3江苏省南通中学线上课程居家测试--高二物理参考答案.pdf

江苏省南通中学线上课程居家测试 高二物理参考答案 一、单项选择题(本题共 7 小题，每小题 3 分，共 21 分) 1．下列说法正确的是( ) A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D．一列波通过小孔发生了衍射，波源频率越大，观察到的衍射现象越明显 答案 B 解析 物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于系统的固有频率 时，振幅达到最大，这种现象称为共振，A 错误；医院检查身体的彩超仪是通过测量反射波 的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，B 正确；两列波发生干涉， 振动加强区质点的振幅比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动 减弱区质点的位移大，C 错误；一列波通过小孔发生了衍射，如果孔的尺寸大小不变，使波 源频率增大，因为波速不变，根据 λ＝v f知，波长减小，衍射现象变得不那么明显了，D 错误。 2．对下列光学现象的认识，正确的是( D ) A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象 B．雨后天空中出现的彩虹是光的干涉现象 C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象 D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高 解析：阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，选项 A 错误；雨后天空中 出现的彩虹是光的色散现象，选项 B 错误；用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出 现一个亮斑是光的衍射现象，选项 C 错误；某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯， 由于光的折射，他看到灯的位置比实际位置高，选项 D 正确。 3．一束单色光经空气射入玻璃，这束光的( ) A．速度减小，波长变短 B．速度不变，波长变短 C．频率增大，波长变长 D．频率不变，波长变长 答案 A 解析 光在玻璃中的传播速度为 v＝c n，所以光经空气进入玻璃，传播速度减小；由波长、波 速和频率三者的关系 v＝λf，光经空气进入玻璃，频率 f 不变，波长变短. 4．如图所示，一单摆悬于 O 点，摆长为 L，若在 O 点的正下方的 O′点钉一个光滑钉子，使 OO′＝L 2，将单摆拉至 A 处释放，小球将在 A、B、C 间来回振动，若振动中摆线与竖直方向 夹角小于 5°，则此摆的周期是( ) A．2π L g B．2π L 2g C．2π( L g＋ L 2g) D．π( L g＋ L 2g) 答案 D 解析 根据 T＝2π L g，该单摆有1 2周期摆长为 L，1 2周期摆长为1 2L，故 T＝π L g＋π L 2g＝ π( L g＋ L 2g)，故 D 正确. 5．如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是 4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周 期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为 1 Hz，则把手转动的频率为 ( ) A．1 Hz B．3 Hz C．4 Hz D．5 Hz 答案 A 解析 受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为 1 Hz，选项 A 正确. 6．如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a、b 两束单色光，则( ) A．玻璃砖对 a 光的折射率为 1.5 B．玻璃砖对 a 光的折射率为 2 2 C．b 光在玻璃中的传播速度比 a 光大 D．b 光在玻璃中发生全反射的临界角比 a 光小 答案 D 解析 由 n＝sinθ1 sinθ2 可知，玻璃砖对 a 光的折射率为sin45° sin30°＝ 2，A、B 错误；由题图可知 玻璃砖对 b 光的折射率大于对 a 光的折射率，根据 v＝c n可知，在玻璃中 b 光的传播速度比 a 光小，C 错误；又根据 sinC＝1 n可知，b 光在玻璃中发生全反射的临界角比 a 光的小，故 D 正 确。 7．如图所示为一列简谐横波在 t＝0 时刻的波形图，M 为介质中的一个质点，若该波以 20 m/s 的速度沿 x 轴负方向传播，则下列说法正确的是( ) A．