2017-2018学年天津市第一中学高二下学期期末考试物理试题（Word版)

2017-2018学年天津市第一中学高二下学期期末考试物理试题（Word版)

天津一中 2017-2018-2 高二年级物理学科期末质量调查试卷 一、选择题（本题共 13 小题，1-8 题为单选题，每题只有一个正确选项；9-13 题为多选 题，每题有两个或两个以上的选项是正确的）‎ ‎1．下列说法中正确的是 A．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象（ ） B．变化的电场一定可以激发电磁波 C．一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的 D．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同 ‎2．质点以坐标原点 O 为中心位置在 y 轴上做机械运动,其振动图象如图 所示,振动在介质中产生的横波沿 x 轴正方向传播，则波源振动一个周期 时的波形图为（ ）‎ ‎3．一束只含红光和紫光的复色光沿 PO 方向射入玻璃三棱镜然后分成 两束光，并沿 OM 和 ON 方向射出（如图所示），已知 OM 和 ON 两束光中只有一束是单色光，则（ ） A．OM 为复色光，ON 为紫光 B．OM 为复色光，ON 为红光 C．OM 为紫光，ON 为复色光 D．OM 为红光，ON 为复色光 ‎4．水平放置的弹簧振子先后以振幅 A 和 2A 振动,振子从左边最大位移处运动到右边最大 位移处过程中的平均速度分别为 v1 和 v2,则（ ）‎ A．v1=2v2 B．2v1=v2 C．‎ ‎2v1 = v 2‎ ‎D．v1=v2‎ ‎5．两木块 A、B 质量分别为 m、M，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 上下做简谐振动．在振动过 程中，木块 B 刚好始终不离开地面（即它对地面最小压力为零）．以下说法正确的是 A．在振动过程中木块 A 的机械能守恒（ ）‎ mg B．A 做简谐振动的振幅为 k Mg C．A 做简谐振动的振幅为 k D．木块 B 对地面的最大压力是 2Mg+2mg ‎6．小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁 场，方向垂直于线圈中心轴 OO′，线圈绕 OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的有效值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）‎ A．峰值是 2 2Ne0‎ ‎2‎ B．峰值是 ‎Ne0‎ ‎2‎ C．有效值是 e0‎ D．有效值是 2e0‎ ‎7．在波的传播方向上有 A、B 两质点，当波传刚到 B 质点时开始计时，质点 A、B 的振动 图象如图所示，两质点的平衡位置沿波的传播方向上 的距离 Dx = 0.15m ，则以下说法正确的是（ ）‎ A．这列波的传播方向由 A 到 B B．这列波的传播速度大小一定是 0.5m/s C．这列波的波长可能是 0.04m D．这列波的频率 f ‎= 25Hz ‎8．如图所示为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某 时刻的波形图，甲向右传播，乙向左传播，质点 M 的平 衡位置为 x＝0.2m．则可判断（ ） A．这两列波不会形成稳定的干涉现象 B．绳上某些质点的位移始终为零 C．质点 M 的振动始终加强 D．图示时刻开始，再经过 1/4 甲波周期，M 将位于波峰 ‎9．下列关于光和电磁波的说法正确的是（ ） A．电子表的液晶显示应用了光的偏振原理 B．使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象 ‎10．在如图甲所示电路中，L1、L2、L3 为三只“6 V,3 W”的灯泡，变压器为理想变压 器，各电表均为理想电表，当 ab 端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发 光．