内容正文:
成都市实验外国语学校高二上学期十月阶段性考试
物理试题
注意事项:
1.答题前请在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、单项选择题(共28分,每个小题4分,题中给的4个选项中只有一个选项正确,请选出符合题意的选项。)
1. 如图中属于明显衍射现象的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,轻质弹簧的左端固定,质量为m的物块压缩弹簧后自A点由静止释放,物块离开弹簧后运动到B点静止,已知物块向右运动的最大距离为s,物块与水平地面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,则释放物块前弹簧具有的弹性势能为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射,当在点的入射角为时,出射光线分成、两束,光束与下边界的夹角为,光束与下边界的夹角为,已知,,则下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的频率小
B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为
C. 在同样的双缝干涉装置中,用光得到的相邻干涉条纹间距较宽
D. 若使入射角增大,则出射光线先消失
4. 如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,以向右为正方向,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在t=0.2s时,弹簧振子运动到O位置
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C. 从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地减小
D. 在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同
5. 截面为直角梯形ABCD的玻璃砖折射率。如图所示,一束光从AB面上M点以的入射角射入玻璃砖,光线经玻璃砖折射后首先到达BC面上N点并恰好发生全反射,然后到达CD面。不考虑多次反射,以下说法正确的是( )
A. 为55° B. 为65°
C. 光线从CD面射出 D. 光线从AD面射出
6. 图甲为一列简谐横波在时的波形图,图中质点运动到负向最大位移处,质点刚好经过平衡位置。图乙为质点从此时开始的振动图像。下列判断不正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播,传播速度为
B. 时,质点的加速度大于质点的加速度
C. 此后内,质点沿轴正方向移动了
D. 时,质点沿轴正方向运动
7. 如图所示,A、B两个带异种电荷的小球,用绕过两个光滑定滑轮的绝缘细线连接,对A球施加一个水平力F(图中未标出),两球静止且处于同一水平线上,此时连接A球的细线与水平方向的夹角,连接B球的细线与水平方向的夹角,, B球质量为m,重力加速度为g,不计小球的大小,则下列判断正确的是( )
A. 作用于小球A的水平力方向水平向右 B. A球的带电量小于B球的带电量
C. 小球A的质量为 D. 撤去F的一瞬间,小球B的加速度为0
二、多项选择题(每个小题6分,题中给的4个选项中至少有一个选项正确,请选出符合题意的选项。)
8. 关于简谐运动和受迫振动,下列说法中正确的有( )
A. 做简谐运动的物体在平衡位置时的加速度为零
B. 做简谐运动的物体在平衡位置时回复力为零
C. 当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大
D. 一个受迫振动系统在非共振状态时,其振动周期与驱动力的周期不同
9. 如图1所示是乙醇水溶液的折射率随浓度变化关系图像,现有两束相同的单色细光线以相同的入射角射入不同浓度的甲、乙两杯乙醇水溶液中,折射光线如图2所示(),则下列说法正确的是( )
A. 甲溶液的浓度低于乙溶液的浓度
B. 光在甲溶液中的传播速度低于在乙溶液中的传播速度
C. 光在甲溶液中的波长小于在乙溶液中的波长
D. 逐渐增大入射角,光射入甲溶液时更早的发生全反射现象
10. 真空中两个等量异种点电荷,固定于相距为2r的、两点,O点为连线的中点,M点在连线的中垂线上,N点在的延长线上。已知O点的电场强度大小为E,,则( )
A. M点的电场强度大小为
B. M点的电场强度大小为
C. 将一正点电荷从M点沿中垂线MO移动到O点再沿移动到点,电场力始终做正功
D. 一正点电荷在M点的电势能与在O点的电势能相等
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、实验题(共16分)
11. 如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图
(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条纹之间的距离_____(填字母)
A. 增大③和④之间的距离 B. 增大④和⑤之间的距离
C. 将红色滤光片改为绿色滤光片 D. 增大双缝之间的距离
(2)在某次实验中,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第6条亮纹中心,这时手轮上的示数如图乙所示,则相邻亮条纹间距为_____mm。
(3)若双缝间距为d,单缝到双缝距离为l₁,双缝到光屏的距离为l₂,双缝干涉中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为,则光的波长λ为_____(用符号表示)
12.
