2017-2018学年四川省广安市第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年四川省广安市第二中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

四川省广安第二中学校高2018年春半期考试 物理试题 一．单选题（每小题3分，共33分）‎ ‎1. 如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，V和A均为理想电表，灯L的电阻RL=6Ω，AB端电压u1=12sin100πt（V）．下列说法正确的是（　　）‎ A. 电流频率为100Hz B. V的读数为24V C. A的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W ‎【答案】D ‎【解析】由u1.的瞬时表达式可知，f=，A错误；理想变压器输入电压的有效值为U1=12V，由变压比关系式，可得U2=6V，V的读数为6V，B错误；变压器输出电压的有效值，A的读数为1A C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即P1=P2=U2I2=6W，D正确。‎ ‎【考点定位】正弦式交流电表达式、有效值、功率、部分电路欧姆定律、理想变压器规律，容易题 视频 ‎2. 某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P0，输送电压为U，输电线的总电阻为R，则下列说法中正确的是（　　）‎ A. 输电线上的电流为 B. 输送总功率P0=‎ C. 输电线上损失的功率P=（）2 R D. 输电线上损失的功率P= ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据P0=UI得，输电线上的电流，故A错误；由于U不是输电线上损失的电压，不能通过，求解输电线上的电流，输送的总功也不能根据求解，故B错误；输电线上损失的功率，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎3. 通过某交流电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为(　　)‎ A. 4 A B. 4 A C. 5 A D. 5 A ‎【答案】C ‎【解析】根据有效值的定义可得：，解得：I=5A，故选项C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎4. 一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( )‎ A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B. 质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C. 质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同 D. 质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：若位移为负值，则恢复力为负值，加速度也一定为负值，但是速度不一定为负值，选项A错误；质点通过平衡位置时，加速度为零，速度最大，选项B错误；质点每次通过平衡位置时，加速度一定相同且均为零，速度大小相同，但是方向不一定相同，故速度不一定相同，选项C错误，D正确；故选D．‎ 考点：简谐运动 ‎【名师点睛】此题是对简谐振动特点的考查；要知道加速度和恢复力具有正比同向的关系，而恢复力和位移具有正比反向的关系；而速度最大时加速度最小，此时物体的位移为零.‎ ‎5. 图为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象可知( )‎ A. 两摆球质量相等 B. 两单摆的摆长相等 C. 两单摆相位相差π D. 在任意相同的时间内,两摆球通过的路程总有s甲=2s乙 ‎【答案】B ‎【解析】从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等，根据周期公式可知，两个单摆的摆长相等，周期与摆球的质量无关，故A错误B正确；从图象可以看出，t=0时刻，甲到达了正向最大位移处而乙才开始从平衡位置向正向的最大位移处运动，所以两单摆相位相差为，C错误；由于两个摆的初相位不同，所以只有从平衡位置或最大位移处开始计时时，而且末位置也是平衡位置或最大位移处的特殊情况下，经过相同时间，两球通过的路程才一定满足，若不能满足以上的要求，则不一定满足，故D错误．‎ ‎6. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）.在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则 ‎ A. H先开始振动，震源距地震仪约25km B. P先开始振动，震源距地震仪约25km C. H先开始振动，震源距地震仪约36km D. P先开始振动，震源距地震仪约36km ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：因纵波传播速度较大，故P先振动；由题意可知，解得x=36km，选项D正确。‎ 考点：机械波的传播.‎ ‎7. 分析下列物理现象：(1)夏天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。这些物理现象分别属于波的(　 　)‎ A. 反射、衍射、干涉、多普勒效应 B. 折射、衍射、多普勒效应、干涉 C. 反射、折射、干涉、多普勒效应 D. 衍射、折射、干涉、多普勒效应 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：夏天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于声波的多普勒效应，故选项A正确。‎ 考点：声波的反射、干涉、多普勒效应等现象。‎ ‎8. 如图所示，甲、乙两平面波是振幅相同的相干波。