2018-2019学年辽宁省沈阳铁路实验中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年辽宁省沈阳铁路实验中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

辽宁省沈阳铁路实验中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题 一、选择题 ‎1.关于电磁场和电磁波的说法中正确的是：（ ）‎ A. 紫外线是一种波长比紫光波长更长的电磁波，能够灭菌 B. 变化磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场 C. 电磁波是纵波，可以在真空中传播 D. 麦克斯韦第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】紫外线是一种波长比紫光波长更短的电磁波，能够灭菌，选项A错误；根据麦克斯韦电磁理论可知，变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场，选项B正确；电磁波是横波，可以在真空中传播，选项C错误；赫兹第一次在实验室通过实验验证了电磁波的存在，选项D错误.‎ ‎2.蜘蛛捕食是依靠昆虫落在丝网上引起的振动准确判断昆虫的方位。已知丝网固有频率f0，某昆虫掉落在丝网上挣扎时振动频率为f，则该昆虫落在丝网上时 A. f增大，则丝网振幅增大 B. f减小，则丝网振幅减小 C. 昆虫引起丝网振动的频率为f0 D. 丝网和昆虫挣扎振动周期相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 昆虫落在丝网上时，丝网做受迫振动，当昆虫翅膀振动的频率与丝网的振动频率相等时达到共振，此时昆虫与丝网的振幅最大.‎ ‎【详解】昆虫落在丝网上时，丝网做受迫振动，则丝网和昆虫挣扎振动周期相同，因不知道f与f0的大小关系，则不能判断丝网振幅的变化，选项D正确，ABC错误；故选D.‎ ‎3.下列关单摆的认识说法不正确的是（ ）‎ A. 摆球运动到平衡位置时，合力为零 B. 将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长 C. 在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小 D. 将单摆的摆角从5º改为3º，单摆的周期不变 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】摆球运动到平衡位置时，由于有向心加速度，则合力不为零，选项A错误；将摆钟由广州移至哈尔滨，，则g变大，根据可知，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长，选项B正确；根据 可知，在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小，选项C正确；单摆的周期与摆角大小无关，将单摆的摆角从5º改为3º，单摆的周期不变，选项D正确.‎ ‎4.平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s，平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P、Q的x轴坐标分别为，当S位移为负且向－y方向运动时，P、Q两质点的 A. 位移方向相同、速度方向相反 B. 位移方向相同、速度方向相同 C. 位移方向相反、速度方向相反 D. 位移方向相反、速度方向相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由题意可知，此波波长为，xP＝3.5 m＝λ＋λ，当波源位移为负且向－y方向运动时，P质点位移为负，速度沿＋y方向；|xQ|＝3 m＝λ＋，故Q质点位移为正，速度沿＋y方向，故D正确．‎ 考点：机械波的传播；质点的振动.‎ ‎5.下列说法不正确的是（ ）‎ A. 检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处 B. 图2为光线通过小圆板得到的衍射图样 C. 图3的原理和光导纤维传送光信号的原理一样 D. 图4的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知P处凹陷，而Q处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知Q处凸起，故A正确；‎ B、图为光线通过小圆板得到的衍射图样，若用光照射很小的不透明圆板时，后面会出现一亮点，故B正确；‎ C、沙漠蜃景是光的全反射现象，而光导纤维是光的全反射现象，它们的原理相同，故C正确；‎ D、立体电影是光的偏振，与镜头表面涂上增透膜是利用光的干涉，它们的原理不相同，故D错误；‎ 错误的故选D。‎ ‎6.如图所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，一人站在这四盏灯正上方离水面有一定距离处观察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是(　 )‎ A. 红光 B. 紫光 C. 蓝光 D. 黄光 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】光线从水中射入空气中折射时，折射角大于入射角，所以，水面上方的人看水中的灯觉得变浅。水对紫光的折射率最大，相同入射角时，折射角最大，水面上方的人看水中的紫光灯最浅。故B正确，ACD错误。‎ ‎7.夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电．若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是(　 )‎ A. 若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍 B. 若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍 C. 若用电高峰时的输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍 D. 若用电高峰时的输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】若输送电压不变，根据P=UI知，输送电流变为原来的2倍，根据P损=I2R知，输电线上损失的功率变为原来的4倍。