吉林省部分名校(抚松县第一中学等)2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题(Word版附解析)
展开注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修第一册第二、三章,选择性必修第二册。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于机械波的说法正确的是( )
A.机械波可在真空中传播B.声波从空气进入水中时,频率变大
C.质点的振幅越大,波长越长D.利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速
2.如图所示,甲质点在轴上做简谐运动,为其平衡位置,为其所能到达的最远处。乙质点沿轴从点开始做初速度为零的匀加速直线运动。已知,甲、乙两质点分别经过时速率相等,设甲质点从运动到的时间为,乙质点从运动到的时间为,则下式正确的是( )
A.B.C.D.
3.为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力,对振荡电路的结构可采用下列哪些措施( )
A.增大电容器极板的间距B.增大电容器极板的正对面积
C.增大自感线圈的匝数D.提高供电电压
4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为下式可能正确的是( )
A.B.
C.D.
5.图为水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况,以波源为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线),两波源振幅均为,下列说法正确的是( )
A.再过半个周期,质点振动加强
B.再过半个周期,质点运动到处
C.水平方向连线的中点是减弱点
D.质点在该时刻的位移大小为,再过四分之一个周期,的位移为0,且的振动方向垂直水面向下
6.如图甲所示,弹簧振子以点为平衡位置,在两点之间做简谐运动。当振子位于点时弹簧处于原长状态。取竖直向上为正方向,振子的质量为,重力加速度大小为。振子的位移随时间变化的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.和时,振子的速度相同 B.振子的振动方程为
C.和时,振子的加速度相同 D.时,振子位于点下方处
7.一列横波沿直线传播,在波的传播方向上有两点,在时刻两点间形成如图甲所示的波形,在时刻两点间形成如图乙所示的波形。已知两点间的距离,则下列说法正确的是( )
A.若周期大于,则波可能向右传播B.若波速为,则波一定向左传播
C.若周期为,则波可能向左传播D.若波向左传播,则该波波速的最小值为
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.如图所示,装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中,水面足够大,把玻璃管向下缓慢按压距离后放手,测得玻璃管振动周期为,以放手时为计时起点,以竖直向上为正方向,忽略空气阻力,对于玻璃管(包括管内液体),下列说法正确的是( )
A.回复力等于玻璃管所受的浮力 B.在时间内,玻璃管加速度减小,速度增大
C.在时刻,玻璃管速度为零,加速度为正向最大 D.在时间内,玻璃管运动的位移为
9.如图甲所示,在均匀介质中,坐标系位于水平面内,处的波源由平衡位置开始垂直平面振动,产生的简谐横波在平面内传播,选定图甲状态为时刻,实线侧、虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷,且此时刻平面内只有一圈波谷,质点第一次到达波峰,图乙为质点的振动图像,轴垂直于平面,且正方向竖直向上。下列说法正确的是( )
A.此机械波的传播速度为
B.波源的起振方向垂直平面竖直向下
C.在至时间内,质点运动的路程为
D.时,机械波恰好传至处
10.如图所示,两根质量均为的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上,左、右两部分导轨间距之比为棒长度为棒长度为,导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场,两棒电阻与棒长成正比,不计导轨电阻,现用水平恒力向右拉棒,使棒向右运动,导轨足够长,磁场区域足够大。下列说法正确的是( )
