河北省藁城新冀明中学学年高二下学期第二次月考试题40f1d85d27314f0abaec060883b62718.docx
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河北省藁城新冀明中学学年高二下学期第二次月考试题40f1d85d27314f0abaec060883b62718
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河北省藁城新冀明中学2017~2018学年高二下学期第二次月考试题
试卷副标题
考试范围:
xxx;考试时间:
100分钟;命题人:
xxx
题号
一
二
三
四
总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、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)
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人
得分
一、单选题
1.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是()
A.质点振动频率是4Hz
B.在10s内质点经过的路程是20cm
C.第4s末质点的速度为零
D.t=1s和t=3s两时刻,质点位移大小相等,方向相同
2.如图所示,弹簧振子在A、B之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点,建立Ox轴。
向右为x轴的正方向。
若振子位于B点时开始计时,则其振动图像为()
A.
B.
C.
D.
3.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船,当日风浪较大,游船上下浮动。
可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为20cm,周期为3.0s。
当船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
地面与甲板的高度差不超过10cm时,游客能舒服地登船。
在一个周期内,游客能舒服登船的时间是( )
A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s
4.在某一均匀介质中,由波源O发出的简谐横波沿x轴正负方向传播,某时刻的波形如图,其波速为5m/s振幅为20cm。
下列说法正确的是
A.波的频率与波源的频率无关
B.此时P、Q两质点振动方向相同
C.再经过0.5s,波恰好传到坐标为(-5m,0)的位置
D.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz
5.一束由a、b两种单色光组成的复色光从水中射入空气中,并分成a、b两束,下列关于a、b两束单色光的说法正确的是( )
A.若水中入射光SA的入射角不断增大,则a光先发生全反射
B.a频率比b光频率小
C.a光在水中的频率比a光在空气中的频率大
D.在水中a光的传播速度比b光的小
6.如图所示的是一个透明圆柱体的横截面,一束单色光平行于直径AB射向圆柱体,光线经过折射后恰能射到B点。
已知入射光线到直径AB的距离为
R,R是圆柱体的半径。
已知光在真空中的传播速度为c,则( )
A.该透明圆柱体介质的折射率为
B.该单色光从C点传播到B点的时间为
C.折射光线过B点时可能发生全反射
D.改变入射光线到直径AB的距离,折射光线仍然能够射到B点
7.所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是()
A.甲、乙两单摆的摆长相等
B.甲摆的振幅比乙摆大
C.甲摆的机械能比乙摆大
D.在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆
评卷人
得分
二、多选题
8.一列简谐横波,在t=0.6s时刻的图象如图甲所示,此时,P、Q两质点的位移均为-1cm,波上A质点的振动图象如图乙所示,则以下说法正确的是( )
A.这列波沿x轴正方向传播
B.这列波的波速是
m/s
C.从t=0.6s开始,紧接着的Δt=0.6s时间内,A质点通过的路程是10m
D.从t=0.6s开始,质点P比质点Q早0.4s回到平衡位置
9.如图所示,为一列简谐横波某时刻的波形图,介质中有P、Q、M三个质点,此时的纵坐标分别为yP=2m,yQ=-2cm.下列说法正确的是( )
A.P、Q两质点的速度方向总是相同
B.Q、M两质点的加速度总是相同
C.P、M两质点的速度总是大小相等、方向相反
D.在任何相等时间内,P、M两质点通过的路程总相等
10.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。
则由图可知( )
A.质点振动的周期T=0.2s
B.波速v=20m/s
C.因一个周期质点运动0.8m,所以波长λ=0.8m
D.从该时刻起经过0.15s,波沿x轴的正方向传播了3m
11.如图所示,有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则下列说法正确的是( )
A.该棱镜的折射率为
B.光在F点发生全反射
C.光从空气进入棱镜,波长变长D.光从空气进入棱镜,光速变小
12.下列说法正确的是( )
A.医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部,内窥镜的连线是用光导纤维制成的,利用了光的全反射原理
B.利用双缝干涉实验装置,测出双缝到屏的距离L、n个亮条纹间的距离a及双缝之间的距离d,可算出入射光波长λ=
C.光的偏振现象应用很广,比如电子表的液晶显示就用到了偏振现象
D.在同一种物质中,不同波长的光传播速度不同,波长越短,传播速度越慢
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人
得分
三、实验题
13.(8分)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为_______cm.
