河北省张家口市第四中学2020学年高二物理下学期期中试题

河北省张家口市第四中学2020学年高二物理下学期期中试题

张家口市第四中学2020学年度高二年级第二学期期中考试物理试卷 ‎ 一、选择题（本题共12小题，每题4分，在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项符合题目要求。第9～12题有多选项符合题目要求。全部答对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1．关于机械波与电磁波的说法中，正确的是(　　)‎ A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的 B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波 C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关 D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息 ‎2.在日常生活中,我们并没有发现物体的质量随物体运动速度变化而变化,其原因是(　　)‎ A.运动中的物体,其质量无法称量 B.物体的速度远小于光速,质量变化极小 C.物体的质量太大 D.物体质量并不随速度变化而变化 ‎3电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是(　　)‎ A．无线电波、红外线、紫外线、γ射线 B．红外线、无线电波、γ射线、紫外线 C．γ射线、红外线、紫外线、无线电波 D．紫外线、无线电波、γ射线、红外线 ‎4.如果光线以大小相等的入射角,从真空射入不同介质,若介质的折射率越大,则　(　　)‎ A.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越大 B.折射角越大,说明折射光线偏离原来方向的程度越小 C.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越大 D.折射角越小,说明折射光线偏离原来方向的程度越小 ‎5.一束光从某介质进入真空,方向如图所示,则下列判断中正确的是　(　　)‎ A.该介质的折射率是 B.该介质的折射率是 C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45°‎ D.光线从介质射入真空的过程中,无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 ‎6.一列沿x轴方向传播的简谐横波,某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点,从该时刻开始的一段极短时间内,P的速度v和加速度a的大小变化情况是（ ）　‎ A.v变小,a变大　　　　　 B.v变小,a变小 C.v变大,a变大 D.v变大,a变小 ‎7.用一束单色光做杨氏双缝干涉实验,经双缝后光照射到光屏上,可观察到的图象是图中的　(　　)‎ ‎8.在太阳光照射下,肥皂泡的表面会出现彩色条纹;通过两支并在一起的铅笔狭缝去观察发光的日光灯,也会看到彩色条纹,这两种现象　(　　)‎ A.都是光的衍射现象 B.都是光的干涉现象 C.前者是光的干涉现象,后者是光的衍射现象 D.前者是光的衍射现象,后者是光的干涉现象 ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．光波在介质中传播的速度与光的频率无关 B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的 C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻条纹间距小 D．光的偏振特征说明光是横波 ‎10.如图，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为2 m、4 m和6 m．一列简谐横波以2 m/s的波速沿x轴正向传播，在t＝0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3 s时a第一次到达最高点．下列说法正确的是(　　)‎ A．在t＝6 s时刻波恰好传到质点d处 B．在t＝5 s时刻质点c恰好到达最高点 C．质点b开始振动后，其振动周期为4 s D．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动 ‎11.如图所示，从点光源S发出的一细束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．a侧是红色光，b侧紫色光 B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率 D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率 ‎12.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x＝2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是(　　)‎ A．这列波的传播方向是沿x轴正方向 B．这列波的传播速度是20 m/s C．经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 m D．经过0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向 二、填空题（每空2分，共14分。）‎ ‎13.（6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”)．‎ ‎14.（8分）(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②________、③________、④________、⑤遮光筒、⑥光屏。‎ ‎(2)已知双缝到光屏之间的距离L=500mm,双缝之间的距离d=0.50mm,单缝到双缝之间的距离s=100mm,某同学在用测量头测量时,调整手轮,在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮纹的中心,然后他继续转动,使分划板中心刻线对准B条亮纹的中心,前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。‎ 三、 计算题（共4小题，15题8分，16题9分，17题10分，18题11分，共38分。提醒：必要的文字叙述需要写上，过程不全或者太简酌情扣分。）‎ 15. ‎（8分）有一个弹簧振子,振幅为0.8cm,周期为0.5s,初始时刻具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是什么？？‎ ‎16.(9分)]半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，OO′与直径AB垂直．足够大的光屏CD紧靠在玻璃砖的左侧且与AB 垂直．一光束沿半径方向与OO′成θ＝30°射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(＋1)R.求 ‎(1)此玻璃的折射率；‎ ‎(2)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个．‎ ‎17．（10分）实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点向y轴正方向运动．‎ ‎(1)判断该波的传播方向；‎ ‎(2)求该波的最小频率；‎ ‎(3)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速大小 ‎18.（11分）半径为R的玻璃圆柱体，截面如图所示，圆心为O，在同一截面内，两束相互垂直的单色光射向圆柱面的A、B两点，其中一束沿AO方向，∠AOB＝30°，若玻璃对此单色光的折射率n＝.‎ ‎(1)试作出两条光线从射入到第一次射出的光路途径，并求出B光第一次射出圆柱面时的折射角(当光线射向柱面时，如有折射光线则不考虑反射光线)．‎ ‎(2)求两条光线经圆柱体后第一次射出的光线的交点(或延长线的交点)与A点的距离．‎ ‎s张家口市第四中学2020学年度高二年级第二学期 期中考试物理试卷参考答案 ‎1.C 2.B 3.A 4.C 5.B 6. D ‎7.D 8.C 9.BD 10.AC 11.BC 12.AB ‎13.答案：(1)l1和l3　n＝　(2)偏大 ‎14.答案:(1)②滤光片　③单缝　④双缝　(2)6.6×10-7‎ ‎15答案：x=8×10-3sin(4πt+)m ‎16.解析：(1)光束在AB界面，一部分发生反射，另一部分发生折射，设折射角为β，光路图如图所示．‎ 由几何关系得：‎ l1＝＝＝R.‎ 根据题意两光斑间的距离为l1＋l2＝(＋1)R，所以l2＝R，所以∠AOD＝45°，则β＝45°.‎ 根据折射定律，折射率n＝＝＝.‎ ‎(2)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好发生全反射．由sinC＝得临界角为C＝45°，即当θ≥45°时，光屏上两个光斑恰好变为一个光斑．‎ 答案：(1)　(2)45°‎ ‎17解析：(1)由题意可知该波向右传播．‎ ‎(2)因波的传播具有周期性，设波的周期为T，t2＝0.06 s时刻，则有(下列各式中n＝0，1，2…)‎ T＝0.06 s 得T＝ s 则f＝＝ Hz 当n＝0时，f最小为 fmin＝ Hz＝12.5 Hz.‎ ‎(3)法一：由3T<0.06 s<4T，T＝0.06 s得：‎ n＝3，T＝0.016 s 所以v＝＝ m/s＝75 m/s.‎ 法二：由3T<0.06 s<4T知，n＝3，则波在0.06 s内传播距离为：‎ x＝λ＝4.5 m v＝＝ m/s＝75 m/s.‎ 答案：(1)向右传播　(2)12.5 Hz　(3)75 m/s ‎18解析：‎ ‎(1)A光过圆心，射入和射出玻璃圆柱方向始终不变，射出玻璃圆柱的折射角为0°.B光从B点射入，设折射角为r，第一次在C点射出，设B光第一次射出圆柱面时的折射角为i2，由折射定律，n＝，‎ 解得r＝30°.‎ 由折射定律，n＝，‎ 解得i2＝60°.光路图如图所示．‎ ‎(2)设B光从C点射出光线的反向延长线交A光光线于D点，由图可知，∠DOC为直角，DA＝Rtan 60°－R＝(－1)R.‎ 答案：(1)见解析　(2)(－1)R