在 t＝0 时刻，质点 M 向上振动 B．经过 0.25 s，质点 M 通过的路程为 10 cm C．在 t＝0.25 s 时，质点 M 的速度方向与加速度方向相同 D．在 t＝0.25 s 时，质点 M 的加速度方向沿 y 轴正方向 答案 D 解析 根据机械波的传播方向，由带动法可知，t＝0 时刻，质点 M 向下振动，故 A 错；根 据题图可知，波长为 4 m，故周期 T＝λ v＝0.2 s，经过一个周期质点 M 通过的路程为 8 cm，又 因为质点向平衡位置运动时速度越来越大，故自题图所示时刻在 0.05 s(即T 4)时间内通过的路 程大于振幅 2 cm，故经过 0.25 s，质点 M 通过的路程大于 10 cm，B 错；在 t＝0.25 s 时质点 到达平衡位置下方，此时正在向下振动，而加速度的方向指向平衡位置，即沿 y 轴正方向， 故 C 错，D 对. 二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。全部选对的得 4 分，选对但不全的 得 2 分，有选错的得 0 分) 8．如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关 于女同学的感受的说法正确的是( ) 甲 乙 A．女同学从 A 向 B 运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从 E 向 D 运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在点 C 向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在点 C 向左运动时，她感觉哨声音调变低 答案 AD 解析 女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒 效应，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低，选项 A、D 正确，B、C 错误. 9．如图所示，水平弹簧振子沿 x 轴在 M、N 间做简谐运动，坐标原点 O 为振子的平衡位置， 其振动方程为 5sin 10 cm2xt ．下列说法正确的是( ) A. MN 间距离为 5cm B. 振子的运动周期是 0.2s C. 0t  时，振子位于 N 点 D. 0.05ts 时，振子具有最大加速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．MN 间距离为 2A=10cm，选项 A 错误； B．因 =10 rad/s 可知振子的运动周期是 22s 0.2s10T     选项 B 正确； C．由 可知 t=0 时，x=5cm，即振子位于 N 点，选项 C 正确； D．由 可知 时 x=0，此时振子在 O 点，振子加速度为零， 选项 D 错误． 10．如图所示的 LC 振荡回路，当开关 S 转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是( ) A．振荡电流达到最大值时，电容器上的电荷量为零 B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大 C．振荡电流为零时，电场能为零 D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 答案 ABD 解析 由 LC 电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放 电刚结束时，电容器上电荷量为 0，A 正确。回路中电流最大时螺线 管中磁场最强，磁场能最大，B 正确。振荡电流为 0 时充电结束，极板上电荷量最大、电场 能最大，C 错误。电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D 正确。 11．如图所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃(上、下表面平行)的上表面，穿 过玻璃后从下表面射出，变为 a、b 两束平行单色光。关于这两束单色光，下列说法中正确的 是( ) A．此玻璃对 a 光的折射率小于对 b 光的折射率 B．在此玻璃中 a 光的全反射临界角小于 b 光的全反射临界角 C．在此玻璃中 a 光的传播速度大于 b 光的传播速度 D．用同一双缝干涉装置进行实验可看到 a 光的干涉条纹间距比 b 光的窄 答案 BD 解析 光从空气斜射入玻璃，由于折射率不同，a 光偏折较大，b 光偏折较小，所以此玻璃对 a 光的折射率大于对 b 光的折射率，A 错误； 由于 na＞nb，根据全反射临界角的公式 sinC＝1 n，可知 Ca＜Cb，B 正确；已知 na>nb，则由 v ＝c n可得，在此玻璃中 a 光的传播速度小于 b 光的传播速度，C 错误；由 na＞nb 可知，a、b 光的频率大小关系为 fa＞fb，由光速 c＝fλ 可得 a 光的波长小于 b 光的波长，则用同一双缝干 涉装置进行实验，由 Δx＝l dλ 可知 a 光的干涉条纹间距比 b 光的窄，D 正确。 