2020-2021学年河南省濮阳市某校高二期中考试物理试卷

这是一份2020-2021学年河南省濮阳市某校高二期中考试物理试卷，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 如图所示为甲、乙两个振子的振动图像，下列描述正确的是（ ）

A.甲、乙两个振子产生的波在同种介质中传播的速度不同
B.甲、乙两个振子产生的波在不同种介质中频率会发生变化
C.甲、乙两个振子的周期不同、初相位相同、振幅不同
D.甲、乙两个振子产生的波在空间相遇时可以形成稳定的干涉波

2. 机械波和电磁波都能产生多普勒效应．下列现象中不⋅属于利用多普勒效应的是（ ）
A.交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速
B.医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常
C.发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离
D.天文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度

3. 如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz，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1Hz，则把手转动的频率为 （ ）

A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz

4. 以下实例中不是利用反冲现象的是（ ）
A.当枪发射子弹时，枪身会同时向后运动
B.乌贼向前喷水从而使自己向后游动
C.火箭中的火药燃烧向下喷气推动自身向上运动
D.战斗机在紧急情况下抛出副油箱以提高机身的灵活性

5. 如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置．现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（ ）

A.v=mv0M+m，I=0
B.v=mv0M+m，I=2mv0
C.v=mv0M+m，I=m2v0M+m
D.v=mv0M，I=2mv0

6. 如图甲所示弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动．规定水平向右为正方向，图乙是弹簧振子的简谐运动图像，由图可知，下列说法正确的是（ ）

A.t=0s时刻振子从B点释放
B.弹簧振子的振幅是0.2m
C.弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动
D.简谐运动图像中的P点速度方向与加速度方向都沿正方向

7. 如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后（ ）

A.摆动的周期为56T
B.摆动的周期为65T
C.摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h
D.摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h

8. 如图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知（ ）

A.两摆球质量相等
B.两单摆的摆长相等
C.两单摆相位相差π
D.在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s甲=2s乙

9. 部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是（ ）
A.减轻对桥的压力，避免产生回声
B.减少对桥、雪山的冲击力
C.避免使桥发生共振和使雪山发生共振
D.使桥受到的压力更不均匀，避免登山运动员耗散能量

10. 关于对黑体的认识，下列说法正确的是（ ）
A.黑体是黑色的，且其自身辐射电磁波
B.黑体辐射电磁波的强度与材料的种类及表面状况有关
C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关
D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体

11. 某实验小组用同一光电管完成了光电效应实验，得到了光电流与对应电压之间的关系图像甲、乙、丙，如图所示．则下列说法正确的是（ ）

A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.甲光的光强大于丙光的光强
D.甲光和丙光产生的光电子的最大初动能不相等
二、多选题

图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面上的两块挡块，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动，为使A处水也能发生振动，可采用的方法是（ ）

A.使波源的频率增大B.使波源的频率减小
C.移动N使狭缝的间距增大D.移动N使狭缝的间距减小

如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，其中x=6m处质点P正向上振动，质点振动周期为2s，则下列说法正确的是（ ）

A.波的传播方向沿x轴负方向
B.波的传播速度大小为2m/s
C.图中质点P从现在开始经过3s时间通过的路程为120cm
D.t=2s时，质点P沿波的传播方向移动了8m

如图所示，A、B两物体质量mA=2mB，水平面光滑，当烧断细线后（原来弹簧被压缩），则下列说法正确的是（ ）

A.弹开过程中A的速率小于B的速率
B.弹开过程中A的动量小于B的动量
C.A、B同时达到速度最大值
D.当弹簧恢复原长时两物体同时脱离弹簧

如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6s时刻的波形图，则（ ）

A.该波的周期可能为0.8s
B.在t=0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s，P点经过的路程为0.4m
D.若该波的周期T>0.6s，在t=0.5s时，Q点到达波峰位置

单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（ ）
A.摆线质量不计B.摆线不伸缩
C.摆球的直径比摆线长度小得多D.摆角大于5∘
三、实验探究题

如图为实验室中验证动量守恒定律的实验装置示意图．

（1）若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则（ ）
A.m1>m2 r1>r2B.m1>m2 r1C.m1m2 r1=r2

（2）实验中记录了轨道末端在记录纸上的投影位置为O，经多次释放小球，在记录纸上找到两球的平均落点位置M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP、ON．已知入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，只要验证等式________成立，即表示碰撞中动量守恒．

（3）满足（2）的情况下，若满足等式________成立，即可认为碰撞为弹性碰撞．（仅用线段ON、OM、OP表示）
四、解答题

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示，质点P在波峰，质点Q在平衡位置．再过0.2s，质点Q第1次到达波峰．求：

