【物理】新疆昌吉回族自治州昌吉州第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版） 10页

昌吉州第二中学2019-2020学年高二下学期期中考试 物理 ‎(时间：90分钟　满分：100分) ‎ 一、选择题(1～7为单项选择题，5～12为多项选择题．单选每小题5分，多选每小题6分，共65分)‎ ‎1．如图所示，小球在光滑水平面上的B、C之间做简谐运动，O为BC间的中点，B、C间的距离为‎10 cm，则下列说法正确的是( D　　)‎ A．小球的最大位移是‎10 cm B．只有在B、C两点时，小球的振幅是‎5 cm，在O点时，小球的振幅是0‎ C．无论小球在哪个位置，它的振幅都是‎10 cm D．从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是‎20 cm ‎2．下列说法正确的是(　 B 　)‎ A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大 B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应 C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大 D．因衍射是波特有的特征，所以波遇到障碍物时一定能发生明显衍射现象 ‎3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行并尽可能减小误差的是(　　)‎ A. 适当加长摆线 B. 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C. 单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些 D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较小的，B错；当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30-50次全振动后停止计时，求出平均周期，D错；‎ ‎4.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是 ▲ ‎ 甲 乙 丙 丁 f0‎ f A O A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的衍射现象引起的 ‎ B．乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测得简谐运动的周期较大 ‎ C．丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度 ‎ D．丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越大 ‎ ‎【答案】C ‎ ‎【命题立意】本题旨在考查光的干涉、简谐运动的振动图象、产生共振的条件及其应用。 ‎ ‎【解析】A、沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的，故A错误； ‎ B、演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图象的横标变大，但 ‎ 对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，故B错误； ‎ C、利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进行相互叠加，达到检查 ‎ 样品的平整度的目的，故C正确； ‎ D、由图可知当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，才出现共振现象，振幅才最大，故D ‎ 错误。 ‎ 故选：C ‎ ‎5.如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路图的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：光从空气进入玻璃在分界面上会发生折射，且折射角小于入射角，故B、D错误；光从玻璃进入空气折射角应大于入射角，所以C错误；从光密进入光梳，若满足入射角大于临界角的情况，则会发生全反射，故A正确．‎ 考点：本题考查光的折射、全反射 ‎6.如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是( )‎ A. 在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率 B. b侧光更容易产生衍射现象 C. 若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光 D. 通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距 ‎【答案】B ‎【解析】由图可以看出,a侧光偏折得较厉害,三棱镜对a侧光的折射率较大,所以a侧光,波长较小,b侧光,波长较大,又v=c/n,所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率,此题A错误；‎ b光的波长更长，因此更容易发生衍射现象，B正确；‎ a光折射率大，因此先消失的是a光，C错误 由双缝干涉的公式，因此b光的条纹间距大于a光的条纹间距，D错误 ‎7.一列向右传播的简谐横波t0＝0时刻的波形如图所示，波速v＝‎5 m/s，从t＝5 s时刻开始扫描质点A的振动图象如图所示，其中最符合实际的是(　　)‎ 答案　D 解析　简谐横波向右传播，由波形平移法可知t0＝0时刻质点A的振动方向向下．由题图读出波长λ＝‎20 m，则周期为T＝＝ s＝4 s，因为t＝5 s＝1T，所以质点A在t＝5 s时刻到达平衡位置下方，速度方向向下，正向波谷运动，所以从t＝5 s时刻开始扫描质点A的振动图象，D图最符合实际．‎ ‎8.下列关于光学现象的说法，正确的是（   ）‎ A. 单缝衍射条纹的特征是明暗相间平行等距 B. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光的干涉现象造成的 C. 光纤传导利用光的全反射原理，光纤由芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小 D.拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光 ‎【答案】BD ‎【解析】单色光通过某一狭缝形成的衍射条纹为间距不等的亮条纹；故A错误．肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的，故B正确．光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故C错误．黄色光的波长大于蓝色光的波长，根据△x=λ知，黄光的波长大，则黄色光条纹间距大，故D正确．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光．故E正确．故选BDE．‎ 点睛：解决本题的关键知道衍射、干涉、偏振光的原理等，解决本题的突破口在于通过光电效应比较出两光的频率大小，知道频率、折射率、波长等大小关系．‎ ‎9.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则 (　　)‎ A. 该棱镜的折射率为 B. 光在F点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变小 D. 从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 ‎【答案】AC ‎【解析】由几何知识的入射角为，折射角为，由折射定律得，A错误．全反射公式，从F点处射的光束的入射角为，所以入射角小于全反射临界角，故不能发生全反射，B错误．棱镜的折射率要大于空气的折射率，根据公式得光在空气中的速度要大于在棱镜中的速度，光的频率一定根据得光在空气中的波长要比在棱镜中的波长长，故C正确．