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2018-2019学年高二物理下学期期中试题IV
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,1-8小题只有一个选项正确;9-12小题有多个选项正确,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.物理学家在对客观世界进行探索的过程中,科学实验起着非常重要的作用,推动了物理学的发展,下列说法符合历史事实的是A.托马斯•杨利用双缝干涉实验有力地说明光是一种机械波B.卢瑟福通过对粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子C.贝可勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核D.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷2.一束光线从空气射向玻璃,入射角为α.下列四幅光路图中正确的是A.B.C.D.3.关于振动和波动,下列说法中正确的是A.有振动一定有波动,有波动不一定有振动B.在干涉现象中,振动加强点的位移总比减弱点的位移要大C.光从空气进入水中,光的频率不变,传播速度变大,波长变长D.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的波长变长,可以判断该星球正在远离我们4.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知A.质点的振幅为10cmB.质点的振动频率是4HzC.t=2s时刻速度最大方向沿x轴的正方向D.t=3s时,质点加速度为正向最大5.xx1月3日,“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆.“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电;静止的Pu衰变为铀核和X粒子,放出频率为ν的γ光子.已知Pu、和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX,普朗克常数为h,光速为c.则下列说法正确的是 A.X粒子是He B.的比结合能比Pu的大 C.释放出的γ光子能量为mPu-mUc2 D.放射性同位素Pu的半衰期随温度降低而变大6.如图所示为氢原子能级示意图.现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光,下列说法正确的是A.最多可辐射出3种不同频率的光B.由n=2跃迁到n=1能级产生的光的频率最小C.由n=4跃迁到n=1能级产生的光的波长最短D.由n=4跃迁到n=3能级,氢原子的电势能减小7.如图所示是研究光电管产生的电流的电路图,A、K是光电管的两个电极,已知该光电管阴极的极限频率为ν0,元电荷为e,普朗克常量为h.现将频率为ν大于ν0的光照射在阴极上,则下列方法一定能够增加饱和光电流的是A.照射光强度不变,增加光的频率B.照射光频率不变,增加照射光强度C.增加A、K电极间的电压D.减小A、K电极间的电压8.如图所示,甲图为一列沿x轴传播的简谐横波在t=1s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.该波的传播方向沿x轴正方向B.该波的传播速度为8m/sC.该波的传播速度为4m/sD.经过1s,质点P沿波的传播方向迁移4m9.(多选)如图,a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e点为波源,t=0时刻从平衡位置开始向上做简谐运动,振幅为3cm,周期为
0.2s.在波的传播方向上,后一质点比前一质点迟
0.05s开始振动.t=
0.25s时,x轴上距e点
2.0m的某质点第一次到达最高点,则 A.该机械波在弹性介质中的传播速度为8m/s B.该机械波的波长为2m C.图中相邻质点间距离为
0.5m D.当b点在平衡位置上方3cm处时,f点也在平衡位置上方3cm处10.(多选)两木块A、B质量分别为m、M,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平地面上,如图所示,用外力将木块A压下一段距离静止,释放后A上下做简谐振动.在振动过程中,木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零.以下说法正确的是A.在振动过程中木块A的机械能守恒B.A做简谐振动的振幅为C.A做简谐振动的振幅为D.木块B对地面的最大压力是11.(多选)某质点在直线上做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为, t的单位为s,则质点A.第1s内速度不断增大B.第2s内加速度不断减小C.第1s末与第5s末的动能相等D.第1s初到第2s末的经过的路程为8cm12.(多选)甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播波速均为40cm/s,两列波在t=0时的部分波形如图所示.关于这两列波,下列说法不正确的是A.甲波的波长λ甲=40mB.乙波的周期为T乙=
1.2sC.两列波可以形成稳定的干涉D.t=0时刻,介质中偏离平衡位置位移为24cm的相邻质点 平衡位置间的距离为480cm
二、实验题(每空2分,共14分)13.某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.
(1)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=______________________
(2)实验结束后,某同学用公式法测得的重力加速度总是偏大,其原因可能是下述原因中的A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间C.以摆线长作为摆长来计算D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算14.甲、乙两个研究小组的同学去实验室进行光学实验的研究
(1)甲研究小组根据所学的光学知识,设计了一个测量液体折射率的仪器,如图所示,在一个圆盘上,过圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF,在半径OA上,垂直盘面插下两枚大头针P
1、P2,并保持P
1、P2位置不变,每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中,而且总使得液面与直径BC相平,EF作为界面的法线,然后在图中右上方区域观察P
1、P2的像,并在圆周上插上大头针P3,使P3正好挡住P
1、P2的像,通过计算,预先在圆周EC部分刻好了折射率的值,这样只要根据P3所插的位置,就可直接读出液体折射率的值.则
①图中P
3、P4两位置中对应的折射率较大的是____(填P3或P4)
②若∠AOF=30°,OP3与OC的夹角为30°,则P3处所对应的折射率的值为_____
(2)乙实验小组进行“用双缝干涉测光的波长”实验,如图甲所示将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=
0.20mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm.然后,接通电源使光源正常工作.
