湖北省武汉外国语学校2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

湖北省武汉外国语学校2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

武汉外国语学校2018—2019学年度下学期期中考试 高二物理试题 一、选择题（本题共11小题,每小题4分，共44分。1—-6小题为单选题，7---11小题为多选题）‎ ‎1.如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中(　　)．‎ A. 甲的振幅大于乙的振幅 B. 甲的振幅小于乙的振幅 C. 甲的最大速度小于乙的最大速度 D. 甲的最大速度大于乙的最大速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 两根完全相同的弹簧，受到相同的力作用，则伸长量相同，AB错误；当振子速度最大时，弹性势能转化为动能，则质量大的，最大速度小，C正确。‎ ‎2.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由x=0点处质点的振动图象可知该质点的运动情况，得出时刻的运动性质即可得出符合题意的选项．‎ ‎【详解】从振动图上可以看出x=0处的质点在t=时刻处于平衡位置，且正在向下振动，波沿x轴正向传播，根据走坡法，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确．‎ ‎【点睛】本题要求学生能正确的分析振动图象和波动图象；难点在于能否由波动图象中得出物体的运动方向．‎ ‎3.如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为( )‎ A. P、P B. 9P、 C. 、9P D. 、9P ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P．设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有P=．根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电流为I．所以图（a）中L1的功率为 Pa==9P 图（b）中L1的功率为 Pb=()2R=P A. P、P 与上述计算结果9P、不相符，故A不符合题意；‎ B. 9P、 与上述计算结果9P、相符，故B符合题意； ‎ C. 、9P 与上述计算结果9P、不相符，故C不符合题意；‎ D. 、9P 与上述计算结果9P、不相符，故D不符合题意；‎ ‎4.如图所示，一束光从空气垂直射到直角棱镜的AB面上，已知棱镜材料的折射率为1.4，则这束光进入棱镜后的光路图应为下面四个图中的 （ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由 可知全反射临界角为45°。光线与底面交界处入射角为60°‎ ‎，大于临界角，因此在斜边会发生全反射，故A错误；‎ BCD.光由光疏介质进入光密介质中，入射角大于折射角，由此可知光线与底面交界处入射角为30°，小于临界角，从底边射出，发生折射和反射现象，且折射角大于入射角。故BC错误，D正确。‎ ‎5.某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜，两平面镜相互平行，物体距离左镜4m，右镜8m，如图所示，物体在左镜所成的像中从右向左数的第二个像与物体的距离是( )‎ A. 24m B. 32m C. 40m D. 48m ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】物体在左镜所成的像中从右向左数的第二个像实质上是物体在右镜中成的第一个像后，再次在左镜中成像得到的，所以只需画出物体的这个像即可求解.如下图所示.‎ 物体与右镜距离8 m，物与左镜为4 m，所以R1与左镜的距离为20 m，,即L2与左镜的距离为20 m，所以物体与L2间的距离为24m。‎ A. 24m与上述计算结果24m相符，故A符合题意； ‎ B. 32m与上述计算结果24m不相符，故B不符合题意； ‎ C. 40m与上述计算结果24m不相符，故C不符合题意； ‎ D. 48m与上述计算结果24m不相符，故D不符合题意。‎ ‎6.如图所示，一条红色光线和另一条紫色光线，以不同的角度同时沿不同的半径方向射入同一块横截面为半圆形玻璃柱体，其透射光线都是由圆心O点沿OC方向射出．则可知（ ）‎ A. 挡住BO光线，OC光线是红光 B. 玻璃对BO光线折射率大些 C. AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长 D. 在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.