内容正文:
平凉一中2027届高二第二学期第一次阶段性考试
物理试卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 关于机械波的形成与传播,下列说法错误的是( )
A. 波是振动形式(或能量)的传播,介质本身并不随波迁移
B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直
C. 波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速和波长可能改变
D. 两列波相遇发生干涉时,振动加强点的位移始终最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.机械波传播的是振动形式和能量,介质质点仅在平衡位置附近做往复振动,本身不随波迁移,故A正确,不符合题意;
B.横波的定义就是质点振动方向与波的传播方向垂直的波,故B正确,不符合题意;
C.波的频率由波源决定,因此从一种介质进入另一种介质时频率不变;波速由介质决定,介质改变波速改变,由公式可知波长也会随波速改变,故C正确,不符合题意;
D.两列波干涉时,振动加强点的振幅最大,但其位移仍随时间在 到 之间周期性变化,并非始终最大,故D错误,符合题意。
故选D。
2. 如图所示,弹簧振子在水平方向上AB两点间做简谐运动,O点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从A点向O点运动,加速度越来越小
B. 从O点向B点运动,回复力越来越小
C. 从O点向A点运动,位移越来越小
D. 从B点向A点运动,弹性势能逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球从A点向O点运动过程中,位移逐渐减小,根据
可知,回复力逐渐减小,根据可知,加速度逐渐减小,故A正确;
B.小球从O点向B点运动过程中,位移逐渐增大,根据
可知,回复力逐渐增大,故B错误;
C.小球从O点向A点运动过程中,位移逐渐增大,故C错误;
D.小球从B点向A点运动过程中,弹簧的形变量先减小后增大,则弹性势能先减小后增大,故D错误。
故选A。
3. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,已知波速.则( )
A. 该波的周期为
B. 时刻,处的质点速度方向沿y轴负方向
C. 再经过,处的质点到达波峰
D. 该波的波长为
【答案】C
【解析】
【详解】AD.由图可知波长为4m,周期为,故AD错误;
BC.波沿x轴正方向传播,根据“平移法”可知,处的质点速度方向沿y轴正方向,再经过,质点到达波峰,故B错误,C正确;
故选C。
4. 如图,在一根张紧的水平绳上,悬挂有4个摆,其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来,其他各摆也跟着振动起来,稳定后下列说法中正确的有( )
A. 其他各摆的振动周期与A摆相同 B. 其他各摆的振动周期不同,D摆的振幅最大
C. 其他各摆的振幅相同 D. 各摆均做自由振动
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.A摆振动起来,其它各摆也振动起来,其他各摆均做受迫振动,则它们的振动频率和周期均等于A摆的振动频率和周期,故A正确,BD错误;
C.由于其它各摆的摆长不同,则振幅不同,又A、B摆长相同,所以这两个摆的固有频率相同,则B摆出现共振现象,振幅最大,故C错误。
故选A。
5. 如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法不正确的是( )
A. 这两列波的波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉
B. 从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点的位移均为零
C. a、c、d三点的振动始终加强,b点的振动始终减弱
D. a、c、d三点位移始终最大,等于两列波的振幅之和
【答案】D
【解析】
【详解】A.在同一介质中波速相同,因为两列波的频率相同,所以波长一定相同,在两波相遇的区域会发生干涉,故A正确;
B.从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点的位移均为零,此时刻四点处于平衡位置,故B正确;
CD.此刻a、c、d三点位移最大,等于两列波的振幅之和,在这些点两列波引起的振动总是相互加强的,质点的振幅最大,但位移是时刻在变化,在b点是两列波波峰和波谷相遇点,两列波引起的振动总是相互减弱的,质点的振幅最小,振动始终减弱,故C正确,D错误。
本题选择不正确的,故选D。
6. 如图所示,弹簧振子的平衡位置为点,在、两点之间做简谐运动。、相距,从小球经过点向方向运动开始计时,经首次到达点,取向右为正方向。下列说法正确的是( )
A. 小球振动的周期为
B. 小球振动的振幅为
C. 小球的位移—时间关系为
D. 末小球位移为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题意可知
解得
故A正确;
B.根据题意可知
解得
故B错误;
C.由公式可得
从小球经过点向方向运动开始计时,小球的位移—时间关系为
故C错误;
D.末小球回到平衡位置,位移为0,故D错误。
故选A。
7. 沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为
C. 该波的传播速度为
D. 处的质点在此后内运动的路程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意,由图乙可知,质点Q在时,沿y轴正方向振动,结合图甲,由同侧法可知,该波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.根据题意,由图甲可知,该波的波长为,故B错误;
C.由图乙可知,质点振动周期为1.2s,波速为,故C正确;
D.质点在1.5s内,即
处的质点在时,在y轴正半轴向平衡位置运动,且不是最大位移处与平衡位置等特殊位置,因此内,质点走过的路程,故D错误。