（1）求这列波的传播速度；

（2）写出质点P的位移随时间变化的振动方程；

（3）求出t＝1.2s时P点的位移和经过的路程．

一列简谐横波沿x轴方向传播，已知x轴上x=0和x=1m两处质点的振动图像分别如图（a）、（b）所示，求此波的传播速度．


如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图像．根据图像回答：

（1）单摆振动的频率是多大？

（2）若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？
参考答案与试题解析
2020-2021学年河南省濮阳市某校高二期中考试物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
简谐运动的振动图象
机械波
波的干涉现象
机械振动
【解析】

【解答】
解：A．同一性质的波在同种介质中传播速度相同，故A错误；
B．机械波的频率是由振源的频率决定的，与传播介质无关，故B错误；
C．根据题图可知，甲、乙两个振子的周期不同、初相位相同、振幅不同，故C正确；
D．两列波在空间相遇形成稳定干涉波的条件是两列波的频率相同，根据题图可知甲振子的振动频率f甲=1T甲=0.25Hz，乙振子的振动频率f乙=1T乙=0.125Hz，故D错误．
故选C．
2.
【答案】
C
【考点】
多普勒效应
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：B．交通警察利用测速仪向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，利用了声波多普勒效应的原理故A正确；
B．医生向人体内发射频率已知的超声波，根据接收到的被血管中的血流反射后的超声波的频率变化，判断血流的速度是否正常，也属于声波多普勒效应的应用，故B正确；
C．发生雷电时，人们利用看见闪电与听见雷声的时间间隔来估算自己与雷电发生处之间的距离是通过光速远大于声速，用这个时间间隔乘以声速来估算的，故它不属于多普勒效应的应用，故C错误；
D．文学上通过对比某些元素在遥远天体上的发光频率与其静止在地球上的发光频率，判断天体相对于地球的运动速度是属于光波的多普勒效应的原理应用，故D正确．
本题选错误的，故选C．
3.
【答案】
A
【考点】
自由振动和受迫振动
【解析】
系统不受外力，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动叫做自由振动，自由振动的频率，叫做系统的固有频率；振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫做受迫振动，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关．
【解答】
解：因把手每转动一周，驱动力完成一次周期性变化，即把手转动频率即驱动力的频率，弹簧振子做受迫振动，而受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关，
弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，即受迫振动的频率为1Hz，则驱动力的频率为1Hz，故A正确．
故选：A．
4.
【答案】
D
【考点】
反冲现象及其应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．当枪发射子弹时，枪身同时受到一个反向的力会向后运动，故A是反冲现象；
B．乌贼向前喷水从而使自己受到一个向后的力，向后游动，故B是反冲现象；
C．火箭中的火药燃烧向下喷气而自身受到一个向上的推力，推动自身向上运动，故C是反冲现象；
D．战斗机抛出副油箱，质量减小，惯性减小，机身的灵活性提高，故D不是反冲现象．
故选：D．
5.
【答案】
B
【考点】
“二合一”模型
【解析】
子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，故可由动量守恒定律列式求解，子弹和木块的共同速度；然后系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A位置时速度大小不变，根据动量定理可求得此过程中墙对弹簧的冲量I的大小。
【解答】
解：子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，由动量守恒定律得：
mv0=(M+m)v，
解得：v=mv0M+m，
子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A位置时速度大小不变，即当木块回到A位置时的速度大小：v=mv0M+m，
子弹和木块弹簧组成的系统受到的合力即墙对弹簧的作用力，根据动量定理得：
I=−(M+m)v−mv0=−2mv0，
所以墙对弹簧的冲量I的大小为2mv0，
故选B．
6.
【答案】
A
【考点】
简谐运动的振动图象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：根据乙图可知，t=0时刻振子处于正方向最大位移处，所以t=0s时刻振子从B点释放，故A正确；
根据乙图可知，弹簧振子的振幅是0.1m，故B错误；
弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为0.5次全振动，故C错误；
简谐运动图像中的P点速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，加速度方向为正，故D错误．
故选：A．
7.
【答案】
D
【考点】
单摆
单物体的机械能守恒问题
动量守恒定律的综合应用
【解析】
单摆的周期是由单摆的摆长和当地的重力加速度的大小共同决定的，与摆球的质量和运动的速度无关．
a球在下降的过程中，机械能守恒，可以求得a球的速度的大小，在与b球碰撞的过程中，它们的动量守恒，从而可以求得b球碰后的速度的大小，再次根据机械能守恒可以求得最大的高度．
【解答】
解：AB．单摆的周期与摆球的质量无关，只决定于摆长和当地的重力加速度，故AB错误；
CD．在a球向下摆的过程中，只有重力做功，机械能守恒，有Mgh=12Mv12，
a、b两球碰撞过程时间极短，两球组成的系统动量守恒，
所以有Mv1−m⋅2v1＝(M+m)v2，
碰撞后摆动过程中，机械能守恒，
所以有(M+m)gh′=12(M+m)v22，
解得：v2=12v1，
所以h′＝0.25h，故C错误，D正确．
故选D．
8.
【答案】
B
【考点】
简谐运动的振动图象
单摆周期公式
【解析】
根根据图线得到振幅和周期的情况，然后结合单摆的周期公式进行分析讨论．
【解答】
解：AB．从单摆的位移时间图像可以看出两个单摆的周期相等，根据周期公式T=2πLg可知，两个单摆的摆长相等，周期与摆球的质量无关，故A错误，B正确；
C．从图像可以看出，t=0时刻，甲到达了正向最大位移处而乙才开始从平衡位置向正向的最大位移处运动，所以两单摆相位相差为π2，故C错误；
D．由于两个摆的初相位不同，所以只有从平衡位置或最大位移处开始计时时，而且末位置也是平衡位置或最大位移处的特殊情况下，经过相同时间，两球通过的路程才一定满足s甲=2s乙，若不能满足以上的要求，则不一定满足s甲=2s乙，故D错误．
故选B．
9.
【答案】
C
【考点】
产生共振的条件及其应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌，登山运动员登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故C正确，ABD错误．
故选C．
10.
【答案】
C
【考点】
黑体与黑体辐射
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．黑体自身辐射电磁波，但黑体不一定是黑的，故A错误；
BC．黑体辐射的强度只与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故B错误，C正确；
D．小孔只吸收电磁波，不反射电磁波，因此是小孔成了一个黑体，而不是空腔，故D错误．
故选C．
11.
【答案】
C
【考点】
光电效应现象及其解释
光电效应实验
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．根据爱因斯坦光电效应方程可知， Ek=hv−W0，根据动能定理可知，eUc=Ek，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，分析图象可知，甲光的遏止电压比乙光小，则甲光的频率小于乙光，故A错误；
B．丙光的遏止电压小于乙光的遏止电压，则丙光的频率小于乙光的频率，根据频率和波长的关系可知，λ=cν，则乙光的波长小于丙光的波长，故B错误；
C．甲光和丙光的遏止电压相等，则频率相等，但甲光的饱和光电流大，则甲光内含有的光子个数多，即甲光的光强大于丙光，故C正确；
D．丙光的遏止电压等于甲光的遏止电压，由Ekm=e⋅Uc可知，甲光产生的光电子的最大初动能等于丙光产生的光电子的最大初动能，故D错误．
故选C．
二、多选题
【答案】
B,D
【考点】
波发生明显衍射的条件
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A处质点没有振动，说明S点波没有衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使A处质点振动，可采用N板上移减小间距或增大波的波长，故BD正确，AC错误．
故选BD．
【答案】
A,C
【考点】
横波的图象
波长、频率和波速的关系
【解析】

