育英高中2020-2021学年度第二学期期中考试高二物理试卷第Ⅰ卷（选择题）一、单选题（共46分，其中1-7题，每题4分；8-10题，每题6分）1.某弹簧振子如图所示，其中A、B均为振子偏离平衡位置的最大位移处，O为平衡位置。在振子由O向A运动的过程中，下列说法正确的是（ ）A.振子偏离平衡位置的位移方向向左B.振子偏离平衡位置的位移正在减小C.弹簧的弹性势能正在减小D.振子的速度正在减小【答案】D【解析】【详解】AB．振子偏离平衡位置的位移方向向右，且正在增大，故AB错误；CD．弹簧处于伸长状态且形变量正在增大，故弹簧的弹性势能正在增大，振子的动能转化为弹簧的弹性势能，振子的速度减小，故C错误，D正确。故选D。2.图中O点为单摆的固定悬点，现将摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中（ ）A.摆球受到重力、拉力、向心力、回复力四个力的作用B.摆球在A点和C点处，速度为零，合力与回复力也为零C.摆球在B点处，速度最大，细线拉力也最大D.摆球在B点处，速度最大，回复力也最大【答案】C【解析】【分析】
【详解】A．摆球在运动过程中只受到重力和拉力作用，向心力、回复力为效果力，实际上不存在的，所以A错误；BCD．摆球在摆动过程中，在最高点A、C处速度为零，回复力最大，合力不为零，在最低点B处，速度最大，回复力为零，细线的拉力最大，C正确；BD错误；故选C。3.两列波长相同的水波，发生干涉现象，某一时刻，两列波的波峰和波谷如图所示（实线为波峰，虚线为波谷）。则（ ）A.质点A的位移始终最大B.质点C始终在波谷C.质点C的振动始终加强D.质点B始终处平衡位置【答案】C【解析】【分析】【详解】A．质点A波峰与波峰叠加，振动加强，质点的振幅最大，但质点仍在自己平衡位置附近振动，位移随时间变化，故A错误；BC．质点C波谷与波谷叠加，两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但质点仍在自己平衡位置附近振动，不会始终在波谷，故B错误C正确；D．质点B是两列波的波峰与波谷相遇点，两列波在这引起的振动总是相互减弱的，质点的振幅最小，两列波的振幅不一定相同，所以振动始终减弱，质点仍在自己平衡位置附近振动，不一定始终处在平衡位置，故D错误。故选C4.如图所示，在曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由上下振动，测得其频率为，然后分别以不同的转速匀速摇把，关于振子的运动，下列说法正确的是：（ ）
A.转动摇把的转速越快，振子的振幅越大B.以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振幅最大C.以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为D.以的转速转动摇把，当振子振动稳定时，它的振动周期为【答案】C【解析】【分析】【详解】A．转动摇把的转动频率等于振子的固有频率时，振子产生共振，此时振幅最大，则转动摇把的转速越快，振子的振幅不一定越大，选项A错误；B．因当频率为f=2Hz时，则，即当以的转速转动摇把，会产生共振，当振子振动稳定时，它的振幅最大，选项B错误；CD．以的转速转动摇把，即驱动力的周期为T=1s，则当振子振动稳定时，它的振动周期等于驱动力的周期，即为，选项C正确，D错误。故选C。5.如图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙是质点a的振动图像，下列说法正确的是（ ）A.该波向x轴负方向传播B.该波波速为2m/sC.该波碰到尺寸为120m的障碍物不能发生衍射现象D.该波碰到频率为0.25Hz的波能发生干涉【答案】B【解析】【分析】
【详解】A．由图乙可知，在0.5s~1.5s内，a点向着y轴正方向运动，则由图甲可知，波向x轴正方向传播，选项A错误；B．由图甲可知，波长，由图乙可知，周期，所以波速选项B正确；C．120m的尺寸远大于该波波长，所以衍射现象不明显，但不是不能发生衍射现象，选项C错误；D．频率为0.25Hz的波与该波的频率不同，所以不会发生干涉现象，选项D错误。故选B。6.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形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。则错误的是（ ）A.玻璃砖对a光的折射率为B.b光的频率比a光的频率大C.b光在玻璃中的传播速度比a光在玻璃中的传播速度小D.让a、b通过同一狭缝，b光衍射现象较明显【答案】D【解析】【分析】【详解】A．对a光由折射定律可得即玻璃砖对a光的折射率为，A正确，不符合题意；B．由图可知，b光的偏折程度较大，折射率较大，故频率较大，B正确，不符合题意；C．由可知，a光在玻璃中的传播速度较大，C正确，不符合题意；