故选C。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 声波和电磁波都能在真空中传播
B. “闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射
C. 用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,这是利用多普勒效应
D. 做受迫振动的物体,其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率
【答案】BC
【解析】
【详解】A.声波的传播需要介质,不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,故A错误;
B.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时,声波能绕过阻碍物,继续传播,则声波比光波更容易发生衍射,故B正确;
C.用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,这是利用多普勒效应现象,故C正确;
D.做受迫振动的物体,其稳定时的振动频率一定等于驱动力的频率,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,是空气与某种液体的分界面,一束光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是时,折射角为,,,则以下说法正确的是( )
A. 液体的折射率为
B. 液体的全反射临界角大于
C. 以入射角从空气射到该液体分界面时,会发生全反射
D. 以入射角从该液体射到空气分界面时,会发生全反射
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据折射率的定义有,故A正确;
B.全反射临界角的公式为
经计算有,故B正确;
C.光线从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射,所以从空气射到分界面时,不发生全反射,故C错误;
D.从光密介质射入光疏介质时,其中,所以会发生全反射,故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,间距均为1m的平行光滑倾斜导轨与平行光滑水平导轨在M、N处平滑连接,倾斜导轨倾角为,上端连接一阻值为2Ω的定值电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为2T。一质量为0.6kg的金属棒ab垂直放置在倾斜导轨上的虚线处并由静止释放,滑到M、N处之前已经达到最大速度,最终静止在水平导轨上。已知金属棒接入导轨之间的电阻为1Ω,虚线到M、N处的距离为1.5m,金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨的电阻,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 金属棒ab运动过程中的最大速度为3m/s
B. 金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的时间为1.1s
C. 金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为1.8J
D. 金属棒ab在水平导轨上滑行的距离为1.35m
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.根据题意滑到M、N处之前已经达到最大速度,达到最大速度时受力分析如图所示
轴方向有
又,
联立解得
故A正确;
B.金属棒ab沿着倾斜导轨下滑过程,根据动量定理有
又
联立解得
故B正确;
C.金属棒ab沿着倾斜导轨下滑过程,根据动能定理有
又,
联立解得
故C错误;
D.金属棒ab在水平导轨上滑行过程,根据动量定理
又
联立解得
故D正确。
故选ABD。
三、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 如下表所示,用单摆测重力加速度,其中L0、d、n、t分别表示实验时已测得的数据。根据这些数据可以算出:
悬线长度/m
摆球直径/m
全振动次数
完成n次全振动的时间
L0
d
N
t
(1)单摆的摆长L=_________;
(2)单摆的周期T=________;
(3)当地的重力加速度g=_______;
(4)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,可选用的器材为______。
A.20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台
B.100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台
C.100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台
D.100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台
(5)若实验测得的g值偏小,可能的原因是_________。
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将(n-1)次全振动数为n次
【答案】 ①. ②. ③. ④. B ⑤. B
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]单摆的摆长为
(2)[2]单摆一次全振动的时间为一个周期,则单摆的周期为
(3)[3]单摆的周期公式为
又
,
联立求得
(4)[4]根据实验要求,摆长应为1m左右结实的细线,且用米尺测量;应选用体积较小的实心金属球,所以应选小钢球;测量周期用秒表。故选B。
(5)[5]同学测得的g值偏小,根据
说明摆长测量值偏小或者周期测量值偏大。
A.测摆线长时摆线拉得过紧,使得摆长的测量值偏大,则测得的重力加速度偏大,故A错误;
B.摆动后出现松动,知摆长的测量值偏小,则测得的重力加速度偏小,故B正确;
