【物理】云南省昆明市2019-2020学年高二下学期期末考试质量检测试卷（解析版） 22页

昆明市 2019~2020 学年高二期末质量检测 物 理 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 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. 一物体做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在该物体上的力不发生改变， 则该物体不可能做（　　） A. 匀加速直线运动 B. 匀速圆周运动 C. 匀减速直线运动 D. 匀变速曲线运动 【答案】B 【解析】A．当所加的力与速度方向同向时，物体做匀加速直线运动，选项 A 不符合题意； B．恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，选项 B 符合题意； C．当所加的力与速度方向反向时，物体做匀减速直线运动，选项 C 不符合题意； D．当所加的力与速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，选项 D 不符合题意。 故选 B。 2. 汽车 A 和汽车 B 在同一平直公路上运动。它们的位置 x 随时间 t 的变化分别如图中 a、b 所示，由图可知（　　） A. 汽车 A 做匀加速直线运动 B. 汽车 B 先做加速运动，后做匀速运动 C. 时刻，汽车 A、B 速度相同 D. 时间内汽车 A 的平均速度小于汽车 B 的平均速度 【答案】D 【解析】A． 图象的斜率表示运动速度，汽车 A 的运动图像的斜率不变，做匀速直线 运动，故 A 错误； B． 图象的斜率表示运动速度，汽车 B 的运动图像的斜率先增大，后为零，汽车 B 先 1t 20 ~ t —x t —x t 做加速运动，然后静止，故 B 错误； C． 图象 交点表示相遇，故 时刻，汽车 A、B 相遇，处于同一位置，该点两条图象 斜率不同，速度不同，故 C 错误； D．根据平均速度公式 可知，在 时间内，辆车运动时间相等，汽车 A 的位移 小于汽车 B 的位移，则有汽车 A 的平均速度小于汽车 B 的平均速度，故 D 正确。 故选 D。 3. 直升飞机在高空飞行过程中，遇到气流紧急向上拉升。若拉升的某段时间内飞机水平方 向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，则该段时间内，飞机运动的轨迹（图中虚线为竖 直线）可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】飞机水平方向速度不变，则水平方向受合力为零；竖直方向做匀加速直线运动，则 竖直方向受向上的合力，则飞机做曲线运动，且受合力方向竖直向上，而合力指向轨迹的凹 向，则选项 A 正确，BCD 错误。故选 A。 4. 2020 年 6 月 23 日 9：43，我国在西昌卫星发射基地成功发射了北斗系列最后一颗组网卫 星，成功实现“北斗收官”。该卫星先被发射到近地轨道上，然后在 P 点点火加速后进入椭圆 轨道，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该卫星在近地轨道运行的周期大于在椭圆轨道运行的周期 B. 该卫星在椭圆轨道 P 点的速度等于第一字宙速度 C. 该卫星在近地轨道 P 点的加速度小于在椭圆轨道 P 点的加速度 D. 知道引力常量，测出该卫星在近地轨道运行的周期就能估算地球的平均密度 的—x t 1t xv t ∆= ∆ 20 ~ t 【答案】D 【解析】A．根据开普勒第三定律可知，卫星轨道的半长轴越长，周期越大，故该卫星在近 地轨道运行的周期小于在椭圆轨道运行的周期，故 A 错误； B．第一宇宙速度等于卫星贴地飞行速度，同时也是卫星的最大运行速度，该卫星在较高轨 道运行，故该卫星在椭圆轨道 P 点的速度小于第一宇宙速度，故 B 错误； C．根据 得 可知，在 P 点时与地球距离相等，故该卫星在近地轨道 P 点的加速度等于在椭圆轨道 P 点 的加速度，故 C 错误； D．知道引力常量 G，测出该卫星在近地轨道运行的周期 T，根据 联立解得地球密度 故 D 正确。 故选 D。 5. 一电阻为 R 的矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线框内磁通 量 随时间 变化的规律为 。