河北省唐山一中2020学年高二物理下学期期中试题

河北省唐山一中2020学年高二物理下学期期中试题

河北省唐山一中2020学年高二物理下学期期中试题 ‎ 注意事项：‎ ‎1.本试卷共3页，19道小题，共100分，考试时间90分钟。‎ ‎2.所有答案在答题卡上作答，在本试卷和草稿纸上作答无效。答题前请仔细阅读答题卡上的“注意事项”，按照“注意事项”的规定答题。‎ ‎3.做选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮将原选涂答案擦干净，再选涂其他答案。‎ 卷Ⅰ （选择题 共56分）‎ 一．单项选择题（共9小题，每小题4分，共计36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）‎ ‎1. 关于机械振动和机械波的关系，下列说法正确的是 A. 波在介质中传播的频率由波源决定，与介质无关 B. 如果波源停止振动，形成的波也立即停止传播 C. 物体做机械振动，一定产生机械波 D. 波源振动越快，波的速度越大 ‎2. 机械波能发生明显的衍射和稳定的干涉现象，这是因为 A. 频率相近的两列波的叠加会发生干涉 B. 波速相同的两列波的叠加会发生干涉 C. 波长与障碍物的尺寸接近时会发生明显的衍射 D. 波速越小越容易发生衍射 ‎3. 如图，一个棱镜的顶角为θ=41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带，各色光在棱镜中的折射率和临界角见表。当入射角逐渐减小到0°的过程中，彩色光带的变化情况是 色光 红 橙 黄 绿 蓝 紫 折射率 ‎1.513‎ ‎1.514‎ ‎1.517‎ ‎1.519‎ ‎1.528‎ ‎1.532‎ 临界角/（°）‎ ‎41.370‎ ‎41.340‎ ‎41.230‎ ‎41.170‎ ‎40.880‎ ‎40.750‎ A. 紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光 B. 紫光最先消失，最后只剩红光、橙光 C. 红光最先消失，最后只剩紫光 D. 红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光 ‎4. 如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t1=0时刻的波形图线，虚线为t2=0.1s时刻的波形图线。以下判断正确的是 A. t1时刻，平衡位置为x=2m处的质点具有沿+x方向的速度 B. t2时刻，平衡位置为x=1m处的质点具有沿+y方向的速度 C. 波的传播速度可能为50m/s D. t3=0.2s时刻的波形一定与t1时刻相同 ‎5. 如图所示，在双缝干涉实验中，若把单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则 A. 不再产生干涉条纹 B. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置不变 C. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置略上移 D. 仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹的位置略下移 ‎6. 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形．则该波 A. 此时质点5正向上运动 B. 此时质点9正向下运动 图（a）‎ 图（b）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎7‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎9‎ v C. 周期为Δt，波速为12L /Δt D. 周期为Δt，波速为8L/Δt ‎7. 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一束单色细光O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中 A. 1、2、3（彼此平行）中的任一条都有可能 B. 4、5、6（彼此平行）中的任一条都有可能 C. 7、8、9（彼此平行）中的任一条都有可能 D. 只能是4、6中的某一条 ‎8. 图甲为一列简谐波在t=0.20s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则 A. 从t=0.10s到t=0.20s，该波沿x轴正方向传播了4m B. 质点Q简谐运动的表达式为x=10sint（cm）‎ C. 在t=0.25s时，质点P的速度方向为y轴正方向 D. 从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm ‎9. 有一秒摆，摆球带负电。若把该单摆放在如图所示的匀强 磁场中做小角度摆动，则 A. 振动周期为1s B. 振动周期小于1s C. 振动周期小于2s D. 振动周期为2s 二．多项选择题（共5小题，每小题4分，共计20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是正确的，全部选对得4分，只选部分且正确得2分，有错选不得分）‎ ‎10. 如图所示表示产生机械波的波源P做匀速运动的情况，图中圆表示波峰，已知波源的频率为f0，则下列说法正确的是 A. 观察者在图中A点接收波的频率是定值，但大于f0‎ B. 观察者在图中A点接收波的频率是定值，但小于f0‎ C. 观察者在图中B点接收波的频率是定值，但大于f0‎ D. 观察者在图中B点接收波的频率是定值，但小于f0‎ ‎11. 下列说法中正确的是 A. 