁用公式法处理求得重力加速度为；实验后他们发现测摆长时忘了加上摆球的半径，则丙、丁两同学计算出的重力加速度数值关系为______（填“＞”“<”或“=”）。 【答案】（1）3 （2） ①. ②. 99.80 ③. 100.6 （3）＞ 【解析】 【小问1详解】 应选用第3组实验数据，因为第1组：摆长太短，误差大；摆角太大，摆球不做简谐运动；第2组：如只是测量一个周期的时间，可能出现因人的反应时间导致的误差大；第4组全振动次数较小，周期的测量误差较大。 【小问2详解】 [1]由周期公式，可得 可知，T2-L图线斜率 解得 [2]摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，即悬点到球心的距离；由图可知摆长等于99.80cm。 [3]秒表的读数为 90s+10.6s=100.6s 【小问3详解】 丙用T2-L图像法处理求得重力加速度为g丙，测摆长时忘了加上摆球的半径，图线与加上摆球的半径的图线平行，斜率相同，重力加速度相同。而丁用公式法处理求得重力加速度为g丁，测摆长时忘了加上摆球的半径，则测得g丁偏小。所以 g丙＞g 丁 三、论述、计算题（共40分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，重力加速度取m/s，答案必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈的边长，匝数，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接，现使线圈绕过和边中点、且垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动，电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电动势瞬时值的表达式； （2）求通过电阻R的电流有效值I； （3）求线圈转动电阻R上产生的热量Q。 【答案】（1）；（2）0.71A；（3） 【解析】 【详解】（1）线圈产生感应电动势的最大值 得 线圈经过图示位置开始计时，线圈内的电动势瞬时值的表达式 （2）根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值 通过电阻R的电流的有效值 得 （3）电阻R上产生的热量 得 18. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向； （3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。 【答案】（1）；（2），方向与水平方向夹角；（3） 【解析】 【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为t，则 解得；则排球在空中飞行的水平距离 （2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小 得；根据 得；设速度方向与水平方向夹角为（如答图所示） 则有 （3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小 19. 碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。 （1）如图1所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B，质量分别是m1、m2，A球以v1的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是、。碰撞过程中A对B的作用力是F2，B对A的作用力是F1： a．请根据牛顿运动定律和加速度定义，推导小球A和小球B在碰撞过程中满足：m1v1=m1+m2； b．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若m1=2kg、m2=1kg，某次碰撞满足v1=2m/s、=2m/s。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞； （2）裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。 如图2所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。 【答案】（1）a．见解析，b．有机械能损失，是非弹性碰撞；（2）答案见解析 【解析】 【详解】（1）a．根据牛顿第二定律，碰撞过程中两球的加速度分别是 ， 根据牛顿第三定律 令A、B作用时间为Δt，根据加速度定义 ， 联立可得 m1v1=m1+m2 b．根据动量守恒定律有 m1v1=m1+m2 解得 =1m/s 碰前机械能 =4J 碰后机械能 =3J 有机械能损失，是非弹性碰撞。 （2）令碰撞后中子速度为，某原子核速度为，根据动量守恒定律有 mv=m+M 由能量关系 解得碰撞后中子速度 因为 M>m 所以 可见，M越小，越小，为了使中子速率更好降下来，慢化剂中的原子核质量应选较小的。 20. 简谐运动是我们研究过的一种典型运动方式． （1）一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动．如图所示，将两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的两端固定，中间接一质量为m的小球，此时两弹簧均处于原长．现将小球沿杆拉开一段距离后松开，小球以O为平衡位置往复运动．请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动． （2）以上我们是以回复力与偏离平衡位置的位移关系来判断一个运动是否为简谐运动．但其实简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，v2=v02-ax2，其中v0为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数．请你证明，如图中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关．已知弹簧的弹性势能可以表达为kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量． （3）一质点沿顺时针方向以速度v0做半径为R的匀速圆周运动，如图所示．请结合第（2）问中的信息，分析论证小球在x方向上的分运动是否符合简谐运动这一特征． 【答案】（1）证明见解析．（2）a等于两个弹簧的劲度系数的和，初速度的大小与开始时的振幅有关．（3）证明见解析． 