(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中:
①如图1所示,王同学在“用单摆测重力加速度”实验中,进行了如下步骤,其中错误的是______,不必要的是______。
A 先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长
B 用天平测量出摆球的质量
C 使单摆小角度摆动后,用秒表记录30次全振动的时间,并计算出摆动周期
②用游标卡尺测量摆球的直径d,某次测量结果如图2所示,从图中读出______mm。
③根据测得的实验数据,该同学绘制了随摆长l变化的关系图像,如图3所示,根据图像,可知当地的重力加速度为______(计算结果保留3位有效数字)。
(2)除了上述提及的器材,王同学只有一把量程为30cm的刻度尺,小于柱形深筒的深度。该同学做了如图4所示的装置,利用单摆实验测得、为某次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,、为另一次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,、均小于30cm,则,当地重力加速度______。(用题目所给的物理量的符号表示)
四、计算题(共38分,解答过程要有相应的文字说明及必要的物理公式,设计数值运算的要有相应量的单位,只有结果概不给分。)
13. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示,此时振动刚传到点,已知该波沿轴负方向传播,在时,质点刚好第三次出现波峰。求:
(1)该波的周期及波速;
(2)质点第二次出现波谷的时刻。
14. 有一个半径为R的半圆柱形透明体,其俯视图如图所示。某同学进行了如下实验:用激光笔从右侧沿垂直于直径AB方向朝透明体射入,保持入射方向不变,入射点由圆心O处缓慢向A处移动,观察到从圆弧面上射出的光逐渐减弱。当入射点到达C处时,恰好看不到光从圆弧面上D处射出,测得OC=0.5R,真空中光速为c。
(1)求透明体材料的折射率n;
(2)从C处垂直入射的光线恰好从B点射出,求光线在透明体中传播的时间t。
15. 小华和同学玩如图所示的闯关游戏。轻绳上端固定于O处,装有沙的甲车静止于光滑水平面上的C处,质量的小华腰系轻绳从A处由静止开始摆下,长,摆到最低点B时绳子恰好断裂,B在水平面上方处,小华正好落入甲车中,小华瞬间和甲车获得共同速度,而且之后小华和甲车始终速度相同,然后甲车碰撞D处的乙车滑上粗糙水平面,将乙车撞离平台,而甲车恰停在E处。已知间距离,两车与平面间动摩擦因数均为,小华与甲车总质量等于乙车质量,且均可看成质点,碰撞中系统损失的动能等于碰前瞬间总动能的,重力加速度g取,求:
(1)甲乙两车碰后瞬间,甲车的速度,小华落入甲车后与甲车的共同速度;
(2)的水平距离,小华落入甲车前的速度大小;
(3)绳子能承受的最大拉力F的大小,由静止开始摆下前,绳子与竖直方向的夹角θ。
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成都市实验外国语学校高二上学期十月阶段性考试
物理试题
注意事项:
1.答题前请在答题卡上填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题 共46分)
一、单项选择题(共28分,每个小题4分,题中给的4个选项中只有一个选项正确,请选出符合题意的选项。)
1. 如图中属于明显衍射现象的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.图A是波从一种介质传到另一种介质,属于波的折射现象,故A错误;
B.图B是波绕过与波长相差不多的障碍物继续传播的现象,属于明显的衍射现象,故B正确;
C.图C属于波的叠加现象,故C错误;
D.图D属于波的多普勒效应现象,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,轻质弹簧的左端固定,质量为m的物块压缩弹簧后自A点由静止释放,物块离开弹簧后运动到B点静止,已知物块向右运动的最大距离为s,物块与水平地面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g,则释放物块前弹簧具有的弹性势能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对物块,在整个过程中由功能关系可得。
故选B。
3. 如图所示,某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心入射,当在点的入射角为时,出射光线分成、两束,光束与下边界的夹角为,光束与下边界的夹角为,已知,,则下列说法正确的是( )
A. 光的频率比光的频率小
B. 、两束光在该玻璃砖中的折射率之比为
C. 在同样的双缝干涉装置中,用光得到的相邻干涉条纹间距较宽