则一个周期内该线框中产生的热量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】由 可知，通过线框磁通量的最大值为 ，周期为 ，角速度为 ，线框为 1 匝，线框感应电动势的最大值为 由于线框在磁场绕轴转动时产生的电流为正弦交流电，因此电动势的有效值为 2 MmG mar = 2 GMa r = 2 2 2( )MmG m RR T π= 34 3 M R ρ π = 2 3 GT πρ = Φ t 2sinm tT πΦ = Φ 2 24 m TR π Φ 2 22 m TR π Φ 2 22 m TR π Φ 2 2 2 m TR π Φ m 2= sin tT πΦ Φ m BSΦ = T = 2 T πω N = m m 2=E NBS T πω Φ= 由于线框匀速转动，根据焦耳定律得线框在一个周期内产生的热为 ACD 错误，B 正确。 故选 B。 6. 如图所示，三根通电长直导线 a、b、c 垂直纸面放置，其横截面位于正三角形的三个顶 点上，O 为三角形中心。导线 a、c 中的电流垂直纸面向里，b 中电流垂直纸面向外，三根 导线中的电流相等，此时 O 点的磁感应强度大小为 B，如果让 a 中的电流反向，其余条件 不变，则 O 点处磁感应强度的大小为（　　） A. 0 B. 0.5B C. B D. 2B 【答案】C 【解析】导线 a、c 中的电流垂直纸面向里，b 中电流垂直纸面向外，三根导线中的电流相 等，此时 O 点的磁感应强度大小为 B，三条导线产生的磁场如图 由图可知，合场强为上图中三个磁场的矢量和，大小为 让 a 中的电流反向，三条导线产生的磁场如图 m m2= 2 EE T πΦ= 2 22 2 m2EQ I RT TR TR π= Φ= = 02B B= 合场强为上图中三个磁场的矢量和，大小为 可知，电流变化前后的 O 点合场强大小相等，方向不同。 故选 C。 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，有 多个选项是符合题目要求的。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有错选的得 0 分。 7. 如图所示，小物块静止在平直木板上，现适当减小木板与水平面间的夹角 。下列说法 正确的是（　　） A. 小物块受到的摩擦力不变 B. 小物块受到的摩擦力变小 C. 小物块受到的支持力变大 D. 小物块受到的支持力变小 【答案】BC 【解析】物块在木板静止，则受力平衡，则 f=mgsinθ N=mgcosθ 当 θ 减小时，则 f 减小，N 变大。故选 BC。 8. 如图所示，a、c 两点位于以一固定正点电荷 Q 为球心的球面上，b 点在球面内。则（　　） A. a 点电势比 c 点高 02B B= θ B. a、c 两点电场强度相同 C. b 点电场强度的大小大于 c 点的电场强度的大小 D. 将一正点电荷从 b 点移动到 a 点，电场力做正功 【答案】CD 【解析】A．a、c 在以正点电荷为球心的同一球面上，即在同一等势面上，故 a 点电势和 c 点电势相等，故 A 错误； B．根据点电荷电场强度的计算公式 可知，a 点场强的大小和 c 点电场强度大小相 等，方向在各自与球心的连线上，即方向不同，故 B 错误； C．根据点电荷电场强度的计算公式 可知，b 点电场强度的大小大于 c 点的电场强 度的大小，故 C 正确； D．根据沿电场线方向电势降低可得 a 点电势比 b 点低，由正电荷在电势低处电势能小，则 将一正点电荷从 b 点移动到 a 点，电势能减小，由功能关系可知，电场力做正功，故 D 正 确。故选 CD。 9. 如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻 R，导体棒 ab 垂直导轨放置， 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现给导体棒一水平向右的初速度，不考虑导体棒和导 轨电阻。下列图象中，关于导体棒速度 随时间 t 的变化关系和通过电阻 R 的电荷量 q 随导 体棒位移 x 的变化关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2= QE k r 2= QE k r v 【答案】BD 【解析】AB．导体棒做切割磁感线运动，产生感应电流，受到向左的安培力，导体棒做减 速运动，随着速度的减小，感应电流减小，导体棒所受的安培力减小，则加速度减小， 图像的斜率绝对值减小， 图像是曲线且斜率减小，故 A 错误，B 正确； CD．通过电阻 R 的电量 则知 图像是过原点 倾斜的直线，故 C 错误，D 正确。故选 BD。 10. 