12．如图所示，两列简谐横波的振幅都是 20 cm，传播速度大小相同.虚线波的频率为 2 Hz，沿 x 轴负方向传播；实线波沿 x 轴正方向传播.某时刻两列波在如图所示区域相遇，以下判断 正确的是( ) A.实线波与虚线波的周期之比为 1∶2 B.两列波在相遇区域会发生干涉现象 C.平衡位置为 x＝6 m 处的质点此刻速度为零 D.平衡位置为 x＝4.5 m 处的质点此刻位移 y>20 cm 答案 AD 解析 两列波的波速相等，实线波与虚线波的波长之比为 1∶2，由 T＝λ v知，周期之比为 1∶ 2，A 正确；两列波的周期和频率不同，在相遇区域内不会发生干涉现象，B 错误；平衡位置 为 x＝6 m 处的质点此刻速度方向向下，速度大小等于两振动速度的和，C 错误；平衡位置为 x＝4.5 m 处的质点此刻位移等于两列波分别引起位移的和，而两位移都向上，实线波的位移 为 20 cm，所以此时刻质点的位移 y>20 cm，D 正确. 第Ⅱ卷(非选择题，共 60 分) 三、填空题(本题共 2 小题，共 12 分) 13．(6 分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中， (1)为了尽量减小实验误差，以下做法正确的是________。 A．选用轻且不易伸长的细线组装单摆 B．选用密度和体积都较小的摆球组装单摆 C．使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动 D．选择最大位移处作为计时起点 (2)一位同学在实验中误将49次全振动计为50次，其他操作均正确无误， 然后将数据代入单摆周期公式求出重力加速度，则计算结果比真实值 ________(填“偏大”或“偏小”)。 (3)为了进一步提高实验精确度，可改变几次摆长L并测出相应的周期T， 从而得出一组对应的 L 与 T 的数据，再以 L 为横轴、T2 为纵轴建立直角坐 标系，得到如图所示的图线，并求得该图线的斜率为 k，则重力加速度 g＝ ________。 答案 (1)AC (2)偏大 (3)4π2 k 解析 (1)为保证摆长不变，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故 A 正确；为减小空气阻力对实验的影响，组装单摆须选用密度较大而体积较小 的摆球，故 B 错误；使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动(小于 5°)，单摆才近似做简谐运 动，故 C 正确；测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为在最低位置摆球速度大，运动相同 的距离所用时间短，则周期测量比较准确，故 D 错误。 (2)由单摆的周期 T＝2π L g得 g＝4π2L T2 ，据 T＝t n可知，将 49 次全振动计为 50 次，使周 期测量值偏小，则测得的 g 偏大。 (3)由单摆的周期 T＝2π L g得 T2＝4π2L g ，则有4π2 g ＝k，重力加速度 g＝4π2 k 。 14．(6 分)利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离 l＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中 A、B 位置时游标卡 尺读数也如图中所给出，则： (1)分划板在图中 A、B 位置时游标卡尺读数分别为 xA＝________ mm，xB＝________ mm， 相邻两条纹间距 Δx＝________ mm。 (2)该单色光的波长 λ＝________ m。 (3)若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将________(填“变 大”“不变”或“变小”)；若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条 纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)。 答案 (1)11.1 15.6 0.75 (2)6.0×10－7 (3)变小 变小 解析 (1)游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻 度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数都要以 mm 为单 位读取。 