【物理】广西桂林十八中学2019-2020学年高二下学期期中考试试题（解析版） 17页

桂林十八中2019-2020学年度18级高二下学期期中考试卷 物理（理科）‎ 第I卷（选择题，共50分）‎ 一、单选题（下列各题均有4个选项，其中只有一个是正确的，请将正确选项的字母代号填涂在答题卷的相应位置，多选、错选或不选，该小题不得分。本题共10小题，每小题3分，共30分）‎ ‎1.下列说法不正确的是(　　)‎ A. 为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，在国际单位制中，磁通量的单位定义为韦伯 B. 奥斯特发现了电流的磁效应 C. 法拉第发现了电磁感应现象 D. 法拉第提出了法拉第电磁感应定律 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．为了纪念韦伯在电磁领域做出的贡献，在国际单位制中，磁通量的单位定义为韦伯，故A正确；‎ B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B正确；‎ CD．法拉第发现了电磁感应现象，但没有提出了法拉第电磁感应定律，故D错误C正确。‎ 本题选择错误的，故选D。‎ ‎2.如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；‎ B项：线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确．‎ CD项：线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误．‎ 故选B．‎ ‎3.如图所示，甲为波源，M、N为两块挡板，其中M板固定，N板可移动，两板中间有一狭缝。此时测得乙处点没有振动。为了使乙处点能发生振动，可操作的办法是（　　）‎ A. 增大甲波源的频率 B. 减小甲波源的频率 C. 将N板竖直向下移动一些 D. 将N板水平向右移动一些 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】乙处点没有振动，说明波没有衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使乙处质点振动，可采用N板上移减小间距或增大波的波长，波速恒定，根据 可知减小甲波源的频率即可，ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎4.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则(　　)‎ A. 用户端的电压为U1 B. 输电线上的电压降为U C. 理想变压器的输入功率为I1U1 D. 输电线路上损失的电功率为I1U ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则 U1I1=U2I2‎ 可得 故A不符合题意；‎ B．输电线上的电压降为 ‎△U=U-U1‎ 故B不符合题意； C．输入功率 P=U1I1‎ 故C符合题意；‎ D．输电线路上损失的电功率为 P=I1(U-U1)‎ 故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎5.一正弦交流电电压随时间变化的规律如图所示．由图可知 A. 该交流电的电压瞬时值的表达式为u=sin（25t）V B. 该交流电的频率为50 Hz C. 该交流电的电压的有效值为 V D. 若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象可知交流电的电压最大值为Um=100V，由图可知，T=4×10-2s，故频率为：；ω=2πf=50π rad/s，该交流电的电压瞬时值表达式为：u＝Umsinωt＝100sin50t V，故AB错误；该交流电的电压有效值为，故C错误；若将该交流电加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗功率为 ‎，故D正确．‎ ‎6.如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)‎ A. 红黄蓝紫 B. 红紫蓝黄 C. 蓝紫红黄 D. 蓝黄红紫 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距可以知道波长越大，越大，故A是红光，C是蓝光．‎ 单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故BD是单缝衍射图样，B为紫光的单缝衍射图样，D为黄光单缝衍射图样．故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．‎ 所以选项B正确的，选项ACD错误．‎ 点睛：掌握单缝衍射和双缝干涉的图样的特点和图样与波长的关系是解决此题的唯一途径，故要加强对基础知识的记忆．‎ ‎7. 电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 A. 从a到b，上极板带正电 B. 从a到b，下极板带正电 C. 从b到a，上极板带正电 D. 从b到a，下极板带正电 ‎【答案】D ‎【解析】由图知，穿过线圈磁场方向向下，在磁铁向下运动的过程中，线圈的磁通量在增大，故感应电流的磁场方向向上，再根据右手定则可判断，流过R的电流从b到a，电容器下极板带正电，所以A、B、C错误，D正确．‎ ‎8.一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，图中质点A的振动图象如图乙所示．则下列说法中错误的是（　　）‎ A. 这列波的波速是‎25m/s B. 这列波沿x轴负方向传播 C. 质点A在任意的1s内所通过的路程都是‎0.4m D. 若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波频率为1.25Hz ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图甲知，波的波长λ=‎20m，由图乙知，周期T=0.8s，则波速 故A正确，不符合题意； B．由图乙知，质点A在t=0时刻的速度沿y轴正向，根据波形平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故B正确，不符合题意； C．，从图示位置开始，质点A通过的路程是S=‎5A=5×‎8cm=‎0.4m。但质点A做简谐运动，不同的起点在1s内能通过的路程不一定是‎0.4m，故C错误，符合题意； D．这列波的频率 产生稳定干涉现象的条件是两列波的频率和周期相等。故若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率为1.25Hz，故D正确，不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎9.一个透明均匀玻璃圆柱的横截面如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光从A点射入，分成两束分别从B、C射出，则下列说法正确的是(　　)‎ A. a光的折射率小于b光的折射率 B. 在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C. a、b两种单色光分别从B、C射出时折射角不相等 D. a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图像可知：在A点两光的入射角相等，a光的折射角大于b光的折射角，由折射率公式 可知a光的折射率小于b光的折射率，故A正确； B．