广东省广州市广州大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题
展开这是一份广东省广州市广州大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题,共10页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
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)
1.一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如下图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为( )
A.A=1 m,f=5 Hz
B.A=0.5 m,f=5 Hz
C.A=1 m, f=2.5 Hz
D.A=0.5 m,f=2.5 Hz
2.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.5 Hz
3.如图所示,只含黄光和紫光的复色光束PO,沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后,被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出。 则( )
A.OA为黄光,OB为紫光
B.OA为紫光,OB为黄光
C.OA为黄光,OB为复色光
D.OA为紫光,OB为复色光
4.发出白光的细线光源,长度为,竖直放置,上端恰好在水面以下,如图。现考虑线光源发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以表示红光成的像的长度,表示蓝光成的像的长度,则( )
A.B.C.D.
5.如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以
A.增大S1与S2的间距
B.减小双缝屏到光屏的距离
C.将绿光换为红光
D.将绿光换为紫光
6.如图所示,摆长为L的单摆,周期为T.如果在悬点O的正下方的B点固定一个光滑的钉子,OB的距离为OA长度的5/9,使摆球A(半径远小于L)通过最低点向左摆动,悬线被钉子挡住成为一个新的单摆,则下列说法中正确的是 ( )
A.单摆在整个振动过程中的周期不变
B.单摆在整个振动过程中的周期将变大为原来的6/5倍
C.单摆在整个振动过程中的周期将变小为原来的5/6
D.单摆在整个振动过程中的周期无法确定
7.有两例频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉.如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点,b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中点,下列选项错误的是
A.a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱
B.从图示时刻经过半个周期,e处质点通过的路程为4A
C.从图示时刻经过半个周期,g处质点加速向平衡位置运动
D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零
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.图1为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P、Q为介质中的两个质点,图2为质点P的振动图象,则
A.t=0.2s时,质点Q沿y轴负方向运动
B.0~0.3s内,质点Q运动的路程为0.3m
C.t=0.5s时,质点Q的加速度小于质点P的加速度
D.t=0.7s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
9.如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a,b所示,则( )
A.两次t=0时刻线圈平面与中性面重合
B.曲线a,b对应的线圈转速之比为2∶3
C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz
D.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
10.如图,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1.原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源,副线圈接一个R=27.5 Ω的负载电阻.若U0=220V,ω=100π Hz,则下述结论正确的是( )
A.副线圈中电压表的读数为55 V
B.副线圈中输出交流电的周期为
C.原线圈中电流表的读数为0.5 A
D.原线圈中的输入功率为
三、非选择题(本题共5小题,共54分,考生根据要求作答)
11.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间(如图1所示),则:
图1图2
(1)该摆摆长为 cm,秒表所示读数为 s;
(2)如果他测得的g值偏小,可能的原因是( )
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动数为50次
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据点连成直线(如图2),并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g= (用k表示)。
12.如图,画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上。M是放在白纸上的半圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x轴重合。OA是画在纸上的直线,P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针,P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA与y轴正方向的夹角,β是直线OP3与y轴负方向的夹角。只要直线OA画得合适,且P3的位置取得正确,测出角α和β,便可求得玻璃的折射率。
某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA上竖直地插上了P1、P2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,他应采取的措施是 。
若他已透过玻璃砖看到P1、P2的像,确定P3的位置方法是 。
若他已正确地测得了α、β的值,则玻璃的折射率n= 。
13.正方形线框在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动,如图所示。线框边长为L,匝数为N,线框的总电阻为r,外电路的电阻为R,磁感应强度的大小为B。求:
(1)转动过程中产生的感应电动势的最大值Em;
(2)线圈转动过程中,图中电压表的示数U;
(3)从图示位置开始,线圈转过90°的过程中通过电阻R的电量q。
14.一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.
15.平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向),P与O的距离为35cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动,周期T=1s,振幅A=5cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求:
(ⅰ)P、Q之间的距离;
(ⅱ)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源在振动过程中通过路程.
参考答案:
1.D
【解析】由图,A=0.5m,λ=4m;经0.6s,N点开始振动得波速;所以频率,故ABD错误,D正确.故选D.
2.A
【解析】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。
故选A。
3.C
【解析】在同一种介质中,对紫光的折射率大于对黄光的折射率,故在黄光能够发生全反射时,两种光都能够发生全反射,所以正确的情况是黄光的入射角小于临界角而有折射光,而紫光的入射角已经大于临界角发生全反射,则C正确,ABD错误。
故选C。
4.D
【解析】作出光路图如图所示
由于蓝光折射率比红光折射率大,则同一点发出的光在水面发生折射,蓝光比红光偏折角大,则沿反向延长线所成虚像的长度比较小,则,故D正确,ABC错误。
故选D。
5.C
【解析】据光的干涉产生的条纹间距满足该关系Δx=Lλ/d,由此可知,增加S1与S2的间距,条纹间距减小,A选项错误;减小双缝到屏的距离,条纹间距减小,B选项错误;将绿光换成红光,波长增加,条纹间距增大,C选出正确;绿光换成紫光,波长变小,条纹间距减小,D选项错误.