故A错误，B正确；输电功率是正常供电的2倍，输送电压为正常供电的2倍，根据P=UI知，输送电流不变。根据P损=I2R知，输电线上损失的功率不变。故CD均错误。‎ ‎8.如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin100πt (V)，则加在R2上的电压有效值为（ ）‎ A. 10 V B. 20 V C. 5V D. 15 V ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】因为是交流电所以应该分两种情况考虑：a、当电源在正半轴时A点电位高于B点电位二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压；   b、电源在负半轴时B点电位高于A点电位，二极管截止 R1，R2串联各分得一半电压；则由有效值的概念可得：；解得：U=5V；故D正确，ABC错误。‎ ‎9.如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B= T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=l0rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，l00Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为 B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为1:2‎ C. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变暗 D. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】输入电压的最大值为：Um=NBSω=40V，图中位置穿过线圈的磁通量为0，感应电动势最大，所以线圈中感应电动势的瞬时值为40cos（10t）V．故A正确；变压器变压器输入电压的有效值为：，开关闭合时灯泡正常发光，所以，根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为2：1，故B错误；若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数变小，根据理想变压器的变压比可知输出电压减小，所以灯泡变暗，故C正确；线圈匝数不变，根据理想变压器的变压比可知输出电压不变，若将滑动变阻器触头向上滑动，连入电路电阻变大，负载等效电阻变大，，又P1=U1I1‎ 可知电流表示数变小，故D错误。‎ ‎10.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象，如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】由振动图象可知，在t=0时刻，a位于波峰，b经过平衡位置向下运动；‎ 若波从a传到b，则有，（n=0，1，2,…,），解得，当n=0时，λ=12m；‎ 若波从b传到a，则有，（n=0，1，2,…,），解得，当n=0时，λ=36m；n=2时，λ=4m；故A、C、D图象是可能的；‎ 故选ACD。‎ ‎11.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后,出射光分成a、b两束,如图所示,则a、b两束光( )‎ A. 垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长 B. 从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小 C. 分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小 D. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，a光的偏折角大于b光的偏折角，故说明玻璃三棱镜对a光的折射率大于b光的折射率；根据v=c/n分析知，在玻璃中a光的速度比b光的小，所以垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长，故A正确，D错误。a光的折射率大于b光的折射率，根据公式sinC=1/n分析知，a光临界角比b光的小，故B正确。a光的折射率大于b光的折射率，说明a光的波长小于b光的波长，由公式可知，a光的干涉条纹小于b光的干涉条纹，故C错误。‎ ‎12.如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为(　　)．‎ A. 30° B. 45° C. 60° D. 90°‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sin C＝，所以C＝45°.作光路图如图所示．因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i＝60°＞C，故在AB 面上发生全反射，反射光线射到AC面时，可知入射角α＝30°＜C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线．由n＝得sin r＝，r＝45°，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45°；又因从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0°，所以从AB面上折射出的光线与AB界面夹角为90°.‎ 二、填空题 ‎13.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，要把它们放在图1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，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为CE________A。‎ ‎(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm。‎ ‎(3)为了增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离，可以________。‎ A.增大单缝和双缝之间的距离               B.增大双缝和光屏之间的距离 C.将红色滤光片改为绿色滤光片           D.增大双缝之间的距离 ‎【答案】 (1). DB； (2). 13.870； (3). 