甲波沿x轴的正方向传播，乙波沿y轴正方向传播，图中实线表示某一时刻的波峰位置，虚线表示波谷位置，对图中正方形中央的a，b，c，d四点的振动情况，正确的判断是(　　)‎ A. a，b点振动加强，c，d点振动减弱 B. a，c点振动加强，b，d点振动减弱 C. a，d点振动加强，b，c点振动减弱 D. a，b，c，d点的振动都加强 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：当两列波出现干涉现象时，要产生干涉图样，形成一条加强线，一条减弱线…即加强线、减弱线彼此相间的稳定的干涉图样，在图中设定A、B、C、D四点，实线相交点，即波峰与波峰相遇，都是振动加强点，可知B、D决定的直线为加强线，过A、C的平行BD直线的两条直线也应是加强线，a、c两点在BD直线上，故a、c点是振动加强点，分别过b、d点且平行于BD直线的两条直线均在两加强线之间，应为减弱线，故b、d两点的振动是减弱的．故选B 考点：波的叠加 ‎【名师点睛】波的叠加满足矢量法则，例如当该波的波峰与波峰相遇时，此处相对平衡位置的位移为振幅的二倍；当波峰与波谷相遇时此处的位移为零。‎ 视频 ‎9. 对于以下光学现象或运用，说法错误的是(　　)‎ A. 自行车尾灯的内部构造实质是一列竖直排布的紧密的全反射三棱镜 B. 海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像，位置在实物的上方，又称上现蜃景 C. 夏天雨后的天空出现美丽的彩虹，是光的色散现象 D. 光导纤维的内芯一般由折射率较大的玻璃纤维制成 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，A正确；天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大．我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的．远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，是正立的，B错误；彩虹是光的色散现象，C正确；光导纤维是利用光得全反射原理工作的，所以内芯一般由折射率较大的玻璃纤维制成，D正确。‎ 考点：考查了光的折射，光得全反射，光得色散 ‎10. 两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图所示．已知光线1沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；光线2的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃截面的圆半径为R，OA＝，OP＝ R，光在真空中的传播速度为c.据此可知(　　)‎ A. 光线2在圆弧面的入射角为45°‎ B. 玻璃材料的折射率为 C. 光线1在玻璃中传播速度为 D. 光线1在玻璃中传播时间为 ‎【答案】B ‎【解析】光线AB沿直线进入玻璃，在半圆面上的入射点为B，入射角设为θ1，折射角设为θ2，则根据几何关系得：，则入射角θ1=30°．故A错误。因OP=R，由数学上余弦定理得 BP= =R，而OB=R；解得：BP=R； 则知 OB=BP，所以折射角 θ2=2×30°=60°；由折射定律得玻璃的折射率为：．故B正确。该光线1在玻璃中传播速度为：．故C错误。光线1在玻璃中传播时间为：．故D正确。故选BD。‎ 点睛：本题考查光的折射定律的应用．关键是做出规范的光路图，运用几何知识求出入射角与折射角；记住光速与折射率的关系n=c/v．‎ ‎11. 在双缝干涉实验中，双缝到光屏上P点的距离之差为0.6 μm，若分别用频率为f1＝5.0×1014 Hz和f2＝7.5×1014 Hz的单色光垂直照射双缝，则P点出现明、暗条纹的情况是(　　)‎ A. 单色光f1和f2分别照射时，均出现明条纹 B. 单色光f1照射时出现明条纹，单色光f2照射时出现暗条纹 C. 单色光f1和f2分别照射时，均出现暗条纹 D. 单色光f1照射时出现暗条纹，单色光f2照射时出现明条纹 ‎【答案】B ‎【解析】频率为的单色光的波长，频率为的单色光的波，因为，‎ 可知用频率为的单色光照射时，P点出现明条纹。因为，用频率为的单色光照射时，P点出现暗条纹。故B正确，ACD错误；故选B。‎ ‎【点睛】双缝到光屏上P点的距离之差是波长的整数倍，则出现明条纹，路程之差是半波长的奇数倍，则出现暗条纹．‎ 二．多选题（每小题有多个正确选项，全对得3分，漏选得1.5分，选错得0分，共21分）‎ ‎12. 如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定（　　）‎ A. 此交变电流的频率为5Hz B. 此交变电流的周期为0.1s C. 将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D. 图象上对应的0.1s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 ‎【答案】AD ‎【解析】由图读出，周期为T=0.2s，频率为，故A正确，B错误；交变电压的最大值为Um=12V，有效值，灯泡的额定电压有效值为12V，所以灯泡不能正常发光，故C错误；图象上对应的0.1s时刻，u=0，所以发电机中的线圈刚好转至中性面，故D正确。所以AD正确，BC错误。‎ ‎13. 如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现( )‎ A. 各摆摆动的周期均与A摆相同 B. B摆振动的周期最短 C. D摆的振幅最大 D. C摆振动的周期最长 ‎【答案】AC ‎【解析】A摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率，故各摆摆动的周期均与A摆相同，而由于A、D摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则D摆出现共振现象，振幅最大。故选AC。‎ ‎【点睛】5个单摆中，由A摆摆动从而带动其它4个单摆做受迫振动，则受迫振动的频率等于A摆摆动频率，当受迫振动的中固有频率等于受迫振动频率时，出现共振现象，振幅达到最大．‎ ‎14. 沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40 m/s，则t＝s时(　　)‎ A. 