高二(下)期中物理试卷

高二（下）期中物理试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（　　）
    

A. 时刻线圈处于中性面位置 B. 时刻穿过线圈的磁通量为零
C. 该交流电流有效值为2A D. 该交流电流频率为50Hz

2. 如图所示是一列沿X轴方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为20m/s。则（　　）
   
    

A. 波长为2m，周期为 B. 波长为4m，周期为5s
C. 波长为2m，周期为10s D. 波长为4m，周期为

3. 周期为2s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为（　　）

A. 15次，2cm B. 30次，1cm C. 15次，1cm D. 60次，2cm

4. 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为2m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 这列波的周期为4s B. 这列波的振幅为6cm
C. 此时处的质点速度为零 D. 此时处的质点沿y轴负方向运动

5. 如图所示是利用发波水槽观察到的水波衍射图象，从图象可知（　　）

A. B侧波是衍射波
B. A侧波速与B侧波速相等
C. 减小挡板间距离，衍射波的波长将减小
D. 增大挡板间距离，衍射现象将更明显

6. 下列关于双缝干涉实验的说法中正确的是（　　）

A. 单缝的作用是获得频率保持不变的相干光源
B. 双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源
C. 光屏上距两缝的路程差等于半波长的整数倍处出现暗条纹
D. 在光屏上能看到光的干涉图样，但在双缝与光屏之间的空间却没有干涉发生

7. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，若波速为200m/s，则下列说法中正确的是（　　）
   
   A. 从图示时刻开始，质点b的加速度将减小
   B. 图示时刻，质点b的振动方向沿y轴正方向
   C. 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50Hz
   D. 从图示时刻开始，经过，质点a沿波传播方向迁移了2m
8. 光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是（　　）

A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D. 内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用

9. 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（　　）

A. 锌板带正电，指针带负电
B. 锌板带正电，指针带正电
C. 锌板带负电，指针带正电
D. 锌板带负电，指针带负电

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

10. 如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的正下方的O′点钉一个光滑钉子，使OO′=，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则以下说法正确的是（　　）

A. 由于机械能守恒可得摆角大小不变
B. A和C两点在同一水平面上
C. 周期
D. 周期

11. 说明光具有粒子性的现象是（　　）

A. 光电效应 B. 光的干涉 C. 光的衍射 D. 康普顿效应

12. 太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成，对这七种色光的认识正确的是（　　）

A. 紫光的波长最小 B. 红光的能量子最强
C. 七种色光的能量均相同 D. 紫光的能量子最强

三、实验题探究题（本大题共1小题，共12.0分）

13. 如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′．O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
    ①该同学接下来要完成的必要步骤有______
    A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
    B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
    C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
    D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
    ②过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′．测量图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=______。
    ③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
    

四、计算题（本大题共3小题，共28.0分）

14. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03Wb，则感应电动势最大值为多少？当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？
    
    
    
     
15. 真空中有一个半径为R=0.1m、质量分布均匀的玻璃球，频率为f=5.0×1014Hz的细激光束在真空中沿直线BC传播，在玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中。已知∠COD=120°，玻璃球对该激光束的折射率为．求：
    （1）此激光束进入玻璃时的入射角α；
    （2）此激光束穿越玻璃球的速度。
    
    
    
    
    
    
     
16. 如图所示是一透明的圆柱体的横截面，其半径为R，折射率为，AB是一条直径，今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体，试求距离AB直线多远的入射光线，折射后恰经过B点．
    
    
    
    
    
    
     

五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）

17. 已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示。t2-t1=0.02s，求：
    
    （1）该波可能的传播速度。
    （2）若已知T＜t2-t1＜2T，且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
【解析】

解：A、B、0.01s时刻感应电流最大，感应电动势最大，故线圈与中性面垂直，磁通量为零，故A错误，B正确；
C、该交流电流的最大值为6.28A，故有效值为：I=，故C错误；
D、该电流的周期为0.04s，故频率f===25Hz，故D错误；
故选：B。
由i-t图象可以读出电流的周期、最大值；当感应电动势最大时，线圈与中性面垂直；当感应电动势最小时，线圈与中性面重合．
本题关键是明确：当线圈位于中性面时，感应电动势最小，为零；当线圈与中性面垂直时，感应电动势最大．

2.【答案】D
【解析】

解：由图可知波长λ=4m，根据波长、波速和周期关系可知，周期T==0.2s，故D正确，ABC错误。
故选：D。
由图读出波长。根据波长、波速和周期公式求解周期。
本题的关键是要把握图象中的数据与题目中的数据之间的关系，能根据图象读出波的波长。

