《2021-2022学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷.doc（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021-2022学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不会的得2分，有选错的得0分。）1（4分）下列关于物理学史的说法正确的是（）A为了解释黑体辐射规律，爱因斯坦提出了电磁辐射的能量是量子化的，从而破除了“能量连续变化”的传统观念，开启了物理学的新纪元B德国科学家赫兹通过一系列的实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论C普朗克的原子理论提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律D汤姆孙通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构
2、模型2（4分）2022年2月5日在北京冬奥会短道速滑2000m混合团体接力决赛中，中国队夺得冠军！这是中国体育代表团在这届冬奥会上取得的首枚金牌！观察发现，比赛中“接棒”运动员甲提前站在“交棒”运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与水平冰面间的摩擦阻力，则乙（）A甲、乙的动量变化一定相同B甲对乙的冲量与乙对甲的冲量一定相同C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D以甲和乙组成的系统为研究对象，则该系统的动量守恒3（4分）下列说法正确的是（）A氧的半衰期为3.8天，若有16个氧原子核，经过7.6天就只剩下4个氧原子核子
3、B比结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定C光电效应证明了光的波动性D动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等4（4分）氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV，铝的逸出功是4.2eV，则（）A氢原子从n5能级跃迁到n2能级时，辐射出的光是可见光，用其照射铝板不能发生光电效应B大量氢原子从高能级向n1能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，发出的光具有荧光效应D大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光5（4分）甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数
4、关系分别如图所示。下列判断正确的是（）A甲金属的极限频率大乙B图像纵轴截距由入射光强度决定C图中两图像的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系D用相同的光照射甲、乙两种金属材料发生光电效应时，从两种材料逸出的光电子其反向遏止电压相等6（4分）民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如
5、图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（）Aa光的折射率大于b光折射率B在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度C从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小D让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大7（4分）在化石燃料日趋减少的今天，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展，太阳能来源于太阳内部的热核反应。太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是H+HHe+X。已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，X质量为m4，光速为c，下列说法中正确的有（）AX是质子BH和H是两种不同元素的原子核CH和H在常温下就能够发生此
6、聚变反应D反应释放的核能为E（m1+m2m3m4）c28（4分）某简谐波在t0时的图像如图甲所示，其中质点P的振动图像如图乙所示，则（）A波沿x轴正方向传播B波的传播速度为10m/sCt0.4s到t1.1s内，质点P向左平移了7mD质点P在t0.4s时正在通过平衡位置向y轴负方向运动（多选）9（4分）在光滑水平面上，一质量为m，速度大小为v的A球与质量为3m静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰后B球的速度大小可能是（）A0.1vB0.25vC0.50vDv（多选）10（4分）下列说法正确的是（）A观察紧叠在一起的两块平板玻璃，若板间存在薄空气层，从平板玻璃的上表面常会看
