2021-2022学年湖北省宜昌市伍家岗区英杰学校高二（下）月考物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年湖北省宜昌市伍家岗区英杰学校高二（下）月考物理试卷（含答案解析），共13页。试卷主要包含了 分析下列物理现象，5s时间，质点P的位移为0等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年湖北省宜昌市伍家岗区英杰学校高二（下）月考物理试卷1.  A、B两球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，，，，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是取两球碰前的运动方向为正(    )A. ， B. ，
C. ， D. ，2.  把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示。下列结论正确的是(    )A. 小球在O位置时，动能最大，加速度最小
B. 小球在A、B位置时，加速度最大，速度也最大
C. 小球从A经O到B的过程中，速度一直增加
D. 小球从A到O的过程中，弹簧的弹性势能不断增加3.  分析下列物理现象：
①“空山不见人，但闻人语响”；
②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；
③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低；
④雷声在云层里轰鸣不绝。
这些物理现象分别属于波的(    )A. 衍射、干涉、多普勒效应、反射 B. 衍射、多普勒效应、干涉、折射
C. 折射、干涉、多普勒效应、反射 D. 衍射、折射、多普勒效应、干涉4.  如图所示，甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图象，乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是(    )
A. 质点P振动的速度大小为
B. 经过时间，质点P的位移为
C. 经过时间，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D. 该波在传播过程中若遇到3m障碍物，能发生明显衍射现象5.  一列简谐波沿x轴传播，时刻的波形图如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，则下列判断正确的是(    )A. 该列波的起振方向向上
B. 该列波一定沿x轴向右传播
C. 此列波的最小波速为
D. 处的质点经6s通过的路程可能为30cm
 6.  如图所示，是一直角三棱镜的横截面，，。一细光束从AB边上的D点以与AB边成角射入三棱镜，AD长度为a，AC长度为，三棱镜的折射率为，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射。下列说法正确的是(    )A. 光在三棱镜中发生全反射的临界角为 B. 光在AC面上一定发生全反射
C. 光在BC面上一定发生全反射 D. 光束在三棱镜中传播的时间为7.  一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示．下列说法中正确的是(    )
 A. 玻璃砖对a、b的折射率关系为
B. a、b在玻璃中的传播速度关系为
C. 单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
D. 用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽8.  A，B两船的质量均为m，静止在平静的湖面上。现A船中质量为的人从A船跳到B船，再从B船跳回A船⃯⃯经n次跳跃后，人停在B船上。不计空气和水的阻力，下列说法正确的是(    )A. A、B两船组成的系统动量守恒
B. A、B两船和人组成的系统水平方向动量守恒
C. 人停在B船上后，A、B两船的速度大小之比为5：4
D. 人停在B船上后，A、B两船的速度大小之比为4：39.  甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知(    )
 A. 甲振子在这一时刻的位移为5cm
B. 在内，甲乙两振子路程之比1：1
C. 两个振子的振动频率之比：：2
D. 甲乙两个振子的振幅之比为2：110.  如图是水面上的两列相干波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰实线和波谷虚线，已知的振幅为4cm，的振幅为3cm，下列说法正确的有(    )A. 质点A、D在该时刻的高度差为14cm B. 再过半个周期，质点B是振动加强点
C. 质点C的振幅为1cm D. 质点A、C振动的频率相同11.  为玻璃等腰三楼镜的横截面，a、b两束可见单色光从空气垂直棱镜底面MN射入，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是(    )A. a光的频率大于b光的频率
B. 在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C. 若光束从玻璃砖中射向空气，则b光的临界角比a光的临界角大
D. 用a。b两束光分别照射同一狭缝，a光衍射现象更明显
 12.  某班级中甲、乙两位同学分别做了“利用单摆测重力加速度”的实验。
甲同学实验测得的重力加速度值比真实值偏小，其可能的原因是______选填字母代号。
A.摆线未系牢，在摆动过程中松弛了
B.实验中误将49次全振动次数记为50次
C.所用摆球质量偏大
D.计算时，将摆线长当做摆长，未加上小球半径