由图看出，两束光在O点的折射角相同，A光的入射角大于B光的入射角，由折射定律分析得知，玻璃对AO光的折射率大于对BO光的折射率，则AO光线是紫光，BO光线是红光．若挡住BO光线，OC是紫光．故AB错误；‎ C.由分析知，AO光线在玻璃中传播速度较小，所以AO光线较BO光线穿过玻璃砖所需时间长．故C正确。‎ D.在双缝干涉实验中，干涉条纹距离与波长成正比，AO光线是紫光，BO光线是红光，BO光的波长更长一些，则知在双缝干涉实验中，若仅将入射光由AO光线变为BO光线，则干涉亮条纹间距变大．故D错误。‎ ‎7.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）‎ A. 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B. 线圈先后两次转速之比为3:2‎ C. 交流电a的瞬时值为 D. 交流电b的最大值为 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】t=0时刻两个正弦式电流的感应电动势瞬时值均为零，线圈都与磁场垂直，穿过线圈的磁通量都最大，故A错误；由图读出两电流周期之比为Ta：Tb=0.4s：0.6s=2：3，而，则线圈先后两次转速之比为3：2．故B正确；正弦式电流a的瞬时值为：，故C正确；根据电动势最大值公式，得到两电动势最大值之比为Ema：Emb=Tb：Ta=3：2，Ema=10V，则得到正弦式电流b的最大值为，故D正确。‎ ‎8.关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（ ）‎ A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化 B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动 C. 甲、乙两列车相向行驶正在接近，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他所听到的乙车笛声频率 D. 哈勃太空望远镜发现所接受到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），这说明该星系正在远离我们而去 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 产生多普勒效应的原因是观察者与波源的相对运动导致接收到的波频发生变化，故A错误，B正确；‎ C.甲、乙两列车相向行驶，两车均鸣笛，且所发出的笛声频率相同，因乙车中的乘客相对甲车靠近，而相对乙车静止，那么乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率高于他听到的乙车笛声频率，故C错误；‎ D. ‎ 哈勃太空望远镜发现所接收到的来自于遥远星系上的某种原子光谱，与地球上同种原子的光谱相比较，光谱中各条谱线的波长均变长（称为哈勃红移），即频率变小，说明该星系正在远离我们而去，故D正确；‎ ‎9.如图所示，一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图象，且xab="6m." 下列判断正确的是（ ）‎ A. 波一定沿x轴正方向传播 B. 波长可能是8m C. 波速一定是6m/s D. 波速可能是2m/s ‎【答案】BD ‎【解析】‎ 试题分析：由振动图象无法比较a、b两质点振动的先后，所以无法判断波的传播方向．故A错误．若波沿x轴正方向传播时，由振动图象读出t=0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，而b位于波峰，结合波形得到：xab=（n+）λ，n=0，1，2…得到波长为，波速为 同理可知，若波沿x轴负方向传播时，波长为，波速为 由于n是整数，则当n=0时，波向x轴负方向传播时，λ=8m．故B正确．由上可知，波速不一定等于6m/s．故C错误．由波速的公式，n=0，1，2…，得知，当n=0时，v=2m/s．故D正确．故选BD.‎ 考点：机械波的传播；振动图线.‎ ‎10.如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S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(　　)‎ A. 减小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. 将整个装置放在水中 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距减大，故A正确； B.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝到屏的距离，即l减小，干涉条纹间距减小。故B错误； C.