【物理】安徽省安庆市桐城市某中学2019-2020学年高二考试试卷（解析版） 15页

物理试卷 一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）‎ 1. 简谐运动属于 A. 匀速直线运动 B. 匀变速直线运动 C. 匀变速运动 D. 变加速运动 2. 汽车无人驾驶技术最常用的是ACC自适应航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。其使用的传感器主要有毫米波雷达，通过发射和接收调制过的无线电波来判断前车的距离、方位和移动速度等信息。ACC自适应航控制利用了 A. 波的折射现象 B. 波的多普勒效应 C. 波的衍射现象 D. 波的干涉现象 3. 一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是 A. 左侧的质点重复右侧的质点的振动过程 B. 波的传播速度逐渐减小 C. S点振动的频率逐渐增大 D. 波的传播方向与质点的振动方向相同 4. 一列波正沿x轴正方向传播，波速为。某时刻波形如图所示，质点P的位置坐标为，下面说法正确的是 A. 质点P振动的频率为2Hz B. 经过，质点P向x轴正方向移动了4m C. 经过，质点P运动的路程为4cm D. 质点P的振动方程为 1. 如图所示是两个理想单摆的振动图象。下列说法中正确的是 A. 甲、乙两个摆的摆长之比为1：2 B. 甲摆的速度为零时，乙摆的速度最大 C. 甲摆的加速度最小时，乙摆的速度最小 D. 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能最小 2. 图甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示。已知发电机线圈的电阻，电流表为理想电表，R为电阻箱。下列判断正确的是 A. 该交变电流的周期为50s B. 时，线圈平面与磁场方向平行 C. 当时，电流表的示数为 D. 当时，发电机的输出功率最大 3. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。、和为三个相同的定值电阻。下列说法正确的是 A. 开关S由闭合变成断开，通过的电流增大 B. 开关S由闭合变成断开，通过的电流增大 ‎ C. 开关S断开，电阻和两端的电压之比为1：4 D. 开关S断开，电阻和消耗的电功率之比为1：4‎ 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ 1. 如图所示为杨氏双缝干涉的示意图，为激光的波长，下列说法中正确的是 A. 杨氏双缝实验证明光是一种横波 B. 屏上点形成暗条纹 C. 如果，点形成暗条纹 D. 如果，点形成暗条纹 2. 为了测量高电压和强电流的大小，常用到变压器的有关原理。如图所示为某种互感器，a表示电压表或电流表，两个线圈的匝数比为1000：电表的示数为国际单位则 A. a为电流表 B. a为电压表 C. 被测电路的电流有效值是 D. 被测电路的电压有效值是 3. 某复色光由空气斜射入某介质中后分解为a、b两束单色光，如图所示。以下说法正确的是 A. 介质对a光的折射率小于对b光的折射率 B. 介质对a光的折射率大于对b光的折射率 C. 在真空中，a光的传播速度比b光大 D. 在介质中，a光的传播速度比b光小 1. 如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰实线和波谷虚线。的振幅，的振幅，则下列说法正确的是 A. B、C两处的质点是振动减弱的点 B. A、D连线的中点处的质点是振动减弱的点 C. 图示时刻A、D两处的质点的竖直高度差是14cm D. 再过半个周期，C处质点通过的路程是14cm 2. 如图所示，图甲为一列简谐横波在时的波动图象，图乙为某质点的振动图象，下列说法正确的是 A. 若波沿x轴正方向传播，则图乙可能是处质点的振动图象 B. 波源的振动周期为，波的传播速度为 C. 当处质点运动到波谷位置时，当处质点运动到波峰位置 D. 时刻，处质点沿y轴正方向振动 三、填空题（本大题共1小题，共6.0分）‎ 3. 一交流发电机产生的电动势为，则线圈转动的角速度是______，该交变电流的电动势的有效值为______V；若将此电压加在的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V。‎ 四、实验题（本大题共1小题，共9.0分）‎ 1. 某实验小组用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率。按照正确的操作步骤得到如图甲所示的光路图。 用量角器分别量出入射角i和折射角r，则该玻璃砖的折射率为______。 