D. 若使入射角增大,则出射光线先消失
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由题意可得,、两束光在该玻璃砖中的折射率
因为,所以光的频率大于光的频率;、两束光在该玻璃砖中的折射率之比
故A错误,B正确;
C.因为光的频率大于光的频率,由可得
又有得,在同样的双缝干涉装置中,用光得到的相邻干涉条纹间距较窄,故C错误;
D.因为,所以当入射角增大时,先发生全反射,出射光线先消失,故D错误。
故选B。
4. 如图甲所示为以O点为平衡位置,在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,以向右为正方向,由图可知下列说法中正确的是( )
A. 在t=0.2s时,弹簧振子运动到O位置
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C. 从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地减小
D. 在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图知,t=0时,弹簧振子位于平衡位置,则在t=0.2s时,弹簧振子运动到B位置,故A错误;
B.因图像的斜率等于速度,则在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度大小相等,方向相反,故B错误;
C.从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的位移越来越大,弹簧的弹性势能越来越大,其动能越来越小,故C正确;
D.在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度大小相等,方向相反,故D错误。
故选C。
5. 截面为直角梯形ABCD的玻璃砖折射率。如图所示,一束光从AB面上M点以的入射角射入玻璃砖,光线经玻璃砖折射后首先到达BC面上N点并恰好发生全反射,然后到达CD面。不考虑多次反射,以下说法正确的是( )
A. 为55° B. 为65°
C. 光线从CD面射出 D. 光线从AD面射出
【答案】D
【解析】
【详解】光路图如图,根据
解得,即,又
则,则,
由几何关系可知,则光线在CD面发生全反射,不能从CD面射出,有几何关系可知在AD面上的入射角为,光线从AD面射出。
故选D。
6. 图甲为一列简谐横波在时的波形图,图中质点运动到负向最大位移处,质点刚好经过平衡位置。图乙为质点从此时开始的振动图像。下列判断不正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播,传播速度为
B. 时,质点的加速度大于质点的加速度
C. 此后内,质点沿轴正方向移动了
D. 时,质点沿轴正方向运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可得:时刻,质点在平衡位置向下振动,故由图甲可得:波向右传播;
由图甲可得:波长
由图乙可得:周期
故波速,故A正确;
B.根据周期,由时刻,质点在波谷,质点在平衡位置可得:时,质点在波峰,质点在平衡位置,故质点的加速度最大,质点的加速度为零,故B正确;
C.质点不随波的传播而迁移可知:质点只在方向振动,方向的位移为零,故C错误;
D.根据周期,由时刻,质点在波谷可得:时,质点在平衡位置向上振动,故D正确;
本题选不正确的,故选C。
7. 如图所示,A、B两个带异种电荷的小球,用绕过两个光滑定滑轮的绝缘细线连接,对A球施加一个水平力F(图中未标出),两球静止且处于同一水平线上,此时连接A球的细线与水平方向的夹角,连接B球的细线与水平方向的夹角,, B球质量为m,重力加速度为g,不计小球的大小,则下列判断正确的是( )
A. 作用于小球A的水平力方向水平向右 B. A球的带电量小于B球的带电量
C. 小球A的质量为 D. 撤去F的一瞬间,小球B的加速度为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.两球受到的库仑力等大反向,两细线对球的拉力大小相等,B球细线拉力的水平分力与库仑力等大反向,则A球细线拉力的水平分力小于库仑力,因此要使A球静止,作用于A球的水平力F向左,故A错误;
B.两球的电量大小无法比较,故B错误;
C.设细线拉力为T,对B球有
对A球有
解得,故C正确;
D.撤去F的一瞬间,细线的拉力发生突变,小球B受到的重力和库仑力不变,因此小球B的合力不为零,加速度不为零,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(每个小题6分,题中给的4个选项中至少有一个选项正确,请选出符合题意的选项。)
8. 关于简谐运动和受迫振动,下列说法中正确的有( )
A. 做简谐运动的物体在平衡位置时的加速度为零
B. 做简谐运动的物体在平衡位置时回复力为零