下列说法中正确的是（ ）‎ A．变压器原副线圈的匝数比为 3∶1‎ B．输出端交流电的频率为 50 Hz C．电流表的示数为 1.0 A D．电压表的示数为 18 V 度为 2m/s，a、b、c 是三个振动的质点，回复力对 a、b、c 质点的冲量分别为 I a 、 I b 、‎ I c ，回复力对 a、b、c 质点做功分别为Wa 、Wb 、Wc ，以下列说 法中正确的是（ ）‎ A．t 时刻 c 质点速度方向向下 B．从 t 时刻再经过 1s，质点 a、b、c 通过的路程均为 12cm C．从 t 时刻再经过 1s，回复力对 a、b、c 质点的冲量 I a = I b = I c D．从 t 时刻再经过 1s，回复力对 a、b、c 质点的功Wa =Wb =Wc ‎12．一列简谐横波从 b 向 a 方向传播，两质点相距 6m，当 a 在平衡位置且要向下振动时 b 质点在波峰处，经过 0.5s 质点 a 恰好第一次运动到波谷，下列判断正确的是（ ）‎ A．波长可能是 8 m B．波长可能是 24 m C．波速可能是 4m / s ‎D．波速可能是12m / s ‎13．一玻璃砖横截面如图所示，其中 ABC 为直角三角形（AC 边末画出），AB 为直角边 Ð ABC=45°；ADC 为一圆弧，其圆心在 BC 边的中点。此玻璃的折射率为 1.5。P 为一贴 近玻璃砖放置的、与 AB 垂直的光屏。若一束宽度与 AB 边长度相等的平行光从 AB 边垂直 射入玻璃砖，则（ ）‎ A．从 BC 边折射出光束宽度与 BC 边长度相等的平行光 B．屏上有一亮区，其宽度等于 AC 边的长度 C．屏上有一亮区，其宽度小于 AB 边的长度 D．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后 逐渐变大 二、填空和实验探究题 ‎14．如图是一束光波从真空进入某一种介质中发生的折射现 象，已知光波在真空中的波速为 c ，则这束光波在介质的波速 为 。‎ ‎15．某发电站的输出功率为105 kw ，输出电压为 4 kV，通过 理想变压器升压后向 80km 远处供电。已知输电导线的电阻率 为 ρ = 2.4×10－8 Ω·m，导线横截面积为 2.4×10－4 m2，输电线损耗的电功率为输出功率 的 4%，则理想变压器原副线圈的匝数比为 。‎ ‎16．某学习小组分别利用单摆测量重力加速 度。采用图甲所示的实验装置。 A．由于没有游标卡尺，无法测小球的直径 d，实验中将摆线长作为摆长 l ‎①实验得到的 T2— l 图象是 ；‎ ‎②小球的直径是 cm；‎ B．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点 O 处摆线的固定出现松动，摆长略 微变长，这将会导致所测重力加速度的数值 。（选填“偏大”、“偏小”或 “不变”）‎ ‎17．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图甲中实线所示)．在 固定好的白纸上作出直角坐标系 xOy，实验时将半圆形玻璃砖 M 放在 白纸上，使其底边 aa′与 Ox 轴重合，且圆心恰好位于 O 点，实验正确 操作后，移去玻璃砖，作 OP3 连线，用圆规以 O 点为圆心画一个圆 (如图中虚线所示)，此圆与 AO 线交点为 B，与 OP3 连线的交点为 C. 测出 B 点到 x、y 轴的距离分别为 l1、d1，C 点到 x、y 轴的距离分别 为 l2、d2.‎ ‎（1）根据测出的 B、C 两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率 测量值的表达式 n＝ _；‎ ‎（2）若实验中该同学在 y<0 的区域内，从任何角度都无法透过玻璃 砖看到 P1、P2 的像，其原因最可能是 。‎ ‎（3）该同学又用平行玻璃砖做实验如图乙所示．