乙同学测出了多组摆长l和摆动周期T，根据实验数据，作出了图像如图所示，根据图像中的数据，可算出当地的重力加速度的数值为______计算结果保留三位有效数字。13.  在验证动量守恒定律的实验中，某同学用如图所示的装置进行如下的实验操作：
①先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于槽口处．使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹O；
②将木板向远离槽口平移一段距离，再使小球a从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板上得到痕迹B；
③然后把半径相同的小球b静止放在斜槽水平末端，小球a仍从原来挡板处由静止释放，与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C；
④用天平测量a、b的质量分别为、，用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的竖直距离分别为、、
小球a与小球b相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A和C，其中小球a撞在木板上的______点填“A”或“C”
用本实验中所测量的量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为______仅用、、、、表示
14.  如图，在光滑的水平面上，有一质量为的木板，木板上有质量为的物块。它们都以的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，求：
当木板向左的速度为时，物块的速度？
系统最终产生的热量是多少？
15.  如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是后的波形图．
若波向左传播，求它的可能周期和最大周期．
若波向右传播，求它可能的传播速度．
 16.  如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向已知光在真空中的传播速度为求：
该介质对光的折射率；
光在介质中的传播速度．
答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：以A的初速度方向为正方向，碰撞前系统的总动量：，系统总的机械能：；
A、如果，，则，系统总的机械能：，碰撞后系统动量守恒，机械能不增加，故A正确；
B、如果，，则，碰撞后系统动量不守恒，故B错误；
C、如果，，则，系统总的机械能：，碰撞后系统动量守恒，机械能增加，故C错误；
D、如果，，碰撞后A的速度大于B的速度，不符合实际情况，故D错误；
故选：A。
两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒；碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度．
本题考查了动量守恒定律的应用，碰撞过程系统所受合外力为零，系统动量守恒，碰撞过程机械能不增加，碰撞后后面的球速度不能大于前面球的速度，应用动量守恒定律、求出碰撞后的机械能即可解题．
 2.【答案】A 【解析】解：A、振子经过平衡位置时，速度最大，位移为零，所以经过平衡位置动能最大，恢复力为零，加速度为零，故A正确；
B、在A、B位置时，速度为零，位移最大，恢复力最大，加速度最大，故B错误；
C、由于恢复力指向平衡位置，所以振子从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，故C错误；
D、小球从A到O的过程中，弹簧的形变量减小，则弹性势能不断减小，故D错误。
故选：A。
根据弹簧振子在周期性运动过程中，速度、位移、加速度、恢复力和能量的变化和之间的关系分析即可。
明确弹簧振子在周期性运动过程中，速度、位移、加速度、恢复力和能量的变化和之间的关系是解题的关键和核心。
 3.【答案】A 【解析】解：①“空山不见人，但闻人语响”是声波的衍射；
②围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，是两根音叉发出的声波在周围空间产生的干涉现象；
③当正在鸣笛的火车背离我们急驶而去时，我们听到汽笛声的音调变低，属于多普勒效应；
④雷声在云层里轰鸣不绝，属于声波的反射。
综上所述可知，A正确、BCD错误。
故选：A。
根据声波能够产生衍射、干涉、反射、多普勒效应等进行分析。
本题主要是考查声波的衍射、干涉、多普勒效应和声波的反射，关键是能够根据所学的知识分析生活中常见的一些物理现象，做到学有所用。
 4.【答案】D 【解析】解：点做简谐振动，其速度随时间变化，无法判断质点P振动的速度大小，故A错误；
B.在乙图上读出时刻P质点的位移为零，故B错误；
C.简谐横波沿x轴传播，质点只在自己的平衡位置附近上下振动，并不波的传播方向向前传播，故C错误；
D.由于该波的波长为4m，所以该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象，故D正确。
故选：D。
P点做简谐振动，其速度随时间变化；由图乙可分析经过时间，质点P的位移；由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，求出波速，由可以求出经过时间波沿波的传播方向向前传播的距离，而P质点并不向前传播；根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象。
根据波动图象能读出波长、由质点的振动方向判断波的传播方向，由振动图象读出周期和质点的振动方向等等，都学习振动和波部分应具备的基本能力，要加强训练，熟练应用。
 5.【答案】D 【解析】解：由题中波形图无法判断该列波的起振方向，故A错误；
B.由题中的波形图，无法判断该列波传播的方向，故B错误：
C.由公式