【解析】 【详解】（1）若小球向右偏离的位移为x，选取向右为正方向，由胡克定律可得，小球受到的合外力：F合=（k1+k2）x，由于k1和k2都是常数，所以小球受到的合外力与位移成正比，小球做简谐振动． （2）小球运动的过程中的机械能包括小球的动能与弹簧的弹性势能，小球运动的过程中系统的机械能守恒，设小球偏离O点的最大位移为A，则通过平衡位置时： 若小球向右偏离的位移为x时的速度为v，则： 即： 可知其中a等于两个弹簧的劲度系数的和，初速度的大小与开始时的振幅有关． （3）当质点水平方向的位移为x时，质点速度与x轴之间的夹角设为θ，将质点的速度沿x轴方向与y轴方向分解如图，则： vy=v0cosθ 而：cosθ= 根据合速度与分速度的关系可知：v02=vx2+vy2 整理可得：vx2=v02-v02=v02-ax2 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京市第十三中学2023~2024学年第二学期 高二物理期中测试 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第1页至第4页；第Ⅱ卷第5页至第8页，答题纸第1页至第2页。共100分，考试时间90分钟。 请在答题纸第1、2页左侧密封线内书写班级、姓名、准考证号。考试结束后，将本试卷的答题纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题共42分） 一、本题共14小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题3分，共42分） 1. 根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况（　　） A. 伦琴射线、紫外线、可见光 B. 伦琴射线、紫外线、红外线 C. 紫外线、红外线、可见光 D. 无线电波、红外线、紫外线 2. 某位同学用下面的方法测量某种液体的折射率。如图所示，他在一个烧杯中装满了某种透明液体，紧贴着杯口竖直插入一根直尺AB，眼睛从容器边缘的P处斜向下看去，观察到A经液面反射所成的虚像恰好与B经液体折射形成的虚像重合。他读出直尺露出液面的长度AC、没入液体中的长度BC，量出烧杯的直径d。由此求出这种透明液体的折射率为（　　） A. B. C. D. 3. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（　　） A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 B. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 4. 如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分为a、b两束单色光。则（　　） A. 玻璃对a光的折射率较小 B. 玻璃对a光的临界角较大 C. b光在玻璃中传播速度较大 D. 如果b光是绿光，那么a光可能是红光 5. 医院有一种先进的检测技术——彩超，向病人体内发射频率已精确掌握的超声波。超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波的频率变化，就可以知道血液的流速。这一技术主要体现了哪一种物理现象（　　） A. 多普勒效应 B. 波的衍射 C. 波的干涉 D. 共振 6. 如图所示，一个弹簧振子在AB间做简谐运动，O是平衡位置。以某时刻作为计时零点（t=0），经过周期，振子具有正方向的最大速度。那么图中的四个图像能够正确反映振子运动情况的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图是某绳波形成过程示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2，3，4，……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端，相邻编号的质点间距离为，已知时，质点1开始向上运动；时，质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动。则（　　） A. 这列波传播的速度为 B. 时，振动传到质点15 C. 时，质点9处于上方最大位移处 D. 时，质点12正在向下运动 8. 如图所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐波在时的波形，而虚线是该波在时的波形，此列波的周期大于0.3s而小于0.5s。该波的波速为（　　） A. 2m/s B. 10m/s C. 18m/s D. 6m/s 9. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿+x方向传播，波速为1m/s B. 质点a经过4s振动的路程为4m C. 此时刻质点a的速度沿+y方向 D. 质点a在t=2s时速度为零 10. 一正弦交变电流的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.25s C. 该交变电流的表达式为 D. 将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为 11. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 12. 质量为m物块在光滑水平面上以速率v匀速向左运动，某时刻对物块施加与水平方向夹角为的恒定拉力F，如图所示。经过时间t，物块恰好以相同速率v向右运动。在时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 物块所受拉力F的冲量方向水平向右 B. 物块所受拉力F的冲量大小为2mv C. 物块所受重力的冲量大小为零 D. 物块所受合力的冲量大小为 13. 如图甲所示，长2 m的木板Q静止在某水平面上，t=0时刻，可视为质点的小物块P以水平向右的某一初速度从Q的左端向右滑行．P、Q的速度－时间图象见图乙，其中a,b分别是0～1 s内P、Q的速度－时间图线，c是1～2 s内P、Q共同的速度－时间图线．已知P、Q的质量均是1 kg，g取10 m/s2．则以下判断正确的是 A. 在0－2s内，木板Q下表面与水平面之间有摩擦力 B. 在0－2 s内，摩擦力对Q的冲量是2 N·s． C. P、Q之间的动摩擦因数为0.1 D. P相对Q静止的位置在Q木板的最右端 14. 物理学原理在现代科技中有许多重要应用，例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波。飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(　　) A. 天线发出的两种无线电波必须一样强 B. 导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉 C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合 第Ⅱ卷（共58分） 二、实验题（每空2分，共18分） 15. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺（20分度）的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第1亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。则图丙的读数______mm；图丁的读数______mm。实验中所用的双缝间的距离，双缝到屏的距离，则实验中计算波长的表达式______（用已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长______m。 16. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中： （1）甲同学分别选用三种材料不同而直径都为2cm的实心球、长度不同的细棉线组成单摆，完成了四组实验。各组实验的器材和部分测量数据如下表，其中最合理的实验是第______组。 组别 摆球材料 摆长L/cm 最大摆角 全振动次数N/次 1 铜 30 30° 50 2 铜 100 5° 1 3 铁 100 5° 50 4 铁 100 5° 10 （2）乙同学选择了合理的实验装置后，测出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图1所示的图像，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度______（用符号表示），图2是乙同学其中一次的测量结果：测摆长时测量结果如图甲所示（单摆的悬点与刻度尺的零刻线对齐）。则摆长为______cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为______s。 （3）丙、丁两同学合作测量重力加速度，也测出几组不同摆长L和周期T的数值。丙用图象法处理求得重力加速度为；丁用公式法处理求得重力加速度为；实验后他们发现测摆长时忘了加上摆球的半径，则丙、丁两同学计算出的重力加速度数值关系为______（填“＞”“<”或“=”）。 三、论述、计算题（共40分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，重力加速度取m/s，答案必须明确写出数值和单位。 17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈的边长，匝数，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接，现使线圈绕过和边中点、且垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动，电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内电动势瞬时值的表达式； （2）求通过电阻R电流有效值I； （3）求线圈转动电阻R上产生的热量Q。 18. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及方向； （3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小I。 19. 碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。 （1）如图1所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B，质量分别是m1、m2，A球以v1的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是、。碰撞过程中A对B的作用力是F2，B对A的作用力是F1： a．请根据牛顿运动定律和加速度的定义，推导小球A和小球B在碰撞过程中满足：m1v1=m1+m2； b．如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若m1=2kg、m2=1kg，某次碰撞满足v1=2m/s、=2m/s。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞； （2）裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。 如图2所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。 20. 简谐运动是我们研究过的一种典型运动方式． （1）一个质点做机械振动，如果它的回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，而且方向与位移方向相反，就能判定它是简谐运动．如图所示，将两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的两端固定，中间接一质量为m的小球，此时两弹簧均处于原长．现将小球沿杆拉开一段距离后松开，小球以O为平衡位置往复运动．请你据此证明，小球所做的运动是简谐运动． （2）以上我们是以回复力与偏离平衡位置的位移关系来判断一个运动是否为简谐运动．但其实简谐运动也具有一些其他特征，如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为，v2=v02-ax2，其中v0为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度，a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数．请你证明，如图中小球的运动也满足上述关系，并说明其关系式中的a与哪些物理量有关．已知弹簧的弹性势能可以表达为kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量． （3）一质点沿顺时针方向以速度v0做半径为R的匀速圆周运动，如图所示．请结合第（2）问中的信息，分析论证小球在x方向上的分运动是否符合简谐运动这一特征． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$