2017-2018学年黑龙江省牡丹江市第一高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年黑龙江省牡丹江市第一高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

‎2017-2018学年黑龙江省牡丹江市第一高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版 一、单项选择题 ‎1. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的衍射 B. 转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的反射 C. 有人在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以穿透墙壁传播，而光波不能 D. 医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应 ‎【答案】D ‎【解析】寺庙里的大钟被撞击后我们会感觉到余音不绝，这属于声波的反射，选项A错误；转动正在振动的双股音叉，静止的我们会听到它发出的声音时强时弱，这属于声波的干涉现象，选项B错误；有人在墙的一侧说话，另一侧的人能听到声音但看不见人，这说明声波可以绕过墙壁发生衍射，而光波不能发生衍射，选项C错误；医生利用超声波测定病人血管中的血流速度，这是利用了超声波的多普勒效应，选项D正确；故选D.‎ ‎2. 如图所示为一个弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的关系图线，则（ ）‎ A. 振子振动频率为f1时，它处于共振状态 B. 驱动力频率为f3时，振子振动频率为f3‎ C. 若撤去驱动力让振子做自由振动，频率是f3‎ D. 振子做自由振动的频率可以为f1、f2、f3‎ ‎【答案】B ‎【解析】由共振曲线可知，出现振幅最大，则固有频率等于受迫振动的频率，为f2．故A错误。受迫振动的频率有驱动力频率决定，驱动力的频率为f3时，振子振动的频率也为f3，故B正确。当驱动力频率等于固有频率时，振子的振动幅度最大，故由图看出固有频率为f2．振子自由振动的频率由系统本身决定，为f2．故C 错误。振子作自由振动时，频率由系统本身决定，为f2．故D错误。故选B。‎ 点睛：振子自由振动的频率由系统本身决定；受迫振动的频率由驱动力频率决定；振幅最大时，固有频率等于受迫振动的频率.‎ ‎3. 可以了解地震发生时的一些信息．某次有感地震发生时，测得地震波中的横波与纵波的传播速率分别为4km/h和9km/h，震源在地震仪正下方，观察到两振子相差5s开始振动．则下列说法正确的是（　　）‎ A. P先开始振动，震源距地震仪的距离为25km B. P先开始振动，震源距地震仪的距离为36km C. H先开始振动，震源距地震仪的距离为36km D. H先开始振动，震源距地震仪的距离为25km ‎【答案】B ‎【解析】纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，解得x=36km。故B正确，ACD错误。故选B。‎ ‎4. 如图所示为波源的振动图象，该振动在介质中传播的波长为4m，则这列波的频率和波速分别是（　　）‎ A. 20Hz，40m/s B. 10Hz，40m/s C. 20Hz，80m/s D. 10Hz，20m/s ‎【答案】B ‎【解析】由振动图象可以读出波的周期T=0.1s，则f=1/T=10Hz，波速，故选B。‎ ‎5. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，a、b为波上的两个质元，某时刻的波形图如图甲所示，从此时刻开始计时，图乙是a、b两个质元中其中一个的振动图象，下列判断正确的是（　　）‎ A. 波源的振动频率为0.4Hz B. 图乙是质元b的振动图象 C. 再过0.1s质元a向左运动0.1m D. 质元a和质元b在以后的某一时刻振动方向可能相同 ‎【答案】B ‎【解析】由甲读出波长λ=0.4m，由图乙读出周期T=0.4s，则波的频率 f=1/T=2.5Hz，故A错误。简谐横波沿x轴负方向传播，则质元a向y轴负方向振动，而质点b向y轴正方向振动，因此图乙是质元b的振动图象，故B正确；波在传播过程中，质元只会在平衡位置来回运动，不会随波迁移，故C错误；质元a和质元b的平衡位置相距半个波长，因此它们的振动方向不可能相同。故D错误。故选B。‎ 点睛：本题考查基本的读图能力，由波动图象读出波长，由波的传播方向判断质点的振动方向，由振动图象读出周期，判断质点的振动方向等等都是基本功，要加强训练，熟练掌握．‎ ‎6. 