精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题

石嘴山市第三中学2023-2024年度高二第二学期第二次月考 物理试卷 一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分） 1. 汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去．其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度．若该雷达发射的无线电就的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（ ） A. 当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同 B. 当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态 C. 当f′＞f时，表明前车加速行驶 D. 当f′＜f时，表明前车在减速行驶 2. 正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，针对这种现象的分析正确的是（　　）  A. 在时刻脱水桶的转动频率最大 B. 纯属偶然现象，并无规律 C. 在时刻洗衣机发生共振 D. 机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率不相等 3. 下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（　　） A. 日落时分拍摄水面下景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 B. 电影是利用了光的干涉特性 C. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 D. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象 4. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 5. 在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A. 改用红色激光 B. 改用蓝色激光 C. 增大双缝间距 D. 将屏幕向靠近双缝的位置移动 6. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 7. 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ） A. 这是光的干涉现象 B. 在真空中光束b的波长大于光束c的波长 C. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率 D. 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度 8. 水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法不正确的是（　　） A. 不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 B. 不同质点振动的频率都相同 C. 不同质点的振幅都相同 D. 同一质点处，两列波相位差不随时间变化 9. 很多人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为，从离人约的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为，重力加速度 。下列分析正确的是（　　） A. 手机刚要接触头部之前的速度约为 B. 手机与头部作用过程中手机动量变化约为 C. 手机对头部的冲量大小约为 D. 手机对头部的平均作用力大小约为 10. 超强台风利奇马于2019年8月10日1时45分许在我国浙江省温岭市城南镇沿海登陆，登陆时其中心附近最大风力达到16级（52 m/s），对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力（空气的压力）与风速（空气流动速度）大小关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v关系式为（　　） A. F＝ρSv B. F＝ρSv2 C. F＝ρSv3 D. F＝ρSv3 11. 弹簧振子的平衡位置记为点，小球在、间做简谐运动，如图甲所示；它的振动图像如图乙所示，取向右为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 在末小球的速度方向是 B. 在内，小球的动能减小 C. 小球在末和末的速度相同，加速度也相同 D. 小球在内的路程是 12. 如图所示，质量可以忽略的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的物体，物体沿斜面方向做振一幅较小的简谐振动。取平衡位置处为坐标原点，位移x向下为正，则下列分别是物体的回复力F、加速度a、弹簧弹性势能Ep、速度v与位移x变化关系。其中正确的是（　　） A. B. C. D. 13. 某手机采用的是光学指纹识别，其识别原理示意图如图甲所示。手指按压指纹识别区时，与镜片接触的嵴线破坏接触区域的全反射，使得反射光线明暗分布，CCD图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进行识别，如图乙所示。若镜片的折射率为，实验测得人手指折射率在1.50~1.56之间，以下说法中正确的是（　　） A. 手指未按压指纹识别区时，光线在镜片的上表面不能发生全发射 B. 手指未按压时，入射角越小，光线在镜片的上表面越容易发生全反射 C. 手指按压指纹识别区时，光线在与镜片接触的嵴线处不能发生全反射 D. 当光线垂直入射镜片下表面时，仍然可以实现指纹识别功能 14. 如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器固定在点。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动过程中的最低位置。图乙表示摆球从运动至点开始计时细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，重力加速度取。（　　） A. 单摆的振动周期为 B. 单摆的摆长为 C. 摆球的质量为 D. 摆球运动过程中的最大速度 15. 