质点M相对平衡位置的位移一定为负值 B. 质点M的加速度方向与速度方向一定相同 C. 质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 D. 质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反 ‎【答案】BD ‎【解析】由图读出波长为，则该波的周期为，而。当t=0时刻质点M向上运动，则在时刻，质点M正从波峰向平衡位置运动，所以其速度增大，加速度减小。位移为正，质点M的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴负方向，所以加速度方向与速度方向相同，速度方向与位移方向相反，质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反，故BD正确，AC错误；故选BD。‎ ‎【点睛】由图读出波长求出周期，根据时间与周期的关系及t=0时刻M点的速度方向，分析在时刻，质点M的位置，确定速度和加速度的变化，以及速度、加速度的方向．‎ ‎，‎ ‎15. 根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是(　　)‎ A. 人看到的是鱼的实像，位置变浅了些 B. 人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些 C. 鱼看到的是人的实像，位置偏低了些 D. 鱼看到的是人的虚像，位置偏高了些 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：‎ 考点：本题考查了光的折射现象和光路可逆原理 ‎16. 两束单色光a、b平行地从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象(α>β)。下列正确的是(　　)‎ A. 光束b的频率比光束a的频率高 B. 在水中的传播速度，光束a比光束b小 C. 水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小 D. 若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大 ‎【答案】AC ‎【解析】由图看出，两束光的入射角相等，折射角，由，可知b光的折射率较大，则b的频率较高；由，分析可知，b光在水中传播速度较小，由临界角公式，分析可知，水对b光的临界角较小，故AC正确，BD错误；故选AC。‎ ‎【点睛】两光束从空气射入水中，入射角相等，折射角，根据折射定律分析折射率的大小，根据判断光束在水中速度的大小．根据临界角公式分析临界角的大小．‎ ‎17. 图示为一直角棱镜的横截面，。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考试原入射光在bc面上的反射光，则有光线:‎ A. 从ab面射出 B. 从ac面射出 C. 从bc面射出，且与bc面斜交 D. 从bc面射出，且与bc面垂直 ‎【答案】BD ‎【解析】由得，得到全反射临界角．射到光线ac面的光线，入射角等于30°，小于临界角C，不发生全反射，则ac面上有光射出，也有反射，此反射光射到ab面上时入射角为60°，发生全反射，而不能从ab面射出．如图，射到光线bc面的光线，入射角i=0°，则光线从bc面垂直射出，AC错误BD正确．‎ 视频 ‎18. 如图所示，玻璃砖的横截面为半圆形。O为圆心，强度和和频率均相同的细平行光束Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ从侧面入射，经调整使光束Ⅱ的入射方向正对圆心，且该光束恰好不能从AOB面射出。那么，光束Ⅰ，Ⅱ进入玻璃后的情况是（不考虑二次反射） （ ）‎ A. 光束Ⅰ有部分从AOB面射出 B. 光束Ⅲ有部分从AOB面射出 C. 在AOB面上反射时，光束Ⅲ的反射角比Ⅰ的大 D. 在AOB面上反射时，光束Ⅰ的反射角比Ⅲ的大 ‎【答案】BD ‎【解析】光路图如图所示 光线Ⅱ在圆面上不发生折射，光线Ⅰ、Ⅲ在圆面上发生折射，折射到AB面上时，光线Ⅰ在AB面上的入射角大于光线Ⅱ在AB面上的入射角，光线Ⅲ在AB面上的入射角小于光线Ⅱ在AB面上的入射角，因为光线Ⅱ在AB面上恰好发生全反射，所以光线Ⅰ一定发生全发射，不会有光从AOB面射出。光线Ⅲ不发生全发射，有部分光从AOB面射出。由于光线Ⅰ在AB面上的入射角大于光线Ⅲ在AB面上的入射角，根据入射角和折射角相等，所以光束Ⅰ的反射角比Ⅲ的大。故BD正确，AC错误。故选BD。‎ ‎【点睛】比较光线Ⅰ、Ⅲ在AB面入射角与临界角的关系，判断是否能发生全反射．以及比较光线Ⅰ、Ⅲ在AB面入射角的大小关系，从而比较反射角的大小．‎ 三、实验题（16分，每空2分）‎ ‎19. 在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时 ‎（1）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最______ （填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1。当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为______秒．‎ ‎（2）实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是______ ‎ A．实验室的海拔太高 B．摆球太重 C．测出n次全振动时间为t，误作为（n+1）次全振动时间进行计算 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 ‎（3）有两位同学分别在北京和厦门两地较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，并由计算机绘制了图像（如图甲所示）。北京的同学所测实验结果对应的图线是______ (填“A”或“B”)。另外，在厦门做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比=______。‎ ‎【答案】 (1). 低 (2). t/31 (3). C (4). B (5). 