下面是四种与光有关的事实：①白光通过棱镜在屏上呈现彩色；②雨后的天空出现彩虹；③肥皂泡的表面呈现彩色；④白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹其中，与光的干涉有关的是（　　）‎ A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④‎ ‎【答案】D ‎【解析】白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故不同的单色光的入射角相同但经玻璃折射后的出射角不同即发生了色散，故折射的结果与光的干涉无关，‎ 雨后天空中的彩虹是光的色散现象，‎ 肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹，太阳光肥皂泡经过内外膜的反射后叠加，从而出现彩色条纹，这是光的干涉，‎ 白光通过双缝在光屏上呈现彩色条纹是光的干涉现象，综上所述，故D正确。‎ ‎7. 如图，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，为直角。此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，刚好能发生全反射。该材料的折射率为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】三棱镜的截面为等腰直角ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，射到AC边上，并刚好能发生全反射．则有．由折射定律可得： ；所以由上两式可得：n=，故选A.‎ 点睛：临界角其实也是入射角，对于同一介质它是特定的．当光垂直入射时，由于入射角为零，所以折射角也为零，由于已知三棱镜的顶角，当光再次入射时，由几何关系可知折射角角，最后由折射定律可求出折射率．‎ 视频 ‎8. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射时，在光屏P上观察到干涉条纹，要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以采取（　　）‎ A. 增大S1与S2的间距 B. 减小双缝屏到光屏的距离 C. 将绿光换为红光 D. 增大单缝与双缝间的距离 ‎【答案】C ‎【解析】在双缝干涉中，干涉条纹的间距△x=‎ λ，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故要增大条纹间距，则应减小d，或增大双缝屏到光屏的距离或增大光的波长，而红光的波长大于绿光，故AB错误，C正确；由上分析可知，单缝与双缝间的距离与条纹间距公式无关，故D错误；故选C。‎ 点睛：本题考查光波的干涉条纹的间距公式△x=λ，应牢记条纹间距的决定因素，不要求定量计算，但要求定性分析．‎ ‎9. 如图所示，人眼隔着偏振片B、A去看一只电灯泡S，一束透射光都看不到，那么，以下说法中哪些是正确的（　　）‎ A. 使A和B同时转过90°，能够看到透射光 B. 单使B转过90°过程中，看到光先变亮再变暗 C. 单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮 D. 单使A转动时，始终看不到透射光 ‎【答案】C ‎【解析】使A和B同时转过90°，仍不能看到透射光。原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光。说明两个偏振片正好相垂直。现在同时转依然看不到。故A错误；原来人眼隔着检偏器B、起偏器A去看一只电灯泡S，无法看到透射光，说明两个偏振片正好相垂直。现在单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮。单使B转过90°过程中，看到光逐渐变亮。故B错误；C正确；单使A转动时，渐渐看到透射光，故D错误；故选C。‎ 点睛：本题关键是搞清自然光与偏振光的区别是振动方向是否单一，当两个偏振片的偏振方向相互垂直时，没有光线透过；平行时透光量最大．‎ ‎10. 一列简谐波沿x轴正方向传播，在t=0时波形如图所示，已知波速为10m/s，则t=0.1s时正确的波形应是下图中的（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】由公式x=vt知该波在0.1s是时间内传播的距离：x=10×0.1=1m。由图可知该波的波长是4.0m，波向右传播1m，则在1.0m处的质点位于波峰；3.0m处的质点位于波谷。所以ABD错误，C正确。故选C。‎ 点睛：该题考查波动的图象，可以结合波传播的距离解答，也可以求出该波的周期，结合各质点的振动情况解答．基础题目．‎ 二、多选题 ‎11. 以下说法中正确的是（　　）‎ A. 对于单摆在竖直面内的振动，摆球所受的合力就是它的回复力 B. 如果两个波源振动情况完全相同，在介质中能形成稳定的干涉图样 C. 