2010-2011学年浙江省杭州市西湖区学军中学高二（下）期中物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

光滑的水平面叠放有质量分别为m和m/2的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ）
A．
B．
C．
D．

2. 难度：中等

一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示．若用T表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则（ ）

A．由图线可知T=4s
B．由图线可知T=8s
C．当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小
D．当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小

3. 难度：中等

如图所示为一弹簧振子作简谐运动的振动图象，根据图象可以判断（ ）
A．t₁时刻和t₂时刻振子位移大小相等，方向相同，且（t₂-t₁）一定等于
B．t₂时刻和t₃时刻振子速度相同
C．t₃时刻和t₄时刻加速度相同
D．t₁时刻和t₃时刻弹簧的长度相等

4. 难度：中等

在利用单摆测重力加速度的实验中，测出不同摆长L对应的周期T，作出了如图所示的T²-L图象，已知图象上A、B两点的坐标分别是（x₁，y₁）、（x₂，y₂），则（ ）

A．T²与L的关系式是T²=
B．图象的斜率表示重力加速度
C．由图象可求得当地的重力加速度
D．由图象可求得当地的重力加速度

5. 难度：中等

一列波长大于1m的横波沿着x轴方向传播，处在x₁=lm和x₂=2m的两质点A、B的振动图象如图所示．由此可知以下可能的是（ ）

A．波长为m
B．波速为lm/s
C．3s末A、B两质点的位移相同
D．ls末A质点的加速度大于B质点的加速度

6. 难度：中等

一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则（ ）
A．这列波沿x轴正向传播
B．这列波的波速是25m/s
C．从该时刻起经0.4s，A质点通过的路程是16cm
D．从该时刻起，质点P将比质点Q先回到平衡位置

7. 难度：中等

如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x=0.2m处的质点，则下列说法中正确的是（ ）

A．甲波的速度v₁比乙波的速度v₂大
B．因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较
C．这两列波将发生干涉现象；质点M的振动始终加强
D．由图示时刻开始，再经甲波周期的时，M将位于波峰

8. 难度：中等

如图所示，一列横波沿x轴传播，t时刻波的图象如图中实线所示；经△t=0.2s，波的图象如图中虚线所示．已知其波长为2m，则下述说法中正确的是（ ）
A．若波向右传播，则波的周期可能小于2s
B．若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s
C．若波向右传播，则波的波速可能等于9m/s
D．若波速是19m/s，则波向左传播

9. 难度：中等

两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播，t=0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1m．则以下不同时刻，波形正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．

10. 难度：中等

如图表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f，则下列说法正确的是（ ）
A．该图表示波源正在向B点移动
B．观察者在图中A点接收波的频率大于f
C．观察者在图中B点接收波的频率大于f
D．观察者在图中C点或D点接收波的频率大于f

11. 难度：中等

如图所示，在一块平板玻璃上放置一平凸薄透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图所示的同心内疏外密的圆环状条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）

A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面
D．干涉条纹不等间距是由于平板玻璃不平造成的

12. 难度：中等

如图所示，两束单色光a、b从水面下斜向上射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（ ）

A．用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
B．用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的
C．在水中a光的速度大于b光的速度
D．在水中a光的临界角大于b光的临界角

13. 难度：中等

如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射到水平面上，反射光OB射到水平放置的光屏上，屏上用光电管将光讯号转换为电讯号，电讯号输入控制系统来控制液面的高度，若发现光点在屏上向右移动了△s距离，即射到B'点，则液面的高度变化是（ ）
A．液面降低
B．液面升高
C．液面降低
D．液面升高

14. 难度：中等

如图所示的LC振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是（ ）

A．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电
C．振荡电流的变化周期为：
D．电场能量的变化周期为：

15. 难度：中等

红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况．地球大气中的水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收．下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为（ ）
A．2.5～3.5μm
B．4～4.5μm
C．5～7μm
D．8～13μm