4：9 ‎ ‎【解析】（1）摆球经过最低点的位置时速度最大，在相等的距离误差上引起的时间误差最小，测的周期误差最小．所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置时开始计时．由题分析可知，单摆全振动的次数为，周期为；（2）A、海拔太高时，重力加速度较小，这肯定不是测量结果偏大的原因；故A错误；B、摆球的重力越重，误差越小；故B错误；C、实验中误将n次全振动计为n+1次，根据求出的周期变小，g偏大，故C正确；D、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，依据：，测得的单摆周期变大，故由可知得到的g值偏小，故D错误．故选C；（3）由，得，可知图象的斜率越大，则重力加速度越小，因为南京当地的重力加速度小于北京，去北大的同学所测实验结果对应的图线的斜率小，应该是B 图线．由振动图线知，两单摆的周期比为，由，得两单摆摆长之比为。‎ ‎【点睛】为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置时开始计时．根据全振动的次数，求出周期．根据重力加速度的表达式可分析g值偏大可能的原因．根据图象比较出重力加速度的大小，因为北京和南京当地的重力加速度不同，从而可知北大的同学所测实验结果对应的图线．根据振动图象得出两摆的周期比，从而根据单摆的周期公式得出两单摆的摆长之比．‎ ‎20. 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′。③若测量出图1中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=______。( 表达式)‎ 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”）。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). (3). 小于 ‎.....................‎ 计算题（共30分）‎ ‎21. 如图所示，面积为s=0.02m2、内阻不计的n=100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为w=100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为B=T。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R＝50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。求：‎ ‎(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2)当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率。‎ ‎【答案】(1) e= 100cos100t(V) (2) 50W ‎【解析】试题分析：（1）根据线圈中感应电动势，结合开始计时位置，即可确定瞬时表达式，（2）求出原线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比的关系，求出副线圈电压的有效值，根据即可求解。‎ ‎（1）矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：‎ 则线圈中感应电动势的表达式为 ‎（2）原线圈两端电压的有效值为 根据 得副线圈两端的电压为 则电阻R上消耗的功率 ‎【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，掌握感应电动势最大值的求法，理解有效值与最大值的关系。用有效值求电功，电功率；用平均值求电荷量。‎ ‎22. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别表示在t1=0和t2=0.06s时刻的波形图，已知在t1=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动。‎ ‎（1）判断该波的传播方向；‎ ‎（2）若，求该波的波速。‎ ‎【答案】(1) 波向右传播 (2) ‎ ‎【解析】试题分析：据在t=0时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动，根据波形平移法得到该波的传播方向；由两个时刻的波形可知时间与周期的关系，求出周期的通项，根据周期通项，求解频率的特殊值，读出波长，求出波速．‎ ‎（1）已知在时刻，x=1.5m处的质点向y轴正方向运动，波形向右平移，所以该波向右传播．‎ ‎（2）由图得：，‎ 得：‎ 当时，当n=3时，T=0.016s 由波形图知，则波速为：‎ ‎【点睛】本题是多解问题，关键是会通过波形微平移确定各个质点的振动方向和波动方向；然后由图象得到周期的通项，最后求解传播速度．‎ ‎23. 如图所示是一种折射率n＝1.5的棱镜，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB界面上，入射角的正弦sin i＝0.75，(光在空气中传播速度c=3×108m/s).求：‎ ‎(1)光在棱镜中传播的速率；‎ ‎(2)请作出光路图(不考虑返回到AB面上的光线),并通过计算确定此束光线射出棱镜时的方向。‎ ‎【答案】（1）2.0×108 m/s （2） ，光线沿DE方向射出棱镜时与AC界面垂直 ‎【解析】试题分析：（1）由公式求光在棱镜中传播的速率．（2）已知折射率n和入射角的正弦，根据折射定律求出折射角．由公式求得临界角C．由几何知识求出光线射到BC面的入射角，根据入射角与临界角的大小关系，判断光线在BC面上能否发生全反射，再进一步确定此束光线射出棱镜后的方向．‎ ‎（1）由，得：光在棱镜中传播的速率 ‎（2）设光线进入棱镜后的折射角为r，由，得 则，光线射到BC界面时的入射角 由于，所以光线在BC边发生全反射，光线沿DE方向射出棱镜后的方向与AC边垂直．光路图如图所示 ‎【点睛】本题是折射定律、光速公式和全反射知识的综合应用．当光从光密介质射入光疏介质时要考虑能否发生全反射．关键是能够根据已知条件作出光路图。‎ ‎ ‎ ‎ ‎