内蒙古包头市北方重工第三中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含解析

内蒙古包头市北方重工第三中学2019-2020学年高二下学期期中考试物理试题 Word版含解析

高二年级期中考试物理试题 满分：120分 考试时长：100分钟 第一部分 一、选择题（1-7题为单选题，每题3分，共计21分；8-16题为多选题，每题5分，漏选得2分，错选或多选不得分，共计45分；总计66分。）‎ ‎1. 如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（　　）‎ A. a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样 B. a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样 C. 形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D. 在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．双缝干涉图样条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则知a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确；‎ C．根据可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误；‎ D．波长越长，频率越小，折射率越小；形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎2. 如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6V　3W”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。下列说法正确的是（　　）‎ - 18 -‎ A. 变压器原副线圈的匝数比为1∶2‎ B. 副线圈两端输出的交流电频率为100Hz C. 电流表的示数为0.5A D. 电压表的示数为12V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．三灯均正常发光，设流过灯泡电流为I，则原线圈中电流为I，副线圈中电流为2I，则根据电流之比等于线圈匝数的反比可知，线圈匝数之比为 ，故A错误；‎ B．由图可知，交流电的周期为T=0.02s，则其频率为 因变压器不改变交流电的频率，故副线圈中交流电的频率也为50Hz，故B错误；‎ C．电流表的示数为有效值，每个灯泡的电流为 则电流表示数为 故C错误；‎ D．电压表的示数为变压器输入电压，交流电的有效值为；则有 故D正确。‎ 故选D。‎ ‎3. 如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）‎ - 18 -‎ A. 用户用电器上交流电的频率是100Hz B. 发电机输出交流电的电压有效值是500V C. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D. 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由题图乙知交变电流的周期为s，设频率为Hz，A选项错误；发电机输出的最大电压为500V，故B选项错误；输电线的电流由负载决定，故C选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率减小，故D选项正确．‎ 考点：变压器 远距离输电 峰值和有效值 输电电流 损耗功率 ‎4. 如图所示，是研究光电效应的电路图，对于某金属用绿光照射时，电流表指针发生偏转．则以下说法正确的是（　　）‎ A. 将滑动变阻器滑动片向右移动，电流表的示数一定增大 B. 如果改用紫光照射该金属时，电流表无示数 C. 将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，电流表的示数一定增大 D. 将电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑动片向右移动一些，电流表的读数可能不为零 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ - 18 -‎ 当滑动变阻器向右移动时，正向电压增大，光电子做加速运动，需讨论光电流是否达到饱和，从而判断电流表示数的变化．发生光电效应的条件是当入射光的频率大于金属的极限频率时，会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，当将电源的正负极调换，即加反向电压，则电流表可能没有示数，也可能有示数．‎ ‎【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流表的示数可能不变，故A错误；‎ B．如果改用紫光照射该金属时，因频率的增加，导致光电子最大初动能增加，则电流表一定有示数，故B错误；‎ C．将K极换成逸出功小的金属板，仍用相同的绿光照射时，则光电子的最大初动能增加，但单位时间里通过金属表面的光子数没有变化，因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也不变，饱和电流不会变化，则电流表的示数不一定增大，故C错误；‎ D．电源的正负极调换，仍用相同的绿光照射时，将滑动变阻器滑片向右移一些，此时的电压仍小于反向截止电压，则电流表仍可能有示数，故D正确．‎ ‎【点睛】本题考查光电效应基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材，牢记并理解这些基础知识点和基本规律，注意饱和电流的含义，及掌握紫光与绿光的频率高低．理解饱和电流与反向截止电压的含义，注意光电子最大初动能与入射光的频率有关．‎ ‎5. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v=4m/s，已知坐标原点（x=0）处质点的振动图象如图所示，在下列幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：简谐横波沿x轴负方向传播，因此在t＝0.15 s时，原点处的质点位移是为正，向负方向振动．