根据双缝干涉条纹的间距公式知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间距变大。故C正确；‎ D. 因为，所以 则光进入水中的波长 光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式知，波长变短，则干涉条纹间距变小。故D错误。‎ ‎11.如图所示，图中表示两列相干水波的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，设这两列波的振幅均为5cm。两列波传播中在图示范围内振幅各自不变，波速和波长均分别为1m/s和0.5m。如图甲和图乙所示，点是连线的中点，下列说法正确的是（ ）‎ A. 两图、两点都保持静止不动 B. 两图示时刻、两质点竖直高度差是20cm C. 两图示时刻点均正处在平衡位置且向下运动 D. 从此时刻起经0.25s，质点通过的路程为20cm ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.两列相干水波的叠加情况，可知D点是振动减弱点,但C点是振动加强点，故A错误；‎ B.加强点会得到加强，在A点波峰与波峰相遇，A点高度10cm，在B点波谷与波谷相遇，B点深度为10cm，A、B两点的竖直高度差为20cm，故B错误；‎ C.图示时刻C点正处在平衡位置且向上运动，故C错误；‎ D.从图示时刻起经0.25s即半个周期后，B点通过的路程为20cm，故D正确。‎ 二、实验题（共 12分）‎ ‎12.利用半圆形玻璃砖测量玻璃的折射率的实验中，有两位同学分别采用了下列方法：‎ ‎①甲将半圆形玻璃砖放在铺有白纸的水平面上，固定圆心转轴，如图1所示，用一束光线垂直于玻璃砖直径平面，正对圆心入射，然后以圆心为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖，当观察者在玻璃砖平面一侧恰好看不到出射光线时，记录玻璃砖转过的角度为θ。则该玻璃砖的折射率n=__________。‎ ‎②乙将半圆形玻璃砖放在铺有白纸的水平面上，固定圆心转轴，将直径界面记录在纸上，然后在弧面一侧沿半径方向插上两颗大头针，如图2所示，为了完成实验，还需要在直径平面一侧至少插上1颗大头针，插大头针时的要求是___________________________________。若在直径一侧插大头针时，不小心碰动玻璃砖，使玻璃砖在图中所示的位置上绕转动轴逆时针转过了一个小角度，实验者没有察觉，则实验结果会使测得的折射率_______（填“偏大，或偏小、无影响）‎ ‎【答案】 (1). (2). 让此大头针恰好挡住入射光线上那两颗大头针的像 (3). 偏小 ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1] 当刚转过角时，观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线，则光线从玻璃砖射向空气时，发生了全反射，根据全反射公式可得 ‎②[2] 确定大头针的位置的方法是那两大头针的像，则这个大头针必定在出射光线方向上．所以确定大头针的位置的方法是让此大头针恰好挡住入射光线上那两颗大头针的像。‎ ‎[3] 若在直径一侧插大头针时，不小心碰动玻璃砖，使玻璃砖在图中所示的位置上绕转动轴逆时针转过了一个小角度，导致光在直径界面上的入射角偏大，折射角偏小，根据光的可逆原理，由折射率公式律可知，测得玻璃砖的折射率将偏小。‎ ‎13.物理课外活动小组在用单摆测重力加速度的实验中,测出了不同摆长L所对应的周期T，在进行实验数据处理时：‎ ‎①甲同学以摆长L为横坐标、周期T的平方为纵坐标作出了T2—L图线。若他由图象测得的图线斜率为K，则测得的重力加速度g=_____________。若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图线法求得的重力加速度___________________（选填“偏大”、“偏小”、“准确”）。‎ ‎②乙同学根据公式得，并计算重力加速度，若他测得摆长时，把摆线长当作摆长（忘记加上小球半径），则他测得的重力加速度值__________（选填“偏大”、“偏小”、“准确”）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 准确 (3). 偏小 ‎【解析】‎ ‎【详解】①[1][2] 如果甲同学以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标作出了T2-l图象，若他测得的图象的斜率为k，则，由公式，可知测得的重力加速度；若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，将摆线的长误为摆长，由公式 可知，与摆长无关，所以测量值准确 ‎②[3] 乙同学根据公式：得 ，并计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，将摆线的长误为摆长，即摆长L的测量值偏小，所以重力加速度的测量值就偏小。