江西省南昌市八一中学洪都中学麻丘中学等六校2022_2107学年高二物理5月联考试题含解析

2022—2022学年度第二学期高二物理05月份联考试卷一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分，第1-6小题为单选题，第7-10小题为多选题，全选对得4分，少选、选对得2分，选错得0分)1.有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示（悬点和小钉未被摄入）。P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为（　　　）A.LB.LC.LD.无法确定【答案】C【解析】设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为T1=8t，在左侧摆动的周期为T2=4t，T1：T2=2：1．设左侧摆长为l，则；；两式两边相除得，所以 小钉与悬点的距离．故选C.2.某种放射性元素经过11.4天，有7/8的原子核发生衰变，该元素的半衰期为:A.11.4天B.7.6天C.5.7天D.3.8天【答案】D3.一列向x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时的波形如图所示，质点A和C处于平衡位置，质点B处于波峰位置．已知该波周期为4s，则A.质点A此时振动速度为零B.质点B此时振动速度不为零且方向向下C.t=2s时，质点C向下振动D.t=2s时，质点A到达x=2m处10\n【答案】C【解析】试题分析：在平衡位置的质点的振动速度最大，处于波峰或者波谷的质点振动速度最小为零，因此AB错。由于周期等于4s，因此经过2s后，C质点应该在波峰处，正好准备向下运动。而不论如何，质点不能随波移动，因此C对，D错。考点：机械波的传播点评：本题考查了有关机械波传播的波速，质点振动、周期等参数的判断。通常这类问题还可能跟振动图像结合起来。4.如图所示，弹簧振子正在BC之间作简谐运动，当振子位于O点时弹簧为原长。在振子从C运动到O的过程中A.动能不断增大，加速度不断增大B.弹性势能不断增大，加速度不断增大C.动能不断增大，加速度不断减小D.弹性势能不断增大，加速度不断减小【答案】C【解析】振子从C运动到O的过程中，弹力做正功，故动能不断变大，由于弹力变小，故加速度变小，A错误；振子从C运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原长，故弹性势能不断减小，弹力不断减小，故加速度不断减小，B错误；振子从C运动到O的过程中，弹力做正功，故动能不断变大，由于弹力变小，故加速度变小，C正确；振子从C运动到O的过程中，故弹性势能不断减小，弹力不断减小，故加速度不断减小，D错误．5.水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况如图所示，图中实线为波峰，虚线为波谷。已知两列波的振幅均为2cm，波速为2m/s，波长为8cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是A.AC两处的质点是振动加强的点B.BD两处的质点在该时刻的竖直高度差是4cm10\nC.E处质点是振动减弱的点D.经0.02s，B处质点通过的路程是8cm【答案】D【解析】试题分析：两列频率相同的两列水波可形成稳定的干涉，波峰与波谷相遇处振动减弱，波峰与波峰、波谷与波谷相遇处振动加强，振动加强点的振幅等于两列波单独传播时振幅的两倍．A、C处两质点是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动减弱，A错误；B、D两点都是振动加强的点，振幅都是4cm，此时B点处于波峰，B点处于波谷，则B、D处两质点在该时刻的竖直高度差是8cm，B错误；B、D两点都是振动加强的点，它们的连线上各点振动也加强，形成振动加强的区域，所以E点处质点是振动加强的点，C错误；由T=λv=0.04s，时间t=0.02s为半个周期，则B点处质点通过的路程是S=2A=2×4cm=8cm，D正确．6.三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦（24He），则下面说法正确的是A.X核比Z核多一个质子B.X核比Z核少一个中子C.X核的质量数比Z核质量数大3D.核与Z核的总电荷是Y核电荷的3倍【答案】C【解析】设原子核X的质量数为x，电荷数为y，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y-1，原子核Z的质量数为x-3，电荷数为y-2．由此可得X核的质子（y）比Z核的质子（y-2）多2个，A错误；由A可得X核的中子（x-y）比Z核的中子（x-y-1）多1个，B错误；X核的质量数（x）比Z核的质量数（x-3）多3个，C正确；X核与Z核的总电荷（2y-2）是Y核电荷（y-1）的2倍，D错误．7.某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是A.当f<f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B.