如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为，现将一个质量也为的物体C从A的正上为一定高度处由静止释放，C和A相碰后的立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低 B. C和A相碰后立即减速向下运动 C. B对地面的最大弹力为 D. 简谐运动的振幅为 二、多项选择题（本题共5小题，每题4分，共20分，多选错选不得分，少选得2分） 16. 如图所示，质量为、底边长为、倾角为斜面体放在光滑的水平面上，质量为的物块在光滑斜面的顶端由静止释放，当物块滑到斜面底端时，斜面体向左移动的距离为，则下列说法正确的是（　　） A. 、、一定，越大，越大 B. 、、一定，越大，越大 C. 、、一定，越大，越大 D. 、、一定，越大，越大 17. 一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光导纤维的折射率n＞1 B. 光导纤维的折射率n＜1 C. 光在光导纤维中传播的时间为 D. 光在光导纤维中传播的时间为 18. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 光源发出的光要经过滤光片成为单色光，滤光片可以装在单缝后 B. 实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹 C. 为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离 D. 如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去 19. 如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 该波正在向轴正方向传播，波速为 B. 经过后，质点回到平衡位置，且经过的路程为 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能发生明显的衍射现象 D. 若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 20. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最低点时的速度大小为 B. 小球运动到最低点时的速度大小为 C. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的速度大小为 D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的速度大小为 三、实验题（每空1分，共10分） 21. 智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下： （1）用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数________ （2）将轻质细线一端固定在O点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件； （3）将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续 n个峰值间的时间长为t，则单摆的周期________（用n、t表示）； （4）方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度L，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度________（用L、d、T表示）； 方法二：多次改变细线的长L，测出对应的周期 T，作出图像，已知图像的斜率为 k，则重力加速度________（用k表示）。 22. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定位置的方法正确的是______； A．透过玻璃砖，挡住的像 B．先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置 C．透过玻璃砖观察，使挡住、的像 （2）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角______； （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为______；（保留三位有效数字） （4）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率______；（填“偏大”、“偏小”或“不变”） （5）该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是______。 A． B． C． D． 四、计算题（共40分，解答过程写出必要的文字说明） 23. 声波在空气中的传播速度为，在钢铁中的传播速度为。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为。求： （1）桥长为多少米； （2）该声波在空气中和钢铁中的波长之比。 24. 有一弹簧振子在、之间做简谐运动，已知、间的距离为，振子在内完成了次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时，经过周期振子有负向最大位移。 （1）在图中作出该振子的位移-时间图像； （2）写出振子的振动方程。 25. 如图所示，一个储水用的圆柱形的水桶的底面直径为，高为。当桶内没有水时，从某点恰能看到桶底边缘的某点，当桶内注满水时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点相距。已知光在真空中的传播速度。求： （1）水的折射率。 （2）光在水中传播的速度。 26. 如图，一列简谐横波平行于轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。试求这列简谐波的周期和波速。 27. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则 （1）求玻璃砖的折射率n为多少？ （2）OP之间的距离为多少？ （3）光在玻璃砖内的传播时间。 28. 如图所示，在水平面上有A、B、C三个物块间隔距离为d静止排列在同一条直线上，三个物块质量分别为m、2m、3m，与地面间的动摩擦因数都为μ。现用大小水平恒定推力沿三个物块连线方向向右推动物块A，相邻两物块发生碰撞时粘在一起且认为碰撞时间极短。