江西省吉安市宁冈中学高二下学期5月期中考试物理试题

这是一份江西省吉安市宁冈中学高二下学期5月期中考试物理试题，共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

高二物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．关于光的衍射，下列说法中错误的是（　　）
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象
B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生衍射
C．光的衍射没有否定光直线传播的结论
D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据
2．如图所示，弹簧振子在dc间振动，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动周期为(     )

A．0.6s B．0.8s C．1.0s D．1.2s
3．下列物理量中，属于标量的是（　　）
A．加速度 B．瞬时速率 C．平均速度 D．位移
4．沿轴正方向传播的一列简谐横波在时刻的波形如图所示，为介质中的一个质点，该波的传播速度为，则时（    ）

A．质点对平衡位置的位移为负值
B．质点的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点的加速度方向与速度方向相反
D．质点的加速度方向为方向
5．如图1所示，将一平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端夹入两张纸片，在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到如图2所示干涉条纹。若在图1装置中抽去一张纸片，从上往下观察到的干涉条纹将会 （　　）

A．变疏 B．变密 C．不变 D．消失
6．如图所示，有一等腰直角玻璃三棱镜ABC，它对各种色光的临界角都小于45°，一束平行于BC面的白光射到AB面上，进入三棱镜后射到 BC面上，则光束（  ）
    
A．从BC面出射，仍是白色光束
B．从AC面出射，仍是白色光束
C．从AC面出射，变成了彩色光束
D．从AC面出射，变成没有紫光的彩色光束
7．质量为2kg的小球b静止在光滑的水平地面上，左端连接一水平轻质弹簧，质量为2kg的另一小球a以4m/s的速度向b运动，从小球a接触弹簧到压缩到最短所经历的时间为，已知此弹簧的压缩量x与弹性势能的关系为，则小球a、b在这段时间内的位移大小分别为（　　）

A．m， B．m，m
C．m，m D．m，m
8．如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光，下列说法中正确的是（   ）

A．a、b两束单色光相互平行
B．a光在玻璃中的传播速度大于b光
C．在玻璃中a光全反射的临界角小于b光
D．用同一双缝干涉装置进行实验a光的条纹间距小于b光
9．原来静止的物体受合外力作用时间为2t0，合外力随时间的变化情况如图所示，则（　　）

A．0~t0与t0~2t0时间内，物体的平均速率相等
B．0~t0与t0~2t0时间内，合外力对物体做功不相等
C．t=0到t=2t0时间内，物体的位移为零
D．t=0到t=2t0时间内，合外力对物体的冲量为零
10．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，平衡位置在处的质点Q的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的波长为10m
C．该波的传播速度为12m/s D．时刻，处的质点回到平衡位置
11．如图所示，图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电，图中为NTC型热敏电阻（阻值随温度升高而变小），为定值电阻。下列说法中正确的是（　　）

A．电压表的示数为
B．电压表的示数大于
C．温度升高时，电压表的示数不变、电流表的示数变大
D．变压器原、副线圈中的电流之比为4∶1
二、实验题（共20分）
12．用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材______。
A．长度为10cm左右的细绳
B．长度为100cm左右的细绳
C．直径为1.8cm的钢球
D．直径为1.8cm的木球
E．最小刻度为1mm的米尺
F．秒表、铁架台
（2）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径，测量的示数如图所示，则摆球直径________。

（3）测出悬点O到小球上端的距离为L，单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=________（用字母表示）
（4）在某次实验中，由于没有游标卡尺，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出l－T2图象，如图乙所示，实验得到的l－T2图象是________（在a，b，c中选择）；小球的直径是________，求出当地重力加速度为________。（保留两位有效数字）
（5）若测量结果得到的g值偏小，可能是因为________。（选填选项前的字母）
A．组装单摆时，选择的摆球质量偏大
B．测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长
C．测量周期时，把n次全振动误认为是（n+1）次全振动
D．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动
13．如图所示为实验室中《验证动量守恒定律》的实验装置示意图。

甲组同学：m1＞m2
（1）实验中须要求的条件是______；
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的大小可以不同
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，用天平测量两个小球的质量m1、m2，先让入射球m1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m2静置于水平轨道的末端，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程OM、ON。
（3）为了验证碰撞前后动量守恒，甲同学只需验证表达式：______成立，即表示碰撞中动量守恒。
乙组同学：m2＞4m1，两球为弹性碰撞，轨道改为特殊材料做成的光滑轨道，其它不变按照（2）的步骤完成实验，将落地点仍然按照上图所示顺序标记为M、P、N。
（4）由以上信息判断：m1碰撞前的落点为______，m1碰撞后的落点为______；
（5）为了验证碰撞前后动量守恒，乙同学只需验证表达式：______成立，即表明碰撞中动量守恒。
三、计算题（共36分）
14．国内最长的梅溪湖激光音乐喷泉，采用了世界一流的灯光和音响设备，呈现出震撼人心的万千变化。喷泉的水池里某一射灯发出的一细光束射到水面的入射角a = 37°，从水面上出射时的折射角g = 53°。
(1)求光在水面上发生全反射的临界角；
(2)该射灯（看做点光源）位于水面下h =7m 处，求射灯照亮的水面面积（结果保留两位有效数字）。
15．一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波。求：
(1)若从波传到平衡位置在x=1m处的M质点时开始计时，那么经过的时间等于多少时，平衡位置在x =4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置？
(2)在图中准确画出当时弹性绳上的波形。
(3)从绳的左端点O开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88cm时，N质点振动通过的总路程是多少？

