内容正文:
2024学年第二学期嘉兴八校联盟期中联考
高二年级物理学科试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.重力加速度。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 我国的长征七号运载火箭利用喷出的气体进行加速,是利用了高速气体的哪种作用( )
A. 热作用 B. 反冲作用 C. 产生的浮力 D. 向外的喷力
【答案】B
【解析】
【详解】火箭发射时,燃料燃烧,产生高温燃气,燃气通过喷管向后高速喷出,燃气对火箭产生推力,在燃气推动火箭的力的作用下,火箭升空,这是利用了反冲作用。
故选B。
2. 关于光的衍射现象,下列说法正确的是( )
A. 光的衍射现象说明了光具有粒子性
B. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C. 光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D. 光照到不透明的小圆盘上出现泊松亮斑是光的衍射现象
【答案】D
【解析】
【详解】AC.虽然光的衍射表明光能绕过障碍物继续传播且已偏离直线传播方向,但没有否定光沿直线传播的结论,光的衍射现象说明了光具有波动性,故AC错误;
B.白光的单缝衍射图样,是彩色的直条纹,故B错误;
D.光照到不透明的小圆盘上出现泊松亮斑是光的衍射现象,故D正确。
故选D。
3. 汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波,再通过因波的时间差和多普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波的频率为f,接收到的回波的频率为,则( )
A. 当时,表明前车与无人车速度相同
B. 当时,表明前车一定处于静止状态
C. 当时,表明前车在加速行驶
D. 当时,表明前车在减速行驶
【答案】A
【解析】
【详解】AB.当声源和观察者之间的距离不发生变化时,观察者接收到的频率和声源发出的频率相等,故当时,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;
C.当时,说明接收到的频率增大,两车间距离减小,表明前车相对于后车在减速行驶,故C错误;
D.当时,说明接收到的频率减小,则两车间距离增大,表明前车相对于后车在加速行驶,故D错误。
故选A。
4. 光的存在形成了色彩斑斓的世界,从应用光的原理上来说,下列现象中利用光的偏振现象的( )
A. 水中明亮的气泡 B. 光纤通讯 C. 立体电影 D. 海市蜃楼
【答案】C
【解析】
【详解】A.水中明亮气泡是全反射原理,故A错误;
B.光纤通讯利用的是全反射原理,故B错误;
C.立体电影利用的是光的偏振原理,故C正确;
D.海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生折射造成的,故D错误。
故选C。
5. 如图,P为桥墩,A为靠近桥墩浮出水面的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动,为使水波能带动叶片振动,可用的方法是( )
A. 提高波源频率 B. 增加水波波长
C. 增加波源距桥墩的距离 D. 减小波源距桥墩的距离
【答案】B
【解析】
【详解】为使水波能带动叶片振动,则必须要使得水波发生明显的衍射现象,即增大波长,减小水波频率,降低波源频率;而增加波源到桥墩的距离或减小波源距桥墩的距离,都不能使水波产生明显的衍射现象。
故选B。
6. 一个单摆在地面上做受迫振动,其振幅与驱动力频率的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 此单摆的固有周期约为0.5s B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若摆长增大,曲线的峰将向左移动 D. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图可知驱动力频率为0.5Hz时发生共振,所以此单摆的固有频率为0.5Hz,固有周期为2s,故A错误;
B.由单摆周期公式
可得此单摆的摆长约为
故B错误;
CD.若摆长增大,则固有周期变大,固有频率变小,共振曲线峰值向左移动,故C正确,D错误。
故选C。
7. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动,规定向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 0.4s时振子加速度从O指向N B. 0.4s~0.8s振子的动能转化为弹性势能
C. 0.8s和1.6s时振子的速度相同 D. 0.4s~1.2s内振子通过的路程为24cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.0.4s时振子位移为正,可知振子此时在O点右侧,故弹力从N指向O,则加速度从N指向O,故A错误;