根据波形图可知，该列波的波长为

当该列波向右传播时，可得其周期最大，故可得

解得

此时最小波速为

故C错误；
D.当该列波向左传播时，可得其最大周期为

解得

故处的质点的通过的路程为

故D正确。
故选：D。
由图可知：，分波向x正方向传播和向x负方向传播两种情况结合时间求出周期，再根据求解波速；根据振动时间和周期关系求质点通过路程。
本波是典型的多解问题，要注意波的周期性和双向性，运用波形的平移法进行分析和求解。
 6.【答案】B 【解析】【分析】
根据临界角的定义求解临界角，再根据光路图确定光是否在AC或BC面上发生全反射；根据几何知识求出该光束从射入三棱镜到第一次射出三棱镜的传播距离，由求出光束在三棱镜中传播速度，从而求得传播时间。
本题的关键是掌握全反射条件，要知道当光从介质射向空气时就要考虑能否发生全反射；要能根据题意作出光路图，利用光的几何特性，来寻找角与角的关系，求出光程，即可求出光在介质中的时间。
【解答】
A、根据临界角的定义可知，，解得临界角，故A错误；
B、光线在AB界面上发生折射，光路图如图所示，因，故AB面折射角，因为，所以在中，是等腰三角形，根据几何关系可得光束在AC界面上的入射角，大于临界角，因此光线在AC边发生全反射，故B正确；