16．如图，倾角为θ的倾斜轨道与足够长的水平轨道交于Q点，在倾斜轨道上高h处由静止释放滑块A，一段时间后A与静止在水平轨道上P处的滑块B发生弹性碰撞（碰撞时间忽略不计）。已知A、B的质量分别为m和3m，B与轨道间的动摩擦因数为μ，A与轨道间无摩擦，重力加速度大小为g，A、B均可视为质点，A过Q点时速度大小不变。求：
（1）第一次碰撞后瞬间，A与B的速度大小vA和vB；
（2）滑块B在水平轨道上通过的总路程s；
（3）若滑块B最初静止的P处与Q间的距离为，倾斜轨道的倾角，在第一次碰撞后B的速度减为零的时候，A与B刚好发生第二次碰撞，试确定μ的大小。


1．B
A．光的衍射是光在传播过程中绕过障碍物的现象，选项A正确，不符合题意；
B．只有两列频率相同的光波叠加后才能发生干涉，选项B错误，符合题意；
C．光的衍射没有否定光直线传播的结论，选项C正确，不符合题意；
D．光的衍射现象为波动说提供了有利的证据，选项D正确，不符合题意。
故选B。
2．B
由于振子在a、b两点的速度相同，则a、b两点关于O点是对称的，所以O到b点的时间为0.1s，而从b再回到a的最短时间为0.4s，则从b再回到b的最短时间为0.2s，所以从b到最大位移处的最短时间为0.1s，因此振子的振动周期为 T=0.8s，故选B.
3．B
标量是指只有大小没有方向的物理量，如速率，路程，时间，质量等；矢量是指既有大小又有方向的物理量，如加速度，速度，位移，力等。
故选B。
4．D
A．由图象可知

则周期

该波沿轴正方向传播，质点的速度方向向上，经过

位于平衡位置上方，速度方向向下，位移为正，故A错误；
B．质点M正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。位移为正，质点M的速度沿y轴负方向，故B错误；
CD．质点M的速度沿y轴负方向，由于位移为正，再根据F = ma = -kx可知加速度沿y轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉。从而形成干涉条纹。设空气膜顶角为θ，、处为两相邻亮条纹，如图所示：

则此两处的光程分别为


因为当光程差(n=-0，1.2，3……)时表现为亮条纹，所以有

则

设此两相邻亮纹中心的距离为，则由几何关系得

即

当抽去一张纸片θ减小，增大，即干涉条纹将会变疏。
故选A。
6．C
A．根据几何知识得到光线在BC面上入射角大于45°，所以光线在BC面上发生全反射，光线不能从BC射出，故A错误；
BCD．结合折射率的大小关系，作出光路图如图

根据光路的可逆性可知：出射光线平行于底边BC，而且光谱由上到下的顺序应是紫、靛、蓝、绿、黄、橙、红，由上分析可知，光线将从AC面射出，形成平行于BC边的彩色光束，故C正确，BD错误。
故选C。
7．A
小球、与弹簧组成的系统动量守恒，弹簧被压缩至最短时，小球、达到共速，设共速时的速度为，小球的初速度为，则由动量守恒定律有

碰撞过程中机械能守恒，有

解得

由弹簧的压缩量x与弹性势能的关系

可得

设小球a、b在这段时间内的位移大小分别为、，任取极短的时间，两小球在任意时刻动量均守恒，任意时刻的速度分别设为、则有

即有

固有

而两小球的对地位移之间的关系为

联立解得


故选A。
8．ACD
A．由几何知识可知光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面的折射角，由光路可逆原理得知光射出玻璃砖下表面时的折射角等于上表面的入射角，由几何知识可知出射光线与入射光线平行，所以a、b两束单色光相互平行，A正确；
B．由图看出，光线通过平板玻璃后，a光的侧移大于b光的侧移，说明玻璃对a光的折射率大于b光的折射率。由，可知a光在玻璃中的传播速度小于b光，B错误；
C．由，知折射率越大，临界角越小，所以在玻璃中a光的全反射临界角小于b光，C正确；
D．玻璃对a光的折射率大于b光的折射率，则a光的波长小于b光的波长，用同一双缝干涉装置做干涉实验时，干涉条纹间距与波长成正比，则a光的干涉条纹间距比b光的小，D正确。
故选ACD。
9．AD
AD．由于时间内的冲量与时间内的冲量大小相同，方向相反，即