他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面 aa′ 和 bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向 aa′方向平移了少许，如图所示．则他测出的折射率将 ‎ (填“偏大”“偏小”或“不变”)。‎ ‎18．现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光 源 C、单缝 D 和透红光的滤光片 E 等 光学元件，要把它们放在如图所示的光 具座上组装成双缝干涉装置，用以测量 红光的波长．‎ ‎（1）将白光光源 C 放在光具座最左 端，依次 放 置其他光 学 元件，由 左 到 右，表示各光学元件的字母排列顺序应为 C、 _、 _、 _、A.‎ ‎（2）已知测量头是 50 分度的游标卡尺．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第 1 次映入眼帘的干涉条纹如图(a)所示，图(a)中的数字是该同学给各亮纹的编号，此时图(b) 中游标卡尺的读数 x1＝1.16 mm；接着再转动手轮，映入眼帘的干涉条纹如图(c)所示，此 时图(d)中游标卡尺的读数 x2＝ _mm.‎ mm，则该同学选用的双缝屏的缝间距 d＝ mm.(计算结果保留两位有效数字)‎ 三、计算题 ‎19．人的眼球可简化为如图所示的模型，折射率相同、半径不同 的两个球体共轴，平行光束宽度为 D，对称地沿轴线方向射入半 径为 R 的小球，会聚在轴线上的 P 点。取球体的折射率为 2 ， 且 D= 2 R，求光线的会聚角 α。（示意图未按比例画出）‎ ‎20．如图简谐横波在 t 时刻的波形如实线所示，经 过△t=3s，其波形如虚线所示．已知图中 x1 与 x2 相距 1m，波的周期为 T，求：‎ ‎（1）这列波在△t 可能传播的距离是多少？‎ ‎（2）如果 2T < Dt < 3T ，且沿 x 轴负方向传播， 则波的传播速度是多少？‎ ‎21．如图甲所示，一个小弹丸水平射入一原来静 止的单摆并留在里面，结果单摆的振动图线如图 乙所示，已知摆球的质量为小弹丸质量的 5 倍， 试求小弹丸射入摆球前的速度 v0 。（已知 g = 10m / s 2 、 p 2 = 10 ，当角度很小时 sin q » q ，1-cosθ=2sin2 q ）‎ ‎2‎ ‎22．如图所示，水平放置的两条平行金属导轨相距 L=lm，处在竖直向下的 B=0.5T 匀强磁场中，金属 棒 MN 置于平导轨上，金属棒与导轨垂直且接触良 好，MN 的质量为 m=0.2kg，MN 的电阻为 r=1.0Ω，与水平导轨间的动摩擦因数 μ=0.5，外接 电阻 R=1.5Ω。从 t=0 时刻起，MN 棒在水平外力 F 的作用下由静止开始以 a=2m/s2 的加速度向右做匀 加速直线运动。不计导轨的电阻，水平导轨足够长， g = 10m / s 2 ，求：‎ ‎（1）t=5s 时，外接电阻 R 消耗的电功率；‎ ‎（2）t=0～2.0s 时间内通过金属棒 MN 的电荷量；‎ ‎（3）规定图示 F 方向作为力的正方向，求出 F 随时间 t 变化的函数关系；‎ ‎（4）若改变水平外力 F 的作用规律，使 MN 棒的运动速度 v 与位移 x 满足关系：‎ v = 0.5x ，求 MN 棒从静止开始到 x = 6m 的过程中，水平外力 F 所做的功。‎ 参考答案 一、选择题（本题共 13 小题，1-8 题为单选题，每题 3 分；9-13 题为多选题，每题有两 个或两个以上的选项是正确的，每题 4 分）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ C A D B D A B C ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎14‎ AD BC BD AC CD 二、填空和实验探究题 ‎14．‎ ‎‎ ‎6 c （2 分）‎ ‎3‎ ‎15．1:50（4 分）‎ ‎16．A．①a ②1.2 B．偏小（每空 2 分，本题共 6 分）‎ ‎17．