内容正文:
高二4月份物理月考B卷
一、选择题(每题4分,共28分)
1. 做简谐运动的物体每次经过同一位置时,可能具有不相同的( )
A. 速度 B. 动能 C. 位移 D. 加速度
2. 用手握住细绳A端持续上下振动,在绳上形成一列简谐横波。某时刻波形如图所示,则该时刻绳上( )
A. 质点向右运动 B. 质点向上运动
C. 质点向上运动 D. 质点向左运动
3. 如图所示为某弹簧振子在内的振动图像,下列说法中正确的是( )
A. 第1s末振子的速度为零 B. 振动周期为
C. 振幅为 D. 从第末到第末振子在做加速运动
4. 图中O点为单摆的固定悬点,现将摆球(可视为质点)拉至点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,摆球将在竖直平面内的、之间来回摆动,点为运动中的最低位置,则在摆动过程中( )
A. 摆球受到重力、拉力、回复力三个力的作用
B. 摆球在点和点处,速度为零,回复力也为零
C. 摆球在点处,速度最大,细线拉力也最大
D. 摆球在点处,速度最大,回复力也最大
5. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为 B. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大 D. 此单摆的固有频率约为
6. 如图所示,日落时观察到椭圆状的太阳,该现象形成的原因是( )
A. 光的偏振 B. 光的折射 C. 光的衍射 D. 光的全反射
7. 一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A. AO是入射光,OB是反射光
B. BO是入射光,OC是折射光
C. 是入射角,是反射角
D. 光若沿CO入射,将沿OA射出
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图甲所示,为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,乙图为平衡位置在处的质点的振动图像,已知质点的横坐标。下列判断正确的是( )
A. 此波沿轴正方向传播
B. 该波的传播速率为
C. 从到质点通过的路程为
D. 质点从图示位置开始运动,路程为时所需的时间为
9. 如图所示,两个相干简谐横波在同一区域传播,实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷,已知两列波的振幅均为、频率均为。a、c两点是波峰与波谷相遇点,b是波谷与波谷相遇点,d是波峰与波峰相遇点,下列说法正确的是( )
A. b、d两点的位移大小始终为2A B. a、c两点始终处于平衡位置
C. b、d连线的中点始终是振动加强点 D. a、c连线上各点始终处于平衡位置
10. 有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向,下列说法正确的是( )
A. 所利用的原理是声波的多普勒效应 B. 所利用的原理是声波的反射现象
C. 火车鸣笛声调变高说明火车在靠近 D. 火车鸣笛声调变高说明火车在远离
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 在“测量玻璃的折射率”实验中:如图甲所示,甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)甲同学接下来要完成的必要步骤有________;
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住 D. 插上大头针,使挡住和、的像
(2)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________;
A. 选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖
B. 选用前后两光学表面平行的玻璃砖
C. 玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些
D. 选用粗的大头针完成实验
(3)乙同学在画界面时,不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,若其他操作正确,则他测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”);
(4)写出折射率与光在介质中传播速度的关系________(用、、表示)。
(5)当光从光密介质斜射入光疏介质发生全反射,临界角为,则折射率________
12. 某实验小组利用题图1所示装置来测量当地重力加速度大小。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过固定在O点正下方的光电门传感器来采集摆动周期。
(1)将摆线固定在O点时,应采用题图2中________(选填“A”或“B”)的连接方式。
(2)安装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度L,并用螺旋测微器测量小钢球的直径。已知螺旋测微器的示数如题图3所示,则小钢球的直径________。
(3)写出单摆周期和摆长的关系式________。
四、解答题(13题12分,14题12分,15题14分)
13. 科研机构对地震波的特性展开研究,图甲为研究过程中简谐横波在时刻的波形图,是此波上平衡位置处于处的一个质点,图乙为质点的振动图像,求:
(1)该列波的传播速度的大小和方向;
(2)质点在1s内通过的路程。
14. 如图所示为一弹簧振子的振动图像,试完成以下问题:
(1)写出该振子的振幅和周期;
(2)写出简谐运动的位移-时间关系的表达式;
(3)振子在前16s的路程是多少?