3.【答案】B
【解析】

解：已知该简谐运动的周期为2s，半分钟为15个周期；
一个周期的路程为4倍的振幅，故半分钟内振子经过平衡位置的次数为30次；
一个周期的路程为4倍的振幅，故15个周期的路程为60A，即：
60A=60cm
解得：A=1cm
故选：B。
简谐运动一个周期两次经过平衡位置，一个周期的路程为4倍的振幅；先根据时间求解完成全振动的次数，再具体的确定运动情况．
本题关键是明确简谐运动具有周期性，一个周期两次经过平衡位置，一个周期的路程为4倍的振幅，基础题．

4.【答案】A
【解析】

解：A、由图可知波长为8m，则由v=可知T===4S，则A正确
B、由图可知振幅为3cm，则B错误
C、此时x=4m处的质点速度最大，则C错误
D、质点要运动到它前面点的位置，则可知此时x=8m处的质点沿y轴正方向运动，则D错误
故选：A。
由波的图象读出振幅和波长，由波速公式v=算出周期。由波的传播方向判断质点的振动方向，根据质点的位置分析质点的速度。
根据波的图象读出振幅、波长、速度方向及大小变化情况，加速度方向及大小变化情况等，是应具备的基本能力。

5.【答案】B
【解析】

解：A、小孔是衍射波的波源，故A错误；
B、在同一种介质中，波速相等，故B正确；
C、根据波速、波长和频率的关系式v=λf，由于波速和频率不变，故波长不变，故C错误；
D、波长越长越容易发生衍射现象，与波的频率和振幅没有关系，在波长无法改变的情况下可以减小挡板间距，故D错误；
故选：B。
本题考查波发生明显衍射的条件，一般直接比较孔的直径d与水波波长λ的关系即可，当d＜λ时肯定发生明显的衍射。
考查波长、波速与频率的关系，明显的衍射条件，同时要区分衍射与干涉的区别。

6.【答案】B
【解析】

解：A、单缝的作用是获得线光源，而不是获得频率保持不变的相干光源，故A错误。
B、两个双缝到单缝的距离相等，可获得两个振动情况相同的相干光源，故B正确。
C、光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹。光屏上距两缝的路程差等于半波长的偶数倍处出现亮条纹。故C错误。
D、在双缝与光屏之间的空间两光相遇处都会发生干涉。故D错误。
故选：B。
单缝的作用是获得线光源，双缝的作用是获得两个振动情况相同的相干光源。光屏上距两缝的路程差等于半波长的奇数倍处出现暗条纹。在双缝与光屏之间的空间两光相遇处都会发生干涉。
解决本题的关键要理解并掌握干涉条纹的明暗条纹产生的条件，明确：同一单色光经双缝干涉后的明条纹距两缝的距离之差为该色光波长的整数倍，暗条纹距两缝的距离之差一定是该色光半波长的奇数倍。

7.【答案】C
【解析】

解：AB、简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”知，图示时刻b点的振动方向沿y轴负方向，远离平衡位置，其加速度正在增大。故A、B错误。
C、由图读出波长为λ=4m，则该波的频率为f===50Hz，则若此波遇到另一列波并发生稳定干涉现象，则另一列波的频率应为50Hz，故C正确。
D、质点a只上下振动，不向前迁移，故D错误。
故选：C。
波沿x轴正方向传播，判断出b点的振动方向，再分析其加速度的变化；由图读出波长，求出周期和频率．当两列波的频率相同时，相遇才能产生稳定干涉现象．介质中的质点不随波向前迁移．
根据波的传播方向，判断质点的振动方向是应掌握的基本能力．简谐波的基本特点是：介质中的质点不随波向前迁移．

8.【答案】A
【解析】

解：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大。且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射故选：A
光导纤维内芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率．要想使光的损失最小，光在光导纤维里传播时一定要发生全反射
光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角．

9.【答案】B
【解析】

解：锌板在弧光灯照射下，发生光电效应，有光电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，导致指针带正电。故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
用弧光灯照射锌板，发生光电效应，锌板失去电子，从而可以得出锌板和指针的电性。
解决本题的关键知道光电效应的成因，以及知道金属失去电子带正电。

10.【答案】BD
【解析】

解：AB、小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，其机械能守恒，可知，A和C两点在同一水平面上。由于摆长会发生变化，所以摆角大小是变化的，故A错误，B正确。
CD、小球从A摆到B的时间为：t1=×2π=
从B到C的时间为：t2=×2π=
故小球的运动周期为：
T=2（t1+t2）=π（+），故C错误，D正确。
故选：BD。
小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，其机械能守恒。单摆的小角度摆动是简谐运动，根据单摆的周期公式T=π分析，注意摆动中摆长是变化的。
本题称为拐子摆，要掌握好单摆公式的成立条件，知道摆长的变化带来的周期变化，该单摆的周期是由两个不同的摆长的各半个周期构成。