（1） n = d 2‎ d1‎ ‎‎ ‎（2）在 O 处发生全反射 （3）不变（每空 2 分，本题共 6‎ 分）‎ ‎18．（1）E、D、B（1 分） （2）15.02（2 分） （3）0.17（3 分）‎ 三、计算题 ‎19．（本题共 5 分）‎ i = D 解：由几何关系 sin 2R ，解得 i = 45° sini 则由折射定律 sing a ‎‎ = n ，解得 g = 30° 且 i = g + 2 ，解得 a = 30° ‎20．（本题共 6 分）‎ 解：（1）如果波沿 x 正向传播： x = nl + 1 l = 7n + 1(m)‎ ‎7‎ 如果波沿 x 负向传播： x¢ = nl + 6 l = 7n + 6(m)‎ ‎7‎ ‎‎ ‎（n=0、1、2、……）‎ ‎（n=0、1、2、……）‎ ‎（2）波沿 x 负向传播，且 2T < Dt < 3T ，故 n=2，即 x¢ = 20m v¢ = ‎x¢ = 20 m / s Dt 3‎ ‎21．（本题共 9 分）‎ 解：设弹丸质量 m，摆球质量 M，M=5m 由图可知，单摆周期 T=2s.‎ l T=2π g ‎‎ gT 2‎ 得 l = =1(m)‎ ‎4p 2‎ 单摆的振幅 A=8cm. 设最大偏角为θ，摆球从最高到平衡位置过程中：‎ ‎(m + M ) gl (1 - cosq ) = 1 (m + M )v 2‎ ‎2‎ q 又∵1-cosθ=2sin2 ‎ ‎2‎ ‎又因为θ很小，‎ A ‎2‎ q sin ≈‎ ‎2 l ‎∴ v = A l ‎gl = 2‎ ‎25‎ ‎‎ ‎10m / s 弹丸射入摆球过程： mv0 = (m + M )v 得： v0‎ ‎= 12‎ ‎25‎ ‎‎ ‎10m / s ‎22．（本题共 12 分）‎ 解：（1）金属棒 MN 在 t=5s 时的速度 ‎‎ v = at = 2 ´ 5m/s = 10 m/s 电动势 E = BLv = 0.5 ´1´10V = 5V ‎（1 分）‎ 电流 I = ‎E R + r ‎= 5‎ ‎1.5 + 1.0‎ ‎‎ A = 2A ‎‎ ‎（1 分）‎ P = I 2 R = 2 2 ´1.5W = 6W ‎（2）t=0～2.0s 时间内金属棒 MN 运动的位移 s = 1 at 2 = 1 ´2´22 m = 4m ‎（1 分）‎ ‎（1 分）‎ ‎2 2‎ t=0～2.0s 时间内穿过回路 MNQP 磁通量的变化量 ‎1‎ ΔΦ = B × L×s = 0.5´1´4Wb = 2Wb t=0～2.0s 时间内通过 PQ 棒的电荷量 ‎‎ ‎（1 分）‎ q = I × t = ‎E R + r ‎‎ × t = ‎DΦ R + r ‎= 2 = 0.8C ‎1.5 + 1.0‎ ‎‎ ‎（1 分）‎ ‎（3）金属棒 MN 做匀加速直线运动过程中，‎ I = BLv = BLat = 0.5 ´1´ 2 ´ t = 0.2t ‎‎ ‎(A)‎ ‎（R + r） （R + r）‎ ‎（1 + 1.5）‎ 对 MN 运用牛顿第二定律得： Ft - BI t L - F f ‎= ma ‎（1 分）‎ 代入数据得： Ft ‎=（1.4 + 0.2t） (N)‎ ‎（1 分）‎ ‎（4）MN 棒做变加速直线运动，当 x=6m 时， v t = 0.5x = 0.5 ´ 6m/s = 3m/s 因为速度 v 与位移 x 成正比，所以电流 I、安培力也与位移 x 成正比，‎ ‎1‎ 安培力做功 WB=-‎ ‎‎ × BL × ‎BLv t ‎× x = - 1‎ ‎0.52 ´12 ´ 3‎ × ‎‎ ´ 6 = -0.9J ‎2 （R + r）‎ ‎2 （1.5 + 1.0）‎ ‎‎ ‎（2 分）‎ MN 棒动能定理： W ‎‎ - μmgx + W ‎= 1 mv 2 - 0‎ ‎‎ ‎（1 分）‎ F ‎1 2 1‎ ‎B 2 t ‎2‎ WF = mv t ‎2‎ ‎+ μmgs - WB = ( ´ 0.2 ´ 3‎ ‎2‎ ‎+ 0.5 ´ 0.2 ´10 ´ 6 + 0.9)‎ ‎（1 分）‎ ‎J = 7.8J