15. 如图所示,一束红光由空气射入某种液体,是空气与这种液体的分界面,红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45°时,折射角为30°,光在真空中的传播速度为3×108m/s。求
(1)该液体对红光的折射率;
(2)红光在该液体中的传播速度;
(3)该液体对红光的全反射临界角。
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高二4月份物理月考B卷
一、选择题(每题4分,共28分)
1. 做简谐运动的物体每次经过同一位置时,可能具有不相同的( )
A. 速度 B. 动能 C. 位移 D. 加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.速度是矢量,做简谐运动的物体经过同一位置时,运动方向可能指向平衡位置,也可能远离平衡位置,速度方向可能不同,因此速度可能不相同,故A正确;
B.动能是标量,经过同一位置时速度大小一定相等,由可知动能一定相同,故B错误;
C.简谐运动的位移是物体相对于平衡位置的位置变化,同一位置对应的位移一定相同,故C错误;
D.根据简谐运动回复力公式,同一位置位移相同,回复力相同,由牛顿第二定律可知加速度一定相同,故D错误。
故选A。
2. 用手握住细绳A端持续上下振动,在绳上形成一列简谐横波。某时刻波形如图所示,则该时刻绳上( )
A. 质点向右运动 B. 质点向上运动
C. 质点向上运动 D. 质点向左运动
【答案】C
【解析】
【详解】简谐横波中,质点只在平衡位置附近上下振动,不随波迁移,波向右传播,根据平移法可知BE向上振动,CD向下振动。
故选C。
3. 如图所示为某弹簧振子在内的振动图像,下列说法中正确的是( )
A. 第1s末振子的速度为零 B. 振动周期为
C. 振幅为 D. 从第末到第末振子在做加速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题图可知,第1s末振子在平衡位置,其速度达到最大值,故A错误;
BC.由题图可知,该弹簧振子的振动周期为,振幅为,故B正确,C错误;
D.由题图可知,从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动到达负向最大位移处,速度逐渐减小,所以振子在做减速运动,故D错误。
故选B。
4. 图中O点为单摆的固定悬点,现将摆球(可视为质点)拉至点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,摆球将在竖直平面内的、之间来回摆动,点为运动中的最低位置,则在摆动过程中( )
A. 摆球受到重力、拉力、回复力三个力的作用
B. 摆球在点和点处,速度为零,回复力也为零
C. 摆球在点处,速度最大,细线拉力也最大
D. 摆球在点处,速度最大,回复力也最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.摆球在运动过程中只受到重力和细线的拉力两个实际力的作用,回复力是重力沿圆弧切线方向的分力,属于效果力,不是物体实际受到的力,故A错误;
B.摆球在A点和C点处,速度为零,但此时摆角最大,重力沿切线方向的分力(即回复力)
此时回复力最大,不为零,故B错误;
C.摆球在B点处,重力势能最小,动能最大,速度最大。根据牛顿第二定律则有
解得
由于速度v最大,故细线拉力T也最大,故C正确;
D.摆球在B点处,速度最大,但此时重力与拉力在同一直线上,切向合力(回复力)为零,故D错误。
故选C。
5. 一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅与驱动力频率的关系)如图所示,则( )
A. 此单摆的固有周期约为 B. 若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动
C. 若摆长增大,单摆的固有频率增大 D. 此单摆的固有频率约为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由共振曲线可知,振幅最大时对应的驱动力频率等于单摆的固有频率,图中峰值对应的频率约为 ,故固有周期 ,选项A中给出,与计算所得不符,A错误;
B.若摆长增大,根据单摆周期公式
周期增大,固有频率减小,共振曲线的峰将向左移动,B错误;
C.摆长增大,固有周期增大,固有频率减小,C错误;
D.由图像可知,固有频率约为 ,D正确。
故选D。