如图所示，直角坐标系 xoy 平面内有 、 、 三点，第一象 限内有垂直 xoy 平面的匀强磁场。电子 1 以速度 从 点垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场；电子 2 从 点以速度 垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场。若电 子重力不计，不考虑电子之间的相互作用，则（　　） A. 磁场垂直 xoy 平面向里 B. C. D. 【答案】AD 【解析】A．因为电子以速度 从 点垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场，则 受到的洛伦兹力的方向沿 y 轴负方向，根据左手定则，磁场垂直 xoy 平面向里，A 正确； B．电子 1 以 从 点垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场时，运动轨迹如图， 圆心在坐标原点 的 —v t —v t R BLx Rq ∆Φ= = q x— 1(0, 3 )P a 2 (0, )P a 3 ( 3 ,0)P a 1v 1P 1t 3P 2P 2v 2t 3P 1 2 3 3 v v = 1 2 2 1 t t = 1 2 3 2 t t = 1v 1P 1t 3P 1v 1P 1t 3P 电子 1 在磁场中运动的半径，根据几何关系得 根据 则电子 1 在磁场中运动的速度 电子 2 从 点以速度 垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场时，运动轨迹如图 电子 2 在磁场中运动的半径，根据几何关系得 根据 则电子 2 在磁场中运动的速度 则 B 错误； CD．电子 1 以 从 点垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射出磁场时，根据几何关系得 1 3r a= 2 1 1 1 vev B m r = 1 1 er Bv m = 2P 2v 2t 3P 2 2r a= 2 2 2 2 vev B m r = 2 2 er Bv m = 1 2 3 2 v v = 1v 1P 1t 3P 转过的圆心角为 ，电子 2 从 点以速度 垂直 y 轴射入磁场，经时间 从 点射 出磁场时，转过的圆心角为 ，在磁场中的周期为 在磁场中的时间 则在磁场中运动的时间之比 C 错误 D 正确。 故选 AD。 11. 如图所示，质量相等的物块 A、B 用轻弹簧相连，物块 A 用轻绳悬挂于天花板上，物块 B 恰好与水平桌面接触且没有挤压，系统处于静止状态，此时轻弹簧的伸长量为 x。某时刻 将绳剪断，物块 A 竖直向下运动，下列说法正确的是 （　　） A. 绳断瞬间，物块 A 的加速度大小为 2g B. 绳断瞬间，物块 A 加速度大小为 g C. 绳断后，物块 A 向下运动距离 2x 时速度最大 D. 绳断后，物块 A 向下运动距离 x 时速度最大 【答案】AC 【解析】AB．剪断悬绳前，对 B 受力分析，B 受到重力和弹簧的弹力，可知弹簧的弹力 F=mg 剪断瞬间，对 A 分析，A 的合力为 F 合=mg+F=2mg 的 1 2 πα = 2P 2v 2t 3P 2 3 πα = 2 mT qB π= 2t T α π= 1 1 2 2 3 2 t t α α= = 根据牛顿第二定律，得 a=2g 故 A 正确，B 错误。 CD．弹簧开始处于伸长状态，弹力 F=mg=kx 当向下压缩 x′时速度最大，则 mg=kx′ 则 x′=x 所以下降的距离为 2x。故 C 正确，D 错误。 故选 AC。 12. 如图所示，质量 的小球用长度 的轻绳悬挂于 O 点，O 点距水平地 面的竖直高度 ， 点在 O 点的正下方。现使小球获得一速度后在水平面内做匀速 圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为 ，某一时刻轻绳突然断裂，取重力加速度 ， ， 。下列说法正确的是（　　） A. 小球做匀速圆周运动时的加速度大小为 B. 轻绳断裂前绳 拉力大小为 2N C. 小球刚落地时的速度与水平方向夹角为 D. 小球落地点到 点的距离为 1.6m 【答案】BC 【解析】A．对摆球做受力分析如图所示 的 0.12kgm = 1.5mL = 1.7mh = 1O 53° 210m/sg = sin53 0.8° = cos53 0.6° = 28m/s 45° 1O 绳的拉力和重力的合力为 F 合，根据力的合成得 F 合充当向心力，则根据牛顿第二定律得 即有 解得小球转动的向心加速度为 故 A 错误； B．