当f>f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D.该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f10\n【答案】BD【解析】试题分析：当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故f＜f0时，随f的增大，振幅振大，故A错误；当f＞f0时，随f的减小，驱动力的频率接近固有频率，故该振动系统的振幅增大，故B正确；该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于驱动力的频率f，故C错误；系统的振动稳定后，系统的振动频率等于驱动力的频率，故振动频率等于f，故D正确；故选BD．考点：受迫振动【名师点睛】本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈。8.下列核反应中，表达正确的是：A.23892U—23590Th+42He属于裂变B.94Be+42He—126C+10n属于人工转变C.23592U+10n—14156Ba+9236Kr+310n属于衰变D.31H+21H—42He+10n属于聚变【答案】BD【解析】A中质量数不守恒，92238U→90234Th+24He，为α衰变，A错误；B中方程为查德威克利用α粒子轰击铍核打出了中子，属于人工转变，B正确；C属于裂变，C错误；D属于轻核聚变，D正确9.如图所示，两列振幅和波长都相同而传播方向相反的机械横波，在相遇的某一时刻“突然”消失。设在这一时刻两波相遇的介质里有a、b、c三个介质质点，则关于这三个质点的情况下列说法中正确的是：（）A.此时质点a、b、c的位移都为零；B.此时质点a的振动速度不为零且方向向下；C.此时质点c的振动速度不为零且方向向下；D.此时质点b的振动速度为零。【答案】ABD10\n【解析】两列波相遇时，质点同时参与了两列波的振动，位移等于两列波引起位移的矢量和．所以a、b、c质点的位移都为零，A正确；向右传播的波引起a质点的振动方向向下，向左传播的波引起a质点的振动方向向下，所以此时a振动速度不为零，方向向下，B正确；向右传播的波引起c质点的振动方向向上，向左传播的波引起a质点的振动方向向上，所以c质点振动的速度不为零，方向向上，C错误；两列波引起b质点振动的速度都为零，所以质点b振动速度为零，D正确．10.波速均为v=1.2m/s的甲、乙两列简谐横波都沿x轴正方向传播，某时刻波的图象分别如图所示，其中P、Q处的质点均处于波峰，关于这两列波，下列说法正确的是（）A.如果这两列波相遇可能发生稳定的干涉图样B.甲波的周期小于乙波的周期C.甲波中M处的质点比P处的质点先回到平衡位置D.甲波中P处的质点比乙波中Q处的质点先回到平衡位置【答案】BD【解析】试题分析：同一波动图上，根据质点的振动方向和所在位置判断回到平衡位置的先后．不同的波动图上，先由图可读出波长，根据波速分别算出它们的周期，根据时间判断回到平衡位置的先后．根据干涉的条件判断能否产生干涉．根据题意可知T甲=λ甲v=103s，T乙=λ乙v=203s，甲的周期小于乙的周期，周期不同，两波频率不同，不能产生干涉，A错误B正确；根据走坡法可知P点向下运动，M点向上运动，故P点先回到平衡位置，C错误；P点、Q点回到平衡位置时间分别为tP=14T甲，tQ=14T乙，则tp<tQ，D正确．二、填空题(本小题共4小题，每小题6分，共24分，请根据题中要求把答案写在指定的空格上)11.用单摆测重力加速度的实验中，为使周期的测量尽可能准确，开始计时的位置应在单摆摆动到_____________(选填“最高点”或“最低点”).如果测量出摆球完成N次全振动的时间为t，则计算单摆周期的表达式T=t/N，这是应用了________(选填“比较法”、“放大法”、“替代法”、“转换法”)来减少测量的误差.10\n【答案】(1).最低点(2).放大法【解析】为使周期的测量尽可能准确，开始计时的位置应在单摆摆动到最低点，摆球完成N次全振动的时间为t，则计算单摆周期的表达式T=tN，这是应用了放大法来减少测量的误差．12.正在铁路边工作的工人，听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫__________，由此可判断这列火车正在_________(选填“背离”、“向着”)他行驶.【答案】(1).多普勒效应(2).向着【解析】听到一列火车的汽笛声，发现汽笛声的音调越来越高，这种现象在物理学中叫多普勒效应，由此可判断这列火车正在向着他行驶．13.在t=0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图像如图所示。t=8s时，质点A的运动沿y轴的___________方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在t=9s时，质点B偏离平衡位置的位移是______cm。【答案】(1).正(2).+10【解析】试题分析：根据质点位移的变化判断其运动方向．由振动图象读出周期，由波速公式求出波长，根据AB间距离与波长的倍数关系，分析两点间状态关系，结合波形分析t=9s时刻质点B的位移．