由几何知识得入射到E的光束与竖直方向平行，从F点出射的光束与竖直方向成夹角，所以不平行，故D错误．‎ ‎10．(多选)如图所示，甲为一列简谐波在t＝3.0 s时刻波的图象，Q为x＝‎4 m的质点，乙为甲图中P质点的振动图象，则下列说法正确的是(　　)‎ A．此波沿x轴负方向传播 B．t＝8.0 s时，P点位移为‎2 cm C．若障碍物的尺寸大于‎12 m，则该波不能发生明显衍射现象 D．该波能与另一列频率为4 Hz的简谐波发生稳定的干涉现象 答案　AB 解析　t＝3.0 s时P质点向y轴正方向振动，由“上下坡法”知此波沿x轴负方向传播，A正确；由题图可知这列波的周期T＝4 s，波长λ＝‎12 m，得波速v＝＝‎3 m/s，从t＝3.0 s到t＝8.0 s，Δt＝5.0 s＝，P 振动到正向最大位移处，B正确；产生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长差不多，C错误；根据波产生干涉的条件：频率相等，该波频率为 Hz，故不能发生稳定干涉现象，D错误．‎ ‎11. (多选)有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是(　　)‎ A．介质B的折射率最大 B．介质C的折射率最大 C．光在介质B中的速度最大 D．光在介质C中的速度最大 答案　BC 解析　由光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义知C的折射率比A的大，即nC>nA>nB，故选项B正确；利用n＝可以判断出，光在B中传播的速度最大，在C中传播的速度最小，故选项C正确．‎ ‎12．(多选)如图所示，在均匀介质中的一条直线上的两个振源A、B相距‎6 m，振动频率相等．t0＝0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，A的振动图象为甲，B的振动图象为乙．若由A向右传播的机械波与由B向左传播的机械波在t1＝0.3 s时恰好相遇，则下列判断正确的是(　　)‎ A．两列波在A、B间的传播速度大小均为‎10 m/s B．两列波的波长都是‎2 m C．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点 D．t2＝0.75 s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下 答案　AB 二、实验题(本题共2小题，共16分)‎ ‎13．(5分)如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖(图中实线部分)另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3.图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．‎ ‎(1)设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为n＝________.‎ ‎(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．‎ 答案　(1)l1和l3　　(2)偏大 解析　(1)根据几何知识得，入射角的正弦sin θ1＝，折射角的正弦sin θ2＝，又BO＝OC，则折射率为n＝＝.故需要测量的量有l1和l3；‎ ‎(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一个小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式n12＝可知，测得玻璃砖的折射率将偏大．‎ ‎14．(4分)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲所示)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，已知双缝间距为‎0.5 mm，从双缝到屏的距离为‎1 m，则图丙中游标卡尺的示数为_______ mm，图丁中游标卡尺的示数为______ mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_________________________，所测光波的波长为_____ m.‎ 答案　11.6　16.6　减小测量的偶然误差　6.25×10－7‎ 解析　图丙读数为‎11 mm＋6×‎0.1 mm＝‎11.6 mm，图丁读数为‎16 mm＋6×‎0.1 mm＝‎16.6 mm，实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小测量的偶然误差；Δx＝＝‎1.25 mm，根据Δx＝‎ λ，求得λ＝＝6.25×10－‎7 m.‎ 三、计算题(本题共3小题，共36分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎15．(10分)弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距‎20 cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，求：‎ ‎(1)振动的周期和频率；‎ ‎(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；‎ ‎(3)振子在B点的加速度大小与在距O点‎4 cm处P点的加速度大小的比值．‎ 答案　(1)1 s　1 Hz　(2)‎2 m　‎0.1 m　(3) 解析　(1)由题意可知，振子由B→C经过半个周期，即＝0.5 s，故T＝1 s，f＝＝1 Hz.‎ ‎(2)振子经过1个周期通过的路程s1＝‎0.4 m．振子5 s内振动了五个周期，回到B点，通过的路程：s＝5s1＝‎2 m．位移大小x＝‎10 cm＝‎0.1 m.‎ ‎(3)由F＝－kx可知：在B点时FB＝－k×0.1，在P点时FP＝－k×0.04，故＝＝.‎ ‎16．(10分)机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的坐标x＝‎0.32 m．从此时刻开始计时．‎ ‎(1)若每间隔最小时间0.4 s出现重复波形图，求波速大小；‎ ‎(2)若P点经0.4 s第一次到达正向最大位移，求波速大小；‎ ‎(3)若P点经0.4 s到达平衡位置，求波速大小．‎ 答案　(1)‎2 m/s　(2)‎0.3 m/s　(3)(0.8＋n) m/s(n＝0,1,2,3，…)‎ 解析　(1)依题意，周期T＝0.4 s，‎ 波速v＝＝ m/s＝‎2 m/s.‎ ‎ (2)波沿x轴正方向传播，‎ Δx＝‎0.32 m－‎0.2 m＝‎0.12 m.‎ P点恰好第一次到达正向最大位移 波速v＝＝ m/s＝‎0.3 m/s.‎ ‎(3)波沿x轴正方向传播，若P点恰好第一次到达平衡位置，则波传播的距离为‎0.32 m，‎ 由周期性可知波传播的可能距离Δx＝(0.32＋n) m(n＝0,1,2,3，…)‎ 可能波速v＝＝ m/s＝(0.8＋n) m/s(n＝0,1,2,3，…)．‎ ‎17.(13分)如图所示，△ABM为透明柱状介质的横截面，其中∠A＝30°.一束单色光从AM的中点P以一定的入射角入射，恰好能在AB边上发生全反射，且反射后的光线垂直BM边射出．已知BM边的长度为a，光在真空中的传播速度为c，求：‎ ‎(1)该透明介质的折射率；‎ ‎(2)该单色光在透明介质中的传播时间．‎ 答案　(1)　(2) 解析　(1)单色光在透明介质中的传播路线如图所示(2分)‎ 由几何关系可知，当单色光在AB边上刚好发生全反射时，其临界角为60°‎ 由sin C＝可得n＝(1分)‎ 代入数据可得n＝(1分)‎ ‎(2)由几何关系可得PE＝a，∠PEQ＝120°，由正弦定理得PQ＝PE＝a，AQ＝PQ＝a 又因为QB＝AB－AQ＝a，所以QF＝a(3分)‎ 单色光在该透明介质中的传播速度v＝＝c，(1分)‎ 所以单色光在该透明介质中的传播时间t＝，(1分)‎ 代入数据可得：t＝.(1分)‎