B.图像可知0.4s~0.8s振子向平衡位置移动,则动能增加,弹性势能减少,即弹性势能转为动能,故B错误;
C.斜率表示速度,对称性可知,0.8s和1.6s时图像斜率绝对值大小相等,但斜率一正一负,即速度大小相等、方向不同,故C错误;
D.图像可知0.4s~1.2s内振子通过的路程
故D正确。
故选D。
8. 如图所示为双缝干涉实验原理图,单缝、双缝中点O、屏上的点位于双缝和的中垂线上,入射光波长为600nm,实验屏上和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是( )
A. 双缝和到P点的距离差为300nm
B. 增加双缝和屏之间的距离,条纹间距将随之减小
C. 若换成波长为400nm的入射光,则P点处将形成暗条纹
D. 遮住,则屏上不能形成明暗相间的条纹
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题可知,来自双缝的光传播到P点处的光程差为,即双缝和到P点的距离差为600nm,A错误;
B.根据条纹间距可知,增加双缝和屏之间距离,条纹间距将随之增大,B错误;
C.若换成波长为400nm的入射光,来自双缝的光传播到P点处的光程差为1.5个波长,故P点处将形成暗条纹,C正确;
D.遮住,光通过发生单缝衍射现象,屏上能形成明暗相间的条纹,D错误。
故选C。
9. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为介质中处的质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 波速为40m/s
C. 时刻,质点P的位置坐标为(,)
D. 时刻,质点Q的运动方向沿y轴正方向
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图乙可知,时刻质点P向下振动,根据波形平移法可知,该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.由图甲、乙可知波长为,周期为,则波速为
故B错误;
C.时刻质点P从平衡位置向下振动,周期为,则时刻,即经过,质点P位于波峰位置,质点P的位置坐标为(,),故C正确;
D.波沿x轴正方向传播,可知时刻质点Q从图示位置向上振动,则时刻,即经过,质点Q处于平衡位置向波谷振动过程,运动方向沿y轴负方向,故D错误。
故选C。
10. 如图甲,O点为单摆固定悬点,将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,图中为摆球从A点开始运动的时刻,取,下列说法正确的是( )
A. 摆长0.1m B. 摆球的质量0.05kg
C. 单摆的振动周期 D. 摆球运动过程中的最大速度0.2m/s
【答案】B
【解析】
【详解】C.由乙图可知,单摆每个周期经过两次最低点,即每个周期细线的拉力出现两次最大值,则单摆的周期为,故C错误;
A.由单摆周期公式
代入数据解得摆长为
故A错误;
CD.设摆球在A时,摆线与竖直方向的夹角为,由图乙可知
在最低点时,由图乙结合牛顿第二定律可得
从最高点到最低点,由机械能守恒可得
联立解得,
故B正确,D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ(本题共3题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)
11. 下列说法中正确是( )
A. 光偏振现象说明光是纵波
B. 光照射肥皂膜,呈现出彩色条纹是光的干涉现象
C. 如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
D. 波动的频率,与介质性质无关,仅由波源的振动频率决定
【答案】BD
【解析】
【详解】A.光的偏振现象说明光是横波,故A错误;
B.光照射肥皂膜,呈现出彩色条纹是光的干涉现象,故B正确;
C.如果波源停止振动,由于惯性,其他振动质点并不立即停止振动,所以在介质中传播的波动并不立即停止,故C错误;
D.波动的频率,与介质性质无关,仅由波源的振动频率决定,故D正确。
故选BD。
12. 关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是( )
A. LC振荡回路中,振荡电流最大时,电场能为零
B. 医生用X射线断层摄影(简称“CT”)检查身体
C. 电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,但不能发生反射和折射
D. 在电磁波接收过程中,把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
【答案】AB
【解析】
【详解】A.LC振荡回路中,振荡电流最大时,磁场能最大,电场能为零,故A正确;