7、到彩色条纹，这是光的干涉现象B光照到一个不透光的小圆盘上，在小圆盘背后的阴影区出现亮斑，这是光的偏振现象CLC振荡电路中，同时减小线圈的匝数和电容器的电容，该电路电磁振荡的周期也会减小D真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的（多选）11（4分）如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（）A若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L：L4：25B若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L：L25：4C若图线是在地球地面上完成的，则该单摆摆长约为2mD若图线是在地球地面上完成的，则该单摆摆长约为1m（多选）12（4分）一振动片以频率f做简谐振动时，固定在
8、振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为l，则（）Ac点为振动加强点Bc点为振动减弱点C在a、b连线之间有四个振动减弱点D在a、c连线之间有四个振动减弱点二、实验题（本题共2小题，共12分请按题目要求作答）13（6分）如图所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。再把玻璃砖放在方格纸上，并确定a和b为玻璃砖的上下界面的位置。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，再从玻璃砖的另一侧插上大头针P3和P4。请完成以下实验步骤：（1）
9、下列操作步骤正确的是 （填正确答案标号）。A插上大头针P3，使P3挡住P2的像B插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C插上大头针P4，使P4挡住P3的像D插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出），在图中作出完整的光路图。（3）利用光路图计算此玻璃砖的折射率n 。14（6分）某同学打算在家中利用能找到的器材来研究动量定理，实验设计如图1，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，图2为利用图片得到各时刻小球的位置与小球第一位置的距离分别为h1、h2、h3、h4，手机连拍频率为f，查阅
10、得知当地重力加速度为g，小球质量为m。（1）小球在位置2时的瞬时速度为 （用题中所给物理量符号表示）；（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是 ；A.刻度尺应固定在竖直平面内B.选择材质密度小的小球C.选择材质密度大的小球D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落（3）取小球在位置24的过程研究，则验证动量定理的表达式为 （用题中所给物理量符号表示）；（4）若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，造成此问题的原因可能是 。三、计算题（本小题共4小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
11、）15（8分）两木块A、B质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：（1）木块A的最大加速度；（2）A的振幅。16（10分）一列简谐横波在t10时刻的波形图如图所示，此时振动形式刚传到P点，已知该波沿x轴负方向传播，在t12.8s时，质点P刚好第二次出现波峰，求：（1）此波的周期T及波速v；（2）前8s内，质点Q的路程。17（10分）如图所示，阴影部分ABC为一由均匀透明材料做成的柱形光学元件的横截面，材料的折射率n2，弧AC是一半径为R的
12、圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源，不考虑二次折射。求：（i）当光从AB中点E射出时，折射光的反向延长线交AD于F点，求AF的长度；（ii）AB边有光射出的区域的长度。18（12分）如图所示，固定在地面上半径为R的四分之一光滑圆弧轨道ab，a点与圆心O等高，b点为圆弧的最低点，b点右侧放置高度与b点相同，质量为2m的轨道cde，其中cd是长度未知的水平部分，de部分是半径足够大的四分之一光滑圆弧，水平地面光滑。一质量为m的滑块P静置于轨道cde的左侧c点，另一与滑块P完全相同的滑块Q从a点由静止滑下，与滑块P发生碰撞且碰后粘一起，随后轨道cde在PQ粘合体的带动下开始滑动，P
13、Q粘合体沿轨道cde冲上圆弧部分后最终又恰好回到c点并相对于轨道cde静止，一起往右做匀速直线运动。滑块P、Q均可视为质点，PQ粘合体与轨道cd部分的动摩擦因数为0.1，重力加速度为g，求：（1）滑块Q滑至b点时，对轨道的压力大小；（2）Q与P碰后瞬间粘合体的速度和轨道cde水平部分cd的长度；（3）PQ粘合体在轨道cde上的最大高度。2021-2022学年河南省郑州市高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不会的得2分，有选错的得0分