由几何关系可知，绳子对小球的拉力的大小 故 B 正确； C．由向心力公式得 轻绳突然断裂时水平方向的速度为 落地时竖直方向的速度为 由平行四边形定则可知，小球刚落地时的速度与水平方向夹角为 ，故 C 正确； tanF mg θ=合 F ma=向 tanmg maθ = 2 24 40tan 10 m/s m/s3 3a g θ= = × = 0.12 10 N 2Ncos 0.6 mgT θ ×= = = 2 0tan sin vmg m L θ θ= 0 4 3 4tan sin 10 m/s 4m/s3 2 5v g Lθ θ= ⋅ = × × × = 2 2 10 ( cos ) 2 10 (1.7 1.5 0.6)m/s 4m/syv gH h L θ= = × × − = × × − × = 45° D．小球下落的时间为 小球落地点到 点的距离为 故 D 错误。 故选 BC。 三、实验题。本题共 2 小题，共 14 分。把答案写在答题卡中指定的答题处。 13. 某物理学习小组用如图甲所示的装置探究小车加速度与质量、合外力之间的关系。 (1)若要将砝码和砝码盘所受的重力当作小车所受的合外力，下列说法正确的是______ A.需要将木板不带滑轮的一端适当垫高，以平衡小车所受的摩擦力和其他阻力 B.实验过程中控制砝码和砝码盘总质量 m 和小车质量 M，使 M 始终远小于 m C.实验过程中控制砝码和砝码盘总质量 m 和小车质量 M，使 m 始终远小于 M (2)如图乙所示为某次实验得到的一条纸带，A、B、C、D、E 为 5 个计数点，在两个相邻计 数点之间还有 4 个点未画出，用刻度尺测得 、 ，已知打点计 时器所用交流电源的频率为 50Hz，则小车的加速度大小为______ ？（计算结果保留 2 位有效数字） 【答案】 (1). AC (2). 0.56 【解析】(1)A．若要将砝码和砝码盘所受的重力当作小车所受的合外力，则需要平衡摩擦力， 即需要将木板不带滑轮的一端适当垫高，以平衡小车所受的摩擦力和其他阻力，选项 A 正 确； BC．因为 2 2( cos ) 2 (1.7 1.5 0.6)s 0.4s10 H h Lt g g θ− × − ×= = = = 1O 2 2 2 2 0( cos ) ( ) (1.5 0.6) (4 0.4) m 1.84mx L v tθ= + = × + × ≈ AC 5.32cmx = CE 7.56cmx = 2m/s 解得 当 m 远小于 M 时，可认为 T=mg，则实验过程中控制砝码和砝码盘总质量 m 和小车质量 M， 使 m 始终远小于 M，选项 C 正确，B 错误； 故选 AC。 (2)根据 可得 14. 某同学将一量程为 、内阻为 的表头 G 改装为多用电表。电路图如图甲所 示，图中 E 是电动势为 1.5V 的干电池， 、 是定值电阻， 是可变电阻，A 端和 B 端 分别与两表笔相连。该多用电表有 3 个挡位：直流电流 1mA 挡、直流电压 3V 挡、欧姆挡。 (1)开关接到“2”时为______ A.直流电流 1mA 挡 B.直流电压 3V 挡 C.欧姆挡 (2)图甲中表笔 A 应为______（选填“红”或“黑”）表笔，测量图乙所示小灯泡两端电压时， 应将______（选填“A”或“B”）表笔接电路中的 a 点，另一表笔接 b 点。 (3)根据题给条件可得： ______ ， ______ 。 (4)用该多用电表测量一电阻的阻值时，表头的读数为 ，则该电阻的阻值为______ 。 mg T ma− = T Ma= 1 1 MmgT mgmM m M = =+ + 2x aT∆ = 2 2 2 2 2 (7.56 5.32) 10 m/s 0.56m/s(2 ) 4 0.1 CE ACx xa T −− − ×= = =× 100μA 270Ω 1R 2R R 1R = Ω 2R Ω 25μA Ω 【答案】 (1). B (2). 黑 (3). B (4). 30 (5). 2973 (6). 4500 【解析】(1)[1]开关接到“2”时，电阻 R1 与电流计并联，然后与电阻 R2 串联，则为直流电压 3V 挡，故选 B。 (2)[2][3]因电流为“红近黑出”，由接 3 时的电路可知，图甲中表笔 A 应为黑表笔，测量图乙 所示小灯泡两端电压时，应将红表笔 B 接电路中的 a 点，另一表笔接 b 点。 (3)[4]因为接 1 时，是直流电流 1mA 挡，则 此时电流表内阻为 [5]接 2 时为直流电压 3V 挡，则 (4)[6]测量电阻时，当两表笔短接表头满偏时，则此时电路总电流为 I=1000μA 则 用该多用电表测量一电阻的阻值时，表头的读数为 25μA，则此时电路的总电流为 I′=250μA；根据闭合电路的欧姆定律 解得 Rx=4500Ω 1 0.1 270 301 0.1 g g g I rR I I ×= = Ω = Ω− − ' 30 270 2730 270R ×= Ω = Ω+ 6 2 3 3 100 10 270 297310 g gU I rR I − − − − × ×= = Ω = Ω ' 2 0 EI R R R = + + ' ' 2 0 x EI R R R R = + + + 四、计算题：本题共 3 小题，共 32 分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要 的文字说明、方程式和演算步骤。 15. 一辆货车在高速公路上匀速行驶，司机发现前方 60m 处有一障碍物。经过 1s 的反应时 间后采取紧急制动，反应时间内货车匀速运动，制动后车轮抱死，货车在路面上匀减速滑行， 刚好没有撞上障碍物。已知轮胎和地面之间的动摩擦因数为 0.5，该路段的限速是 60km/h， 取重力加速度 。 (1)求货车滑行时的加速度大小； (2)通过计算判断货车是否超速。 【答案】(1) ；(2)超速 【解析】(1)货车的摩擦力 ，货车加速度为 ，解得 (2)货车在反应时间内做匀速直线运动，之后做匀减速直线运动，匀速直线运动的位移 匀减速直线运动的位移 总位移 由上式解得 因为 大于 60km/h，所以超速 16. 如图所示，正方形区域 ABCD 内有平行 AB 方向的匀强电场。质量为 m、电荷量为 q 的 带正电粒子，从 A 点以速度 垂直电场方向射入电场，经电场偏转后从 C 点离开电场。粒 子重力不计。求 A、B 两点间的电势差。 210m/sg = 25m/sa = fF mgµ= f= Fa m 25m/sa = 1 0 0x v t= 2 0 2 2 vx a = 1 2x x x= + 0 20m/sv = 0v 0v 【答案】 【解析】粒子从 A 点射入电场后，在水平方向匀速运动，竖直方向做匀加速直线运动，设 正方形区域的边长为 d，水平方向 竖直方向 粒子的加速度 A、B 间的电势差 联立解得 17. 如图所示，一长 、质量 的长木板静止在粗糙的水平地面上，一可视 为质点、质量 的小物块，通过一不可伸长的水平轻绳绕过一光滑的轻质定滑轮与 长木板连接。初始时，绳子拉直，两物体均静止，现给长木板施加一个水平向左的恒力 ，使长木板与小物块开始运动。两物体一段时间后撤去恒力 F，小物块恰好没从 长木板上滑下。已知小物块与长木板间的动摩擦因数 ，长木板与地面间的动摩擦因 数 ，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度 。求： (1)撤去恒力 F 之前小物块、长木板加速度的大小； 2 02mvU q = 0d v t= 21 2d at= qEa m = U Ed= 2 02mvU q = 5mL = 3.5kgM = 0.5kgm = 10NF = 1 0.2µ = 2 0.1µ = 210m/sg = (2)恒力 F 作用的时间； (3)整个过程中产生的热量。 【答案】(1) ；(2) ；(3) 【解析】(1)设小物块与长木板的加速度大小为 和 ，根据牛顿运动定律，物块与木板 间的摩擦力为 木板与地面间的摩擦力 对物块有 对木板 由题意可知 解得物块与木板的加速度大小均为 (2)撤去恒力 F 后，若绳中的拉力 ，物块与木板均作匀减速直线运动，设小物块与长 木板的加速度大小为 和 ，对物块有 对木板 解得 1 1m/sa = 1 3st = 15J ma Ma 1 1f mgµ= ( )2 2f M m gµ= + 1 1 mT f ma− = 1 1 2 MF T f f Ma′′− − − = m M 1a a a= = 2 1 1m/sa = 2 0T = m0a′ M0a′ 1 m0f ma= ′ 1 2 M0f f Ma′′+ = ， 因为 ，则 ，设恒力 F 作用时间为 时小物块恰好没从木板上滑落，则 撤恒力 F 前，对小木块 撤恒力 后， ，设小物块与长木板的加速度大小为 和 ，则 对小物块 对长木板 解得 且有 ， 解得恒力 F 作用的时间 (3)解法一：由摩擦生热可得 解法二：根据能量守恒可得 五、选考题：共 12 分。请考生从第 18~19 题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一 题计分。