B.X射线具有较强的穿透能力,医生用X射线断层摄影(简称“CT”)检查身体,故B正确;
C.电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,也能发生反射和折射,故C错误;
D.在电磁波接收过程中,把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调,故D错误。
故选AB。
13. 如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为2m/s,两个波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,波源的振幅均为4cm。此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的两质点刚开始振动,质点M的平衡位置位于x=0.4m处。两波源连续振动,则从此时刻开始,下列说法正确的是( )
A. 再经过0.1s质点M开始振动
B. t=0.45s时,质点M点的位移为0
C. 从t=0到t=0.3s时间内,质点M经过的路程为16cm
D. 从t=0到t=0.3s时间内,质点M经过的路程为24cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A.向右传播的波传播到M点的时间
向左传播的波传播到M点的时间
故从图示时刻开始经过质点M开始振动,故A正确;
B.由波形图可知,波长
可知周期为
t=0.45s时,向右传播的波传到质点M后振动时间
图示时刻x=0.2m处质点起振方向向上,向右传播的波传到质点M起振方向也是向上,经过
质点M运动到负的最大位移处,质点M的位移
t=0.45s时,向左传播的波传播到M点后的振动时间
图示时刻x=0.8m处质点起振方向向下,向左传播的波传到质点M起振方向也是向下,经过
质点M运动到负的最大位移处,质点M的位移
由波的叠加原理可知,t=0.45s时,质点M点的位移
故B错误;
CD.从t=0到t=0.1s时间内,两列波都没有传到M点。从t=0.1s到t=0.2s时间内,只有向右传播的波传到了M点,在这段时间内M点运动的路程为
从t=0.2s到t=0.3s时间内,两列波都传到了M点。两列波起振方向相反,且M点到两波源的距离为
为半个波长的奇数倍,M点为振动加强点。两列波在M点引起的振幅
从t=0.2s到t=0.3s时间内,M点从平衡位置开始运动的路程
从t=0到t=0.3s时间内,质点M经过的路程为
,故C错误,D正确。
故选AD。
非选择题部分
三、非选择题(本题共8小题,共58分。14-17题为实验题,14分,18-21题为计算题。)
14. 某校同学们分组进行碰撞的实验研究。
(1)第一组利用气垫导轨通过频闪照相进行探究碰撞中的不变量这一实验。若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的______(填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)。
(2)第二组同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒规律”。
①图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤______(多选;填选项前的符号)。
A.测量两个小球的质量、
B.测量抛出点距地面的高度H
C.测量S离水平轨道的高度h
D.测量平抛射程OM、ON
②若满足____________(用、、OP、OM、ON表示)则碰撞过程中动量守恒。
【答案】(1)甲 (2) ①. AD ②.
【解析】
【小问1详解】
乙图中由于装与撞针和橡皮泥,则两物体相碰时成为一体,机械能的损失最大;而甲图中采用弹性圈,二者碰后即分离,此种情况下,机械能的损失最小,机械能几乎不变。若要求碰撞动能损失最小,故应选图甲。
【小问2详解】
[1]A.需要测量两个小球的质量、,故A正确;
B.不需要测量抛出点距地面的高度H,故B错误;
C.不需要测量S离水平轨道的高度h,故C错误;
D.需要测量平抛射程、,故D正确。
故选AD。
[2]两球平抛运动时间相同,若满足
即
则可以证明碰撞前后系统动量守恒。
15. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用游标卡尺测量摆球的直径,测量结果如图乙所示,则该摆球的直径为__________mm.
(2)关于本实验,下列说法正确的是__________。
A.需要用天平称出小球的质量
B.摆球应选用体积较小、质量较大的小球
C.为了方便测量,摆球摆动的幅度越大越好
D.测量周期时,应从摆球到达最高点时开始计时
(3)实验测出单摆完成n次全振动的时间为t,摆长为L,则计算重力加速度的表达式为g=__________。
【答案】 ①. 9.7 ②. B ③.