14、。）1（4分）下列关于物理学史的说法正确的是（）A为了解释黑体辐射规律，爱因斯坦提出了电磁辐射的能量是量子化的，从而破除了“能量连续变化”的传统观念，开启了物理学的新纪元B德国科学家赫兹通过一系列的实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论C普朗克的原子理论提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律D汤姆孙通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型【分析】本题是物理学史问题，根据科学家和他们的贡献进行解答即可【解答】解：A、为了解释黑体辐射规律，普朗克提出了电磁辐射的能量是量子化的，故A错误；B、德国科学家赫兹通过一系列的实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故B正确；C、玻尔的原子
15、理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，不能解释复杂的原子光谱的规律，故C错误；D、汤姆孙通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故D错误。故选：B。【点评】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，重视历史知识积累。2（4分）2022年2月5日在北京冬奥会短道速滑2000m混合团体接力决赛中，中国队夺得冠军！这是中国体育代表团在这届冬奥会上取得的首枚金牌！观察发现，比赛中“接棒”运动员甲提前站在“交棒”运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的
16、过程中，忽略运动员与水平冰面间的摩擦阻力，则乙（）A甲、乙的动量变化一定相同B甲对乙的冲量与乙对甲的冲量一定相同C甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D以甲和乙组成的系统为研究对象，则该系统的动量守恒【分析】将两个运动员当作一个系统，根据动量守恒定律分析出两运动员的动量变化大小相等，方向相反；根据相互作用力的特点结合冲量的计算公式分析出两运动员的冲量之和的关系；由于甲乙之间发生的不确定是否为弹性碰撞故不确定机械能时候守恒。【解答】解：AD.甲和乙组成的系统动量守恒，则甲、乙的动量变化量大小相同，方向相反，故A错误，D正确；B.甲对乙的力和乙对甲的力大小相等方向相反，所以甲对乙的冲量与乙对甲的冲
17、量大小相等，方向相反，故B错误；C.甲乙接棒过程中“交棒”不确定是否为弹性碰撞，因此无法确定甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量，故C错误。故选：D。【点评】本题主要考查了动量守恒定律，要注意区分做功和动量的计算公式，结合相互作用力的特点，分析过程中要注意物理量的标矢性。3（4分）下列说法正确的是（）A氧的半衰期为3.8天，若有16个氧原子核，经过7.6天就只剩下4个氧原子核子B比结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定C光电效应证明了光的波动性D动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相等【分析】半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；比结合能越大，原子核越稳定；光电效应证明
18、了光的粒子性；根据德布罗意波长，结合动量大小与动能的关系式p判断。【解答】解：A、半衰期是针对大量原子核的统计规律，对个别的原子核没有意义，故A错误；B、比结合能的大小反映原子核的牢固程度，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B正确；C、光电效应证明了光的粒子性，故C错误；D、根据德布罗意波长，结合动量大小与动能的关系式p，可得：，对于动能相同的质子和电子，可知质子的德布罗意波的波长比电子的德布罗意波的波长要短，故D错误。故选：B。【点评】本题考查了半衰期、比结合能、光电效应、德布罗意波等基础知识，要求学生对这部分知识要强化理解，熟练记忆。4（4分）氢原子的能级如图所示，已
19、知可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV，铝的逸出功是4.2eV，则（）A氢原子从n5能级跃迁到n2能级时，辐射出的光是可见光，用其照射铝板不能发生光电效应B大量氢原子从高能级向n1能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，发出的光具有荧光效应D大量处于n4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光【分析】根据玻尔理论hvEmEn与发生光电效应的条件分析；大量氢原子从高能级向某确定的低能级跃迁时，根据公式hvEmEn与求出发出光子的能量范围，与可见光的能量范围进行对比；根据数学组合公式判断辐射出的不同频率光的种数。【解答】解：A、氢原子从