在实验数据的处理中，有两位同学各设计了一个记录表格，而且都已完成了计算，根据他们设计的表格所反应的信息，判断他们论证做得是否正确。 甲同学设计的表格是：‎ 次数 入射角 折射角 n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 乙同学设计的表格是：‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ 角平均值 正弦值 n 入射角 折射角 上述两位同学的做法，正确的是______填“甲”、“乙”或“甲乙均正确” 如图乙，以个为圆心，作半径为R的圆与OA、分别交于P、Q两点。过P、Q两点分别作法线的垂线，垂足分别为、则玻璃的折射率可以表示为______。‎ 五、计算题（本大题共3小题，共47.0分）‎ 2. 如图所示为一个直角三角形的玻璃棱镜ABC的截面，面AC镀银，，BC边长为2L，D为BC的中点。一束单色光从D点以某一角度射入玻璃棱镜，经BC面折射后的光线与AB平行，已知光在真空中的速度为c，玻璃棱镜对单色光的折射率求： 从D点射入的光线的入射角i； 光线在玻璃棱镜中传播的时间t。 ‎ 1. 如图甲所示，简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两质点，它们的振动图象如图乙所示。 若该简谐横波在介质中传播的速度为，求该波的波长； 若该简谐横波的波长大于6m，求该波的传播速度。 ‎ 2. 如图所示，两根光滑水平金属导轨间距为，两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，磁场垂直纸面向外。导体棒MN在外力作用下在P、Q之间做往复运动，其速度随时间变化的关系式为。定值电阻，，，导体棒的电阻为，导轨电阻不计，P、Q之间的区域足够大。求： 导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式； 导体棒所受的安培力F的表达式； 在20s内定值电阻产生的热量。‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】D ‎【解析】解：简谐运动中回复力不断变化，由牛顿第二定律可知，加速度，加速度也是不断变化，故是变加速运动，故ABC错误，D正确； 故选：D。 简谐运动的位移随时间作周期性变化，而回复力与位移的关系是，回复力随时间也作周期性变化，加速度也随时间作周期性变化，物体作变速运动。 本题只要知道简谐运动描述运动的物理量：加速度回复力、位移、速度都随时间作周期性变化即可。 2.【答案】B ‎【解析】解：当声源和观察者之间的距离不变化时，观察者接收到的频率和声源发出的频率相等；当声源和观察者之间的距离增大时，观察者接收到的频率和声源发出的频率减小；当声源和观察者之间的距离减小时，观察者接收到的频率和声源发出的频率增加，其原理是小的多普勒效应。故B正确，ACD错误 故选：B。 通过发射和接收调制过的无线电波的频率的变化确定前车的运动情况是利用的波的多普勒效应。 本题主要是考查多普勒效应，要理解接收到的频率与声源发出的频率之间的关系反映的运动情况。 3.【答案】C ‎【解析】解：A、波自左往右传播，右侧质点重复左侧质点的振动过程，故A错误； B、机械波的波速是由介质决定的，则波在绳子中的传播速度不变，故B错误； C、由图看出，该波的波长减小，而波速一定，由波速分析得知频率增大，故C正确； D、绳波属于横波，波的传播方向与质点的振动方向始终垂直，故D错误。 故选：C。 波速是由介质的性质决定的，与波长无关； 由图读出波长的变化，机械波的波速由介质决定，抓住波速不变，由波速公式 分析频率的变化； 本题关键要抓住波速是由介质决定，保持不变，再由波速公式分析频率的变化情况。 4.【答案】C ‎【解析】解：A、由图可知，由可得频率，故A错误； B、质点P只能在平衡位置附近上下振动不随波运动，故B错误； C、因为，所以经过，P点运动的路程一定为，故C正确； D、质点P的初相不为零，故D错误； 故选：C。 由图可得波长，根据波速公式计算波的周期和频率； 波在传播过程中，质点只在平衡位置上下振动； 在半个周期内，质点的路程一定为2A，但在个周期内的路程不一定是一个振幅A； 根据振动方程的特征判断； 解决本题的关键能够根据波速公式求解波的周期和频率，要加强练习，提高分析振动和波动联系的能力。 5.【答案】D ‎【解析】解：A、根据振动图象知，甲、乙两个单摆的周期分别为，，由单摆的周期公式得：单摆的摆长之比：：：4，故A错误； BC、根据振动图象知，甲摆的速度为零即处于最高点时，乙摆并未在出现在平衡位置，其速度不是最大值； 甲摆的加速度最小为零即处于最低点时，乙摆并不总是出现在最高点，其速度并不是总为零，故BC错误； D、时，甲摆处在最低点重力势能最小，乙摆最高点速度为零，其动能为零，故D正确； 故选：D。 