【解析】
【详解】(1)[1]游标卡尺的读数为
(2)[2]A.用单摆测重力加速度的原理是单摆的周期公式,单摆周期与小球质量无关,实验不需要用天平称出小球的质量,故A错误;
B.为减小空气阻力对实验的影响,应选质量大而体积小的球作为摆球,故B正确;
C.单摆在摆角小于的情况下的运动是简谐运动,摆球摆动的幅度不能太大,不是越大越好,故C错误;
D.为减小测量周期时的误差,测量周期时,应取摆球通过最低点时做为计时的起终点位置,故D错误。
(3)[3]单摆的周期
根据单摆的周期公式
可得重力加速度
16. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示:
(1)此玻璃的折射率计算式为___________(用图中的、表示);
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度___________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量;
(3)如果玻璃砖的上下表面不平行,对此玻璃的折射率的测量结果___________(填“有”或“没有”)影响。
【答案】 ①. ②. 大 ③. 没有
【解析】
【详解】(1)[1]根据折射定律可得
(2)[2]为了减小θ2角的测量误差,应使折射光线尽量长些,即应选用宽度大的玻璃砖来测量。
(3)[3]玻璃砖的上下表面不平行,对θ1和θ2的测量无影响,所以对此玻璃的折射率的测量结果没有影响。
17. 在用双缝干涉测量光的波长的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)甲图从左至右分别是______;
A. 光源,滤光片,单缝,双缝 B. 光源,滤光片,双缝,单缝
(2)在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置;(选填“垂直”或“平行”)
(3)如图乙所示,将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与B(第6条亮纹)亮纹中心对齐,记下此时图丙中手轮上的示数______mm;
(4)已知双缝间距,双缝到屏的距离,可得所测光的波长为______m;(计算结果保留两位有效数字)
【答案】(1)A (2)平行
(3)15.376##15.375
(4)
【解析】
【小问1详解】
观察单色光的双缝干涉图样实验中,通过滤光片获得单色光,通过单缝获得线光源,通过双缝获得相干光,甲图从左至右分别是光源,滤光片,单缝,双缝。
故选A。
【小问2详解】
只有单缝和双缝互相平行,这样才能在屏上出现明暗相间的条纹,故在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
【小问3详解】
螺旋测微器的精确值为,由图丙可知手轮上的示数为
【小问4详解】
相邻亮条纹间距为
又
可得波长为
18. 如图所示,在光滑水平面上,A、B两个物体的质量都是m,碰撞前B物体静止,A物体以速度ν向B撞去。碰撞后两个物体粘在一起,并以一定速度继续前进。求:
(1)碰撞后两物体的速度大小;
(2)物体A、B组成的系统在碰撞过程中损失的机械能;
(3)碰撞过程中物体A受到的冲量I。
【答案】(1)
(2)
(3),方向与ν相反
【解析】
【小问1详解】
取向右为正方向,A、B两个物体碰撞,根据动量守恒定律得
解得
【小问2详解】
碰撞后该系统损失的机械能为
解得
【小问3详解】
碰撞过程中,根据动量定理可得物体A受到的冲量为
方向与ν相反。
19. 如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N =100,边长ab ="1.0" m、bc ="0.5" m,电阻r =2Ω.磁感应强度B在0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T.在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:
(1)0.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q.
【答案】(1)E=10V,感应电流方向为a®d®c®b®a (2)q=10C (3)Q="100J"
【解析】
【详解】(1)要求解0.5s时的感应电动势,只能通过求平均感应电动势着眼.由于线圈与磁场方向垂直的有效面积不变,只是磁感应强度均匀变化,则0.5s的瞬时感应电动势正好与0 ~1 s的平均感应电动势相等.感应电流的方向可根据楞次定律来进行判断即可.(2)要分析1~5s的电荷量q,则只要根据求解即可;(3)由于磁场的变化分0 ~1 s和1 ~5 s两个不同的阶段,可从两阶段分别对线圈产生的焦耳热进行分析,运用即可求得.
(1)磁感应强度B在0 ~1 s 内从零均匀变化到0.2 T,故0.5s时刻的瞬时感应电动势的大小和0 ~1 s 内的平均感应电动势大小相等.则由感应电动势:且磁通量的变化量,可解得,代入数据得.0 ~1 s磁感应强度在逐渐增大,根据楞次定律:感应电流产生的磁场将与原磁场方向相反,则感应电流的方向为:a®d®c®b®a.