6.C
【解析】根据单摆周期公式:,未加钉子时,周期:,悬线长变为被挡后,周期变为,所以加了钉子的周期为:,所以周期变为原来的,ABD错误C正确
7.D
【解析】A.振动加强点为波峰与波峰相遇点,波谷与波谷相遇点,振动减弱点,为波谷与波峰相遇点,故a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱,A正确;
B.这两列机械波在水平竖直方向的波形如图所示, e点在这两列波传播半个周期的过程中,都是从平衡位置到波谷,再回到平衡位置,叠加时,波谷振幅为2A,故路程为4A,B正确;
C.由图可知经过半个周期后,g点均为由波谷向平衡位置移动,合力指向平衡位置,故合运动为加速靠近平衡位置,C正确;
D.振动加强点的振幅始终为两列波此处振幅的叠加,不为0,D错误.
8.CD
【解析】A.由振动图像可知T=0.4s,t=0时刻质点P向上振动,可知波沿x轴负向传播,则t=0.2s=0.5T时,质点Q沿y轴正方向运动,选项A错误;
B.0.3s=T,因质点Q在开始时不是从平衡位置或者最高点(或最低点)开始振动,可知0~0.3s内,质点Q运动的路程不等于,选项B错误;
C.t=0.5s=1T时,质点P到达最高点,而质点Q经过平衡位置向下运动还没有最低点,则质点Q的加速度小于质点P的加速度,选项C正确;
D.t=0.7s=1T时,质点P到达波谷位置而质点而质点Q还没到达波峰位置,则质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离,选项D正确.
故选CD。
9.AC
【解析】t=0时刻,两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零,因此线圈平面均与中性面重合,A项正确;图中a、b对应的周期之比为2∶3,因此线圈转速之比na∶nb==3∶2,B项错误;a线表示的交流电动势的频率为fa==25 Hz,C项正确;a线对应线圈相应的电动势的最大值Eam=NBS·,由图象知Eam=15 V,b线对应线圈相应的电动势的最大值Ebm=NBS·,因此,Ebm=10 V,有效值Eb=,D项错误.
故选AC。
10.AC
【解析】A.原线圈电压有效值为
故变压器次级电压
故A正确;
B.交流电的周期
故B错误;
CD.变压器输出功率
故变压器原线圈中的输入功率为110W;原线圈中电流表的读数为
故C正确,D错误;
故选AC。
11. 98.50 99.8 B
【解析】
(1)该摆摆长为97.5cm+1cm=98.5cm,秒表所示读数为99.8s。
(2)A.根据解得
则测摆线长时摆线拉得过紧,则L的测量值偏大,故g测量值偏大,选项A错误;
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动使摆线长度增加了,则测得的周期偏大,而计算g时摆长L仍按测量值计算,故g值偏小,选项B正确;
C.开始计时时,秒表过迟按下,则周期测量值偏小,故g测量值偏大,选项C错误;
D.实验中误将49次全振动数为50次,则周期测量值偏小,故g测量值偏大,选项D错误。
故选B。
(3)根据解得
故T2-L图线的斜率为
解得
12. α角太大 插上大头针P3,使P3刚好能挡住P1、P2的像
【解析】根据题意可知,在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像,要过玻璃砖看到了P1、P2的像,是因为α太大,光线在半圆形玻璃砖x轴上发生了全反射;
因为他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像,确定P3位置的方法是把大头针P1、P2竖直地插在所画的直线上,直到在y<0的区域内透过玻璃砖能看到P1、P2的像,插上P3后,P3刚好能挡住P1、P2的像,根据折射率公式得到
13.(1);(2);(3)
【解析】(1)感应电动势的最大值
(2)转动过程中,电压表的示数为有效值
又
联立可得
(3)设从图示位置开始,线圈转过所用时间为,此过程感应电动势的平均值为,电流的平均值为,根据
又
联立可得
14.
【解析】如图所示,考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线,假设它斜射到玻璃上表面的A′ 点折射,根据折射定律有:nsinθ=sinα
式中,n是玻璃的折射率,θ是入射角,α是折射角.
现假设A′恰好在纸片边缘.由题意,在A′点刚好发生全反射,故:
设AA′线段在玻璃上表面的投影长为L,由几何关系有:
由题意,纸片的半径应为:R=L+r
联立以上各式得:
15.(1)133cm;(2)125cm
【解析】(1)由题意,O、P两点的距离与波长满足:
波速与波长的关系为:
在t=5s时间间隔内波传播的路程为vt,由题意有:
综上解得:PQ=133cm
(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时,波源运动时间为:
波源由平衡位置开始运动,每经过T/4,波源运动的路程为A,由题意可知:
故t1时间内,波源运动的路程为s=25A=125cm
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