C.开始计时,秒表过迟按下,则周期的测量值偏小,重力加速度的测量值偏大,故C错误;
D.试验中误将(n-1)次全振动数为n次,周期测量值偏小,故加速度测量值偏大,故D错误。
故选:B。
12. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是( )
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
(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)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于______。
【答案】(1)C (2)大
(3)1.5
【解析】
【小问1详解】
A.手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”,以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏,进而影响测量结果,故A错误;
B.为减少测量误差,入射角应适当大一些,即、的连线与法线的夹角应尽量大些,故B错误;
C.为了减小作图误差,将出射光线确定得更准确些,和的距离应适当取大些,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度大的玻璃砖来测量,宽度越大,出射光线的侧位移越大,折射角的测量越准确,故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。
【小问3详解】
根据折射率定义公式有
可得
可得玻璃砖的折射率为
四、解答题(本题共3小题,共41分)
13. 如图所示,一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜,P点到C点的距离为1.6L,光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°,光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8, 求:
(1)该三棱镜的折射率n;
(2)光线从BC边传播到AC边所用的时间t(不考虑多次反射)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
作出光路图如图所示,根据几何关系可知,光在AC面上的临界角,则
解得
【小问2详解】
由几何关系得
由介质的折射率公式和运动学公式得
由
解得
14. 如图所示,有一沿x轴传播的正弦横波,波长,实线为时间时的波形,原点恰处于波峰,虚线为时间时的波形,离原点最近的波峰其平衡位置。此波的周期用T表示。
(1)若此波为向右(x轴正方向)传播,且,则波速多大?
(2)若此波为向左(x轴负方向)传播,且,则波速多大?
(3)若此波的波速为74m/s,则其传播方向为向左还是向右?
【答案】(1)54m/s (2)58m/s (3)向左
【解析】
【小问1详解】
若此波为向右(x轴正方向)传播,根据题意有
解得周期
因为
可知n取3,则周期
则波速
【小问2详解】
若此波为向左(x轴负方向)传播,根据题意有
解得周期
因为
可知n取3,则周期
则波速
【小问3详解】
若此波的波速为v=74m/s,则0.5s内传播距离
可知传播时间为,故波向左传播。
15. 如图所示,现有一块玻璃砖,上半部分为半圆形,半径为R,下半部分为等腰直角三角形,∠ACB=90°,O点为上半部分的圆心,M为上半部分边界上一点,MO连线与AO的夹角为30°。一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖,已知玻璃砖的折射率为。求:
(1)光线在M点的折射角;
(2)光线在玻璃砖表面射出的位置。
【答案】(1)30° (2)距离B点
【解析】
【小问1详解】
一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖,根据几何关系可知入射角为
根据折射定律
解得光线在M点的折射角
【小问2详解】
根据题意作出光路图
根据几何关系有
,,,,
在中,根据正弦定理
解得
由于
光线在边发生全反射,根据几何关系有
,,
在中,根据正弦定理
解得
光线在玻璃砖表面射出的位置距离B点。
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平凉一中2027届高二第二学期第一次阶段性考试
物理试卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 关于机械波的形成与传播,下列说法错误的是( )
A. 波是振动形式(或能量)的传播,介质本身并不随波迁移
B. 横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直
C. 波从一种介质进入另一种介质,频率不变,波速和波长可能改变
D. 两列波相遇发生干涉时,振动加强点的位移始终最大
2. 如图所示,弹簧振子在水平方向上AB两点间做简谐运动,O点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从A点向O点运动,加速度越来越小
B. 从O点向B点运动,回复力越来越小
C. 从O点向A点运动,位移越来越小
D. 从B点向A点运动,弹性势能逐渐增大
3. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图,已知波速.则( )
A. 该波的周期为
B. 时刻,处的质点速度方向沿y轴负方向
C. 再经过,处的质点到达波峰
D. 该波的波长为
4. 如图,在一根张紧的水平绳上,悬挂有4个摆,其中A、B摆长相等。先让A摆振动起来,其他各摆也跟着振动起来,稳定后下列说法中正确的有( )
A. 其他各摆的振动周期与A摆相同 B. 其他各摆的振动周期不同,D摆的振幅最大
C. 其他各摆的振幅相同 D. 各摆均做自由振动
5. 如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法不正确的是( )
A. 这两列波的波长相同,在两波相遇的区域中会产生干涉
B. 从此刻再经过四分之一个周期,a、b、c、d四点的位移均为零