(2)同理可得:,感应电流,电量
解得:,代入数据得:q=10C.
(3)0 ~1 s 内的焦耳热,且
1~5 s 内的焦耳热,由,代入数据得:
【考点定位】法拉第电磁感应定律、楞次定律、电荷量及焦耳热的综合.注意分阶段考虑,考查考生的分析能力、推理能力等.难度:中等.
20. 双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪,其原理图如图所示,加速电场的电压为,电场分析器中有指向圆心的辐射状电场,磁场分析器中有垂直纸面的匀强磁场。若质量为、电荷量为的离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,进入辐射状电场,恰好沿着半径为的圆弧轨迹通过电场区域后,垂直磁场左边界从点进入圆心为的四分之一圆形磁场区域,,之后垂直磁场下边界从点射出并进入检测器。检测器可在和之间左右移动且与磁场下边界的距离恒等于。求:
(1)离子进入电场分析器时的速度大小;
(2)电场分析器中离子轨迹处电场强度的大小;
(3)磁场区域磁感应强度的大小;
(4)若有不同的离子经过电场分析器和磁场分析器后,从磁场下边界射出,求检测器能接收到的离子中比荷的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
在加速电场中,根据动能定理有
解得
【小问2详解】
在电场分析器中,电场力提供向心力有
解得
【小问3详解】
离子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹恰好为四分之一圆周,运动半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
联立可得
【小问4详解】
从点射出的离子比荷最大,设最大比荷为,画出从点射出离子的运动轨迹如图所示
由几何关系可得,
解得
根据牛顿第二定律有,
联立可得
21. 如图所示,平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处于、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场(图示虚线)中。在磁场中离左边界处垂直于水平导轨放置导体棒,在倾斜导轨高处垂直于导轨放置导体棒,将导体棒由静止释放,结果发现导体棒以的速度从磁场右边界离开。已知导体棒、的质量均为,阻值均为,棒的长度均等于导轨间距,不计导轨电阻,导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好取,忽略磁场边界效应。求:
(1)安培力对导体棒a做的功;
(2)导体棒a刚出磁场时,导体棒b的速度大小及两棒之间的距离;
(3)整个过程中,安培力对导体棒b做的功。
【答案】(1)0.005J;(2),;(3)-0.02J
【解析】
【详解】(1)导体棒在安培力的作用下由静止向右加速运动,根据动能定理,安培力对导体做的功
(2)导铁棒在倾斜部分运动时,由机械能守恒定律有
代入数据解得
导体棒进入磁场与导体棒通过磁场相互作用直到导体棒出磁场,由动量守恒定律有
代入数据解得
即导体棒出磁场时,两棒已获得共同速度,此过程中,对导体棒运用动量定理有
通过的电荷量为
代入数据解得
两棒之间的距离为
(3)导体棒进入磁场与导体棒通过磁场相互作用后获得共同速度的过程中,安培力对导体棒做的功
导体棒从磁场中出来时,导体棒与磁场右边界相距
此时对导体棒运用动量定理有
通过的电荷量为
代入数据解得
导体棒刚好停止在磁场右边界处,该过程中安培力对导体棒做的功
因此整个运动过程中安培力对于导体棒做的功为
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2024学年第二学期嘉兴八校联盟期中联考
高二年级物理学科试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.重力加速度。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 我国的长征七号运载火箭利用喷出的气体进行加速,是利用了高速气体的哪种作用( )
A. 热作用 B. 反冲作用 C. 产生的浮力 D. 向外的喷力
2. 关于光的衍射现象,下列说法正确的是( )
A. 光的衍射现象说明了光具有粒子性
B. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹
C. 光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论
D. 光照到不透明小圆盘上出现泊松亮斑是光的衍射现象
3. 汽车无人驾驶技术使用毫米波雷达发射和接收无线电波,再通过因波的时间差和多普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波的频率为f,接收到的回波的频率为,则( )
A. 当时,表明前车与无人车速度相同
B. 当时,表明前车一定处于静止状态
C. 当时,表明前车在加速行驶
D. 当时,表明前车在减速行驶
4. 光的存在形成了色彩斑斓的世界,从应用光的原理上来说,下列现象中利用光的偏振现象的( )
A. 水中明亮的气泡 B. 光纤通讯 C. 立体电影 D. 海市蜃楼
5. 如图,P为桥墩,A为靠近桥墩浮出水面的叶片,波源S连续振动,形成水波,此时叶片A静止不动,为使水波能带动叶片振动,可用的方法是( )