20、n5能级跃迁到n2能级时，发出光子的能量为EE5E0.54eV（3.4eV）2.86eV，在可见光的光子能量范围，小于铝的逸出功，所以用其照射铝板不能发生光电效应，故A正确；B、大量氢原子从高能级向n1能级跃迁时，发出的光子最大能量为：EmaxEE10（13.6）eV13.6eV，发出的光子最小能量为：EminE2E13.4eV（13.6）eV10.2eV，能量值大于紫光，属于紫外线，具有显著的化学效应和荧光效应，故B错误；C、大量氢原子从高能级向n3能级跃迁时，发出的光子最大能量为：EmaxEE30（1.51）eV1.51eV，发出的光子最小能量为：EminE4E30.85eV（1.51）e
21、V0.66eV，能量值小于红光，属于红外线，发出的光具有显著的热效应，故C错误；D、大量处于n4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目最多为6种，可能发出2种不同频率的可见光，故D错误。故选：A。【点评】本题考查了能级跃迁、光电效应以及电磁波谱等原子物理学的多个知识点的内容，其中玻尔理论与光电效应现象为这一部分的重点，要准确理解其内容，注意光电效应发生条件。5（4分）甲、乙两种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光频率间的函数关系分别如图所示。下列判断正确的是（）A甲金属的极限频率大乙B图像纵轴截距由入射光强度决定C图中两图像的斜率是定值，与入射光和金属材料均无关系D用相同的光照射
22、甲、乙两种金属材料发生光电效应时，从两种材料逸出的光电子其反向遏止电压相等【分析】此题需根据爱因斯坦光电效应方程写出EK和的关系式，EKhW逸，分析图像中的斜率截距，从而解决此题。【解答】解：C、因斯坦光电效应方程写出EK和的关系式，EKhW逸，分析图像中的斜率为普朗克常量h，故C正确；B、距为W逸故只与金属本身有关，与光强无关，故B错误；A、截距为截止频率，由图像知乙大于甲，故A错误；D、止电压，甲乙两金属最大初动能EK不同，故遏止电压不同，故D错误；故选：C。【点评】本题结合图像考查爱因斯坦光电效应方程，学生需熟练掌握爱因斯坦光电效应方程并能结合方程分析图像，需要一定的分析能力。6（4分）
23、民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（）Aa光的折射率大于b光折射率B在冰晶中a光传播速度小于b光传播速度C从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小D让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a
24、光的大【分析】根据折射定律结合角度的大小关系得出折射率的大小关系，理解在不同光学现象中频率对实验的影响，结合对应的公式完成分析。【解答】解：A、由图可知，太阳光入射六角形冰晶时，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律n可知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，故A错误；B、由公式可知，由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则在冰晶中a光传播速度大于b光的传播速度，故B错误；C、由公式可知，由于六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，则从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小，故C正确；D、a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，由cf可知，a光的波
25、长大于b光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式可知，a光的相邻条纹间距大，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查了折射率的相关应用，根据角度关系定性地判断出折射率的大小关系，结合不同光学实验的实验公式完成分析。7（4分）在化石燃料日趋减少的今天，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展，太阳能来源于太阳内部的热核反应。太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是H+HHe+X。已知H的质量为m1，H的质量为m2，He的质量为m3，X质量为m4，光速为c，下列说法中正确的有（）AX是质子BH和H是两种不同元素的原子核CH和H在常温下就能够发生此聚变反应D反应释放的核能为E（m1+m2