C. a、c、d三点的振动始终加强,b点的振动始终减弱
D. a、c、d三点位移始终最大,等于两列波的振幅之和
6. 如图所示,弹簧振子的平衡位置为点,在、两点之间做简谐运动。、相距,从小球经过点向方向运动开始计时,经首次到达点,取向右为正方向。下列说法正确的是( )
A. 小球振动的周期为
B. 小球振动的振幅为
C. 小球的位移—时间关系为
D. 末小球位移为
7. 沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示,质点Q的振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的波长为
C. 该波的传播速度为
D. 处的质点在此后内运动的路程为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 声波和电磁波都能在真空中传播
B. “闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射
C. 用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度,这是利用多普勒效应
D. 做受迫振动的物体,其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率
9. 如图所示,是空气与某种液体的分界面,一束光由空气射到分界面,一部分光被反射,一部分光进入液体中。当入射角是时,折射角为,,,则以下说法正确的是( )
A. 液体的折射率为
B. 液体的全反射临界角大于
C. 以入射角从空气射到该液体分界面时,会发生全反射
D. 以入射角从该液体射到空气分界面时,会发生全反射
10. 如图所示,间距均为1m的平行光滑倾斜导轨与平行光滑水平导轨在M、N处平滑连接,倾斜导轨倾角为,上端连接一阻值为2Ω的定值电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为2T。一质量为0.6kg的金属棒ab垂直放置在倾斜导轨上的虚线处并由静止释放,滑到M、N处之前已经达到最大速度,最终静止在水平导轨上。已知金属棒接入导轨之间的电阻为1Ω,虚线到M、N处的距离为1.5m,金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨的电阻,重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 金属棒ab运动过程中的最大速度为3m/s
B. 金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的时间为1.1s
C. 金属棒ab沿着倾斜导轨下滑的过程中,定值电阻上产生的焦耳热为1.8J
D. 金属棒ab在水平导轨上滑行的距离为1.35m
三、实验探究题(本题共2小题,每空2分,共16分)
11. 如下表所示,用单摆测重力加速度,其中L0、d、n、t分别表示实验时已测得的数据。根据这些数据可以算出:
悬线长度/m
摆球直径/m
全振动次数
完成n次全振动的时间
L0
d
N
t
(1)单摆的摆长L=_________;
(2)单摆的周期T=________;
(3)当地的重力加速度g=_______;
(4)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,可选用的器材为______。
A.20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台
B.100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台
C.100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台
D.100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台
(5)若实验测得的g值偏小,可能的原因是_________。
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将(n-1)次全振动数为n次
12. 在“测玻璃的折射率”实验中:
(1)如图,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,下列说法中正确的是( )
A. 若不小心用手触摸了光学表面,不会影响测量
B. 为减少测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
(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)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图像如图所示,从图像可知玻璃砖的折射率等于______。
四、解答题(本题共3小题,共41分)
13. 如图所示,一束平行于直角三棱镜截面ABC的单色光从真空垂直BC边从P点射入三棱镜,P点到C点的距离为1.6L,光线射入后恰好在AC边上发生全反射。已知∠C=37°,光在真空中的传播速度为c,sin37°=0.6,cos37°=0.8, 求:
(1)该三棱镜的折射率n;
(2)光线从BC边传播到AC边所用的时间t(不考虑多次反射)。
14. 如图所示,有一沿x轴传播的正弦横波,波长,实线为时间时的波形,原点恰处于波峰,虚线为时间时的波形,离原点最近的波峰其平衡位置。此波的周期用T表示。
(1)若此波为向右(x轴正方向)传播,且,则波速多大?
(2)若此波为向左(x轴负方向)传播,且,则波速多大?
(3)若此波的波速为74m/s,则其传播方向为向左还是向右?
15. 如图所示,现有一块玻璃砖,上半部分为半圆形,半径为R,下半部分为等腰直角三角形,∠ACB=90°,O点为上半部分的圆心,M为上半部分边界上一点,MO连线与AO的夹角为30°。一束光线从M点在纸面内沿着与AC垂直的方向射入玻璃砖,已知玻璃砖的折射率为。求:
(1)光线在M点的折射角;
(2)光线在玻璃砖表面射出的位置。
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