求： (1)物块A和B碰撞前瞬间，物块A速度大小； (2)物块A和B与物块C碰撞后，三者整体运动的位移大小； (3)从物块B获得速度开始运动到刚好静止这段时间内，物块A对物块B的冲量大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 石嘴山市第三中学2023-2024年度高二第二学期第二次月考 物理试卷 一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分） 1. 汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是ACC自适应航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去．其使用的传感器主要有毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度．若该雷达发射的无线电就的频率为f，接收到的回波的频率为f′，则（ ） A. 当f＝f′时，表明前车与无人车速度相同 B. 当f＝f′时，表明前车一定处于静止状态 C. 当f′＞f时，表明前车在加速行驶 D. 当f′＜f时，表明前车在减速行驶 【答案】A 【解析】 【详解】当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等，故当f＝f′时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止，故A正确，B错误；当f′＞f时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C错误；当f′＜f时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误．故选A． 2. 正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，针对这种现象的分析正确的是（　　）  A. 在时刻脱水桶的转动频率最大 B 纯属偶然现象，并无规律 C. 在时刻洗衣机发生共振 D. 机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．切断电源，脱水桶转速逐渐变慢，则脱水桶的转动频率逐渐变小，故在时刻脱水桶的转动频率不是最大，故A错误； BCD．机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等，当脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等时，机身发生共振，振幅最大，故BD错误，C正确。 故选C。 3. 下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，不正确的是（　　） A. 日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰 B. 电影是利用了光的干涉特性 C. 激光全息照相是利用了激光相干性好的特性 D. 通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，故A正确； B．3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误； C．激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故C正确； D．过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D正确。 本题选错误的，故选B。 4. 如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（　　） A. 动量守恒，机械能守恒 B. 动量守恒，机械能不守恒 C. 动量不守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能不守恒 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。 故选B。 5. 在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样。若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（　　） A. 改用红色激光 B. 改用蓝色激光 C. 增大双缝间距 D. 将屏幕向靠近双缝的位置移动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据双缝干涉条纹间距公式 红色激光的波长比绿色激光长，蓝色激光的波长比绿色激光短，则改用红色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距增大，改用蓝色激光，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故A正确，B错误； C．增大双缝间距，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故C错误； D．将屏幕向靠近双缝的位置移动，减小，干涉图样中两相邻亮条纹的间距减小，故D错误。 故选A 6. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由时的波形图可知，波刚好传到质点，根据“上下坡法”，可知此时质点沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，故时，质点沿y轴正方向运动，故A错误； B．由图可知，在时质点处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误； C．由图可知，在时，质点沿y轴负方向运动，质点沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误； D．由图可知 解得 故该列绳波的波速为 故D正确。 故选D。 7. 如图所示的平面内，光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的是（ ） A. 这是光的干涉现象 B. 在真空中光束b的波长大于光束c的波长 C. 玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率 D. 在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．光束a经圆心O射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光，这是光的色散现象，A错误； C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知 nc < nb C正确； B．由于光的折射率越大，其频率越大，波长越短，则b光在真空中的波长较短，B错误； D．根据v =知，c光束的折射率小，则c光在棱镜中的传播速度大，D错误。 故选C。 8. 