C. 当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大
D. 一个受迫振动系统在非共振状态时,其振动周期与驱动力的周期不同
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.物体在平衡位置时,处在位移为零的位置,此时受到的回复力为零;但由于物体可能受到其他外力,如单摆的摆动过程中,最低点为平衡位置,此时还有向心力,有向心加速度,故在平衡位置物体的加速度不一定为零,A错误,B正确;
C.当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大,产生共振,C正确;
D.一个受迫振动系统在非共振状态时,其振动周期等于驱动力的周期,D错误。
故选BC。
9. 如图1所示是乙醇水溶液的折射率随浓度变化关系图像,现有两束相同的单色细光线以相同的入射角射入不同浓度的甲、乙两杯乙醇水溶液中,折射光线如图2所示(),则下列说法正确的是( )
A. 甲溶液的浓度低于乙溶液的浓度
B. 光在甲溶液中的传播速度低于在乙溶液中的传播速度
C. 光在甲溶液中的波长小于在乙溶液中的波长
D. 逐渐增大入射角,光射入甲溶液时更早的发生全反射现象
【答案】BC
【解析】
【详解】A.两束相同的单色细光线以相同的入射角射入不同浓度的甲、乙两杯乙醇水溶液中,由图2的偏折程度可知,甲溶液对光的折射率大于乙溶液对光的折射率,结合图1可知,甲溶液的浓度高于乙溶液的浓度,故A错误;
B.根据,由于甲溶液对光的折射率大于乙溶液对光的折射率,所以光在甲溶液中的传播速度低于在乙溶液中的传播速度,故B正确;
C.根据
由于甲溶液对光的折射率大于乙溶液对光的折射率,所以光在甲溶液中的波长小于在乙溶液中的波长,故C正确;
D.光从空气射入溶液不可能发生全反射现象,故D错误。
故选BC。
10. 真空中两个等量异种点电荷,固定于相距为2r的、两点,O点为连线的中点,M点在连线的中垂线上,N点在的延长线上。已知O点的电场强度大小为E,,则( )
A. M点的电场强度大小为
B. M点的电场强度大小为
C. 将一正点电荷从M点沿中垂线MO移动到O点再沿移动到点,电场力始终做正功
D. 一正点电荷在M点的电势能与在O点的电势能相等
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设两点电荷的电量为,根据电场叠加原理,可知O点电场强度为
由题知,正、负电荷到M点的距离相等,所以两点电荷在M点产生的电场强度大小相等,如图所示
则有
故M点的电场强度大小为
结合题意可知,故A正确,B错误;
C.将一正点电荷从M点沿中垂线MO移动到O点,电场力不做功,再沿从O点移动到点,电场力做正功,故C错误;
D.根据等量异种电荷等势线的分布特点可知,M点和O点在同一等势面上,因此一正点电荷在M点的电势能与在O点的电势能相等,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷(非选择题 共54分)
三、实验题(共16分)
11. 如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图
(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条纹之间的距离_____(填字母)
A. 增大③和④之间的距离 B. 增大④和⑤之间的距离
C. 将红色滤光片改为绿色滤光片 D. 增大双缝之间的距离
(2)在某次实验中,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图甲所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第6条亮纹中心,这时手轮上的示数如图乙所示,则相邻亮条纹间距为_____mm。
(3)若双缝间距为d,单缝到双缝距离为l₁,双缝到光屏的距离为l₂,双缝干涉中相邻两条亮条纹或暗条纹的中心间距为,则光的波长λ为_____(用符号表示)
【答案】(1)B (2)2.032
(3)
【解析】
【小问1详解】
依据条纹间距公式知
A.与单缝和双缝间的距离无关,故增大③和④之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离,故A错误;
B.增大④和⑤之间的距离l,由上式知,可增大相邻两条亮纹之间的距离,故B正确;
C.绿光的波长比红光短,由上知,将红色滤光片改为绿色滤光片,干涉条纹的间距减小,故C错误;
D.增大双缝之间的距离d,干涉条纹的间距减小,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
图甲的示数:主尺刻度0.5mm,螺旋测微器刻度:,所以图甲的示数为
图乙主尺刻度:10.5mm,螺旋测微器刻度:,所以图乙的示数为
根据题意可知,亮纹间距
【小问3详解】
根据可得
12.