由图可知 xA＝11.1 mm，xB＝15.6 mm， Δx＝1 6×(15.6－11.1) mm＝0.75 mm。 (2)由 Δx＝l dλ 得 λ＝d lΔx＝0.4×10－3 0.5 ×0.75×10－3 m＝6.0×10－7 m。 (3)由 Δx＝l dλ 可知，其他条件保持不变时，双缝间距 d 变大，则条纹间距 Δx 变小；根据 频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长 λ 越小，所以其他条件保持不变时，改 用频率较高的单色光照射，则条纹间距 Δx 变小。 四、计算题(本题共 4 小题，共 47 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注 明单位) 15．(10 分)一列简谐横波在 t1＝0 时刻的波形图如图所示，已知该波沿 x 轴正方向传播，在 t2 ＝0.7 s 时，质点 P 刚好第二次出现波峰，求： (1)波速 v； (2)x＝6 m 处的 Q 质点第一次出现波谷的时刻 t3。 答案 (1)5 m/s (2)0.8 s 解析 (1)由波形图可直接读出波长 λ＝2 m。根据带动 法可判断 t1＝0 时刻 P 质点应向 y 轴负方向运动。由题意可 知，t2－t1＝7 4T，即 0.7 s＝7 4T，则 T＝0.4 s，根据 v＝λ T得 v ＝ 2 0.4 m/s＝5 m/s。 (2)根据波形平移法，t1＝0 时刻 x＝2 m 处的质点第一次到达波谷，到 t3 时刻波谷沿波的 传播方向平移至 x＝6 m 处的 Q 质点处，此时 Q 质点第一次出现波谷，由 Δx＝vΔt 得 t3＝6－2 5 s＝0.8 s。 16．(12 分)如图所示，真空中有一块直角三角形的玻璃砖 ABC，∠B＝30°，若 CA 的延长线上 S 点有一点光源发出的一条光线由 D 点射入玻璃砖，光线经玻璃 砖折射后垂直 BC 边射出，且此光束从 S 传播到 D 的时间与在玻璃砖内的传播 时间相等，已知光在真空中的传播速度为 c，BD＝ 2d，∠ASD＝15°.求： (1)玻璃砖的折射率； (2)SD 两点间的距离. 答案 (1) 2 (2)d 解析 (1)由几何关系可知入射角 i＝45°，折射角 r＝30°，则玻璃砖的折射率为： n＝sin i sin r 可得 n＝ 2 (2)在玻璃砖中光速为 v＝c n 光束经过 SD 和玻璃砖内的传播时间相等有 SD c ＝BDsin 30° v 又 BD＝ 2d 得 SD＝d 17．(12 分)如图甲、乙分别是波传播路径上 M、N 两质点的振动图象，已知 MN＝1 m。 (1)若此波从 M 向 N 方向传播，则波传播的最大速度为多少？ (2)若波传播的速度为 1000 m/s，则此波的波长为多少？波沿什么方向传播？ 答案 (1) 1000 3 m/s (2)4 m 波从 N 向 M 方向传播 解析 (1)由图可知，该波的周期为 T＝4×10－3 s 当简谐波从 M 向 N 方向传播时，M、N 两质点间的距离 MN＝s＝ n＋3 4 λ 则得 λ＝ 4s 4n＋3＝ 4 4n＋3 m(n＝0,1,2,3，…) 波速 v＝λ T＝ 1000 4n＋3 m/s(n＝0,1,2,3，…) 当 n＝0 时，波速最大，最大速度为1000 3 m/s。 (2)若波传播的速度为 1000 m/s，则此波的波长为 λ＝vT＝4 m，则 MN＝1 4λ，根据 M、N 两质点的振动图象可知，波从 N 向 M 方向传播。 18．(13 分)如图所示，在一个足够宽的槽中盛有折射率为 2 的液体，中部扣着一个圆锥形 透明罩(罩壁极薄)ADB，罩顶角∠ADB=30º，高 DC=0.2m，罩内为空气，整个罩子没在液体 中．槽底 AB 的中点 C 处有一点光源，点光源发出的光经折射进入液体后，再从液体上表面 射出．不考虑光线在透明罩内部的反射. 求液体表面有光射出的面积(结果保留三位有效数字)． 【答案】S=9.42×10-2m² 【解析】 如图所示，有一条光线从 C 点射向 DB，在 E 点折射后进入液体中， 射向空气时在 F 点发生全反射，GH 和 MN 分别为两处的法线 GH 交 CD 于 G 点，∠EFM 为临界角 C， 则： 1sinC n ，解得：∠C=45º 由几何关系得： 45DFE  ， 60DEF   ， 30FEH   由折射定律可得： sin sin CGEn FEH   解得： 45?CEG 由几何关系得： 30DCE   ； 在 ΔCDE 中应用正弦定理： ， 在 ΔDEF 中应用正弦定理： sin sin DE DF DFE DEF ， 解得 ， 液体表面有光射出的面积为：  ²S DF ， 解得： 229.42 10Sm 【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律 sin sin in r 、临界角公式 1sinC n 、光速公式 cv n ，运用几何知识结合解决这类问题．