【解答】
解：t=0时刻质点P向上振动，由同侧法可知波沿x轴负方向传播，故A正确；
由题图读出该波的波长为λ=8m，而波的周期为T=2s，则波速为v=λT=82m/s=4m/s，故B错误；
一个周期内质点振动的路程为4A=80cm，而时间t=3s=32T，则质点P通过的路程为6A=120cm，故C正确；
质点只在各自的平衡位置附近上下振动，并不会沿着波的传播方向运动，故D错误．
故选AC．
【答案】
A,C,D
【考点】
动量守恒定律的综合应用
【解析】
A、B两物体组成的系统，合外力为零，遵守动量守恒，由动量守恒定律分析答题．
【解答】
解：A．以A、B两物体组成的系统为研究对象，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mAvA−mBvB=0，
已知mA=2mB，则2mBvA−mBvB=0，vB=2vA，则知弹开过程中A的速率小于B的速率，故A正确；
B．由于系统动量守恒，系统初动量为零，则在弹开过程中，两物体动量之和为零，即两物体动量大小相等、方向相反，故B错误；
C．当弹簧回复原长时，两物体的速度同时达到最大，故C正确；
D．当弹簧恢复原长时，弹簧对物体不再有力的作用，此时两物体同时脱离弹簧，故D正确．
故选ACD．
【答案】
A,D
【考点】
横波的图象
【解析】