(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中:
①如图1所示,王同学在“用单摆测重力加速度”实验中,进行了如下步骤,其中错误的是______,不必要的是______。
A 先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长
B 用天平测量出摆球的质量
C 使单摆小角度摆动后,用秒表记录30次全振动的时间,并计算出摆动周期
②用游标卡尺测量摆球的直径d,某次测量结果如图2所示,从图中读出______mm。
③根据测得的实验数据,该同学绘制了随摆长l变化的关系图像,如图3所示,根据图像,可知当地的重力加速度为______(计算结果保留3位有效数字)。
(2)除了上述提及的器材,王同学只有一把量程为30cm的刻度尺,小于柱形深筒的深度。该同学做了如图4所示的装置,利用单摆实验测得、为某次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,、为另一次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,、均小于30cm,则,当地重力加速度______。(用题目所给的物理量的符号表示)
【答案】(1) ①. A ②. B ③. ④.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]A.为了避免由于摆球重力对摆线拉长的影响,所以测摆线长度时,应将摆球挂起来测量,故A错误;
B.用单摆测重力加速度实验不需要测量摆球的质量,故B不必要;
C.使单摆小角度摆动后,用秒表记录30次全振动的时间,并计算出摆动周期为,故C正确。
故错误的是A,不必要的是B。
[3]根据游标卡尺的读法可知小球的直径
[4]根据单摆的周期公式
解得
则图线的斜率
解得
【小问2详解】
L1、T1为某次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,L2、T2为另一次测得的露出筒外的摆线长及对应周期,L1、L2均小于30cm,则根据单摆,
联立解得
四、计算题(共38分,解答过程要有相应的文字说明及必要的物理公式,设计数值运算的要有相应量的单位,只有结果概不给分。)
13. 一列简谐横波在时刻的波形图如图所示,此时振动刚传到点,已知该波沿轴负方向传播,在时,质点刚好第三次出现波峰。求:
(1)该波的周期及波速;
(2)质点第二次出现波谷的时刻。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
此时质点P向y轴负方向振动,再经过质点P刚好第三次出现波峰,则
解得该波的周期
由图可知,波长为
则波速为
【小问2详解】
波的传播也是波形的传播,处的波谷形状传播到Q点时,Q质点第二次出现波谷,则
14. 有一个半径为R的半圆柱形透明体,其俯视图如图所示。某同学进行了如下实验:用激光笔从右侧沿垂直于直径AB方向朝透明体射入,保持入射方向不变,入射点由圆心O处缓慢向A处移动,观察到从圆弧面上射出的光逐渐减弱。当入射点到达C处时,恰好看不到光从圆弧面上D处射出,测得OC=0.5R,真空中光速为c。
(1)求透明体材料的折射率n;
(2)从C处垂直入射的光线恰好从B点射出,求光线在透明体中传播的时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当入射点到达C处时,恰好看不到光从圆弧面上D处射出,可知在D处刚好发生全反射,根据全反射临界角公式有
根据几何关系可得
联立可得,
【小问2详解】
从C处垂直入射的光线恰好从B点射出,根据几何关系可得,
则光线在透明体中通过的路程为
光线在透明体中传播速度为
则光线在透明体中传播的时间为
15. 小华和同学玩如图所示的闯关游戏。轻绳上端固定于O处,装有沙的甲车静止于光滑水平面上的C处,质量的小华腰系轻绳从A处由静止开始摆下,长,摆到最低点B时绳子恰好断裂,B在水平面上方处,小华正好落入甲车中,小华瞬间和甲车获得共同速度,而且之后小华和甲车始终速度相同,然后甲车碰撞D处的乙车滑上粗糙水平面,将乙车撞离平台,而甲车恰停在E处。已知间距离,两车与平面间动摩擦因数均为,小华与甲车总质量等于乙车质量,且均可看成质点,碰撞中系统损失的动能等于碰前瞬间总动能的,重力加速度g取,求:
(1)甲乙两车碰后瞬间,甲车的速度,小华落入甲车后与甲车的共同速度;
(2)的水平距离,小华落入甲车前的速度大小;
(3)绳子能承受的最大拉力F的大小,由静止开始摆下前,绳子与竖直方向的夹角θ。
【答案】(1)0.8m/s,3.2m/s
(2)1.2m,5m/s
(3)800N,60°
【解析】
【小问1详解】
设甲车及人总质量为M,甲车从D恰好滑至E过程有①
得②
甲与乙碰撞过程系统动量守恒,动能损失为碰前动能的,有③
④
联立②③④解得(此解求出,依题意,排除此解),或(取此解)
【小问2详解】
设小华在B点的速度为,小华与甲车相互作用瞬间系统水平方向动量守恒,则
得
小华从B至C做平抛运动因此 ,
此过程机械能守恒有
解得,
【小问3详解】
在B点由牛顿第二定律
从A到B,由动能定理有
联立两式解得 ,
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