A. 提高波源频率 B. 增加水波波长
C. 增加波源距桥墩的距离 D. 减小波源距桥墩的距离
6. 一个单摆在地面上做受迫振动,其振幅与驱动力频率的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 此单摆固有周期约为0.5s B. 此单摆的摆长约为2m
C. 若摆长增大,曲线的峰将向左移动 D. 若摆长增大,单摆的固有频率增大
7. 如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动,规定向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A. 0.4s时振子加速度从O指向N B. 0.4s~0.8s振子的动能转化为弹性势能
C. 0.8s和1.6s时振子的速度相同 D. 0.4s~1.2s内振子通过的路程为24cm
8. 如图所示为双缝干涉实验原理图,单缝、双缝中点O、屏上的点位于双缝和的中垂线上,入射光波长为600nm,实验屏上和P处为两条相邻的亮条纹。下列说法正确的是( )
A. 双缝和到P点的距离差为300nm
B. 增加双缝和屏之间的距离,条纹间距将随之减小
C. 若换成波长为400nm的入射光,则P点处将形成暗条纹
D. 遮住,则屏上不能形成明暗相间的条纹
9. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图,图乙为介质中处的质点P的振动图像,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 波速为40m/s
C. 时刻,质点P位置坐标为(,)
D. 时刻,质点Q的运动方向沿y轴正方向
10. 如图甲,O点为单摆的固定悬点,将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,图中为摆球从A点开始运动的时刻,取,下列说法正确的是( )
A. 摆长0.1m B. 摆球的质量0.05kg
C. 单摆的振动周期 D. 摆球运动过程中的最大速度0.2m/s
二、选择题Ⅱ(本题共3题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分)
11. 下列说法中正确的是( )
A. 光的偏振现象说明光是纵波
B. 光照射肥皂膜,呈现出彩色条纹是光的干涉现象
C. 如果波源停止振动,在介质中传播的波动也立即停止
D. 波动的频率,与介质性质无关,仅由波源的振动频率决定
12. 关于电磁场和电磁波,下列叙述正确的是( )
A. LC振荡回路中,振荡电流最大时,电场能为零
B. 医生用X射线断层摄影(简称“CT”)检查身体
C. 电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,但不能发生反射和折射
D. 在电磁波接收过程中,把声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
13. 如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,波速均为2m/s,两个波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,波源的振幅均为4cm。此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的两质点刚开始振动,质点M的平衡位置位于x=0.4m处。两波源连续振动,则从此时刻开始,下列说法正确的是( )
A. 再经过0.1s质点M开始振动
B. t=0.45s时,质点M点的位移为0
C. 从t=0到t=0.3s时间内,质点M经过的路程为16cm
D. 从t=0到t=0.3s时间内,质点M经过的路程为24cm
非选择题部分
三、非选择题(本题共8小题,共58分。14-17题为实验题,14分,18-21题为计算题。)
14. 某校同学们分组进行碰撞的实验研究。
(1)第一组利用气垫导轨通过频闪照相进行探究碰撞中的不变量这一实验。若要求碰撞动能损失最小则应选下图中的______(填“甲”或“乙”)(甲图两滑块分别装有弹性圈,乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥)。
(2)第二组同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒规律”。
①图中O点是小球抛出点在地面上垂直投影。实验时,先让入射球多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后把被碰小球静置于水平轨道的末端,再将入射球从斜轨上S位置静止释放,与小球相碰,并重复多次。本实验还需要完成的必要步骤______(多选;填选项前的符号)。
A.测量两个小球的质量、
B.测量抛出点距地面的高度H
C.测量S离水平轨道的高度h
D.测量平抛射程OM、ON
②若满足____________(用、、OP、OM、ON表示)则碰撞过程中动量守恒。
15. 某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验,实验装置如图甲所示。
(1)用游标卡尺测量摆球的直径,测量结果如图乙所示,则该摆球的直径为__________mm.