水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上。振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源。两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样。关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法不正确的是（　　） A. 不同质点振动的周期都与振动片的周期相同 B. 不同质点振动的频率都相同 C. 不同质点的振幅都相同 D. 同一质点处，两列波的相位差不随时间变化 【答案】C 【解析】 【详解】A B．两波源振动频率相同，其他各质点均做受迫振动，故频率均与振源频率相同，周期均与振动片的周期相同，故AB正确； C．在波的干涉实验中，质点在振动加强区的振幅是两列波振幅之和，质点在振动减弱区的振幅是两列波振幅之差，可知不同质点的振幅并不都相同，故C错误； D．两列波频率相同，在同一质点处的相位差恒定，故D正确。 选不正确，故选C。 9. 很多人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到头部的情况。若手机质量为，从离人约的高度无初速度掉落，砸到头部后手机未反弹，头部受到手机的冲击时间约为，重力加速度 。下列分析正确的是（　　） A. 手机刚要接触头部之前的速度约为 B. 手机与头部作用过程中手机动量变化约为 C. 手机对头部的冲量大小约为 D. 手机对头部平均作用力大小约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．手机自由下落，根据 得刚要接触头部之前的速度为 故A错误； B．手机与头部作用过程中手机动量变化为 故B错误； C．手机砸到头部过程，以向下为正方向，据动量定理可得 解得手机受到的冲量大小为 故手机对头部的冲量大小为，故C正确； D．由 解得手机受到的作用力大小为 根据牛顿第三定律知手机对头部的平均作用力大小为，故D错误。 故选C。 10. 超强台风利奇马于2019年8月10日1时45分许在我国浙江省温岭市城南镇沿海登陆，登陆时其中心附近最大风力达到16级（52 m/s），对固定建筑物破坏程度非常巨大。请你根据所学物理知识推算固定建筑物所受风力（空气的压力）与风速（空气流动速度）大小关系。假设某一建筑物垂直风速方向的受力面积为S，风速大小为v，空气吹到建筑物上后速度瞬间减为零，空气密度为ρ，风力F与风速大小v关系式为（　　） A. F＝ρSv B. F＝ρSv2 C. F＝ρSv3 D. F＝ρSv3 【答案】B 【解析】 【详解】设风与建筑物的作用时间为t，则在该时间内，与建筑物作用的空气质量为 根据动量定理得 解得 F＝ρSv2 11. 弹簧振子的平衡位置记为点，小球在、间做简谐运动，如图甲所示；它的振动图像如图乙所示，取向右为正方向。下列说法正确的是（　　） A. 在末小球的速度方向是 B. 在内，小球的动能减小 C. 小球在末和末的速度相同，加速度也相同 D. 小球在内的路程是 【答案】D 【解析】 【详解】A．在末小球的速度方向是B→O，故A错误； B．在内，小球的动能变大，故B错误； C．小球在末和末的速度相同，加速度大小相同、方向不同，故C错误； D．由图可知 内路程 故D正确。 故选D。 12. 如图所示，质量可以忽略的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的物体，物体沿斜面方向做振一幅较小的简谐振动。取平衡位置处为坐标原点，位移x向下为正，则下列分别是物体的回复力F、加速度a、弹簧弹性势能Ep、速度v与位移x变化关系。其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．令斜面倾角为θ，小球处于平衡位置时，有 令小球在平衡位置处再向下运动x，合外力为 =kx 因为合外力方向与位移方向相反，即 故A错误； B．物体简谐振动的位移表达式为 x=Acos（ωt+φ） 加速度为 联立可得 a=-ω2x 故a-x是直线方程，斜率为负，故B错误； C．弹簧的弹性势能为 其中△x为弹簧形变量，它和位移的关系为 可得 可知Ep（x）函数是一个顶点在，故C错误； D．物体简谐振动的位移表达式为 x=Acos（ωt+φ） 速度表达式为 v=-ωAsin（ωt+φ） 联立可得 可知v-x函数为椭圆方程，故D描述物体的速度随x的变化关系，故D正确。 故选D。 13. 某手机采用的是光学指纹识别，其识别原理示意图如图甲所示。手指按压指纹识别区时，与镜片接触的嵴线破坏接触区域的全反射，使得反射光线明暗分布，CCD图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进行识别，如图乙所示。若镜片的折射率为，实验测得人手指折射率在1.50~1.56之间，以下说法中正确的是（　　） A. 手指未按压指纹识别区时，光线在镜片的上表面不能发生全发射 B. 手指未按压时，入射角越小，光线在镜片的上表面越容易发生全反射 C. 手指按压指纹识别区时，光线在与镜片接触的嵴线处不能发生全反射 D. 当光线垂直入射镜片下表面时，仍然可以实现指纹识别功能 【答案】C 【解析】 【详解】A C．手指未按压指纹识别时，光线在镜片上表面能发生全反射，当手指按压时，因为 故接触部分不能发生全反射，故A错误，C正确； B．手指未按压时，入射角越大，则折射角越大，故光线在镜片的上表面越容易发生全发射，故B错误； D．当光线垂直入射镜片下表面时，入射角为，反射角也为，则无法识别指纹，故D错误。 故选C。 14. 如图甲所示，点为单摆的固定悬点，将力传感器固定在点。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动过程中的最低位置。图乙表示摆球从运动至点开始计时细线对摆球的拉力大小随时间变化的图像，重力加速度取。（　　） A. 单摆的振动周期为 B. 单摆摆长为 C. 摆球的质量为 D. 摆球运动过程中的最大速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，单摆每个周期经过两次最低点，即每个周期细线拉力出现两次最大值，则单摆的周期为，故A错误； B．由单摆周期公式 代入数据，解得 故B错误； CD．由乙图和牛顿运动定律得，设摆球在A时，摆线与竖直方向的夹角为，则在最高点时 在最低点时 从最高点到最低点，由动能定理得 联立解得 ， 故C正确，D错误。 故选C。 15. 如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，它们的质量均为，弹簧的劲度系数为，现将一个质量也为的物体C从A的正上为一定高度处由静止释放，C和A相碰后的立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物体B对地面的最小弹力为，则以下说法正确的是（　　） A. 