某同学先测得摆线长为89.2cm,,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图甲中秒表所示,则:
该单摆的摆长为__________cm,秒表所示读数为______s。
为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图乙所示,则测得的重力加速度g=________________.
14.在“测定玻璃折射率”的实验中
(1)操作步骤如下:
①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面,过aa′上的O点画出界面的法线NN′,并画一条线段AO作为入射光线.
②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐.
③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像.调整视线方向,直到P1的像被P2挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,记下P3、P4的位置.
④移去大头针和玻璃砖,连接P3、P4作为折射光线,测量出入射角θ1与折射角θ2,填入表格中.上述操作步骤中存在严重的缺漏,应作的补充是_______________________
(2)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2,并作出了sinθ1sinθ2的图象如图.则下列说法正确的是(____)
A.实验时,光线是由空气射入玻璃
B.实验时,光线是由玻璃射入空气
C.玻璃的折射率为0.67
D.玻璃的折射率为1.5
评卷人
得分
四、解答题
15.一列简谐横波沿+x轴方向传播,t=0时刻的波形如图甲所示,A、B、P和Q是介质中的四个质点,t=0时刻波刚好传播到B点,质点A的振动图象如图乙所示,则:
①该波的传播速度是多大?
②从t=0到t=1.6s,质点P通过的路程为多少?
③经过多长时间质点Q第二次到达波谷?
16.如图所示是一个透明圆柱的横截面,其半径为R,折射率是
,AB是一条直径。
今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,若一条入射光线经折射后恰经过B点,则:
(i)这条人射光线到AB的距离是多少?
(ii)这条入射光线在圆柱体中的运动时间是多少?
17.一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播,波长不小于10cm。
O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点。
t=0时开始观测,此时质点O的位移为y=4cm,质点A处于波峰位置t=1/3s时,质点O第一次回到平衡位置,t=1s时,质点A第一次回到平衡位置.求:
(1)简谐波的周期、波速和波长;
(2)质点O的位移随时间变化的关系式.
参考答案
1.B
【解析】
试题分析:
由图读出质点振动的周期T=4s,则频率
.故A错误.质点做简谐运动,在一个周期内通过的路程是4A,t=10s=2.5T,所以在10s内质点经过的路程是
.故B正确.在第4s末,质点的位移为0,经过平衡位置,速度最大.故C错误.由图知在t=1s和t=3s两时刻,质点位移大小相等、方向相反,故D错误.
考点:
简谐运动的振动图象;简谐运动的振幅、周期和频率.
2.A
【解析】试题分析:
当振子运动到N点时开始计时,分析此时振子的位置,即确定出t=0时刻质点的位置,即可确定位移时间的图象.
由题意:
设向右为x正方向,振子运动到N点时,振子具有正方向最大位移,所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线,故A正确.
视频
3.C
【解析】
试题分析:
把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,写出其振动方程,根据数学知识求解时间.
把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动,从船上升到最高点时计时,其振动方程为
,代入得
,当y=10cm时,可解得:
,故在一个周期内,游客能舒服登船的时间是2t=1.0s,C正确.
4.B
【解析】
试题分析:
波的频率等于波源的振动频率,选项A错误;波向左右两边传播,此时P、Q两质点振动方向均向下,方向相同,故选项B正确;0.5s波传播的距离为x=5×0.5m=2.5m,故波恰好传到坐标为(-5.5m,0)的位置,选项C错误;因波的频率为
,故能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz,选项D错误;故选B.
考点:
机械波的传播.