A.稳定后,棒向左匀加速运动,棒向右匀加速运动,且棒的加速度大小是棒的加速度大小的2倍
B.当棒和棒的速度大小均为时,撤去拉力后,整个回路产生的焦耳热为
C.如果作用一段时间后,棒和棒的速度大小均为,此时立即撤去拉力后,棒的最终速度大小为,方向向右
D.稳定后,棒向左匀速运动,棒向右匀速运动,且棒的速度大小是棒的速度大小的2倍
三、非选择题:共54分。
11.(6分)图甲为课堂演示用的手摇发电机,现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器,在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
(1)研究此交变电流的波形,发现从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第16个向上的“尖峰”经历的时间为,则手摇发电机线圈转动的平均角速度为______。
(2)将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像,此电流的瞬时值表达式为______内电流方向改变______次。
12.(8分)“伽利略”学习小组利用单摆测量当地的重力加速度,装置如图甲所示。
(1)在实验过程中,小组的同学给出以下建议,其中合理的是______。
A.在摆球运动的过程中,必须保证悬点固定
B.摆线长就是悬点到小球顶点的距离
C.单摆偏离平衡位置的角度不能太大,一般摆角
D.测量周期时,应该从摆球运动到最高点时开始计时
(2)学习小组根据测量出的摆长和对应的周期,画出图线,然后在图线上选取两个点,坐标如图乙所示,则当地重力加速度大小______。
(3)学习小组在家里测重力加速度,找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示。该小组的同学在细线上做一个标记点,保持点以下的细线长度不变,通过改变间细线长度以改变摆长。实验中,当间细线的长度分别为时,测得相应单摆的周期为,则当地重力加速度大小______。
13.(10分)如图所示,轻弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端连着小球,已知弹簧劲度系数为,水平面光滑,小球处于点时,弹簧刚好是原长,现将小球往右拉到点,释放小球,请证明小球的运动是简谐运动。
14.(12分)如图所示,在平面内有两个点波源分别位于轴上处,它们在同一均匀介质中均从开始沿轴正方向做简谐运动。波源的振动方程为,波源的振动方程为,质点位于轴上处,已知质点在时开始振动。
(1)求这两列波在介质中的波长;
(2)两列波在点发生叠加后,通过计算判断点是振动加强点还是振动减弱点;
(3)求在至内质点通过的路程。
15.(18分)一质量为、电荷量为的粒子以速度从轴上的点射入匀强电场中,电场强度大小为、方向竖直向下,只存在于第一象限,粒子从轴上的点射入第四象限的匀强磁场中,磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里,已知粒子射入电场与射出电场的速度方向垂直,其大小,粒子所受重力不计,求:
(1)粒子射入电场的速度方向与轴正方向的夹角;
(2)粒子第二次经过轴时的点的坐标;
(3)粒子从点到第十一次经过轴运动的总时间。
驱动力频率
40
50
60
70
80
90
受迫振动振幅
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
高二物理试卷参考答案
1.D【解析】机械波传播需要介质,选项A错误;利用多普勒测速仪可以测量水在海底的流速,选项D正确;质点的振幅与波长之间没必然联系,选项C错误;声波从空气进入水中时,频率不变.选项B错误。
2.C【解析】已知,甲、乙两质点分别经过时速率相等,结合题意甲、乙分别运动到的图像如图所示,可得,选项C正确。
3.A【解析】要增大无线电台向空间发射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由知,减小和可以提高,要减小可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法,要减小可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法。选项A正确。