CD图原点处的质点位移为负，所以CD错；B图向正方向振动，B错，因此选Ａ．‎ 考点：振动图象与波的图象 - 18 -‎ ‎6. 如图两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（　　）‎ A. 甲的振幅较大，且振动频率为8 Hz B. 甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz C. 乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz D. 乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，甲乙两个弹簧振子都做受迫振动，它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz，由于甲的频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大。‎ 故选B ‎7. 两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻两侧面相互平行，一束白光从棱镜的左面入射，从的右面出射，则出射光线是（ ）‎ A. 一束白光 B. 白光带 C. 散射彩色带 D. 平行彩色带 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】各色光经两等腰棱镜折射的光路图如图所示．‎ - 18 -‎ 各色光经多次折射，但由于两棱镜相邻两侧面平行，所以各色光出射光线与入射光线平行，最后出射光线平行彩色带．‎ A.一束白光与分析结果不相符；故A项不合题意.‎ B.白光带与分析结果不相符；故B项不合题意.‎ C.散射彩色带与分析结果不相符；故C项不合题意.‎ D.平行彩色带与分析结果相符；故D项符合题意.‎ ‎8. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 机械波和电磁波都能在真空中传播 B. 铁路，民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测 C. 根据狭义相对论的原理知，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 D. 两列波叠加时产生干涉现象，其振动加强区域与减弱区域是稳定不变的 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】机械波的传播需要介质，A错；红外线热效应显著，而穿透本领较弱，不能用来安检，铁路、民航等安检口使用x射线线对行李内物品进行检测．故B错误．根据相对论的基本原理得知：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．故C正确．两列波发生干涉时，振动加强区域与减弱区域是相互间隔，是稳定不变的．故D正确．‎ ‎9. 下列说法正确的是（　　）‎ A. 水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的衍射现象 B. 洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段，是共振现象 C. 戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是光的偏振现象 D. 在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高，是声波的多普勒效应 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．水面上的油膜在阳光下会呈现彩色花纹，是光的干涉现象，选项A错误；‎ B．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈振动阶段，是共振现象，选项B正确；‎ C．戴上特制的眼镜观看3D电影产生立体视觉，是光的偏振现象，选项C正确；‎ - 18 -‎ D．在站台上听到驶来的火车汽笛声音调变高，是声波的多普勒效应，选项D正确。‎ 故选BCD。‎ ‎10. 一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，AB面镀银，一细光束从AC面的p点沿平行底面AB方向射入棱镜后，其中有两种色光I、II经AB面反射后分别从BC面的Q点和Q′点射出，则下列说法不正确的是（　　）‎ A. 色光I的折射率小于色光II的折射率 B. 色光I在玻璃中的传播速度大于色光II在玻璃中的传播速度 C. 若色光II照在金属板a上，金属板a有光子逸出，则色光I照射在该金属板a，金属板a上一定有光电子逸出 D. 用色光I和色光II分别在同一双缝干涉装置中做实验时，色光I的条纹间距较大 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．作出两条光线的光路图如下 可知，从Q点射出的色光I折射率较大，频率较大，故A错误，符合题意；‎ B．根据可知，色光I折射率大，故色光I在玻璃中的传播速度小于色光II在玻璃中的传播速度，故B错误，符合题意；‎ C．色光I频率大，光子能量较色光II大，若色光II照在金属板a上，金属板a有光子逸出，则色光I照射在该金属板a，金属板a上一定有光电子逸出，故C正确，不符合题意；‎ D．根据可知，用波长较小的色光I和波长较长的色光II分别在同一双缝干涉装置中做实验时，色光II的条纹间距较大，故D错误，符合题意。‎ - 18 -‎ 故选ABD。‎ ‎11. 如图中，一玻璃柱体的横截面为半圆形。细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（　　）‎ A. 光束1转过15°‎ B. 光束1转过30°‎ C. 光束2转过的角度小于15°‎ D. 