C、根据几何关系可知，光束从BC边垂直射出，出射光线与BC界面的夹角为，故C错误；
D、由几何关系有，，，根据公式，联立解得，故D错误。
故选：B。  7.【答案】C 【解析】解：A、由于a光偏转角度大，说明折射率大，即，故A错误；
B、根据公式，由于a光的折射率大，故a光在玻璃中的传播速度小，故B错误；
C、由于，根据公式，单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，故C正确；
D、a光折射率大，频率高，故波长短，根据公式，用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的窄，故D错误；
故选：
根据折射率定义判断出折射率的大小，根据公式判断介质中的传播速度大小，根据公式判断全反射临界角大小，根据公式判断条纹间距．
本题关键记住几个公式：折射率定义公式、光速公式、全反射临界角公式、双缝干涉条纹间距公式，不难．
 8.【答案】BC 【解析】解：AB、由于A、B两船和人组成的系统水平方向受到的合外力为零，则A、B两船和人组成的系统水平方向动量守恒，A、B两船组成的系统动量不守恒，故A错误，B错误；
CD、取A船的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可知：，
解得：：4，故C正确、D错误。
故选：BC。
对系统，分析外力，对照动量守恒的条件：合外力为零，分析动量是否守恒。根据系统水平动量守恒列式，求出船的速度之比。
解决的关键要掌握动量守恒的条件：合外力为零，由此判断出人、两船组成的系统总动量不守恒，但水平动量守恒，对系统运用动量守恒。
 9.【答案】BCD 【解析】解：A、由振动图像可知，，将代入解得，故A错误；
B、甲的周期为2s，在在内，甲的路程，乙的周期为1s，在在内，甲的路程，在内，甲乙两振子路程之比1：1，故B正确；
C、两弹簧振子周期之比：：1，频率之比是：：2，故C正确；
D、甲的振幅为10cm，乙的振幅为5cm，振幅之比为2：1，故D正确。
故选：BCD。
振子在一个周期内运动的路程为4A。由振动图象读出两弹簧振子周期之比，从而求出频率之比；由图直接读出振幅之比。
本题考查对振动图象的理解能力，要注意不能把两弹簧振子错当成同一个弹簧振子，两个弹簧振子的k不一定相同。
 10.【答案】ACD 【解析】解：A、在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇，波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，A是波峰与波峰叠加，D是波谷与波谷叠加，是振动的加强点，的振幅，的振幅，质点A是处于波峰与波峰叠加位置，在平衡位置上方7cm处，而质点D处于波谷与波谷叠加位置，在相对平衡位置下方7cm处，因此质点A、D在该时刻的高度差为14cm，故A正确；
B、B点是振动减弱点，再过半个周期，质点B是振动仍是减弱点，故B错误；
C、点C是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差，为1cm，故C正确；
D、当两列波叠加时不改变其频率，所以质点A、C振动的频率相同，故D正确。
故选：ACD。
明确波的叠加规律，知道波峰和波峰相遇，波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，无论加强点还是减弱点，都在参与振动。
本题考查波的叠加规律，知道了振动加强点和减弱点后，还要知道加强点并不是总在波峰或波谷，加强区域的点的位移也是周期性变化的。
 11.【答案】BD 【解析】解：ACD、由光路图看出，光线b在NO面上发生了全反射，而光线a在MO面上没有发生全反射，而入射角相同，则知b光的临界角小于a光的临界角，由分析得知，玻璃对a光的折射率小于b的折射率，则a光的频率比b光的低，a光的波长比b光的长，波长越长越容易发生明显的衍射现象，故a光比b光更容易发生明显的衍射现象，故AC错误，D正确；
B、由得知棱镜内a光的传播速度比b光大，故B正确；
故选：BD。
本题的解题关键是根据全反射的条件分析临界角的大小，确定折射率的大小。
 12.【答案】 【解析】解：由单摆周期公式得：
A、摆线未系牢，在摆动过程中松弛了，所测摆长L偏小，重力加速度的测量值小于真实值，故A正确；
B、实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期T偏小，重力加速度的测量值大于真实值，故B错误；
C、所用摆球质量偏大对重力加速度的测量值没有影响，故C错误；
D、计算时，将摆线长当做摆长，未加上小球半径，摆长偏小，重力加速度的测量值小于真实值，故D正确。
故选：AD。
根据单摆周期公式得：，则图象的斜率，
代入数据解得，重力加速度：；
故答案为：；。
根据单摆周期公式求出重力加速度，然后分析实验误差。
根据单摆周期公式求出图象的函数表达式，根据图示图象求出重力加速度。
理解实验原理、掌握基础知识是解题的前提，应用单摆周期公式即可解题；计算时注意单位换算。
 13.【答案】 【解析】解：碰撞后，a球的速度小于b球，可知a球在相等水平位移内，所用的时间较长，下降的高度较大，所以a球撞在木板上的C点．
球未与b球碰撞，落在B点，根据得，，则a球与b球碰撞前的速度，同理得出a、b碰撞后的速度，，
若动量守恒，有：，即
故答案为：，
抓住碰撞后a球的速度小于b球，结合水平位移相等得出平抛运动的时间大小关系，从而确定下降的高度大小关系，确定出落点的位置．
抓住碰撞前的总动量和碰撞后的总动量相等，结合平抛运动的规律表示出速度，从而得出验证的表达式．
本题考查了验证动量守恒定律，实验设计新颖，与课本上的实验不同，认真审题、根据题意知道实验原理是正确解题的前提与关键；应用平抛运动规律、动量守恒定律即可正确解题．
 14.【答案】解：设向左为正方向，两物体在运动中不受外力，总动量守恒；
由动量守恒定律可知：
代入数据解得：，正值表示速度方向向左；
对全程由动量守恒定律可知，最终木板和物块的速度相同，
取向左为正方向，根据动量守恒定律可得：
解得：
根据能量守恒定律可得：
解得：。
答：当木板向左的速度为时，物块的速度大小为，方向向左；
系统最终产生的热量是24J。 【解析】分析运动过程和受力情况，明确二者动量守恒；根据动量守恒定律可明确木板的速度为时，物块的速度；
两物体最终速度相同，对全过程由动量守恒定律可求得最终时的速度大小，再根据能量守恒定律求解产生的热。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律，解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。
 15.【答案】解：波向左传播，传播的时间为…，
所以  …，
最大周期为 
波向右传播，…，
 …，而，
所以…
答：若波向左传播，它的可能周期为…，最大周期为
若波向右传播，求它可能的传播速度为… 【解析】根据波形的平移，分析时间与周期的关系，得到周期的通项．再得到最大周期．
由图读出波长．向左传播的最短距离为考虑波的周期性，写出向右传播距离的通项，即可求得波速的通项．
本题是知道两个时刻的波形研究波传播的距离、波速、周期的问题，关键是理解波的周期性，运用数学知识列出通项式．
 16.【答案】解：
光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知：，
根据折射定律得： 

答：
该介质对光的折射率是；
光在介质中的传播速度是 【解析】由几何关系确定出AB面折射时的入射角和出射角，根据折射定律计算折射率大小，然后由计算光在介质中的传播速度．
对于几何光学问题作出光路图，正确的确定入射角和折射角，并灵活运用折射定律是解题的关键．