11.【答案】AD
【解析】

解：AD、光电效应现象说明光的能量是一份一份的，随后的康普顿效应说明光子除了能量之外还有动量，这两个现象都说明光具有粒子性，故AD正确。
B、光的干涉是波动性的特征，只能体现波动性，故B错误。
C、衍射是波动性的特征，光的衍射只能说明光具有波动性，故C错误。
故选：AD。
光电效应现象说明光子是一份一份的，康普顿效应说明光子除了能量之外还有动量；衍射是波动性特征；发现α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据。
本题考查了光的粒子性、波动性的知识，这些都是常识性问题，对于这部分基本知识要注意加强理解和应用，在理解的基础上进行记忆，不能混淆。

12.【答案】AD
【解析】

解：七种色光中，紫光的波长最小，频率最大，根据E=hγ知，紫光的光子能量最大，故AD正确，BC错误。
故选：AD。
光子的能量与频率有关，而频率与光的波长有关。结合各种色光的波长大小得出频率大小，从而得出光子能量的大小。
解决本题的关键知道各种色光的波长大小关系、频率的大小关系，知道光子能量与频率的关系，基础题

13.【答案】BD     小于
【解析】

解：①该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。
确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像。P3和P1、P2的像，故该同学接下来要完成的必要步骤有：BD。
②应根据折射定律得：玻璃砖的折射率为n=。
③将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于n=，故折射率的测量值将偏小。
故答案为：
①BD；②； ③小于。
①用挡像法确定P3、P4的位置。
②应根据折射定律n=，求解折射率。
③将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，导致α角偏大，由折射率公式分析误差。
本题关键理解实验原理，懂得实验的操作方法和步骤，能根据折射定律分析误差。

14.【答案】解：ω=2πn=；
线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势最大，
根据Em=nBSω=100×0.03×=1V
从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为：E=Emsinωt
则当线圈平面与中性面夹角为时，E=1×sin=V
答：感应电动势最大值为1V；当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为V．
【解析】

线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势有最大值，根据Em=nBSω计算；
根据电动势的瞬时值表达式求解．
本题考查了求感应电动势最大值与瞬时值问题，知道正弦式交变电流产生过程、应用法拉第电磁感应定律即可正确解题．

15.【答案】解：（1）由几何知识得到激光束在在C点折射角r=30°，
由n=
解得入射角：α=60°
（2）此激光束在玻璃中的波速为：v==×108m/s
答：①此激光束进入玻璃球时的入射角α是60°；
②此激光束穿越玻璃球的速度是×108m/s
【解析】

（1）由几何知识求出光线在C点的折射角r，由折射定律求出入射角α。
（2）根据v=求出光在玻璃球传播的速度，
光在真空中的速度c、折射定律和光速与折射率的关系式v=，都是考试的热点，掌握要牢固，熟练应用。

16.【答案】（解：设光线P经折射后经过B点，光路图如图所示．
由折射定律有：=n=  …①
又由几何关系有：α=2β…②
联解①②得α=60°                
由几何关系得：离AB直线的距离CD=Rsinα=R的光线经折射后能到达B点．
答：离AB直线的距离CD=Rsinα=R的光线经折射后能到达B点．
【解析】

作出光路图，由几何知识分析得到，入射角等于折射角的2倍，由折射定律求出入射角．由数学知识求解入射光线距离AB的距离．
本题是折射定律的应用，关键是画出光路图，运用几何知识求解入射角与折射角，即可求解．

17.【答案】解：由图知：λ=6m。
（1）若向右传播时，波传播的距离为：x1=nλ+2（m）=（6n+2）m，n=0，1，2…，
波速为：v1==m/s=（300n+100）m/s，n=0，1，2，…
同理可知，若波向左传播时，波传播的距离为：x2=nλ+4（m），…
波速为：v2=（300n+200）m/s，n=0，1，2，…
（2）P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，波向左传播。
若已知T＜t2-t1＜2T，则②式中n取1。
波速为 v2=（3001+200）m/s=500m/s。
答：（1）若向右传播时，v1==m/s=（300n+100）m/s，n=0，1，2，…；若波向左传播时，v2=（300n+200）m/s，n=0，1，2，…。
（2）若已知T＜t2-t1＜2T，且图中P质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，波速为500m/s。