根据振动图象得出甲乙两单摆的周期，根据周期公式判断两者摆长关系； 根据振动图象判断两单摆的速度与加速度的大小关系； 时，根据图象找到甲乙两摆所处的位置，进而判断其重力势能和动能情况； 正确根据图象读出两单摆的周期，熟记单摆的周期公式，能正确分析单摆的运动情况； 6.【答案】D ‎【解析】解：A、由乙图可知，交流电的周期，故A错误； B、时，产生的感应电动势最小为零，故此时线圈平面位于中性面位置，与磁场方向垂直，故B错误； C、由乙图可知，产生的感应电动势的最大值为，有效值，根据闭合电路的欧姆定律可知当时，电流表的示数为，故C错误； D、发电机的输出功率，由数学知识可知，当时，输出功率最大，故，故D正确； 故选：D。 由图象可得电动势最大值，计算出有效值，根据闭合电路的欧姆定律求电流表的读数值，利用求得发电机的输出功率，结合数学知识求得最大值的条件； 交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，结合数学知识求得极值。 7.【答案】D ‎【解析】解：A、开关S由闭合变成断开，副线圈电路中总电阻增大，故副线圈中的电流减小，即流过的电流减小，根据可知，原线圈中的电流减小，故流过电阻的电流减小，故AB错误； C、开关S断开，设原线圈两端的电压为，则副线圈两端的电压，由于和相等，故电阻分的的电压为，副线圈中的电流为，故原线圈中的电流，故电阻分的的电压，故电阻和两端的电压之比为1：2，故C错误； D、断开S后，和消耗的电功率之比为，故D正确； 故选：D。 开关S由闭合变成断开判断出副线圈中电阻的变化特点，由欧姆定律判断出副线圈中的电流变化，结合理想变压器原副线圈中电流电压与匝数的关系即可判断，当开关S 断开时，根据原副线圈中闭合电路的欧姆定律求得电压和消耗功率关系； 本题主要是考查变压器的原理，知道理想变压器电流、电压与匝数是关系，然后结合欧姆定律即可顺利求解 8.【答案】CD ‎【解析】解：A、激光能够发生偏振现象，本质是电磁波，故激光是横波，但杨氏双缝实验不能证明光是一种横波，故A错误； BCD、发生干涉的条件是两列光的频率相同，杨氏双缝干涉实验中，当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍时，出现明条纹；光屏上的点到双缝的路程差是半波长的奇数倍时，出现暗条纹，屏上点到双缝的距离为零，即半波长的偶数倍，形成亮条纹； 如果，点形成暗条纹； 如果，点形成暗条纹，故B错误，CD正确。 故选：CD。 光能够发生偏振现象，是横波。 当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹。 此题考查了杨氏双缝干涉实验，解题的关键是明确明暗条纹的产生条件，在光屏上什么位置出现明条纹，什么位置出现暗条纹。 9.【答案】BD ‎【解析】解：A、原线圈两端接电源两端的电压，所以是电压互感器，测量的是电压，a为电压表，故A错误，B正确； C、已知：：1，电压表示数为100V，根据可知传输电压为：，故C错误，D正确 故选：BD。 电压互感器与变压器一样，是应用了互感现象，可根据电压比等于匝数比即可判断； 本题主要考查了电压互感器，和电流互感器的特点，及如何连接在电路中即可判断。 10.【答案】BD ‎【解析】解：AB、由图看出，a光的偏折程度大于b光的偏折程度，则a光的折射率大于b光的折射率，故A错误，B正确； C、在真空中，所有色光的传播速度相等，都为c，故C错误； D、介质对a光的折射率大于对b光的折射率，根据光速公式分析知在介质中，a 光的传播速度比b光小，故D正确。 故选：BD。 根据光线的偏折程度比较折射率的大小，在真空中，所有色光的传播速度相等，都为c，再根据光速公式分析光在介质中传播速度的大小。 解决本题的关键在于通过光线的偏折程度分析折射率的大小，要知道折射率与波速、频率、波长等物理量之间的关系。 11.【答案】AC ‎【解析】解：A、两个波源的振动步调一致，图中A、D两点到两个波源路程差为零，是波峰与波峰相遇，是振动加强点，而BC是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A正确； B、A、D连线上的点，都属于振动加强点，故B错误； C、图示时刻，质点A的位移为，质点D的位移为，故质点A、D在该时刻的高度差为14cm，故C正确； D、质点C是振动减弱点，振幅为，半个周期，通过的路程为，故D错误。 故选：AC。 几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 频率相同的两列同性质的波相遇产生稳定干涉图象，波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇的是振动加强点，而波峰与波谷相遇是振动减弱点。 