(2)关于本实验,下列说法正确的是__________。
A.需要用天平称出小球的质量
B.摆球应选用体积较小、质量较大的小球
C.为了方便测量,摆球摆动的幅度越大越好
D.测量周期时,应从摆球到达最高点时开始计时
(3)实验测出单摆完成n次全振动的时间为t,摆长为L,则计算重力加速度的表达式为g=__________。
16. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示:
(1)此玻璃的折射率计算式为___________(用图中的、表示);
(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度___________(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量;
(3)如果玻璃砖的上下表面不平行,对此玻璃的折射率的测量结果___________(填“有”或“没有”)影响。
17. 在用双缝干涉测量光波长的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)甲图从左至右分别是______;
A. 光源,滤光片,单缝,双缝 B. 光源,滤光片,双缝,单缝
(2)在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置;(选填“垂直”或“平行”)
(3)如图乙所示,将测量头的分划板中心刻线与A亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数,然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与B(第6条亮纹)亮纹中心对齐,记下此时图丙中手轮上的示数______mm;
(4)已知双缝间距,双缝到屏的距离,可得所测光的波长为______m;(计算结果保留两位有效数字)
18. 如图所示,在光滑水平面上,A、B两个物体的质量都是m,碰撞前B物体静止,A物体以速度ν向B撞去。碰撞后两个物体粘在一起,并以一定速度继续前进。求:
(1)碰撞后两物体的速度大小;
(2)物体A、B组成的系统在碰撞过程中损失的机械能;
(3)碰撞过程中物体A受到的冲量I。
19. 如图所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场垂直.已知线圈的匝数N =100,边长ab ="1.0" m、bc ="0.5" m,电阻r =2Ω.磁感应强度B在0 ~1 s内从零均匀变化到0.2 T.在1~5 s内从0.2 T均匀变化到-0.2 T,取垂直纸面向里为磁场的正方向.求:
(1)0.5s 时线圈内感应电动势的大小E和感应电流的方向;
(2)在1~5s内通过线圈的电荷量q;
(3)在0~5s内线圈产生的焦耳热Q.
20. 双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪,其原理图如图所示,加速电场的电压为,电场分析器中有指向圆心的辐射状电场,磁场分析器中有垂直纸面的匀强磁场。若质量为、电荷量为的离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,进入辐射状电场,恰好沿着半径为的圆弧轨迹通过电场区域后,垂直磁场左边界从点进入圆心为的四分之一圆形磁场区域,,之后垂直磁场下边界从点射出并进入检测器。检测器可在和之间左右移动且与磁场下边界的距离恒等于。求:
(1)离子进入电场分析器时的速度大小;
(2)电场分析器中离子轨迹处电场强度的大小;
(3)磁场区域磁感应强度的大小;
(4)若有不同的离子经过电场分析器和磁场分析器后,从磁场下边界射出,求检测器能接收到的离子中比荷的最大值。
21. 如图所示,平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处于、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场(图示虚线)中。在磁场中离左边界处垂直于水平导轨放置导体棒,在倾斜导轨高处垂直于导轨放置导体棒,将导体棒由静止释放,结果发现导体棒以的速度从磁场右边界离开。已知导体棒、的质量均为,阻值均为,棒的长度均等于导轨间距,不计导轨电阻,导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好取,忽略磁场边界效应。求:
(1)安培力对导体棒a做的功;
(2)导体棒a刚出磁场时,导体棒b的速度大小及两棒之间的距离;
(3)整个过程中,安培力对导体棒b做的功。
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