4.B【解析】从如图所示的共振曲线可判断出与相差越大,受迫振动的振脂越小;与越接近,受迫振动的振幅越大,并可以从中看出越接,振幅的变化就越慢。比较各组数据知在范围内.因此为可能范围,选项B正确。
5.D【解析】干涉图样是稳定存在的,此刻质点是振动减弱的点,之后也始终处于振动减弱的状态.选项A错误;A是波峰与波峰相遇,此时位移为,再过四分之一个周期,从波峰向下振动到平衡位置,位移为0,选项正确;由干涉图样知,竖直连线是加强区,B、C连线中点应该在加强区,选项C错误;由题图可知,再过半个周期,质点在正向最大位移处,不会随波迁移。选项B错误。
6.A【解析】由题图乙可知,振子的振动方程为,选项B错误;由题图乙结合图像的斜率表示速度可知,和时,振子的速度相同,选项A正确;和时,振子的加速度大小相等、方向相反.选项C错误;从到平衡位置,振子的速度不断增大,则振子在到时间内的位移小于振幅的一半,所以时,振子位于点下方大于处,选项D错误。
7.B【解析】若波向右传播,则有,解得,若波向左传播,则有,解得,由于是整数,因此当时,符合通项,故波向右传播,,选项A、C错误;由题图知波长,若波速为,则波传播的距离为,根据波形的平移,波一定向左传播,选项B正确;波传播的最小距离为向左传播,波速可能的最小值为,选项D错误。
8.BD【解析】玻璃管的回复力等于玻璃管所受的浮力与重力的合力,选项A错误;在时间内,玻璃管由最低点回到平衡位置,加速度减小,速度增大,选项B正确;在时刻玻璃管在最高点,速度为零,加速度为负向最大,选项C错误;在时间内,玻璃管由最高点回到平衡位管,运动的位移为,选项D正确。
9.AC【解析】由题图可知,选项A正确;波上任意一点的起振方向与波源的起振方向一致,由题图乙可知,质点的起振方向垂直平面竖直向上.所以波源的起振方向也垂直平面竖直向上:选项B错误;因为时刻平面内只有一圈波谷,而此时原点也处于波峰,由此可以判断波的起振方向向上且波刚开始传播时原点处于平衡位置,时波传播了1.25个波长.即时刻波刚好传播到处,则机械波恰好传至处的时刻为,选项D错误;质点到波源的距离为,由选项D可知,时波传播了,则波传播到点所用的时间为,由题中图像可知波的振幅,故在至时间内,质点运动的路程为,选项C正确。
10.AB【解析】F作用后CD棒开始向右加速运动,切割磁感线产生感应电流,AB棒受安培力向左加速运动,已知棒长度为,则问路中总电动势),开始一段时间棒的速度比棒的速度增大得快,所以增大,增大.两棒所受安培力增大,棒做加速度增大的加速运动。棒做加速度减小的加速运动,当棒加速度等于棒加速度的一半时,不变.电路中电流不变。二者匀加速运动,选项A正确、D错误。如果作用一段时间后棒和椅的速度大小均为时撤去拉力棒减速,棒加速,棒速度为棒速度的2倍时,整个同路电动势为零,二者匀速运动。从撤去拉力到二者匀速过程,对于棒,由动量定理有;对于棒,由动量定理有,解得,又因为,所以,选项C错误。撤去拉力后到二者匀速过程,由能量守恒定律有,选项B正确。
11.(1)(2分) (2)(2分)300(2分)
【解析】(1)从屏上出现第一个向上的“尖峰”到出现第16个向上的“尖峰”经历的时间为15个周期,故周期为;线圈转动的平均角速度。
(2)由题图可知,角速度,则交流电的瞬时值表达式为有150个周期,一个周期内电流方向改变2次。
12.(1)A(2分) (2)(3分) (3)(3分)
【解析】(1)在摆球运动的过程中,必须保证悬点固定,选项A正确,其他说法都不对。
(2)由单摆周期公式得图线的斜率,得。
(3)由可得。
13.解:在小球经过的位置任意取一点,设(2分)
由胡克定律得(2分)
以点为起点,可判断出小球的受力方向与其位移方向一直相反(2分)
可得(2分)所以小球的运动是简谐运动。(2分)
14.解:(1)由题意知(1分)
(1分) (1分) 则。(1分)
(2)点到两波源的路程差(1分)
即路程差为波长整数倍,故点是振动加强点。(1分)
(3)内,不振动(1分)
内,只参与由波源产生的振动(1分)故(1分)
内,同时参与由波源和产生的振动且振动加强(1分)
故(1分)
综上所述,在至内质点通过的路程。(1分)
15.解:(1)粒子在电场中水平方向的速度不变(1分)
(1分) 解得。(1分)
(2)粒子在电场中竖直方向做匀变速直线运动(1分)
设粒子第二次经过轴时的点为点
粒子在磁场中做勺速圆周运动(1分)
(1分)
解得(2分)
该点坐标为。(1分)
(3)粒子在磁场中单次运动的时间(1分)
粒子在电场中单次运动,有(1分)
(1分) 解得。(2分)
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