【物理】新疆昌吉回族自治州昌吉州第二中学2019-2020高二下学期期中考试试题（解析版） 14页

昌吉州第二中学2019-2020高二下学期期中考试物理试题 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‎10cm，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球的最大位移是‎10cm B. 只有在B、C两点时，小球的振幅是‎5cm，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‎10cm D. 从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是‎20cm ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球位移的起点是O，小球经过B或C点时，位移最大，最大位移为‎5cm，故A错误；‎ BC．小球做简谐运动，振幅不变，由图知振幅为 故BC错误；‎ D．根据对称性和周期性可以知道，从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是4倍振幅，即为 故D正确。故选D。‎ ‎2.下列说法正确的是（　　）‎ 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 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振。故A错误；‎ B．医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理。故B正确；‎ C．两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大。故C错误；‎ D．波的干涉现象和明显的衍射现象都是有条件的，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎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】‎ ‎【详解】A．适当加长摆线，可增加单摆的周期，从而减小测量周期的相对误差，故A项正确；‎ B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较小的，从而减小空气阻力带来的影响，故B项错误；‎ C．单摆偏离平衡位置的角度不要超过5°，故C项错误；‎ D．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，故D项错误。‎ 故选A。‎ ‎4.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（　　）‎ 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，演示简谐运动的图象实验中，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跟固有频率相差越大，振幅越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】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，跟固有频率f0相差越大，振幅越小，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎【点睛】考此题考查光的全反射、干涉的应用，注意共振的条件，及简谐运动的固有周期与策动力周期的区别。‎ ‎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】‎ ‎【详解】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=‎5m/s，从t=5s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（　　）‎ A B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 简谐横波向右传播，由波形平移法可知t=0时刻质点A的振动方向向下．由图读出波长，则周期为，因为，所以质点A在时刻到达平衡位置向下，速度方向向下，正向波谷运动，所以从时刻开始扫描质点A的振动图象，D图最符合实际，故选项D正确，ABC错误．‎ 点睛：本题关键分析t=5s时刻质点A的状态，要熟练运用波形平移法判断质点的速度方向，根据位移图象的斜率判断质点的速度方向，并能把握两种图象的联系．‎ ‎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】‎ ‎【详解】A．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；‎ B．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；‎ C．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；‎ D．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内物品时，要在镜头前加装一个偏振片以过滤橱窗玻璃的反射光。故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎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.如图所示，甲为一列简谐波在t＝3.0s时刻波的图象，Q为x＝‎4m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＝8.0s时，P点位移为‎2cm C. 若障碍物的尺寸大于‎12m，则该波不能发生明显衍射现象 D. 该波能与另一列频率为4Hz的简谐波发生稳定的干涉现象 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本题考察根据振动图像和波动图像分析质点和波的运动以及对干涉、衍射现象的理解。‎ ‎【详解】A．t＝3.0s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；‎ B．由题图可知这列波的周期T＝4s，波长λ＝‎12m，得波速 v＝＝‎3m/s 从t＝3.0s到t＝8.0s Δt＝5.0s＝‎ P振动到正向最大位移处，B正确；‎ C．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正确；‎ D．根据波产生干涉条件：频率相等，该波频率为Hz，故不能发生稳定干涉现象，D错误。‎ 故选AB。‎ ‎11.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】‎ ‎【详解】AB．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，折射率是反应光线折射程度的物理量，进入C的折射程度大于A的折射程度，可知C的折射率比A的大，即 故A错误，B正确；‎ CD．利用 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C正确，D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.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 ‎【解析】‎ 两列波频率相同，在同一种介质中传播的速度相同，则波速，A正确；由可知，两波的波长为，B正确；当A的波峰（或波谷）传到C时，恰好B的波谷（或波峰）传到C点的振动始终减弱，C错误；，B点的振动情况与时刻相同，此时处在最大位置处，D错误．‎ 二、实验题(本题共2小题，共16分)‎ ‎13.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 为分界线，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________．‎ ‎(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________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). l1和l3 (2). 偏大 ‎【解析】‎ ‎【详解】第一空第二空.根据几何知识得，入射角的正弦，折射角的正弦，根据折射定律得，玻璃砖的折射率，所以需要用刻度尺测量l1和l3． 第三空.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，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，折射角变小，由折射率公式律可知，测得玻璃砖的折射率将偏大．‎ ‎【点睛】本题用插针法测定半圆形玻璃砖折射率，数据处理的方法是单位圆法，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，由实验原理律分析．‎ ‎14.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)，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，A与B间有3条条纹，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．(保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 11. 6 (2). 16.6 (3). 减小误差 (4). 6.3×10-7‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2][3][4]图丙读数为 图丁读数为 实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据求得 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.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）振动周期和频率；‎ ‎（2）振子在5 s内通过的路程及位移大小；‎ ‎（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点‎4 cm处P点的加速度大小的比值.‎ ‎【答案】(1)1.0 s　1.0 Hz　(2)‎2 m　‎0.1 m　(3)5∶2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题意可知，振子由B→C经过半个周期，即＝0.5 s，故T＝1.0 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 ‎＝＝5∶2.‎ ‎16.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，从此时刻开始计时。‎ ‎(1)若每间隔最小时间0.4s出现重复波形图，求波速大小；‎ ‎(2)若P点经0.4s第一次到达正向最大位移，求波速大小；‎ ‎(3)若P点经0.4s到达平衡位置，求波速大小。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)依题意得 解得波速为 ‎(2)波沿x轴正方向传播 P点恰好第一次到达正向最大位移，解得波速为 ‎(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‎0.32m，由周期性可知波传播的可能距离 代入解得，可能波速为 ‎17.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边上发生全发射，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】‎ ‎【详解】（1）单色光在透明介质中的传播路线如图所示 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60o 由可得 带入数据可得 ‎（2）由几何关系可得，，所以 ‎；‎ 又因为，所以 ‎；‎ 单色光在该透明介质中的传播速度 ‎，‎ 所以单色光在该透明介质中的传播时间 代入数据可得 ‎．‎ ‎【点睛】解决光学问题关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，画出光路图，运用几何知识结合解决这类问题．‎