26、m3m4）c2【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒分析出X的类型；熟悉同位素的概念，了解聚变发生的条件；根据质能方程分析出产生的热量。【解答】解：A、X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，故A错误；B、H和H是同位素，是相同元素的原子核，故B错误；C、H和H在高温下才能发生聚变，故C错误；D、根据质能方程，则反应释放的能量为E（m1+m2m3m4）c2，故D正确；故选：D。【点评】本题主要考查了爱因斯坦质能方程，理解反应过程中的守恒量，根据质能方程即可完成分析，难度不大。8（4分）某简谐波在t0时的图像如图甲所示，其中质点P的振动图像如图乙所示，则（）A波沿x轴正方向传播B波的传播速度为10
27、m/sCt0.4s到t1.1s内，质点P向左平移了7mD质点P在t0.4s时正在通过平衡位置向y轴负方向运动【分析】通过波动图像和振动图像的图像信息判断质点的振动形式【解答】解：A：t0时，由图乙知P点向上运动的，再由波动图像中后质点重复前质点的振动形式可知，甲图像波向x负正方向传播，A错误B：由图甲知4m，由图乙知T0.4s，fHz，根据vf，得v4mHz10m/s。B正确C：波动图像中，质点不是随波迁移，则C错误D：根据乙图知，t0.4s时，质点P向y轴正方向运动故选：B。【点评】本题考查波动图像和振动图像的图像区别和质点振动的特点，难度适中。（多选）9（4分）在光滑水平面上，一质量为m，
28、速度大小为v的A球与质量为3m静止的B球发生正碰，碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，则碰后B球的速度大小可能是（）A0.1vB0.25vC0.50vDv【分析】若AB发生弹性碰撞，碰后B球的速度最大。若AB发生完全非弹性碰撞，碰后B球的速度最小，根据动量守恒定律和能量守恒定律求出碰撞后B球的速度范围，然后分析答题。【解答】解：以两球组成的系统为研究对象，以A球的初速度方向为正方向，如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒定律得：mvmvA+3mvB，由机械能守恒定律得：mv2mvA2+3mvB2，解得：vAv，vBv，负号表示碰撞后A球反向弹回。如果碰撞为完全非弹性碰撞，以A球的初速度方向为正方向，由
29、动量守恒定律得：mv（m+3m）vB，解得：vBv则碰撞后B球的速度范围是：vvBv，则碰后B球的速度大小可能是0.25v和0.5v，不可能是0.1v和v，故AD错误，BC正确；故选：BC。【点评】本题的关键是要掌握碰撞的基本规律：动量守恒定律，知道弹性碰撞遵守两大守恒定律：动量守恒定律与机械能守恒定律。解答时要注意选择正方向，用符号表示速度的方向。（多选）10（4分）下列说法正确的是（）A观察紧叠在一起的两块平板玻璃，若板间存在薄空气层，从平板玻璃的上表面常会看到彩色条纹，这是光的干涉现象B光照到一个不透光的小圆盘上，在小圆盘背后的阴影区出现亮斑，这是光的偏振现象CLC振荡电路中，同时减小线
30、圈的匝数和电容器的电容，该电路电磁振荡的周期也会减小D真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的【分析】根据不同光学现象的产生原理结合题意完成分析；熟记振荡电路的周期公式并完成分析；根据相对论的知识理解真空中的光速在不同惯性参考系中的变化。【解答】解：A、这种现象是光射到板间空气薄层的上下两个表面的反射光产生的光的干涉现象，故A正确；B、这种现象是光绕过小圆盘传到阴影区域，是光的衍射现象，故B错误；C、根据可知，同时减小线圈的匝数和电容器的电容，该电路电磁振荡的周期也会减小，故C正确；D、根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中是相同的，故D错误；故选：AC。【点评】本题主要考查了光的
31、干涉现象，同时涉及到了振荡电路和光的传播问题，在平时学习中要多注意积累，整体难度不大。（多选）11（4分）如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（）A若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L：L4：25B若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比L：L25：4C若图线是在地球地面上完成的，则该单摆摆长约为2mD若图线是在地球地面上完成的，则该单摆摆长约为1m【分析】当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，根据共振的频率大小，得出固有周期的大小，根据单摆的周期公式进行分析【解答】解：AB、若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等
32、，固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，T2，则两个摆长之比为25：4，故A错误，B正确；CD、图线是在地球地面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则T22s，代入数据解得：L1m；故C错误，D正确；故选：BD。【点评】解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振以及掌握单摆的周期公式。（多选）12（4分）一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为l，则（）Ac点为振动加