人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的 D. 摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量 ‎【答案】BCD ‎【解析】对于单摆在竖直面内的振动，摆球沿切线方向的分力就是它的回复力，选项A错误；如果两个波源振动情况完全相同，则两波的频率相同，在介质中能形成稳定的干涉图样，选项B正确；人们所见到的“海市蜃楼”现象，是由于光的全反射造成的，选项C正确；摄像机的光学镜头上涂一层“增透膜”后，可减少光的反射，从而提高成像质量，选项D正确；故选BCD.‎ ‎12. 如图所示，一列简谐横波沿x轴负方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s，关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）‎ A. 波长为2m B. 频率为1.5Hz C. t=1s时，x=1m处的质点处于波谷 D. t=2s时，x=1m处的质点处于波峰 ‎【答案】BCD ‎【解析】由图可得：波长λ=4m，故A错误；波经过0.5s向左传播了n+，n∈N，故有：(n+)T＝0.5s，n∈N，又有T＞0.5s，所以，n=0，T＝s；故频率f＝1/T＝1.5Hz，故B正确；由波向左传播，根据图象可得：t=0s时，x=1m处的质点处于波峰，故经过t＝1s＝1.5T后质点处于波谷，经过t=2s=3T后质点处于波峰，故CD正确；故选BCD。‎ 点睛：波的传播问题，一般根据波形图得到波长，然后由两个时刻的图象或传播距离得到周期，即可求得波速；注意波传播的多解性及限制条件。‎ ‎13. 图甲为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图乙为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是（　　）‎ A. 该波沿x轴负方向传播 B. 波速为4m/s C. 再过1.0s，质点P沿传播方向移动4m D. 质点P的振动方程为：y=0.2sin2πt（cm）‎ ‎【答案】BD 点睛：本题要把握住振动图象与波动图象的内在联系，要能根据质点的初始位置确定初相位，再写出振动方程。要注意介质中质点并不“随波逐流”。‎ ‎14. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a，b，c三种色光，下列说法正确的是（　　）‎ A. a色的频率最大 B. c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大 C. 若分别让a，b，c三色光通过一条缝干涉装置，a光形成的干涉条纹的间距最大 D. 若让a，b，c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射 ‎【答案】ABD ‎【解析】根据光的偏折程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，能量最大。故A正确。c光的折射率最小，由公式v=c/n分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大。故B正确。c光的波长最长，a光波长最短，而干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的干涉条纹的间距最小，故C错误。光的折射率最大，由临界角公式sinC=1/n分析得知，a光的临界角最小，若让a，b，c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射。故D正确。故选ABD。‎ 点睛：本题光的色散现象，对于色散研究得到的七种色光排列顺序、折射率大小等等要记牢，同时，要记住折射率与波长、频率、临界角的关系，这些都是考试的热点．‎ ‎15. 如图为振幅、频率相同的两列横波在t=0时刻相遇时形成的干涉图样，实线与虚线分别表示波峰和波谷，已知两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.4m。下列说法正确的是（ ）‎ A. P点始终处于波谷位置 B. R、S两点始终处于静止状态 C. Q点在t=0.1s时刻将处于平衡位置 D. 从t=0到t=0.2s的时间内，Q点通过的路程为20cm ‎【答案】BCD ‎【解析】P点是谷谷相遇点，是振动加强点，并非始终处于波谷位置，选项A错误；R、S两点是峰谷相遇点，振动减弱，因两波振幅相等，可知两点的振幅为零，即始终处于静止状态，选项B正确；Q点是谷谷相遇点，振动加强，在t=0时刻位于波谷，因，则在t=0.1s=T时刻将处于平衡位置,选项C正确；Q点的振幅为2A=10cm ，则从t=0到t=0.2s的时间内，∆t=0.2s=T，Q点通过的路程为2×2A=20cm，选项D正确；故选BCD.