①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示,此示数为_______mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与图丙中条纹B中心对齐,测得A到B条纹间的距离为
8.40mm.利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=________m(保留2位有效数字).
②另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好.若他对实验装置作了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加.以下改动可能实现这个效果的是_______A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间B.仅将单缝远离双缝移动少许C.仅将单缝与双缝的位置互换D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
三、计算题共38分.其中15题8分,16题9分,17题10分,18题11分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分.有数字计算的题答案中必须明确数值和单位.15.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示.1从该时刻开始计时,画出x=m处质点做简谐运动的振动图像在答题卡的坐标轴上画至少一个周期的振动图像.2现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s,求鱼群与渔船间的距离忽略此过程船和鱼群的运动.16.如图平行玻璃砖厚度为d一射向玻砖的细光束与玻砖上表面的夹角为30°光束射入玻砖后先射到其右侧面.已知玻璃对该光的折射率为光在真空中的传播速度为c.1光束从上表面射入玻砖时的折射角;2光束从射入玻砖到第一次从玻砖射出所经历的时间.17.一列简谐横波在x轴上传播,在t1=0和t2=
0.05s时,其波形分别用如图的实线和虚线表示,求1这列波可能具有的波速.2当波速为280m/s时,波的传播方向如何?以此波速传播时,t=0时刻x=8m处的质点P从平衡位置运动至y=1cm所需的最短时间是多少.18.如图所示,水平虚线X下方区域分布着方向水平、垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,整个空间存在匀强电场(图中未画出).质量为m,电荷量为+q的小球P静止于虚线X上方A点,在某一瞬间受到方向竖直向下、大小为2I的冲量作用而做匀速直线运动.在A点右下方的磁场中有定点O,长为l的绝缘轻绳一端固定于O点,另一端连接不带电的质量为2m的小球Q,自然下垂.保持轻绳伸直,向右拉起Q,直到绳与竖直方向有一小于5o的夹角,在P开始运动的同时自由释放Q,Q到达O点正下方W点时速率为v0.P、Q两小球在W点发生正碰,碰后电场,磁场消失,两小球黏在一起运动.P、Q两小球均视为质点,P小球的电荷量保持不变,绳不可伸长不计空气阻力,重力加速度为g.
(1)求匀强电场场强的大小和进入磁场时的速率.
(2)若绳能承受的最大拉力为要使绳不断,至少为多大;
(3)求点距虚线的距离.
一、选择题(每题4分,共40分.1-8为单题,9-12为多选题)题号123456789101112答案DADCBCBCBCBDACACD
二、实验题(每空2分,共14分)13.
(1)
(2)BD14.
(1)
①P4
②
(2)
①
0.25mm;
4.8×10-7m
②D
三、计算题共38分.其中15题8分,16题9分,17题10分,18题11分.
15.8分解1该波的周期为T==1×10-5s(1分)由波动图像知,此时x=
7.5×10-3m处的质点位于负的最大位移处,所以,从该时刻开始计时,该质点的振动图像如图所示.(图像3分)2由波形图读出波长λ=15×10-3m(1分)由波速公式得v=λf
①(1分)鱼群与渔船的距离为x=vt
②(1分)联立
①②式,代入数据得x=3000m(1分)
16.9分解1光路图如图所示,设光在上表面折射时,入射角为i,折射角为r,则(1分)由折射定律有(2分)解得(1分)2光线射到右侧面时,入射角因(1分)故光束在右侧面发生全反射,接着从下表面射出由几何关系得光束在玻璃砖内传播的距离为(2分)光束在玻璃砖内传播的速度(1分)解得传播的时间为.(1分)
17.10分解
①若波沿x轴正向传播,则n=1,2,3,(1分)(2分)若波沿x轴负向传播,则n=1,2,3,(1分)(1分)
②当波速为280m/s时,有(1分),所以波向x轴负向传播.(1分)(1分)t=0时刻x=8m处的质点P从平衡位置运动的振动方程为当x=1cm时(1分)则最短时间为(1分)
18.11分解
(1)P整个空间小球重力和电场力平衡,有qE=mg得(1分)设小球P受到冲量获得速度为v,由动量定理2I=mv得(2分)
(2)设P、Q同向碰撞碰后速度大于反方碰后的速度,考虑到绳有最大拉力,此时应为同向碰撞.Q碰前在W点的最大速度为v0,由动量守恒定律得mv+2mv0=(m+2mv’(1分)此刻轻绳的张力也为最大,由牛顿运动定律得(1分)联立方程,得(1分)
(3)设P在X上方做匀速直线运动的时间为t,则t=s/v(1分)设P在X下方做匀速圆周运动的时间为t,则(1分)情况一在W点相向运动设小球Q从开始运动到与P球相向碰撞的运动时间为t,由单摆周期性有(1分)由题意,有:联立相关方程,得(1分)情况二在W点同向运动设小球Q从开始运动到与P球相向碰撞的运动时间为t’,由单摆周期性有(1分)由题意,有:联立相关方程,得:(1分)。