a光的折射率小于b光的折射率，由 可知在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故B错误。 C．由几何知识知两光束在B、C两点的入射角分别等于在A点的折射角，根据光路可逆性原理可知在B、C的折射角等于在A点的入射角，所以从B、C射出时折射角相等，故C错误；‎ D．a光的折射率小于b光的折射率，则a光的波长大于b光的波长，根据 所以a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉条纹间距a的较大，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎10.如图所示，三个不同的灯泡A、B、C和自感线圈L，串联后再与灯泡C并联，电源的内阻忽略不计，电路稳定后，三个灯泡均正常发光。已知自感线圈的系数很大，直流电阻可以忽略不计，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 闭合开关S到电路稳定前，灯泡A亮度减小 B. 闭合开关S到电路稳定前，灯泡C亮度增大 C. 电路稳定后，断开开关S，灯泡A立刻熄灭 D. 电路稳定后，断开开关S，灯泡B立刻熄灭 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．开关S闭合瞬间，A和C同时发光，B由于线圈的阻碍电流增加，所以渐渐变亮；B的电流增大，则C的电流减小，A的电流增大，所以A灯变亮，C灯变暗。故AB错误；‎ CD．断开开关S的瞬间，由电感的特性可知：L和B、C组成的回路中的电流会被阻碍减小，导致B、C稍后同时熄灭，而A立刻熄灭，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）‎ ‎11.如图所示，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=‎20cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=4Ω，磁感应强度B的B－t图象如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　）‎ A. 电阻R的电流方向是从C到A B. 感应电流的大小逐渐增大 C. 电阻R的电压为4.8V D. 2s内电路产生的热量是为7.2J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由楞次定律可以判断出螺线管中电流方向从右向左，那么通过电阻R电流方向是从C到A，故A正确； B．根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得 E=1500×2×20×10-4=6V 由闭合电路欧姆定律得 所以感应电流的大小是恒定的，故B错误； C．螺线管两端的电压是外电压为 ‎ U=IR=1.2×4V=4.8V 故C正确； D．根据焦耳定律 代入数据可得2s内电路产生的热量是为 Q=14.4J 故D错误。 故选AC。‎ ‎12. 把一个具有球面的平凸透镜平放在平行透明玻璃板上(如图)．现用单色光垂直于平面照射,在装置的上方向下观察,可以看到干涉条纹,那么关于两束干涉光及干涉条纹的说法正确的是 A. 两束干涉光是、面反射形成的 B. 干涉条纹是中央疏边缘密的同心圆 C. 两束干涉光是、面反射形成的 D. 干涉条纹中是中央密边缘疏的同心圆 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 本题考查光的干涉．将一曲率半径相当大的平凸玻璃透镜放在一平面玻璃的上面，则在两者之间形成一个厚度随直径变化的空气薄膜，空气薄膜的等厚干涉条纹是一组明暗相间的同心环，该干涉条纹最早被牛顿发现，所以称为牛顿环．由图可知，空气薄层是两个反射面，所以可以得到，两束干涉光是图中b、c面反射形成，故A错误，C正确；用单色光照射时，表现为一些明暗相间的单色圆圈．因空气薄层厚度不是均匀增加，而是越向外越厚，所以这些圆圈的距离不等，随离中心点的距离的增加而逐渐变窄，干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，是中央疏边缘密的同心圆，故B正确，D错误．‎ 因此选：BC．‎ ‎13.振源S1和S2在做简谐运动，向四周分别发出振幅为A1、A2的两列横波，形成如图所示的干涉图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，N点为波峰与波谷相遇点，M点为波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两个振源S1和S2的振动频率一定相同 B. N点为振动减弱点，M点为振动加强点 C. 从图示时刻经过一个周期，N点通过的路程一定为0‎ D. 从图示时刻经过半个周期，M点通过的路程为A1+A2‎ ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．只有频率相同的两列同性质的波相遇，才能产生稳定干涉图象，故A正确； B．M点是波峰与波峰叠加，是振动加强点；N点是波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故B正确； C．从图示时刻经过一个周期，N点通过的路程是振幅的4倍，而位移却一定为0，故C错误； D．从图示时刻经过半个周期，M点通过的路程为2（A1+A2‎ ‎），故D错误。 故选AB。‎ ‎14.如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知(　　)‎ A. 则该单摆的摆长约为‎1m B. 共振时单摆的振幅为‎12cm C. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将增大 D. 若增大摆球的质量，则单摆的固有频率将减小 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由共振曲线可知，单摆的固有频率为0.5Hz，则固有周期为 代入单摆周期公式 解得，故A正确；‎ B．共振时，单摆振幅最大，为‎12cm，故B正确；‎ CD．单摆周期公式为 与摆球质量无关，改变摆球质量，周期不变，故CD错误。‎ 故选AB。‎ ‎15.如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则 A. 图中a光为偏振光 B. 图中b光为偏振光 C. 以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮 D. 以SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B、由题意可知，人眼在P处看不到光亮，是因为偏振片A与偏振片B相互垂直，a光是自然光，经过偏振片后，b光是偏振光，故A错误，B正确．‎ C、D、由上分析可知，当SP为轴将B转过后，在P处将看到光亮，故C错误，D正确．故选BD．‎ ‎【点睛】根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．题中另一侧能观察到光即可同时自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向放射．