【解答】
解：因为该波沿x轴负方向传播，所以在t=0时刻x=0处的质点沿y轴向上振动，要想变成虚线所示波形图，则波至少传播了34T，故n+34T=0.6s，解得T=2.44n+3s(n=0，1，2…)，当n=0时，T=0.8s，故该波的周期可能为0.8s，A正确；
由于该波沿x轴负方向传播，故t=0时P点正通过平衡位置沿y轴负方向运动，若周期为0.8s，则0.9s时P点沿y轴负方向运动，B错误；
若周期为0.8s，则在一个周期内P点完成一个全振动，即其经过的路程为4A，故经过0.4s，P点经过的路程为2A=0.4m，但n若取其他值，则振动得更快，则P点经过的路程大于0.4m，C错误；
若T>0.6s，则T=0.8s，由题意可知，波长λ=8m，则波速v=λT=10m/s，在t=0时Q点的横坐标为5m，由于波沿y轴负方向运动，故在t=0.5s的时间内该波沿x轴负方向传播的距离x=vt=5m，故在t=0.5s时，Q点振动情况和平衡位置在x=10m处的质点t=0时的振动情况相同，故在t=0.5s时，Q点到达波峰位置，D正确．
故选AD．
【答案】
A,B,C
【考点】
单摆
【解析】
明确简谐运动的性质，知道单摆是理想化的物理模型并明确摆线质量不计、且长度不能形变，且小球体积小，质量大．
【解答】
解：ABC．理想化的单摆的摆线质量不计，摆线长度不伸缩且摆球的直径比摆线长度要小得多，故ABC正确；
D．当单摆的摆角小于5∘时，才能将视为简谐运动，故D错误．
故选ABC．
三、实验探究题
【答案】
D
（2）m1OP=m1OM+m2ON
（3）ON=OM+OP
【考点】
利用平抛运动规律验证动量守恒定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）入射小球质量为m1，半径为r1，被碰小球质量为m2，半径为r2，为防止碰撞后反弹，则m1应大于m2，为发生对心碰撞，r1应等于r2．
故选D．
（2）若m1v0＝m1v1+m2v2则表明通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒，
代入数据得：m1OP=m1OM+m2ON．
（3）小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，
有：m1OP=m1OM+m2ON，
12m1OP2=12m1OM2+12m2ON2，
两式联立消去质量可得：OP2=OM2+ON⋅MP，
再化解得到：ON=OP+OM．
四、解答题
【答案】
（1）这列波的传播速度为30m/s；
（2）质点P的位移随时间变化的振动方程为x=0.2sin(2.5πt+π2)m；
（3）t＝1.2s时P点的位移为−0.2m，经过的路程为1.2m．
【考点】
横波的图象
波长、频率和波速的关系
【解析】
（1）根据图像找到波长，由题中条件找到周期，根据v=λT求出波速；
（2）判断P点的运动状态，列出振动方程；
（3）找到题中所给条件与周期的关系，判断p点的路程与位移；
【解答】
解：（1）波沿x轴正方向传播，根据再过0.2s，质点Q第一次到达波峰，可知T4=0.2s，解得T＝0.8s，即波速v=λT=30m/s．
（2）初始时刻，质点P处于波峰位置，设质点P的振动位移随时间变化的关系为x=Asin(ωt+π2) 其中的ω=2πT=2.5π，则质点P的振动位移随时间变化的关系为x=0.2sin(2.5πt+π2)m．
（3）当t＝1.2s时，P点经过32T到达波谷位置，所以位移x＝−0.2m，通过路程s＝6A＝1.2m．
【答案】
若波沿x轴正向传播，波速为v1=1033+4nm/s(n=0，1，2⋯)，
若波沿x轴负向传播，波速为v2=1031+4nm/s(n=0，1，2⋯)．
【考点】
简谐运动的振动图象
【解析】

【解答】
解：由所给出的振动图像可知周期T=4×10−3s，
由题图可知， t=0时刻， x=0处的质点在正最大位移处， x=1m处的质点在平衡位置向y轴负方向运动，
所以当波沿x轴正向传播时，两质点间距离为n+34λ1，
当波沿x轴负方向传播时，两质点间距离为n+14λ2，
因为n+34λ1=1m，所以有λ1=43+4nm，
因为n+14λ2=1m，所以有λ2=41+4nm，
若波沿x轴正向传播，波速为v1=λ1T=1033+4nm/s(n=0，1，2⋯)，
若波沿x轴负向传播，波速为v2=λ2T=1031+4nm/s(n=0，1，2⋯)．
【答案】
（1）单摆振动的频率是1.25Hz；
（2）这个摆的摆长是0.16m．
【考点】
单摆周期公式
【解析】
（1）单摆做简谐运动，完成一次全振动的时间为一个周期，图上相邻两个最大值之间的时间间隔为一个周期．由图像求出单摆的周期，然后求出频率．
（2）已知单摆周期与当地的重力加速度，由单摆周期公式的变形公式可以求出摆长．
【解答】
解：（1）由图乙可知：T=0.8s，
则f=1T=1.25Hz．
（2）由T=2πlg，得：l=gT24π2=0.16m．