‎ 三、计算题(本题共4小题,共计44分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题。答案中必须明确写出数值和单位)‎ ‎14.如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交流电，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r0＝1.00 cm，线圈匝数N＝800，线圈横截面积S＝20 cm2，总电阻R1＝40 Ω，旋转磁极的磁感应强度B＝0.01 T，车头灯电阻R2＝10 Ω.当车轮转动的角速度ω＝8 rad/s时，求：‎ ‎(1)发电机磁极转动的角速度；‎ ‎(2)车头灯中电流的有效值．‎ ‎【答案】(1)280 rad/s　(2)0.064 A ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有 ω0r0＝ωr ‎＝8×rad/s＝280 rad/s.‎ ‎(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生感应电动势的最大值为 Em＝nBω0S＝800×0.010×280×20×10－4V＝4.48 V，‎ 感应电动势的有效值＝V＝3.2 V，‎ 通过车头灯的电流有效值为 I＝＝A＝64 mA.‎ 考点：考查了圆周运动以及交流电有效值的计算 点评：本题实际问题，考查应用物理知识解决实际问题的能力，关键要建立物理模型：传动装置加交流发电机．‎ ‎15.如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，当A球摆到最低点时，B球也恰好到达与A同一水平面处，求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比。(取g＝10m/s2，π2＝10)‎ ‎【答案】， n=0，1，2，3……‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】单摆的周期公式 ‎ ①‎ 当A球摆到最低点所用的时间 ‎ n=0，1，2，3…… ②‎ 由牛顿第二定律，B的加速度 ‎ ③‎ 由运动学公式 ‎ ④ ‎ 由①②③④解得 ‎， n=0，1，2，3……‎ ‎16.如图所示，绝缘材料制作轻质弹簧劲度系数为k，一端固定在墙壁上，另一端与带正电，电量为q质量为m的滑块A连接，整个装置处于匀强电场中，电场强度为E，最初水平向左，此时装置保持静止，弹簧具有势能Ep。（水平面光滑且绝缘，小球的电量不变.要求不用弹性势能本身的表达式求解）‎ ‎（1）现突然将电场方向变化为水平向右，大小不变，则A做简谐运动的振幅为多大？弹簧的最大弹性势能为多大？‎ ‎（2）若紧贴滑块A放另一绝缘材质，不带电的滑块B，滑块B质量也为m，开始都静止，再突然将电场方向变化为水平向右，大小不变，求B获得的最大速度为多大？‎ ‎【答案】（1）A=；Epm= Ep+（2）v=‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球处于平衡位置时，电场力与弹簧弹力平衡，弹簧压缩了x=，‎ 现突然将电场方向变化为水平向右，大小不变，则此时合力为2Eq，当弹簧伸长x=时合力又为零，速度最大，‎ 故A做简谐运动的振幅为2x=，‎ 根据动能定理知2Eqx=‎ 然后减速运动，速度为零时，弹性势能最大 根据能量守恒知Epm=Ep+2Eqx=Ep+‎ ‎（2）AB静止时qE=kx′‎ 电场向右后，一起向右加速运动，‎ 对整体：qE-kx=2ma FAB=ma 两滑块分离时，FAB=0，加速度为零；‎ 由此得：x=，‎ 分离时，弹簧的势能与最初位置弹簧的势能相等．所以，这一过程有：‎ qE•2x=2mv2，‎ B获得的最大动能为EK=mv2‎ 由此得vm=．‎ ‎17.如图所示，一束截面为圆形（半径R=lm）的平行紫光垂直射向一半径也为R的玻璃半球的平面，经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区，屏幕S至球心距离为D=m，不考虑光的干涉和衍射，试问：‎ ‎①若玻璃半球对紫色光的折射率为，请你求出圆形亮区的半径。‎ ‎②若将题干中紫色改为白光，在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是什么颜色？‎ ‎【答案】①1m ,② 紫色 ‎【解析】‎ ‎【详解】①如图，紫光刚要发生全反射时的临界光线射在屏幕S上的E点处，‎ E点到亮区中心G的距离r就是所求最大半径。‎ 设紫光临界角为C，则有 由几何知识可知：AB=R·‎ 所以有：‎ ‎②若将题干中紫光改为白光，由于紫光折射率最大，偏折角也最大，则知在屏幕S上形成的圆形亮区的边缘是紫色 ‎ ‎