‎ 点睛：频率相同的两列水波的叠加：当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的；当波峰与波谷相遇时振动是减弱的．运动方向相同时叠加属于加强，振幅为二者之和，振动方向相反时叠加属于减弱振幅为二者之差．‎ ‎16. 两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知光线1沿直线穿过玻璃，它的入射点是O,光线2的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃截面的圆半径为R，OA=R/2,OP=，光在真空中的传播速度为c．据此可知（　　）‎ A. 光线2在圆弧面的入射角为45°‎ B. 玻璃材料的折射率为 C. 光线1在玻璃中传播速度为 D. 光线1在玻璃中传播时间为 ‎【答案】BD ‎【解析】光线AB沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为θ1，折射角设为θ2，则根据几何关系得：，则入射角θ1=30°．故A错误。因OP=R，由数学上余弦定理得 BP= =R，而OB=R；解得：BP=R； 则知 OB=BP，所以折射角 θ2=2×30°=60°；由折射定律得玻璃的折射率为：．故B正确。该光线1在玻璃中传播速度为：．故C错误。光线1在玻璃中传播时间为：．故D正确。故选BD。‎ 点睛：本题考查光的折射定律的应用．关键是做出规范的光路图，运用几何知识求出入射角与折射角；记住光速与折射率的关系n=c/v．‎ 三、计算题 ‎17. 如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象．此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处．问：‎ ‎（1）该简谐横波的波速v的大小和方向如何？‎ ‎（2）从t=0至t=1.2s，质点Q运动的路程L是多少？‎ ‎（3）当t=1.2s时，质点Q相对于平衡位置的位移x的大小是多少？‎ ‎【答案】（1）2m/s；向x轴负方向传播（2）120cm（3）2.5cm ‎【解析】（1）由题，此时质点P的运动方向沿y轴负方向，则波沿x轴负方向传播．波长λ=0.4m．根据t=0.55s时质点P恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，则有2T=t，代入解得T=0.2s；波速 ‎ ‎（2）t=1.2s=6T，质点Q运动的路程L=6×4A=120cm=1.2m （3）t=1.2s=6T，质点Q回到原来的位置，则相对于平衡位置的位移是2.5cm.‎ ‎18. 如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h＝0.4m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为＝0.5m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直．求：‎ ‎（1）水的折射率n；‎ ‎（2）用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积（推导出表达式，不用计算结果，圆周率用π表示）．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】(1) 设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r，‎ 由题意得：， ‎ ‎.........‎ ‎(2)设射向水面的光发生全反射的临界角为C，‎ 则有： ‎ 圆形光斑的半径为 ‎ 圆形光斑的面积为 ‎ 联立解得：。‎ ‎19. 如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O以角入射，第一次到达AB边恰好发生全反射，已知θ=15°，BC边长为2L，该介质的折射率为，求：‎ ‎（1）入射角；‎ ‎（2）从入射到发生第一次全反射所用的时间（设光在真空中的速度为c，可能用到sin75°=或sin15°=2﹣）‎ ‎【答案】（1）i=45°（2）‎ ‎【解析】试题分析：（1）根据全反射定律可知，光线在AB面上P点的入射角等于临界角C，由折射定律得：，代入数据得：‎ 设光线在BC面上的折射角为，由几何关系得：‎ 由折射定律得：，联立代入数据得：。‎ ‎（2）在中，根据正弦定理得：，设所用时间为，光线在介质中的速度为，得：，光在玻璃中的传播速度，联立代入数据得：。‎ 考点：光的折射定律 ‎【名师点睛】由全反射定律求出临界角，由几何关系得到光线在BC面上的折射角，折射定律得到入射角；根据正弦定理求出光线在介质中路程，由求出光在玻璃中的传播速度，进而求出所用时间。‎ 视频 ‎ ‎