若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置会更低 B. C和A相碰后立即减速向下运动 C. B对地面的最大弹力为 D. 简谐运动的振幅为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、C碰后粘在一起向下运动速度最大的位置，即为A、C处于平衡状态的位置，此时弹力等于A、C的总重力，即因此若C物体从更高的位置释放，碰后粘在一起向下运动速度最大的位置不变，故A错误； B．C和A相碰前，对A有 C和A相碰后，则 A、C先向下加速运动，当弹簧弹力等于A、C总重力时，加速度减为零，此时速度最大，此后弹簧弹力大于A、C总重力时，两物体做减速运动，故B错误； D．当弹力等于A、C的重力时，A、C处于平衡状态，有 解得 平衡位置时弹簧的形变量为处于压缩状态；当B对地面弹力最小时，对B分析，则有 故弹簧此时形变量 此时弹簧处于伸长状态；故简谐运动的振幅为 故D正确； C．当A、C运动到最低点时，B对地面的弹力最大；由对称性可知，此时弹簧的形变量为 此时B对地面的弹力为 故C错误。 故选D。 二、多项选择题（本题共5小题，每题4分，共20分，多选错选不得分，少选得2分） 16. 如图所示，质量为、底边长为、倾角为的斜面体放在光滑的水平面上，质量为的物块在光滑斜面的顶端由静止释放，当物块滑到斜面底端时，斜面体向左移动的距离为，则下列说法正确的是（　　） A. 、、一定，越大，越大 B. 、、一定，越大，越大 C. 、、一定，越大，越大 D. 、、一定，越大，越大 【答案】BD 【解析】 【详解】物块在斜面上滑动的过程中，物块与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒，则 则 即 解得 则、、一定，越大，越大；、、一定，越大，越大。 故选BD。 17. 一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光导纤维的折射率n＞1 B. 光导纤维的折射率n＜1 C. 光在光导纤维中传播的时间为 D. 光在光导纤维中传播的时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率比空气的折射率大，即n＞1，故A正确，B错误； CD．光线在界面处发生全反射的临界角C的正弦值为 光在光导纤维中的传播速度为 v在沿光导纤维方向的分量为 光在光导纤维中传播的时间为 故C正确，D错误。 故选AC。 18. 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. 光源发出的光要经过滤光片成为单色光，滤光片可以装在单缝后 B. 实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹 C. 为了减小测量误差，最好测量相邻条纹间的中心距离 D. 如果把普通光源换成激光光源，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去 【答案】BD 【解析】 【详解】A．光源发出的光要经滤光片成为单色光，滤光片一般装在单缝前，故A错误； B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰干涉条纹，故B正确； C．为了减小测量误差，最好用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离，求出相邻两条亮纹间距，故C错误； D．如果把普通光源换成激光光源，由于激光相干性比较好，则光具座上透镜、滤光片、单缝均可以撤去，故D正确。 故选BD。 19. 如图所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（　　） A. 该波正在向轴正方向传播，波速为 B. 经过后，质点回到平衡位置，且经过的路程为 C. 若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能发生明显的衍射现象 D. 若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波源频率可能为 【答案】ABC 【解析】 【详解】图a可知，波长 由图b可知，周期 A．质点P在时刻向上振动，根据上下坡法可知该波正在向x轴正方向传播，波速为 故A正确； B．因 所以经过后，质点Q经历的路程为 质点Q到达平衡位置，故B正确； C．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，小于该波的波长，故能发生明显的衍射现象，故C正确； D．该波的频率为 根据多普勒效应可知，若波源向x轴负方向运动，在x=10m处放一接收器，接收器接收到的波源频率小于，不可能为6Hz，故D错误。 故选ABC。 20. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线另一端系一质量也为的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最低点时的速度大小为 B. 小球运动到最低点时的速度大小为 C. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的速度大小为 D. 小球C第一次到达轻杆左侧最高处的速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设小球由静止释放到第一次经过最低点的过程中，小球运动到最低点时的速度大小为，A、B的速度为；小球由静止释放在向下摆动的过程中，对A有拉力，使得A、B之间有弹力，A、B不会分离，当C运动到最低点时，A、B间弹力为零，A、B将要分离，A、B分离时速度相等，A、B、C系统水平方向不受外力，系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，由系统水平方向动量守恒得 由机械能守恒定律得 解得 ， 故A正确，B错误； CD．C球向左摆至最高点时，A、C共速，水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得 解得小球C第一次到达轻杆左侧最高处的速度大小为 故C错误，D正确。 故选AD。 三、实验题（每空1分，共10分） 21. 