合外力对物体的冲量为零，说明时刻的速度等于0时刻物体的速度等于0，所以内的平均速度等于内的平均速度，AD正确；
B．由于时刻的速度等于0时刻物体的速度等于0，则根据动能定理可以知道与时间内，合外力对物体做功相等，B错误；
C．由以上的分析可知，的位移x等于的位移x2，且方向相同，合位移不等于零，C错误；
故选AD。
10．AD
A．根据质点Q的振动图像可知，时刻质点Q沿y轴正方向振动，则该波沿x轴正方向传播，选项A正确；
BC．该波的波长，周期，由可得该波的传播速度，选项B、C均错误；
D．波动图像的方程为

时刻，处的质点偏离平衡位置的位移大小为，振动方程为

时刻回到平衡位置，选项D正确。
故选AD。
11．AC
AB．由图乙可得变压器原线圈输入电压有效值为

电压表示数为有效值，故A正确，B错误；
D．由变压器规律

所以变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4，D错误；
C．由变压器规律

由欧姆定律，副线圈中电流表示数

联立可得

所以当温度升高时，阻值减小，电压表的示数不变，电流表的示数变大，C正确。
故选AC。
12．BCEF 1.64 c 1.2cm 9.9 m/s2 BD
（1）[1]实验时为了减小小球直径对实验结果的影响，在选取细线的长度时，应该选择细线的长度远远大于小球的直径，同时，为了减小实验过程中球收到空气阻力对实验结果的影响，需要尽量选择小球体积小但是质量相对大，因为要测量长度，所以需要精度较高的米尺，另外需要测量小球的速度，还需要计时，所以需要秒表，整个实验需要悬挂来做，最后还需要铁架台还悬挂细线和小球，要较精确地完成实验，BCEF是需要的器材，故选BCEF；
（2）[2]由游标卡尺的读数方法可得

（3）[3] 因为测出悬点O到小球上端的距离为L，单摆完成n次全振动所用的时间t，由单摆的周期与摆长及重力加速度的关系，可得

又因摆长等于悬点O到小球上端的距离再加上小球的半径，小球的周期等于单摆完成一次全振动所用的时间，代入数据有

（4）[4]因为实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，所以有

由表达式可知，实验得到的l－T2图象应该是c；
[5]由摆长l的表达式可知，小球的直径等于表达式纵截距的两倍，所以可得；
[6]由摆长的表达式可知，直线的斜率即是，由数学知识计算出斜率，最后可得

（5）[7]由单摆的周期公式

可得

从重力加速度的公式可知，当g偏小时，要么是摆长偏小，要么是周期偏大，AC不符合重力加速度偏小，反而增大，BD符合题意，重力加速度偏小，故BD。
13．BD m1OP=m1OM+m2ON N P
（1）[1]A．斜槽轨道没必要尽量光滑，只要到达底端时的速度相等即可，选项A错误；
B．斜槽轨道末端的切线必须水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确；
C．入射球和被碰球的大小必须相同，以保证两球能发生正碰，选项C错误；
D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止释放，以保证到达底端时的速度相等，选项D正确。
故选BD。
（3）[2]碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
m1v1=m1v2+m2v3
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
m1v1t=m1v2t+m2v3t
得
m1OP=m1OM+m2ON
（4）[3][4]若m2＞4m1，两球为弹性碰撞，则由


若当m2=4m1时可解得


则入射球m1会碰后反弹，沿斜面上滑后返回到斜面底端，然后做平抛运动，根据速度关系可知，m1碰撞前的落点为N，m1碰撞后的落点为P；
（5）[5]由以上分析可知，为了验证碰撞前后动量守恒，乙同学只需验证表达式

两边乘以t

即


14．(1)；(2)28m2
(1)水对光的折射率

对应的临界角为C
    
    
(2)由空间对称可知，水面被照亮的部分是一圆面。设圆的半径为R，则
    
R=3m    
m2=28m2
15．(1)2.25s；(2)；(3)16cm
(1)由波的传播特性和波动图象知，波长=2m，波从x=1m传至x=4.5 m处的N质点需要的时间，此时x=4.5m处的质点正向y轴负方向运动；x=4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置还需，因此

(2)此时波形如图：

(3)由图知振幅A =8cm，质点在一个周期内通过的路程为4A =32cm，O质点通过88cm的路程共经过的时间为，从x=0m传至x=4.5m处的N质点需要时间t1为，质点N运动的时间为，所以质点N振动通过的总路程为2A =16cm。
16．（1）， ；（2）；（3）
（1）第一次碰撞前，机械能守恒，有

解得

第一次碰撞，水平向左为正，由动量守恒

由能量守恒

解得

方向向右

（2）由（1）中结果可知，A与B还会发生多次碰撞，直到速度均减为零。因A在运动过程中及与B在碰撞过程中均无机械能损失，故A、B组成的系统机械能的损失均由B克服水平轨道摩擦力做功造成，由能量守恒定律有

解得

（3）设第一次碰撞至B的速度减为零所经历的时间为t，与B在时间t内发生的位移分别为xA、xB，对B，由动量定理有

解得

对B有

解得

对，在时间t内，设其在倾斜轨道、水平轨道上运动的时间分别t1、t2，在倾斜轨道上，由牛顿第二定律有

对有

解得



由题意知

即

解得