再把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算 步骤。 【选修 3─3】 18. 下列关于分子热运动的说法正确的是______。 A. 扩散现象是不可逆的 2 m0 2m/sa′ = 2 M0 10 m/s7a′ = m0 M0a a′ ′> 2 0T ≠ 1t 2 1 1 1 1 2x a t= F 2 0T ≠ ma′ Ma′ m M 2a a a′ ′= = 1 2 2f T ma− = 1 2 2 2f f T Ma′+ + = 2 2 1.5m/sa = 1 1 2 2a t a t= 1 1 1 1 1 2 0 0 2 2 2 a t a t Lt t + ++ = 1 3st = 1 2 15J2 LQ f L f= + = 1 15JQ Fx= = B. 气体向真空中扩散时对外做功 C. 扩散现象说明分子之间存在斥力 D. 在气体、液体和固体中均可以发生扩散现象 E. 扩散现象说明了分子在永不停息的做热运动 【答案】ADE 【解析】A．扩散现象是不可逆的，选项 A 正确； B．气体向真空中扩散时不对外做功，选项 B 错误； C．扩散现象说明分子永不停息的做无规则运动，不能说明分子之间存在斥力，选项 C 错误； D．在气体、液体和固体中均可以发生扩散现象，选项 D 正确； E．扩散现象说明了分子在永不停息的做热运动，选项 E 正确。 故选 ADE。 19. 如图所示，一粗细均匀的玻璃管竖直放置在水平地面上，玻璃管的左端封闭，高 ，右端用一气密性良好的活塞封住，活塞的下表面与左侧玻璃管的顶部齐平，管 内封有水银柱，水银柱的上方均密闭有理想气体。初始时，管内左右两侧的水银高度分别为 和 ，右管内的气体压强 。现缓慢向下推动活塞，直到玻璃管内左右两侧 的水银面相平，整个过程中气体温度不变，求此时玻璃管内右侧封闭气体的高度。 【答案】 【解析】由题意可知，对玻璃管左侧气体 24cmh = 3 h 2 h 80cmHgp = 10cm 1 ( )cmHg2 3 h hp p= + − 1 2 3V Sh= ⋅ 1 5( )12 hV h S′ = − 整个过程 ，对玻璃管右侧气体 ， 整个过程 得 【选修 3—4】 20. 图甲是一列简谐横波在 时刻 波形图，质点 P、Q 在该时刻的位置如图所示。图 乙为质点 Q 的振动图象。下列判断正确的是______。 A. 该简谐横波的波速大小为 B. 时，质点 P 正处于加速运动状态 C. 质点 P、Q 的加速度在运动过程中不可能相等 D. 质点 P 在任意 1s 内运动的路程一定是 12cm E. 质点 P 的平衡位置对应的 x 坐标为 【答案】ADE 【解析】A．该简谐横波的波长为 λ=4m，周期为 T=2s，则波速大小为 选项 A 正确； B．由质点 Q 的振动图像可知，在 t=1s 时刻质点 Q 向下振动，可知波沿 x 轴负向传播，则 时，质点 P 正沿 y 轴正向运动，处于减速运动状态，选项 B 错误； C．质点 P、Q 在某时刻的位移可能相等，则回复力可能相等，其加速度在运动过程中可能 相等，选项 C 错误； D．因为 1s=0.5T，则质点 P 在任意 1s 内运动的路程一定是 2A=12cm，选项 D 正确； 的 1 1 1 1p V p V′ ′⋅ = ⋅ 2 1p p′ ′= 2 2V Sh= ⋅ 2 2V h S=′ ′ ⋅ 2 2 2V Vp p ′⋅ = ⋅ ′ ' 2 10cmh = 1st = 2m/s 1st = 1 m3 2m/sv T λ= = 1st = E．因为在图中 P 质点的纵坐标为振幅的一半，由数学知识可知，质点 P 的平衡位置对应的 x 坐标为 ，选项 E 正确。 故选 ADE。 21. 如图所示为一透明光学元件的示意图，图中 ADBE 为由 圆弧 和 圆弧 组成的 圆环，O 为该圆环的圆心，AB、DE 是该圆环的两端，宽度均为 d。单色光线垂直截面 AB 从 B 点射入，光线到达 AD 面时恰好发生全反射，经一次反射后由 E 点垂直 DE 截面射出。 已知光在真空中的传播速度为 c，求： (1)该光学元件的折射率 n； (2)光线在该光学元件中的传播时间 t。 【答案】(1) ；(2) 【解析】(1)光路图如图所示 由几何关系可得：全反射的临界角 ，折射率为 解得折射率为 1 m3 1 4 AD 1 4 BE 2 4 2 2 dc + 45C = ° 1 sinn C = 2n = (2)设 ，由几何关系可得 ， 单色光线在玻璃中传播的路程为 传播时间 且有 解得 OB OE R= = 2OP R= 2d R R= − 2( 2 1)s d= + st v = cn v = 4 2 2t dc +=