光束2转过的角度大于15°‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据题意得，半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15°的光路图如图 转动前光束1（反射光）与入射光线间的夹角为 转动后，入射光线与法线（图中虚线）夹角为60°，反射光与入射光的夹角 光束1转过角度 故A错误，B正确；‎ - 18 -‎ CD．光束2（折射光）与入射光线间的夹角为 据折射定律 解得 则折射光与入射光间的夹角为 光束2转过的角度 故C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12. 如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移－时间图象，下列有关该图象的说法正确的是（　　）‎ A. 该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置 B. 从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的 C. 为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动 D. 图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图看出，弹簧振子在x轴方向做简谐运动，小球并不是沿t轴方向移动，由对称性可知，该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置，故A正确，B错误； C．类似于沙摆实验，为了显示小球在不同时刻偏离平衡的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动，故C正确； D．图象中小球的疏密反映了小球在x方向运动的快慢，越密速度越小，位置变化越慢，故D正确。 故选ACD。‎ - 18 -‎ ‎13. 振源O起振方向沿+y方向，从振源O起振时开始计时，经t=0.9s，x轴上0至12m范围第一次出现图示简谐波，则（　　）‎ A. 此列波的波速约为13.3m/s B. t=0.9s时，x轴上6m处的质点振动方向向下 C. 波的周期一定是0.4s D. 波的周期（n可取0，1，2，3……）‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由波形图可知，由于振源O起振方向沿+y方向，可知波传到的质点起振方向也沿+y方向，可知经0.9s波传到了x=18m的位置，波速为 选项A错误；‎ B．由波形图可知，t=0.9s时，x轴上6m处的质点振动方向向下，选项B正确；‎ CD．波的周期为 选项C正确，D错误；‎ 故选BC。‎ ‎14. 一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m，b点在a点的右方，如图所示．当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正向最大时，b点的位移恰为零，且向下运动，经过1.0 s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移达到负向最大，则这列简谐横波的波速可能等于(　　)‎ A. 4.67 m/s B. 6 m/s C. 10 m/s D. 14 m/s - 18 -‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由于波向右传播，据“a点位移达到正向最大时，b点的位移恰为零，且向下运动”，可画出此时a、b间的最简波形，如图所示．‎ 因未明确a、b距离与波长的约束关系，故a、b间的距离存在“周期性”．即 因所给定时间与周期的关系未知，故运动时间也存在“周期性”．即 因此可能的波速为 当时 当时 ‎(，v随n1增大还将减小)‎ 当时 ‎(，v随n2增大而增大)‎ 当时 据以上计算数据，不可能出现B和D选项的结果，故AC正确，BD错误。‎ ‎15. 一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A - 18 -‎ 上下振动了一段时间，某时刻两振源在长绳上形成波形如图，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次则产生了较强烈的振动，则 （ ）‎ A. 由Q振源产生的波先到达振动系统 B. Q振源离振动系统较远 C. 由Q振源产生的波的波速较接近4m/s D. 有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由“上下坡”法得知P振源起振方向向上，Q振源起振方向向下，由于小球第一次振动时起振方向向上，故先经过弹簧振子所在位置的是P波，故A错误；‎ B．s=vt，由于两列波在同一介质中传播，波速相等，Q波后到达弹簧振子所在位置，故Q振源离振动系统较远，故B正确；‎ C．Q晚到达弹簧振子所在位置，且小球产生了较强烈的振动，即共振，故Q的振动频率接近2Hz，则周期接近0.5s，波速 故C正确；‎ D．由于两列波的频率不同，不会产生稳定干涉现象，由于两列波的波长不等，则根据波的叠加原理，有4个时刻绳上会出现振动位移大小为2A的点，故D正确．‎ 故选BCD．‎ ‎【名师点睛】本题关键掌握共振现象及其产生的条件是解题关键，第二次弹簧振子产生了较强烈的振动，小球与波上的质点达产生了共振是本题的突破口，同时要知道机械波的波速由介质决定，同类波在同一介质中传播时波速相等．‎ ‎16. 如图所示，质量分别为mB和mC的物块B和C用轻弹簧栓接，C放在水平面上，A的质量为mA，弹簧的劲度系数为k，整个系统处于静止状态。突然拿走静止在B上的A物块，在振动过程中C不会离开地面，B将在竖直方向做简谐运动，下列说法中正确的是（　　）‎ - 18 -‎ A. mA一定小于mC B. mA一定不超过（mB+mC）‎ C. B的振幅一定不超过 D. B的振幅一定不超过 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．拿走静止在B上的A物块后，物块B做简谐振动的振幅为，此时B在平衡位置时，弹簧的压缩量为 ，当B到达最高点时，物块C不离开地面，则 即 选项A错误，B正确；‎ CD．