‎ 第II卷（非选择题，共50分）‎ 三、实验题（本题共2小题，16题6分，17题10分，共16分．）‎ ‎16.如图a所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置．然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．‎ ‎1.此后正确的操作步骤是 ．（选填选项前的字母）‎ A．插上大头针P3，使P3挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像 C．插上大头针P4，使P4挡住P3的像 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 ‎2.正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）．为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示．在甲、乙图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图 ‎ ‎（选填“甲”或“乙”），所测玻璃折射率的表达式n= （用代表线段长度的字母ED、FG表示）．‎ ‎【答案】BD；乙；DE/GF．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，确定入射光线，然后插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，再插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像，从而确定出射光线．故选BD．‎ ‎（2）设入射角为α，折射角为β，根据折射定律得，根据几何关系有：对于甲图， ， ，对于乙图，，，可知仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图乙，折射率．‎ ‎17.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。‎ ‎（1）图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。‎ ‎（2）将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。‎ 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为C、E________A。(填写元件代号)‎ ‎（3）已知该装置中双缝间距d＝‎0.50mm，双缝到光屏的距离L＝‎0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图(a)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(b)所示，则其示数为________mm；在B位置时游标卡尺如图(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为_______m。‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). DB (3). 111.10 5.4×10－7‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]题图甲中的条纹间距和亮度相同，是干涉图样，图乙是衍射图样。‎ ‎（2）[2]光源发出的白光，各种频率都有，加上E后通过的只有红光了，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA。‎ ‎（3）[3][4]A位置的示数为 ‎111mm‎+0.052=‎‎111.10mm B位置的示数为 ‎115mm‎+0.059=‎‎115.45mm 题图(a)中A、B之间的距离为 ‎(115.45－111.10)mm＝‎‎4.35mm 则相邻条纹的间距为 Δx＝mm 再根据公式Δx＝λ，代入数据得波长为5.4×10－‎7m。‎ 四、计算题（第18题10分，第19题14分、第20题10分，共34分．要求写出必要的文字说明、主要公式和重要的演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不给分．）‎ ‎18.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】解决光学问题的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．‎ ‎19.如图，线圈abcd的面积是‎0.05m2‎，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B=，线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：‎ ‎（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；‎ ‎（2）电路中交流电压表和电流表的示数；‎ ‎（3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量。（结果保留两位小数）‎ ‎【答案】（1）； ；（2）22.5V； I=；（3）‎‎0.16C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据最大值 联立解得 根据 ‎（2）根据闭合电路的欧姆定律 代入数据解得电流表的读数为； ‎ 电压表测的电压为路端电压，根据 代入数据解得电压表的读数为。‎ ‎（3）线圈转过90°的过程中磁通量的变化量为 平均电动势 平均电流为 电荷量 联立并代入数据解得通过电阻R的电量为。‎ ‎20.随着电磁技术的日趋成熟，我国新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止．为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型．在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道端点M、P间接有电阻，一个长为L，质量为m 的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，金属棒、导轨、电阻一起构成一个回路，回路的总电阻为R.质量为M的飞机着舰后以水平速度迅速钩住导体棒ab，并立即与ab获得共同的速度v0．钩住ab立即关闭动力系统，假如忽略摩擦阻力等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来．求：‎ ‎（1）飞机着舰与ab棒共速时的感应电动势E和感应电流I；‎ ‎（2）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中运动的距离x。‎ ‎【答案】（1）；；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 飞机着舰与ab棒共速时的感应电动势 感应电流 ‎(2) 从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，导体棒产生的平均感应电动势 感应电流平均值 对整体：规定初速度方向为正方向，由动量定理得 ‎0-（M+m）v0=-BI′L•△t 联立得