D．由可知，b光的波长较短，衍射现象较不明显，D错误，符合题意。故选D。7.如图所示，在质量为M的支架上用一轻质弹簧挂有质量均为m（M≥m）的A、B两物体，支架放在水平地面上，开始各物体都静止，突然剪断A、B间的连线，此后A做简谐运动．当运动到最高点时，支架对地面的压力为（）A.MgB.（M﹣m）gC.（M+m）gD.（M+2m）g【答案】A【解析】【详解】平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐振动，在平衡位置，有：，在平衡之前的初位置，有：，故振幅为：，根据简谐运动的对称性，到达最高点时，弹簧处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于重力Mg，由牛顿第三定律可知，木箱对地面的压力等于Mg，A正确；【点睛】本题关键是对小物体受力分析，根据简谐运动的对称性得到最高点时弹簧的弹力大小，最后对木箱受力分析，得到地面的支持力二、多选题8.劲度系数为的水平弹簧振子，它的振动图象如下图所示，则图象上的点反应出此时刻（ ）A.弹簧振子的运动方向沿正方向B.振子所受弹力为，其方向沿负向
C.由到图象上点所示时刻振子所经过的路程为D.由到图象上点所示时刻的这段时间内，振子位移大小为，方向沿正方向【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．根据点处斜率为正值，故运动方向为轴正方向，故A正确；B．由图可知振子此时的位移为，根据胡克定律可知，方向指向平衡位置，即方向沿负方向，故B正确；C．由到图象上点所示时刻振子所经过的路程为故C正确；D．由图可知由到图象上点所示时刻振子位移大小为，方向沿负方向，故D错误。故选ABC。9.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中正确的是（ ）A.甲、乙两单摆的摆长不相等B.甲单摆的振幅比乙单摆的大C.甲单摆的机械能比乙单摆的大D.在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙单摆【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．由题图可知两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式T=2π可知，甲、乙两单摆的摆长相等，故A错误；B．甲单摆的振幅为10cm，乙单摆的振幅为7cm，则甲单摆的振幅比乙单摆的大，故B正确；
C．甲单摆的振幅比乙单摆的大，两单摆的摆长也相等，但由于两单摆的质量未知，相对位置也未知，无法比较机械能的大小，故C错误；D．在t=0.5s时，甲单摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙单摆位于负的最大位移处，则乙单摆具有正向最大加速度，故D正确。故选BD。10.如图为某一种声波消音器的原理示意图。噪声由D1管道输入，经过空气腔室S，由D2管道输出。当某一频率为f的声波从声源传到空气腔室左侧的S1面时，恰好与右侧S2面反射回来的同频率的声波相消时，消音的效果最好。已知声波在空气腔室中传播的速度为v，下列说法正确的是（ ）A.该消音器是根据波的干涉原理设计的B.该消音器是根据波的多普勒效应设计的C.空气腔室长度l与声波频率f的关系满足（n=0，1，2，3……）时，消音效果最好D.空气腔室长度l与声波频率f的关系满足（n=1，2，3…）时，消音效果最好【答案】AC【解析】【分析】【详解】A．当两列波的频率相同时，在相遇区内，某些点始终加强，某些点始终减弱，达到减弱噪声的目的，此消音器正是李永利波的干涉原理，故A正确；B．多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，故B错误；CD．当两波相遇时，波传播的路程差（n=1，2，3…）为减弱区，时间差
（n=1，2，3…）则左右往返的总距离（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）故C正确，D错误。故选AC。第Ⅱ卷（非选择题）三、实验题（共16分，每空2分）11.甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。（1）甲组同学采用图甲所示的实验装置。A．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.请写出重力加速度的表达式g=_____（用所测物理量表示）。B．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，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示．将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，得到如图丙所示的v－t图线。A．由图丙可知，该单摆的周期T=_____s；B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2－L（周期平方—