图为质点A的振动图象，t=8s以后质点A从平衡位置向正向最大位移处运动，所以其运动方向沿y轴正方向．由图象可知周期为T=4s，则波长为λ=vT=2×4m=8m，由题知，AB间距离为x=16m=2λ，所以AB两点的振动情况总是相同．A的振动图象知在t=9s时，A点处于波峰，则B也处于波峰，位移为+10cm．14.甲、乙两船相距16m，有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动6次.当甲船位于波峰时，乙船也恰好位于波峰，这时两船之间还有一个波峰，则此列波的频率为____Hz，波速为____m/s.【答案】(1).0.1(2).0.810\n三、计算题(本小题共4小题，共8+9+9+10+10=46分，解答本题时，应写出必要的的文字说明.方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的答案中必须明确写出数值和单位)15.两种质量相等，半衰期分别为T1和T2的放射性元素A、B，经过t=T1·T2时间后，这两种元素的剩余质量之比为多少?【答案】(12)(T2−T1)【解析】根据半衰期的定义，经过t=T1・T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则mA2tT1=mB2tT2，故mAmB=12T2−T1．16.图甲为一简谐横波在t=1.0s时的图象，图乙为x=4m处的质点P的振动图象.试求:（1）该波的波速为多少?方向如何？（2）再经过3.5s时，质点P的位移大小;在此3.5s时间内质点P通过的路程.【答案】（1）2m/s；向X正向（2）X=-0.2m；s=1.4m【解析】试题分析：①由图甲知λ＝4m，由图乙知T＝2s，v＝λT＝2m/s..②n=tT=74，再经过3.5s时，P点到达负的最大位移处．位移大小为s1＝0.2m，路程为4nA＝1.4m.考点：振动图像和波动图线17.中国科学院某实验室工作人员，用初速度为VO的α粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后释放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1∶17.①写出核反应方程.②求出质子的速度.(质子中子的质量均为m)10\n③估算核反应中的质量亏损.【答案】①N714+H24e→O817+H11②2v0③2mv0217C2【解析】试题分析：①根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程．②由核反应中动量守恒求质子的速度．③根据能量守恒定律求出放出的核能，再根据爱因斯坦质能方程求质量亏损．①由质量数守恒及电荷数守恒可得：核反应方程为N714+H24e→O817+H11②α粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，选取α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：4mv0=17m⋅v17+mv解出v=2v0．③核反应中放出的核能为ΔE=12⋅17m⋅(v17)2+12mv2−12⋅4mv02．由爱因斯坦质能方程有ΔE=Δmc2联立解得Δm=2mv0217C218.图中实线和虚线分别是x轴上沿x轴方向传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图，则①如波向右传，则最小速度V1=？②如波向左传，且T＜0.03＜2T则速度V2=？③如波速为70m/s，则波向什么方向传播？【答案】①30②50③向X正向【解析】①由图知：波长为λ=1.2m，若波沿x轴正方向传播，根据波形的平移法可知，t=(n+34)T，（n=0，1，2，…），则周期T=4t4n+3=0.124n+3s，故波速v=λT=40n+30m/s，当n=0时，波速最小，最小为30m/s②若波向左传播，根据平移法可知t=(n+14)T，（n=0，1，2，…），10\n则周期T=4t4n+1=0.124n+1s，因为T<0.03<2T，所以n只能取1，故T=0.024s故波速v=λT=1.20.024m/s=50m/s③若波向右传播，v=λT=40n+30m/s，当n=1时v=70m/s若波向左传播，v=λT=40n+10m/s，当n=1.5时，v=70m/s，不符合题意，故当波速为70m/s时，波向右传播19.位于坐标原点的波源，在t=0时刻开始振动，起振的方向沿y轴负方向.产生的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0.4s时刻，在0≤x≤4m区域内第一次出现如图所示的波形，则：（1）该波的波速为多少?（2）再经多长时间x=16m处的质点第一次位于波峰?（3）请在图上画出再过0.1s时的波形图.【答案】（1）20（2）0.7（3）【解析】（1）根据在t=0.4s时刻的波形图可知，波长为λ=8m，在0≤x≤4m区域内第一次出现如图所示的波形，说明完成一个波形图，因此T=0.4s．则波速；（2）当图示时刻x=2m处的波峰传到x=16m处时，此处形成第一次波峰，则所经历的时间为．（3）时间，根据波形的平移法可知，波形向右平移，则0.1s时的波形图如图所示．10\n10