此题考查了波的干涉，某质点的振动是加强还是减弱的确定，取决于该点到两相干波源的距离之差。 当两波源振动步调一致时： 若1，2，，则振动加强； 若1，2，，则振动减弱。 当两波源振动步调相反时： 若1，2，，则振动加强； 若1，2，，则振动减弱。 12.【答案】ABC ‎【解析】解：A、波沿x轴正方向传播，甲图中在时刻时处的质点正通过平衡位置沿y轴正方向振动，在同一时间乙图的中，质点恰处在平衡位置且正向y轴正方向振动，故A正确； B、由甲图可知，波长，由乙图可知波的周期，则波速，故B正确； C、处的质点和处的之间间隔半个波长，其振动情况完全相反，所以当处质点运动到波谷位置时处质点运动到波峰位置，故C正确； D、由图乙可知，时刻质点沿y轴负方向运动，故处的质点沿y轴负方向振动，故D错误。 故选：ABC。 在波的传播方向一定的情况下，根据乙图上质点的振动情况，在甲图读出同一时刻与乙图对应的质点； 由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，根据波速公式求波的传播速度； 相差半个波长的质点的振动情况完全相反来判断与处质点的振动情况； 根据波形图结合周期与时间的关系判断处质点的振动情况； 本题考查识别、理解振动图象和波动图象物理意义和把握两种图象联系的能力。在简谐运动中，往往根据时间与周期的关系来判断质点的振动情况。 13.【答案】   110‎ ‎【解析】解：根据电动势为可知，电动势的最大值为，角速度，电动势的有效值，电容器的耐压值为交流电的最大值，故为110V； 故答案为：；；110 根据电动势的表达式可知交流电的电压最大值以及角速度，根据交流电的有效值和最大之间的关系求得有效值，电容器的耐压值应看最大值 本题关键是明确电容器的耐压值看最大值，同时要明确电器铭牌上电压和电流是有效值，同时知道最大值和有效值间的关系。 14.【答案】  甲 ‎ ‎【解析】解：该玻璃砖的折射率为。 甲同学做法正确。每次测量的入射角和折射角之间直接关系，不能通过求入射角平均值和折射角平均值来求折射率，所以乙的做法是错的。 根据几何关系得：  ， 且有 则 故答案为：；甲；。 根据折射率的定义来求该玻璃砖的折射率n。 根据折射率的定义求出每次测得的折射率，再求折射率的平均值，不能求出角平均值，再求折射率。 根据几何关系求出入射角正弦和折射角正弦，再求折射率。 解决本题的关键要理解并掌握实验原理：折射率的定义，学会运用单位圆法求折射率。 15.【答案】解：单色光在玻璃棱镜中传播的光路图如图所示 根据几何知识可知，， 根据折射定律有 所以从D点射入的光线的入射角i为； 光在玻璃砖内传播的路径为， 其中， ， 光在玻璃中的传播速度为， 所以光线在玻璃棱镜中传播的时间 ‎。 答：从D点射入的光线的入射角i为； 光线在玻璃棱镜中传播的时间t为。‎ ‎【解析】根据几何知识分析光在D点的折射角，再由折射定律求解； 根据几何知识求解光在玻璃棱镜中传播的路程，由求解传播速度，再根据求解光线在玻璃棱镜中传播的时间t。 解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识求解相应的长度和相关的角度，熟记折射定律，熟记光在介质中传播的速度的公式。 16.【答案】解：简谐横波的周期 由波速公式得：   该波的波长 时刻，质点P通过平衡位置向上运动，质点Q位于波谷。 若波由P传到Q，得，1，2，3， 得，1，2，3， 结合波长大于6m，知n取0，1，波长为或 波速为或 若波由Q传到P，得，1，2，3， 得，1，2，3， 结合波长大于6m，知n取0，波长为 波速为 答： 该波的波长是； 若该简谐横波的波长大于6m，若波由P传到Q，该波的传播速度为或。若波由Q传到P，该波的传播速度为。‎ ‎【解析】由图读出周期，由波速公式求该波的波长； ‎ 由图象可知，结合波形图确定波长，再求波传播的速度。 解决本题的关键是理解波的周期性和双向性，根据波长的通项确定波长的特殊值，要有运用数学知识解决物理问题的能力。 17.【答案】解：根据法拉第电磁感应定律得； 回路总电阻， 流过导体棒的电流， 导体棒受到的安培力； 整个回路的电流的有效值， 通过定值电阻的电流的有效值为， 定值电阻产生的热量为。 答；导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式； 导体棒所受的安培力F的表达式； 在20s内定值电阻产生的热量为25J。‎ ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律求解电动势的瞬时值； 根据闭合电流欧姆定律求解回路中的电流，从而计算导体棒上的安培力表达式； 根据电流的表达式找到电流的有效值，再利用焦耳定律计算电阻上的焦耳热即可； 本题关键是明确切割的速度按照正弦规律变化导致电动势的瞬时值按照正弦规律变化，根据峰值和有效值的关系求解电流有效值来处理焦耳热。‎