33、强点Bc点为振动减弱点C在a、b连线之间有四个振动减弱点D在a、c连线之间有四个振动减弱点【分析】某点到a、b两点的距离差为半波长的偶数倍，该点为振动加强点，是半波长的奇数倍时为减弱点。【解答】解：AB、c点到a、b两点的距离差为0，是波长的整数倍，所以c点是振动加强点，故A正确，B错误；C、ab连线之间的点到ab的距离差0xl，是半波长的奇数倍时为减弱点，根据对称性可知有8个振动减弱点，故C错误；D、ac连线之间的点到ab的距离差0xl，是半波长的奇数倍时为减弱点，可知有4个振动减弱点，故D正确；故选：AD。【点评】考查波的干涉条件，掌握波的振动加强的条件，理解几何知识及三角函数的应用，注意
34、数学运算是解题的关键。二、实验题（本题共2小题，共12分请按题目要求作答）13（6分）如图所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。再把玻璃砖放在方格纸上，并确定a和b为玻璃砖的上下界面的位置。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，再从玻璃砖的另一侧插上大头针P3和P4。请完成以下实验步骤：（1）下列操作步骤正确的是 BD（填正确答案标号）。A插上大头针P3，使P3挡住P2的像B插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像C插上大头针P4，使P4挡住P3的像D插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出
35、），在图中作出完整的光路图。（3）利用光路图计算此玻璃砖的折射率n。【分析】（1）两点确定一条直线，利用后方大头针挡住前方的大头针或大头针的像来确定入射光线和出射光线；（2）根据连接P1和P2、P1和P2并延长交玻璃砖表面，连接O1O2，则O1O2是光在玻璃内的折射光线；（3）再根据方格纸确定入射角以及折射角的大小，代入公式求解。【解答】解：（1）在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线，然后插上大头针P3，使P3挡住P1，P2的像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1，P2的像，从而确定出射光线；故选BD。（2）连接P1和P2并延长交玻璃砖的上表面与O1点，连接P3和P4并
36、延长交玻璃砖的下表面与O2点，连接O1O2，则O1O2是光在玻璃内的折射光线，作好光路图如图所示；（3）在光路图中构造O1P1A和O1O2B，选取小方格的边长为一个单位长度；由图tan1，所以：sin 1，所以sin2，由折射定律，n；故答案为：（1）BD；（2）如图所示；（3）【点评】本题考查测定玻璃砖折射率的方法，注意插大头针顺序，注意补全光路图。14（6分）某同学打算在家中利用能找到的器材来研究动量定理，实验设计如图1，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机连拍功能拍摄小球自由下落的过程，图2为利用图片得到各时刻小球的位置与小球第一位置的距离分别为h1、h2、h3、h4，手机连拍频率
37、为f，查阅得知当地重力加速度为g，小球质量为m。（1）小球在位置2时的瞬时速度为 （用题中所给物理量符号表示）；（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是 AC；A.刻度尺应固定在竖直平面内B.选择材质密度小的小球C.选择材质密度大的小球D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落（3）取小球在位置24的过程研究，则验证动量定理的表达式为 （用题中所给物理量符号表示）；（4）若实验过程中发现小球所受重力的冲量大于动量的增加量，造成此问题的原因可能是 空气阻力影响。【分析】（1）根据匀变速直线运动的规律得出小球在位置2时的瞬时速度；（2）根据实验原理掌握正确的实验操作；（3）根据动量定理列出正确
38、的表达式；（4）根据实验原理学会简单的实验误差分析。【解答】解：（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则有（2）A固定在竖直平面内测量才精确，故A正确；BC密度大的物体相较密度小的物体受到的空气阻力更小，测量误差更小，故B错误，C正确；D铅垂线的作用是为了保持尺子是竖直状态，小球是自由落体，必为竖直方向下落，故D错误。故选：AC。（3）动量定理表达式为F合tmv末mv初在此处即为mgtmv4mv2同理可得又联立解得（4）小球下落过程中，由于空气阻力的影响，会使得小球所受重力的冲量大于动量的增加量。故答案为：（1）；（2）AC；（3）；（4）空气阻力影响【点评】本题主
39、要考查了动量定理的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟悉匀变速直线运动的规律，同时结合动量定理即可完成分析。三、计算题（本小题共4小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）15（8分）两木块A、B质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：（1）木块A的最大加速度；（2）A的振幅。【分析】（1）当对B有最大拉力时，对A也有最大拉力，根据牛顿