6. 如图所示,日落时观察到椭圆状的太阳,该现象形成的原因是( )
A. 光的偏振 B. 光的折射 C. 光的衍射 D. 光的全反射
【答案】B
【解析】
【详解】日落时,太阳的光线穿过大气层,而大气层的密度不均匀,使得太阳光穿过大气层时偏折程度不一致,让太阳看起来在竖直方向被压缩,呈现椭圆状,故该现象形成的原因是光的折射。
故选B。
7. 一束单色光从空气斜射入玻璃中的情境如图所示。下列说法正确的是( )
A. AO是入射光,OB是反射光
B. BO是入射光,OC是折射光
C. 是入射角,是反射角
D. 光若沿CO入射,将沿OA射出
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.过入射点O作垂直于界面的法线EF(如图)。反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角;折射光线与入射光线分居法线两侧,光由空气斜射入其他透明介质时,折射角小于入射角。因此可得:BO为入射光,OA为反射光,OC为折射光,是入射角,是反射角,是折射角,故AC错误,B正确;
D.根据光路的可逆性,若光沿CO入射,将沿OB射出,故D错误。
故选B。
二、多选题(每题6分,共18分)
8. 如图甲所示,为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,乙图为平衡位置在处的质点的振动图像,已知质点的横坐标。下列判断正确的是( )
A. 此波沿轴正方向传播
B. 该波的传播速率为
C. 从到质点通过的路程为
D. 质点从图示位置开始运动,路程为时所需的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知,在时刻质点P沿y轴负方向运动,根据“上下坡法”,可知波的传播方向为x轴负方向,故A错误;
B.由甲图可知,波的波长为
由乙图可知波的周期为
则波的传播速率为,故B正确;
C.由甲图知,振幅A=0.2m
从到,即经过,质点从波峰回到平衡位置,则质点M通过的路程为0.2m,故C错误;
D.当质点M运动的路程为0.3m时,质点M处于处且沿y轴负方向运动,以图示位置为计时0点,质点的振动方程为
当
代入解得,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,两个相干简谐横波在同一区域传播,实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷,已知两列波的振幅均为、频率均为。a、c两点是波峰与波谷相遇点,b是波谷与波谷相遇点,d是波峰与波峰相遇点,下列说法正确的是( )
A. b、d两点的位移大小始终为2A B. a、c两点始终处于平衡位置
C. b、d连线的中点始终是振动加强点 D. a、c连线上各点始终处于平衡位置
【答案】BC
【解析】
【详解】A.b、d两点均为振动加强点,做振幅为2A的简谐振动,但两点的位移大小不是始终为2A,故A错误;
B.a、c两点是波峰与波谷相遇点,则振动减弱,振幅为零,它们始终处于平衡位置,故B正确;
CD.a、c连线的中点也是b、d连线的中点,是振动加强点, C正确,D错误。
故选BC。
10. 有经验的铁路养护人员可以根据火车鸣笛的声音判断火车的行驶方向,下列说法正确的是( )
A. 所利用的原理是声波的多普勒效应 B. 所利用的原理是声波的反射现象
C. 火车鸣笛声调变高说明火车在靠近 D. 火车鸣笛声调变高说明火车在远离
【答案】AC
【解析】
【详解】当听到的声音音调变低,说明接收到的声音的频率变小,表明火车离他远去,当听到的声音音调变高,说明接收到的声音的频率变大,则火车向着他驶来,这是利用声波的多普勒效应。
故选AC。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 在“测量玻璃的折射率”实验中:如图甲所示,甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)甲同学接下来要完成的必要步骤有________;
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住 D. 插上大头针,使挡住和、的像
(2)下列哪些措施能够有效提高实验精确程度________;
A. 选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖
B. 选用前后两光学表面平行的玻璃砖