二、填空题

16. 难度：中等

弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t=0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t=0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为    cm/s，t=    时，位于x₂=45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置．

17. 难度：中等

如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10^-7m，屏上P点距双缝s₁和s₂的路程差为7.95×10^-7m．则在这里出现的应是    （选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10^-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将    （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”．

18. 难度：中等

如图所示，液体的临界角C=45°，液面上有一点光源S，发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上，当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度ω做逆时针匀速转动时，液面上的观察者发现水面上有一光斑掠过，则观察者观察到的光斑在水面上掠过的最大速度为    ．

19. 难度：中等

某高速公路自动测速仪装置如图1所示，雷达向汽车驶来方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为百万分之一秒，两次发射时间间隔为t．当雷达向汽车发射无线电波时，在指示器荧光屏上呈现出一个尖波形；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波．根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达距离，根据自动打下的纸带如图2所示，可求出该汽车的车速，请根据给出的t₁、t₂、t、c求出汽车车速表达式    ．

20. 难度：中等

某同学在测定一厚度均匀的圆形玻璃的折射率时，先在白纸上作一与圆形玻璃同半径的圆，
圆心为O，将圆形玻璃平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合，在玻璃一侧竖直插两枚大
头针P₁和P₂，在另一侧再先后插两枚大头针P₃和P₄，使从另一侧隔着玻璃观察时，大头针P₄、P₃和P₂、P₁的像恰在一直线上，移去圆形玻璃和大头针后，如图所示．用θ₁和θ₂分别表示光
线从空气射入玻璃时的入射角和折射角．
（1）画出沿P₁、P₂连线方向的入射光线的光路图．（包括入射光线、玻璃内传播的光线、出射光线、入射角和折射角）
（2）玻璃的折射率为．

21. 难度：中等

某同学用如图1所示的实验装置做“双缝干涉测光的波长”的实验，相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头（如图2所示）测出．测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数为0.070mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，如图2所示，此时手轮上的示数为    mm．已知双缝的距离为d=0.400mm，测得双缝到毛玻璃屏的距离为L=0.600m，求得相邻亮纹的间距为△x，写出计算被测量波长的表达式λ=    ，并算出其波长λ=    nm．（取二位有效数字）

三、解答题

22. 难度：中等

如图所示，一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子A放在倾角为θ=30°的光滑固定斜面上，下端固定在斜面上．盒子内装一个光滑小球，盒子内腔为正方体，一直径略小于此正方形边长的金属圆球B恰好能放在盒内，已知弹簧劲度系数为k=100N/m，盒子A和金属圆球B质量均为1kg．，将A沿斜面向上提起，使弹簧从自然长度伸长10cm，从静止释放盒子A，A和B一起在斜面上做简谐振动，g取10m/s²，求：
（1）盒子A的振幅．
（2）盒子运动最低点时，盒子A对金属圆球B的作用力大小
（3）金属圆球B的最大速度．

23. 难度：中等

如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30°．它对红光的折射率为n₁．对紫光的折射率为n₂．在距AC边为d处有一与AC平行的光屏．现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜．
（1）红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？
（2）为了使红光能从AC面射出棱镜，n₁应满足什么条件？
（3）若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离．

24. 难度：中等

一列简谐波沿x轴正方向传播，t=0时波形如图甲所示．已知在0.6s末，A点恰第四次（图中为第一次）出现在波峰，求
（1）该简谐波波长、波速分别为多少？
（2）x=5m处的质点p第一次出现波峰的时间为多少？
（3）如果以该机械波传到质点p开始计时，请在下图乙中画出p点的振动图象，并标明必要的数字，至少画出一个周期的图象．

25. 难度：中等

如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况．已知池宽为L，照明灯到池底的距离为H．若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为时，池底的光斑距离出液口．
（1）试求当液面高为时，池底的光斑到出液口的距离x．
（2）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v_x．