40、第二定律求得加速度；（2）分别计算在最高点的伸长量及平衡位置的压缩量，振幅为两者之和。【解答】解：（1）由于A做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力Fkx12mg对A物体，根据牛顿第二定律可得：F+mgma木块A的最大加速度a3g（2）在最高点弹簧的伸长量为x1而平衡位置弹簧的压缩量x2因此振幅Ax1+x2答：（1）木块A的最大加速度为3g；（2）A的振幅为。【点评】题要注意撤去外力后，A以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动，当B刚好要离开地面时，A处于最高点时，A的加速度最大，难度适中。16（10分）一列简谐横波在t10时刻的波形图如图
41、所示，此时振动形式刚传到P点，已知该波沿x轴负方向传播，在t12.8s时，质点P刚好第二次出现波峰，求：（1）此波的周期T及波速v；（2）前8s内，质点Q的路程。【分析】（1）由题意求出周期，由图象读出波长，根据计算波速；（2）由波形平移的距离和波速求出Q点开始振动的时刻；根据时间与周期关系解得路程。【解答】解：（1）该波沿x轴负方向传播，可知质点P在0时刻向下振动，由题意可得故此波的周期为T1.6s由波形图可知，该列波的波长为4m，则此波的波速为得v2.5m/s（2）波传播到Q的时间为质点Q的振动时间为tt总t得t4.8s质点Q的路程为s12A得s72cm答：（1）此波的周期为1.6s，波速
42、为2.5m/s；（2）前8s内，质点Q的路程为72cm。【点评】本题属于波的图象的识图和对质点振动的判断问题。考查知识点全面，难度适中，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。17（10分）如图所示，阴影部分ABC为一由均匀透明材料做成的柱形光学元件的横截面，材料的折射率n2，弧AC是一半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形，在D处有一点光源，不考虑二次折射。求：（i）当光从AB中点E射出时，折射光的反向延长线交AD于F点，求AF的长度；（ii）AB边有光射出的区域的长度。【分析】（i）根据折射定律结合几何关系解得；（ii）解得光线发生全反射的临界角，根据几何关系解得。【解答】解：（i）
43、设光线在E点的入射角为，折射角为，则tan，根据数学方法可知sin根据折射定律有：n根据几何关系有：tan联立代入数据解得：AF（ii）设光线在E点发生全反射的临界角为，则sinAB边有光射出的区域长度为lRtan联立解得：lR答：（i）当光从AB中点E射出时，折射光的反向延长线交AD于F点，AF的长度为；（ii）AB边有光射出的区域的长度为R。【点评】解决本题关键是掌握全反射的条件和临界角公式sinC，结合几何知识进行求解。18（12分）如图所示，固定在地面上半径为R的四分之一光滑圆弧轨道ab，a点与圆心O等高，b点为圆弧的最低点，b点右侧放置高度与b点相同，质量为2m的轨道cde，其中cd
44、是长度未知的水平部分，de部分是半径足够大的四分之一光滑圆弧，水平地面光滑。一质量为m的滑块P静置于轨道cde的左侧c点，另一与滑块P完全相同的滑块Q从a点由静止滑下，与滑块P发生碰撞且碰后粘一起，随后轨道cde在PQ粘合体的带动下开始滑动，PQ粘合体沿轨道cde冲上圆弧部分后最终又恰好回到c点并相对于轨道cde静止，一起往右做匀速直线运动。滑块P、Q均可视为质点，PQ粘合体与轨道cd部分的动摩擦因数为0.1，重力加速度为g，求：（1）滑块Q滑至b点时，对轨道的压力大小；（2）Q与P碰后瞬间粘合体的速度和轨道cde水平部分cd的长度；（3）PQ粘合体在轨道cde上的最大高度。【分析】（1）滑块
45、Q下滑过程机械能守恒，应用机械能守恒定律求出到达b点时的速度大小，应用牛顿第二定律求出轨道对Q的支持力，然后应用牛顿第三定律求出压力大小。（2）P、Q发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出碰撞后P的速度大小，再根据能量守恒列方程求出长度；（3）应用能量守恒定律列方程即可求出二者上升的高度。【解答】解：（1）滑块Q从a到b过程，由机械能守恒定律得：在c点，对Q，由牛顿第二定律得：解得，Q到达c点时的速度大小轨道对Q的支持力大小F3mg。由牛顿第三定律可知，滑块Q对轨道的压力大小：FF3mg；（2）P、Q发生完全非弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv0（m+m）v1解得：PQ粘合体与轨道cde组成的系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，设Q与轨道cde的共同速度为v2，由动量守恒定律得：2mv1（2m+2m）v2解得：设水平部分cd的长度为L由能量守恒定律得：+2mg2L解得：（3）当PQ粘合体到达轨道最高处时与轨道水平共速，且共速为v2从最高点到二者一起向右匀速过程，由能量守恒得2mgh2mg