拿走静止在B上的A物块后，物块B做简谐振动的振幅为，不超过，因mA和mB大小无法比较，可知选项C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ 第二部分 二、实验题（17题共9分；18题共6分，总计15分）‎ ‎17. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：‎ ‎（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可__________；‎ - 18 -‎ A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动 C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝 ‎（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=_________；‎ ‎（3）某次测量时，选用的双缝的间距为0．300 mm，测得屏与双缝间的距离为1.20 m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56 mm．则所测单色光的波长为______________nm（结果保留3位有效数字）．‎ ‎【答案】 (1). B (2). (3). 630‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（i）由Δx= ，因Δx越小，目镜中观察得条纹数越多，故B符合题意；‎ ‎（ii）由，λ= ‎ ‎（iii）λ==‎ ‎18. 在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示．计算折射率时，用________（ 填“d”或“e”）点得到的值较小，用________（ 填“d”或“e”）点得到的值误差较小．‎ ‎【答案】 (1). d (2). e ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ - 18 -‎ 作出光路图，通过折射角的大小，抓住入射角一定，比较折射率的大小．光线通过平行玻璃砖，出射光线与入射光线平行.‎ ‎【详解】连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率小；对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，ec连线与入射光线平行，误差小．如图所示:‎ ‎【点睛】解决本题的关键作出光路图，确定出折射角和入射角，结合折射定律进行分析．分析折射率的大小，关键比较折射角的大小．知道通过平行玻璃砖，出射光线与入射光线平行．‎ 第三部分 三、计算题（19题9分；20题10分；21题10分，22题10分，共39分）‎ ‎19. 在做双缝干涉实验时，用波长λ1＝0.60μm的光和另一波长未知的光一起照射到两个间距未知的狭缝上，结果发现已知波长的光在光屏上的中央亮条纹两侧的第4条亮条纹都和未知波长的光在光屏上的中央亮条纹两侧的第5条亮条纹重合，则未知波长的光的波长是多少？‎ ‎【答案】0.48μm ‎【解析】‎ ‎【详解】设未知波长为，则 根据题意 ‎20. 一列向右传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，波速为0.6m/s，P点的横坐标x=0.96m，从图示时刻开始计时，此时波刚好传到C点。‎ - 18 -‎ ‎（1）此时刻质点A的运动方向和质点B的加速度方向是怎样的；‎ ‎（2）经过多少时间P点第二次达到波峰；‎ ‎（3）画出P质点开始振动后的振动图象。‎ ‎【答案】（1）质点A运动方向沿y轴正方向，质点B的加速度方向沿y轴正方向；（2）1.9s；（3）振动图象如图 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）波向右传播，质点A的运动方向沿y轴正方向．质点B的加速度方向沿y轴正方向；‎ ‎（2）由图象可知，波长λ=0.24m，波的周期 T=s=0.4s 波从该时刻传播到P经历的时间 P开始向下振动，第二次到达波峰经历时间 所以 t=t1+t2=1.9s ‎（3）P点开始振动方向向下，周期为0.4s，其振动图象如图 - 18 -‎ ‎21. 一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形如图所示，已知介质中质点P的振动周期为2 s，此时P质点所在的位置纵坐标为2 cm，横坐标为0.5 m，试求从图示时刻开始在哪些时刻质点P会出现在波峰？‎ ‎【答案】 s(k＝0, 1, 2，…… )‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 由图读出波长，由波速公式v=λ/T 求出波速．题中此时刻质点P向下振动，根据波形的平移法可知，P向下振动到平衡位置所需的时间等于波沿x轴方向传播0.5 m的时间，即可进一步分析第一次到达波峰的时刻，得到时刻的通项．‎ ‎【详解】波的传播速度为：v＝＝3 m/s 由题意知此时刻质点P向下振动，所以P向下振动到平衡位置所需的时间等于波沿x轴方向传播0.5 m的时间t1＝s＝0.17 s 第一次到达波峰的时刻为：t2＝T＋t1‎ 所以质点P出现在波峰的时刻是：t＝kT＋t2＝s(k＝0, 1, 2，…… )‎ ‎22. 如图所示，一个盛有折射率为的液体的槽，槽的中部扣着一个屋脊形透明罩ADB，顶角(∠ADB)为30°，罩内为空气，整个罩子浸没在液体中．槽底AB的中点C处有一点光源，从点光源发出的光与CD的夹角在什么范围内时，光线可从液面上方射出．(液槽有足够的宽度，罩壁极薄，可不计它对光线产生折射的影响)‎ - 18 -‎ ‎ ‎ ‎【答案】0°～30°‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】如图，有一条光线从C点射向DB时，在M点折射后进入液体中，射向空气时在N点恰好发全反射，入射角等于临界角C，则有，C=45°，可知∠DNM=45°‎ ‎ 由题意可知，∠NDM=75°，故∠DMN=60°，折射角 θ2=30° 由折射定律得，可得入射角 θ1=45° 由几何关系可得 α=180°-105°-45°=30° 所以从点光源发出的光与CD的夹角在0°～30°范围内时光线可从液面上方射出．‎ - 18 -‎