智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下： （1）用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数________ （2）将轻质细线一端固定在O点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件； （3）将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续 n个峰值间的时间长为t，则单摆的周期________（用n、t表示）； （4）方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度L，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度________（用L、d、T表示）； 方法二：多次改变细线的长L，测出对应的周期 T，作出图像，已知图像的斜率为 k，则重力加速度________（用k表示）。 【答案】 ①. 10.5 ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）游标卡尺的读数为 （3）相邻两次磁感应强度峰值之间的时间间隔为半个周期，所以单摆的周期 （4）[1]根据单摆的周期公式得 解得 [2]设钢球和强磁铁的重心到悬线下端的距离为r，则摆长 根据单摆的周期公式得 解得 图像的斜率 则重力加速度 。 22. 某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。 （1）确定位置的方法正确的是______； A．透过玻璃砖，挡住的像 B．先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置 C．透过玻璃砖观察，使挡住、的像 （2）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角______； （3）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为______；（保留三位有效数字） （4）若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率______；（填“偏大”、“偏小”或“不变”） （5）该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针、的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是______。 A． B． C． D． 【答案】 ①. C ②. ③. 1.50 ④. 偏小 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]确定位置的方法正确的是：透过玻璃砖观察，使挡住、的像，故选C； （2）[2]光路如图； （3）[3]根据 可知，图像的斜率等于折射率，由图像可知玻璃砖的折射率为 （4）[4]若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据 可知，测出来的折射率偏小； （5）[5]光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5P6；故选C。 四、计算题（共40分，解答过程写出必要的文字说明） 23. 声波在空气中的传播速度为，在钢铁中的传播速度为。一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为。求： （1）桥长为多少米； （2）该声波在空气中和钢铁中的波长之比。 【答案】（1）365m；（2） 【解析】 【详解】（1）设桥长为，经空气和桥传到另一端的时间之差为，可得 解得 （2）根据波速的公式有 可得 24. 有一弹簧振子在、之间做简谐运动，已知、间的距离为，振子在内完成了次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时，经过周期振子有负向最大位移。 （1）在图中作出该振子的位移-时间图像； （2）写出振子的振动方程。 【答案】（1）见解析；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意得弹簧振子的振幅 弹簧振子的周期 振子的位移-时间图像如图所示 （2）由题意得 振子的振动方程为 25. 如图所示，一个储水用的圆柱形的水桶的底面直径为，高为。当桶内没有水时，从某点恰能看到桶底边缘的某点，当桶内注满水时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，、两点相距。已知光在真空中的传播速度。求： （1）水的折射率。 （2）光在水中传播的速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，作出光路图 根据几何关系可得 根据折射定律，水的折射率为 （2）光在水中的速度为 解得 26. 如图，一列简谐横波平行于轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。试求这列简谐波的周期和波速。 【答案】见解析 【解析】 【详解】简谐横波的波长为，若向x轴正方向传播，有 则传播时间为 解得周期为 可得波速为 若向x轴负方向，有 则传播时间为 解得周期为 可得波速为 27. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则 （1）求玻璃砖的折射率n为多少？ （2）OP之间的距离为多少？ （3）光在玻璃砖内的传播时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】作出两种情况下的光路图，如图所示 （1）设，在A处发生全反射，则有 由于出射光平行可知，在B处射出，则有 根据几何关系可得 联立解得 （2）根据 又 解得OP之间的距离为 （3）根据 可得 光在玻璃砖内的传播路程为 则光在玻璃砖内的传播时间为 28. 如图所示，在水平面上有A、B、C三个物块间隔距离为d静止排列在同一条直线上，三个物块质量分别为m、2m、3m，与地面间的动摩擦因数都为μ。现用大小水平恒定推力沿三个物块连线方向向右推动物块A，相邻两物块发生碰撞时粘在一起且认为碰撞时间极短。求： (1)物块A和B碰撞前瞬间，物块A的速度大小； (2)物块A和B与物块C碰撞后，三者整体运动的位移大小； (3)从物块B获得速度开始运动到刚好静止这段时间内，物块A对物块B的冲量大小。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)作用物体前进距离，由动能定理 解是 (2)物块和物块发生碰撞 解得 物块和物块一起运动时合外力为 两物体做匀速运动，速度大小不变，物块和物块发生碰撞 解得 三者一起匀减速距离为，由动能定理 解得 (3)物块和物块两物体一起做匀速运动时间 三物体一起匀减速时间 从物块获得速度开始运动到静止，物块对物块的冲量大小为，则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$