5.B
【解析】
【详解】
由题,两光束的入射角i相同,折射角ra<rb,根据折射定律得知折射率na<nb.由sinC=1/n可知a光的临界角较大。
若水中入射光SA的入射角不断增大时入射角先达到b光的临界角,则b光先发生全反射,故A错误。
a光的折射率小,则a光的频率小,故B正确。
光的频率由光源决定,与介质无关,则a光在水中的频率与a光在空气中的频率一样大,故C错误。
公式v=c/n分析得知,在水中a光的速度比b光的速度大。
故D错误。
故选B。
6.B
【解析】
【详解】
光线P经折射后经过B点,光路图如图所示。
由几何知识得:
,α=60°,β=
α=30°;则折射率为:
,故A错误。
CB间的距离为s=2Rcosβ=
R,光在圆柱体传播速度为v=c/n,则光从C点传播到B点的时间为
.故B正确。
由几何知识知,折射光线射到B点时的入射角等于β,由光路可逆性原理,折射光线不可能在B点发生全反射,一定能从B点射出,故C错误。
改变入射光线到直径AB的距离,α改变,由
知,β改变,所以折射光线不能够射到B点,故D错误。
故选B。
7.ABD
【解析】
由图看出,两个单摆的周期相同,同一地点g相同,由单摆的周期公式
得知,甲、乙两单摆的摆长L相等.故A正确.甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅比乙摆大.故B正确.尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长也相等,但由于两摆的质量未知,无法比较机械能的大小.故C错误.在t=0.5s时,乙摆具有最大负向位移,由
可知,乙摆具有正向最大加速度.故D正确.本题选不正确的,故选C.
点睛:
本题只要掌握单摆的周期公式、加速度的特点等等,就能正确解答.由振动图象读出振幅、周期是基本功,要熟练掌握.
8.ABD
【解析】
【详解】
由乙图读出t=0.6s时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向,由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向。
故A正确。
由甲图读出该波的波长为λ=20m,由乙图周期为:
T=1.2s,则波速为:
。
故B正确。
因△t=0.6s=0.5T,质点做简谐运动时在一个周期内质点A通过的路程是4倍振幅,则经过△t=0.6s,A质点通过的路程是:
S=2A=2×2cm=4cm。
故C错误;图示时刻质点P沿y轴正方向,质点Q沿y轴负方向,PQ的平衡位置之间的距离为10cm×
=
cm,所以质点P比质点Q早
回到平衡位置,故D正确。
故选ABD。
9.CD
【解析】P、Q两点平衡位置间的距离小于半个波长,它们的速度方向不总是相同,故A错误;图示时刻Q、M的位移相同,加速度相同,但由于它们此时的速度方向相反,所以加速度不总是相同,故B错误;P、M两点平衡位置间的距离等于半个波长,振动情况总是相反,速度总是大小相等、方向相反,在任何相等时间内,P、M两质点通过的路程总相等,故CD正确。
所以CD正确,AB错误。
10.ABD
【解析】
【详解】
由图甲可得:
波长λ=4m,由图乙可得:
周期T=0.2s,故波速v=
=20m/s,故AB正确,C错误;由图乙可得:
质点P向下振动,故波向右传播;又有t1=0.15s=3T/4,故波的传播距离△x1=
λ=3m,故D正确;故选ABD.
11.AD
【解析】
【详解】
由几何知识得:
光线在AB面上入射角为i=60°,折射角为r=30°,则棱镜的折射率为
.故A正确。
由几何关系可知,光线在F点的入射角等于AB面上的折射角,根据光路可逆性原理知,光在F点不可能发生全反射,故B错误。
光从空气进入棱镜,频率不变,波速变小,由公式v=λf得知,波长变小。
故C错误,D正确。
故选AD。
12.ACD
【解析】
【详解】
内窥镜的连线是用光导纤维制成的,利用了光的全反射原理,故A正确;n个亮条纹间的距离a,那么相邻亮条纹间距为△x=
;因测出双缝到屏的距离L,根据干涉条纹间距公式△x=
λ,可算出入射光波长
,故B错误;电子表的液晶显示利用偏振现象,故C正确;由
可知,波长越短,频率越高,则折射率越大,再根据v=c/n,所以传播速度越小,故D正确;故选ACD.
13.(8分)0.97cm。
单摆的摆长89.68cm。
秒表所示读数为57.0s。
9.86m/s2。
每格2分。
【解析】
试题分析:
游标卡尺的读数分为两部分,一部分是游标尺零刻度线左侧读出主尺上毫米的整数部分即
,第二部分是游标尺与主尺对齐的刻度线与精确度的乘积即
,最终读数为
。
单摆的摆长为摆线长和摆球半径之和即
,秒表读数从分针即短针可知,不到1分钟但超过了半分钟,所以秒针读数对应较大的刻度即
。
根据单摆的周期公式
可得,
图像斜率即
,带入计算得
考点:
游标卡尺秒表的读数单摆测重力加速度
14.:
(1)步骤②中应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb';步骤④中应通过P3、P4的连线与bb'的交点,作出玻璃砖中的折射光线;
(2)BD.