2.310； (4). B ‎【解析】‎ ‎(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝D、双缝B；‎ ‎(2)图3螺旋测微器固定刻度读数13.5mm，可动刻度读数为37.0×0.01mm，两者相加为13.870mm 同理：图2的读数为：2.320mm 所以；‎ ‎(3) 依据双缝干涉条纹间距规律可知：‎ A项： ‎ 与单缝和双缝间的距离无关，故增大单缝与双缝之间的距离不改变相邻两条亮纹之间的距离，故A错误；‎ B项：增大双缝与光屏之间的距离L，由上式知，可增大相邻两条亮纹之间的距离，故B正确；‎ C项：绿光的波长比红光短，由上知，将红色滤光片改为绿色滤光片，干涉条纹的间距减小，故C错误；‎ D项：增大双缝之间的距离d，干涉条纹的间距减小，故D错误。‎ 点晴：为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。‎ ‎14.“测定玻璃的折射率”实验中，如图所示是在纸上留下的实验痕迹，其中直线、是描在纸上的玻璃砖的两个边。‎ ‎(1)在玻璃砖的一侧竖直插两枚大头针A、B，在另一侧再竖直插两枚大头针C、D。在插入第四枚大头针D时，要使它挡住_________。‎ ‎(2)某同学根据计算玻璃的折射率。请在图括号内标出要测的物理量、_________。‎ ‎【答案】（1）挡住C及A、B的像；（2）如下图所示。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 用“插针法”测定玻璃的折射率的原理是折射定律，根据题目作出入射光线和折射光线，画出光路图，用量角器量出入射角和折射角，由折射定律算出折射率．‎ ‎【详解】插在D点的大头针必须挡住C及A、B的像；这样才保证沿A、B的光线经过C、D；作出光路图，以入射点O为圆心作半径为r的圆，根据折射率定义，有：，在图中括号中标出要测的物理量、，如图所示：‎ ‎【点睛】解决本题的关键理解和掌握实验的原理和实验的方法，其中实验原理是实验的核心，同时利用单位圆，从而更容易求得折射率．‎ ‎15.如图所示，在同一均匀介质中有S1和S2两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1与S2之间相距为4m，若S1、S2振动频率均为10Hz，两列波的波速均为10m/s，B点为S1和S2连线的中点，今以B点为圆心，以R=BS1为半径画圆．‎ 该波的波长为___________,在S1、S2连线之间(S1和S2两波源点除外)振动减弱的点有______个,在该圆周上(S1和S2两波源点除外)共有_________个振动加强的点 ‎【答案】 (1). 1m (2). 8 (3). 14‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）波长 ‎ ‎（2）S1、S2之间恰好有4个波长，由对称性可直接判断B点为加强点，A、B、C三点分别为S1、S2连线的等分点，由图形可知，AS2-AS1=2λ，CS1-CS2=2λ，故A与C两点也为加强点，设S1A的中点为P，则有S1P与S2P之差为3λ，同理，AB、BC、CS2的中点仍为加强点，那么振动加强点为7个，而光程差满足半波长的整数倍，即为振动减弱点，故在S1、S2连线上有8个减弱点．‎ ‎ （3）过A、B、C三各自加强点作7条加强线（表示7个加强区域）交于圆周上14个点，显然这14个点也为加强点，故圆周上共有14个加强点．‎ 三、计算题 ‎16.如图所示，一容器内装有深为h的某透明液体,底部有一点光源k,可向各个方向发光，该透明液体的折射率为n,液面足够宽．已知真空中光的传播速度为c．求：‎ ‎（1）能从液面射出的光，在液体中经过的最短时间t；‎ ‎（2）液面上有光射出的区域的面积S．‎ ‎【答案】(i) t＝ (ii) S＝‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据全反射的临界角结合几何知识求解。‎ ‎【详解】(1) 光在液体中的速度为 ‎ 在液体中经过的最短时间t ，则有：‎ ‎ ‎ 解得： ；‎ ‎(2) 液面上有光射出的范围是半径为r的圆 光在液面发生全反射的临界角为C ，有 ‎ ‎ 由几何关系可知， ， ‎ 所以液面上有光射出的面积S ‎。‎ ‎17.如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速大小为0.3m/s，P质点的横坐标为96cm，从图中状态开始计时，求：‎ ‎（1）经过多长时间，P质点开始振动，振动时方向如何？‎ ‎（2）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？‎ ‎（3）以P质点第一次到达波峰开始计时，作出P质点的振动图象(至少画出1.5个周期)．‎ ‎【答案】（1）2.4s　沿y轴负方向　‎ ‎（2）3s　‎ ‎（3）如图所示：‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)开始计时时，这列波的最前端的质点坐标是24cm，根据波的传播方向可知，这一点沿y轴负方向运动，因此在波前进方向上的每一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向，故P质点开始振动时的方向是沿y轴负方向，P质点开始振动的时间是 .‎ ‎(2)P质点第一次到达波峰，即这列波的波峰第一次传到P质点所用的时间是 .‎ ‎ (3)由波形图知，振幅A＝10cm，T＝＝0.8s，由P质点第一次到达波峰开始计时的振动图象如图所示．‎ ‎18.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，t=0.2s时刻的波形如图中实线所示，t=0.5s时刻的波形如图中虚线所示，t=0时刻，x=2m处的质点正处在波谷，周期T>0.5s，求：‎ ‎①这列波传播的方向及传播的速度；‎ ‎②从t=0时刻开始，波传播3s时间，x=2m处的质点运动的路程为3m，则这列波的振幅为多大?x=2m处的质点在t=2.5s时的位移为多少？‎ ‎【答案】①沿x轴正向传播 10m/s②0.2m ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】①由于周期T>0.5s，因此从实线到虚线时间间隔 假设波沿x轴负方向传播，则 求得T=0.48s 将实线波形沿x轴正向平移波形为t=0时刻的波形，‎ 此时波形表明x=2m处的质点并不在波谷，因此假设不成立 即这列波沿x轴正向传播。‎ 则 求得T=0.8s 波传播的速度 ‎② ‎ ‎ ‎ 则质点振动的振幅为A=0.2m 该质点的振动方程 当t=2.5s时，质点的位移为 ‎ ‎