光的偏振现象说明光波是横波，但并非所有的波都能发生偏振现象 B. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄 C. 一束白光从空气射入玻璃三棱镜后形成彩色条纹，是因为玻璃三棱镜吸收了白光中的一些色光 D. ‎ 火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁 ‎12. “不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散。如图所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光。以下说法正确的是 A. a光光子能量大于b光光子能量 B. 在水珠中a光的传播速度大于b光的传播速度 C. 用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽 D. 如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应 ‎13. 把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上（如图所示）。现用单色光垂直于平面照射，在装置的上方向下观察，可以看到干涉条纹，那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是　‎ A. 两束干涉光是a，b面反射形成的 B. 干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆 C. 两束干涉光是b，c面反射形成的 D. 干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆 ‎14. 图为两列沿绳传播的（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. 甲波的传播速度v1比乙波的传播速度v2大 B. 这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强 C. 质点M距离平衡位置的位移大小不会超过20cm D. 由图示时刻开始，再经甲波的3/4周期，M将位于波峰 卷Ⅱ （非选择题 共44分）‎ 三．实验题（本大题有2个小题，第16小题8分，第17题6分，共计14分）‎ ‎15. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。‎ ‎ ‎ ‎（1）组装单摆时，应在下列器材中选用 ______ （选填选项前的字母）。‎ A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线 C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的铁球 ‎（2）测出悬点O至小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g= ______ （用L、n、t 表示）。‎ ‎（3）用多组实验数据做出T2-L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是 ______ （选填选项前的字母）。‎ A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 ‎（4）某同学测出不同摆长时对应的周期Y，作出T2-L图线，如图3所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、B（x1，y2），可求得g= ______ 。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是 ______ 的（选项“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎16. 在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：‎ ‎（1）如图1所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______ 。‎ ‎（2）将下表中的光学元件放在图1的丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 ‎ 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为______ 。（填写元件代号）‎ ‎（3）已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离l=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，则其示数xA= ______  mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示，则相邻两条纹间距△x= ______  mm。‎ ‎（4）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______  m。‎ ‎（5）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______ （填“变大”、“不变”或“变小”）。‎ 四．计算题（本大题有3个小题，每小题10分，共计30分）‎ ‎17. 一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示。经△t=0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求：‎ ‎（1）波的传播速度；‎ ‎（2）质点M在1.2s内走过的路程。