摆长）图线，并根据图线拟合得到方程T2=4.04L＋0.035.由此可以得出当地的重力加速度g=______m/s2.（取π2=9.86，结果保留三位有效数字）【答案】(1).(2).偏小(3).2.0(4).9.76【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据单摆周期公式，因为单摆完成n次全振动所用的时间为t，所以可得联立可得[2]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，摆长略微变长，则摆长的测量值偏小，由可知测得的重力加速度偏小；（2）[3]由图丙所示的v－t图线，可知该单摆的周期T=2.0s；[3]根据得根据表达式可知图线的斜率解得12.某实验小组做“用插针法测定玻璃折射率”的实验。(1)在白纸上放好平行玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4，在插P3时，应使P3______，在插P4时，应使P4______；
(2)该小组完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______；A.B.C.D.(3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN′的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=______（图中线段的字母表示）。【答案】(1).挡住P1、P2的像(2).挡住P3以及P1、P2的像(3).D(4).【解析】【详解】(1)[1][2]在插P3时，应使P3挡住P1、P2像，在插P4时，应使P4挡住P3以及P1、P2的像；(2)[3]光线经过玻璃砖后出射光线和入射光线是平行的，且错开一定的距离，即图像D正确。(3)[4]玻璃的折射率四、解答题（共38分，其中13题10分；14题14分；15题14分）13.如图所示，图甲是一列简谐横波在t=0时刻图像，P点是此时处在平衡位置的一个质点。图乙是质点
P的振动图像。求：(1)这列波的传播速度；(2)经过30s，波向前传播的距离x；(3)判断这列波的传播方向。【答案】(1)；(2)；(3)向左【解析】【详解】(1)由甲图读出波长由乙图读出周期根据(2)经过30s，波向前传播的距离(3)由图乙可知，时刻质点P正在向下振动，所以波沿x轴负方向传播，即向左传播。14.如图所示，把一个有孔的小球装在轻质弹簧一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动．若用拉力将小球向右缓慢拉离平衡位置，当拉力为8N时，小球偏离平衡位置的距离为4cm，在此处由静止释放小球，小球开始做简谐运动．以小球的平衡位置为原点，向右为正方向建立x轴描述小球振动过程中的位移．已知小球的质量为0.2kg，不计弹簧质量和一切阻力．（1）求运动过程中小球的最大加速度大小．（2）画出小球又释放点回到平衡位置的过程中弹簧弹力随位移变化的图象，并计算这个过程中弹簧弹力做的功．
（3）求运动过程中小球的最大速度大小．【答案】（1）40m/s2（2）图像见解析；0.16J；（3）【解析】【详解】（1）求运动过程中小球的最大加速度大小：（2）画出小球又释放点回到平衡位置过程中弹簧弹力随位移变化的关系为F=kx，其中的图象，即F=200x；图像如图；这个过程中弹簧弹力做的功．（3）小球在平衡位置时速度最大，则：解得15.某种透明介质的截面如图所示，为半径为R的四分之一圆弧，O为圆心，为直角三角形，，与足够大的光屏垂直，A点与光屏接触细光束沿圆弧半径射向圆心O，当在界面上的入射角时，仅在光屏上形成一个亮斑，若不考虑光在透明介质中的多次反射。(1)求该介质的折射率应不小于多少；(2)若，当入射角i逐渐减小到时，A点右侧光斑恰好消失，仅在光屏A点左侧有个光斑，求及光斑到A点的距离。【答案】(1)；(2)；
【解析】【详解】(1)光在面能发生全反射，必有可得故该介质的折射率应不小于(2)如图当入射角逐渐减小到时，A点右侧光斑恰好消失，在面的折射光线恰与平行，可得折射角根据折射定律得由几何关系得光斑到A点的距离
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