【解析】
【详解】
(1)本实验用插针法测量玻璃砖的折射率,实验原理是折射定律,操作步骤中存在严重的缺漏,应做补充的是:
第2步中,把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,应在白纸上画出玻璃砖的另一边bb′,作为玻璃砖与空气的下边界.
第4步中,接P3、P4做为出射光线,还应作出玻璃砖中的折射光线.故应通过P3P4的连线与bb′的交点,作出玻璃砖中的折射光线.
(2)因入射角的正弦值小于折射角的正弦值,则光线是由玻璃射向空气,选项A错误,B正确;图象斜率的倒数表示折射率,为
;选项C错误,D正确;故选BD.
15.:
①该波的传播速度是25m/s
②从t=0到t=1.6s,质点P通过的路程为16m
③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷
【解析】
试题分析:
本题要在乙图上读出A质点在t=0时刻的速度方向,在甲图上判断出波的传播度方向;由甲图读出波长,由乙图读出周期,即求出波速和频率,根据简谐运动的特点:
一个周期内质点路程为4A,分析△t是几倍的周期,可以确定1.6s内的路程.根据PQ之间的距离可以求出第二次到达波谷的时间.
解:
(1)由乙图知,质点的振动周期为T=0.8s,
由甲图知,波长λ=20m,则波速为:
v=
=
m/s.
(2)振幅为2cm;则由t=0到1.6s时,质点P通过的路程为:
s=2×4A=16m;
(3)质点P、Q平衡位置之间的距离为:
L=85﹣10=75m;
由L=vt,解得:
t=3s
即经过3s时间质点Q第一次到达波谷,经过3.8s时间质点第二次到达波谷;
答:
①该波的传播速度是25m/s
②从t=0到t=1.6s,质点P通过的路程为16m
③经过3.8s时间质点Q第二次到达波谷
【点评】本题关键要理解波动图象与振动图象的联系与区别,同时,读图要细心,数值和单位一起读.判断波的传播方向和质点的振动方向关系是必备的能力.
16.①
②
【解析】
【分析】
(i)画出光路图,根据折射定律,结合几何关系求出这条入射光线到AB的距离;
(ii)由几何关系求解这条入射光线在透明圆柱体中传播的距离s,由v=c/n求出光线在透明圆柱体中传播的速度,再由t=s/v求出光线在圆柱体中运动的时间.
【详解】
(i)设光线经C点折射后如图所示:
根据折射定律可得:
n=
在△OBC中:
解得:
α=60∘,β=30∘
所以入射光线到AB的距离为:
SCD=Rsinα=
R
(ii)在△DBC中:
CB间的距离为:
SCB=2Rcosβ=
R
设光在介质中传播速度v,由n=c/v得:
v=c/n
入射光线在圆柱体中运动的时间为:
t=
.
17.
(1)T=4s,
,λ=0.3m
(2)
【解析】
【分析】
(1)利用A点在0s时和1s时所处的位置可求得简谐波的周期,利用波速的公式
可求得波速,利用波速波长及周期之间的关系式λ=vT可求得波长;
(2)先根据题意求出简谐波的圆频率,设出简谐振动的通式,利用0s时和1s时的O点的位移,可得知初相位,即为可知质点O的位移随时间变化的关系式.
【详解】
(1)设振动周期为T.由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是
个周期,由此可知T=4s;
由于质点O与A的距离5m小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在
时回到平衡位置,而A在t=1s时回到平衡位置,时间相差
,两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度:
;
利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长:
λ=vT=7.5m/s×4s=0.3m;
(2)设y=Asin(ωt+φ0),
可得:
再由t=0时,y=4cm;
时,y=0,
代入得:
A=8cm=0.08m,
再结合t=1s和当
时,质点的位移,可得:
所以质点O的位移随时间变化的关系式为:
【点睛】
该题对于简谐振动的考查非常新颖,首先要求学生能准确的从题干中提取出相关的信息,熟练的利用波速、波长、周期之间的关系式及周期的定义进行相关问题的解答。
对于第二问的解答有一定的难度,要注意利用数学知识求解初相位,同时要注意会分别用正弦和余弦来表述振动的关系式.
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