C. 玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些
D. 选用粗的大头针完成实验
(3)乙同学在画界面时,不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些,如图乙所示,若其他操作正确,则他测得的折射率与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相同”);
(4)写出折射率与光在介质中传播速度的关系________(用、、表示)。
(5)当光从光密介质斜射入光疏介质发生全反射,临界角为,则折射率________
【答案】(1)BD (2)AC
(3)偏小 (4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
光沿直线传播,两点确定一条直线,让同时挡住、的像,保证入射光线是唯一的且过、,同理使挡住和、的像,保证从玻璃砖出来的光线是唯一的且过、,最后使四个点在同一条光线的传播路径上。
故选BD。
【小问2详解】
采用插针法测定光的折射率的时候,应选定光学表面间距大一些的玻璃砖,这样光路图会更加清晰,减小作图误差,同时两枚大头针的距离尽量大一些,且选用的大头针应该细一点,保证光线的直线度,而光学表面是否平行并不影响该实验的准确度。
故选AC。
【小问3详解】
乙同学在画界面时,不小心将两界面和间距画得比玻璃砖宽度大些,如图所示
实线是真实的光路图,虚线是玻璃砖宽度画大后的光路图,由图看出,在这种情况下测得的入射角不受影响,但测得的折射角比真实的折射角偏大,根据折射定律
可知测得的折射率将偏小。
【小问4详解】
根据光的折射定律可得
【小问5详解】
由全反射的定义可得
12. 某实验小组利用题图1所示装置来测量当地重力加速度大小。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过固定在O点正下方的光电门传感器来采集摆动周期。
(1)将摆线固定在O点时,应采用题图2中________(选填“A”或“B”)的连接方式。
(2)安装好装置,用毫米刻度尺测量摆线长度L,并用螺旋测微器测量小钢球的直径。已知螺旋测微器的示数如题图3所示,则小钢球的直径________。
(3)写出单摆周期和摆长的关系式________。
【答案】(1)A (2)20.535##20.533##20.534##20.536##20.537
(3)
【解析】
【小问1详解】
若用B的连接方式,摆动过程中悬挂点会发生变化,因此A的连接方式相对稳定。
故选A。
【小问2详解】
由图3可知,小钢球的直径为
【小问3详解】
由题可知,单摆的周期为
四、解答题(13题12分,14题12分,15题14分)
13. 科研机构对地震波的特性展开研究,图甲为研究过程中简谐横波在时刻的波形图,是此波上平衡位置处于处的一个质点,图乙为质点的振动图像,求:
(1)该列波的传播速度的大小和方向;
(2)质点在1s内通过的路程。
【答案】(1)3750m/s,方向沿x轴负向传播
(2)50m
【解析】
【小问1详解】
根据图乙可知,t=0时刻,质点M沿y轴正方向运动,根据图甲,利用同侧法可知,该列波的传播方向沿x轴负向传播;根据图甲可知,波长为
根据图乙可知,周期为
则波传播速度为
【小问2详解】
由图可知振幅
由
可知质点在1s内通过的路程
14. 如图所示为一弹簧振子的振动图像,试完成以下问题:
(1)写出该振子的振幅和周期;
(2)写出简谐运动的位移-时间关系的表达式;
(3)振子在前16s的路程是多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,振子的振幅为
振子的周期
【小问2详解】
根据上述分析可知,振子的圆频率为
振子的初相位
则振子的简谐运动的位移-时间关系的表达式为
【小问3详解】
振子在前通过的路程为
15. 如图所示,一束红光由空气射入某种液体,是空气与这种液体的分界面,红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45°时,折射角为30°,光在真空中的传播速度为3×108m/s。求
(1)该液体对红光的折射率;
(2)红光在该液体中的传播速度;
(3)该液体对红光的全反射临界角。
【答案】(1);(2);(3)45°
【解析】
【详解】(1)该液体对红光的折射率为
(2)红光在该液体中的传播速度
(3)由临界角公式
得
则
C=45°
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