‎ ‎18A. （普班，实验班作答）如图所示为安全防盗门上观察孔（俗称“猫眼”），直径为d，为了扩大向外观察的范围，在孔中完全嵌入折射率为n=的玻璃，玻璃由圆柱体和顶角为60º的球冠组成，猫眼的平面部分正好和安全门内表面平齐，球冠的边缘恰好和防盗门外表面平齐。若要让房间里的人能看到门外全部的景象，门的厚度不能超过多少？‎ d ‎60°‎ A B C M ‎30°‎ ‎18B. （英才班作答）如图所示，截面为直角三角形ABC，∠B=30°，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为。在此截面所在的平面内，一条光线在距A点为处的M点垂直AC射入棱镜，不考虑光线在AC面的反射，光线从棱镜的BC边的P点射出（P点未标出）。求：‎ ‎（1）光从棱镜射出时的射出点P距B多远；‎ ‎（2）从P点射向空气的光的方向。‎ ‎19. 如图所示，一劲度系数为k的轻质弹簧，下端固定在水平地面上，上端与物体A连接。物体A又与一跨过定滑轮的不可伸长的轻绳一端相连，绳另一端悬挂着物体B，B的下面又挂着物体C，A、B、C均处于静止状态。现剪断B和C之间的绳子，则A和B将做简谐运动。已知物体A质量为3m，B质量为2m，C质量为m。试求：‎ ‎（1）A和B振动的振幅；‎ ‎（2）振动过程中，绳对物体B的最大拉力和最小拉力；‎ ‎（3）若选定弹簧原长时弹性势能为0，求振动过程中弹簧的最大弹性势能。‎ B C A 参考答案 一．单项选择题（共10小题，每小题5分，共计50分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ A C B C D C B A D 二．多项选择题（共5小题，每小题4分，共计20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是正确的，全部选对得4分，选对部分得2分，有错选不得分）‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ BC ABD BC BC BD 三．实验题（本大题有2个小题，第16小题8分，第17题6分，共计14分）‎ ‎15. （1）AD（2分）；（2）（2分）；（3）B（2分）；‎ ‎（4）（1分）；不变（1分）‎ ‎16. （1）甲（1分）；（2）EDBA（1分）；（3）111.15（1分）；0.60（1分）；‎ ‎（4）6.0×10-7（1分）；（5）变小（1分）‎ 四．计算题（本大题有3个小题，每小题10分，共计30分）‎ ‎17. 解：（1）根据数学知识得：y=Asinωx=Asinx 由题知：10=20sin×0.1 ，则波长为λ=1.2m................2分 若波沿x轴正方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为△x=0.1‎ 则波速为v=m/s=1m/s..................2分 若波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为△x=0.5m 则波速为v=m/s=5m/s................2分 ‎（2）若波沿x轴正方向传播，周期T=，‎ 质点M在1.2s内走过的路程s=4，A=0.8m.......................2分 若波沿x轴负方向传播，周期T=，t=1.2s=5T，‎ 则质点M在1.2s内走过的路程s=20，A=4m.....................2分 ‎60º d A B C ‎18A. 解：若要让房间里的人能看到门外全部的景象，则沿平行门方向射向C处的光线能够折射经过A点即可。‎ 光路如图所示：‎ 根据光的折射原理 ...............3分 可得i=30º...............2分 有几何关系知...............2分 则门的厚度最大为BC=ABtan30º=...............3分 A B C M ‎30°‎ N P Q θ1‎ θ2‎ ‎18B. 解：（1）‎ 由图可知光线在N点的入射角，设发生全反射的临时界角为，则，得..................2分 由图可知，光在N点全反射，，故光在P点的入射角为30°..................1分 设在P点的折射角为，有 ，..................2分 由几何关系知AN=，NB=，QB=..................1分 在三角形QPB中有，故..................2分 ‎（2）光在P点处折射角为45°，光线经反射后入射到AB面的Q点，恰好与AB面垂直，故经过Q点再次反射的光线回到P点，再次折射，入射角仍为30°，有。‎ 综上所述：有两束光从P点射出，分别为与BC面成45°斜向右上、与BC面成45°斜向左上……………2分 ‎19. 解：（1）剪断细绳前，以B、C为研究对象：F=3mg 以A为研究对象有：F+kx=3mg 解得：x=0，即弹簧为原长 剪断细绳后，当A、B振动幅度达到最大时，‎ 以B为研究对象：F1=2mg ，以A为研究对象有：F1+kx=3mg 解得：x=mg/k，由振幅定义可知：A=x=mg/k......................3分 ‎（2）剪断细绳瞬间，B所受拉力最大。‎ 对B受力分析：F2-2mg=2ma ，对A受力分析：3mg-F2=3ma 解得：F2=2.4mg ......................2分 B运动到最高点时拉力最小，由运动的对称性可知：2mg-F3=2ma 解得：F3=1.6mg......................2分 ‎（3）根据机械能守恒定律，得：‎ 解得： ......................3分 ‎