【物理】天津市南开中学2018-2019学年高二下学期期中考试试题（解析版）

【物理】天津市南开中学2018-2019学年高二下学期期中考试试题（解析版）

‎2018~2019学年天津南开区天津市南开中学高二下学期 期中物理试卷 一、单选题 ‎1.下列关于物理学家所作贡献的叙述正确的是 A. 楞次通过实验发现了电流周围存在磁场 B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在,并通过实验验证了电磁波的存在 C. 安培通过实验发现感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】奥斯特发现了电流周围存在磁场，故A错误．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故B错误．楞次总结出电磁感应现象中感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即楞次定律，故C错误．法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，选项D正确；故选D.‎ ‎2.下列关于电磁波的说法，正确的是（　　）‎ A. 电磁波只能在真空中传播 B. 电场随时间变化时一定产生电磁波 C. 紫外线的波长比X射线的长，它具有杀菌消毒的作用 D. 电磁波是纵波 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．电磁波在真空中以光速c传播，在介质中的传播速度小于光速，所以电磁波不是只能在真空中传播，故A错误；‎ B．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，而不产生电磁波，故B错误；‎ C．紫外线的波长比X射线的长，它具杀菌消毒的作用，故C正确；‎ D．电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.下列说法中不正确的是 （ ）‎ A. 电子束穿过铝箔后的衍射实验证实了物质波的假设是正确的 B. 物质波是一种概率波 C. 能量越小的光子其波动性越显著 D. 只要测量环境适合，可以同时确定微观粒子的动量和位置 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电子束穿过铝箔后的衍射实验证实了物质波的假设是正确的，选项A正确；物质波是一种概率波，选项B正确；由可知， 能量越小的光子频率越小，其波动性越显著，选项C正确；根据不确定原理可知，不可能同时确定微观粒子的动量和位置，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.‎ ‎4.在“观察光的干涉现象”实验中，用白光入射双缝时，在光屏上可观察到彩色条纹，若用红色和绿色玻 璃各挡住一条缝，则在光屏上可以观察到 A. 黄色的干涉条纹 B. 绿色的干涉条纹 C. 红绿相间的条纹 D. 两种色光叠加，但无干涉条纹 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】若用红色和绿色玻璃各挡住一条缝，只有红色光和绿色光通过，由于红色光和绿色光的频率不同，则屏上是两种色光的叠加，但不能发生干涉，故不能看的干涉条纹．故只有D正确．‎ ‎5.一束由a、b两种单色光组成的复色光从水中射入空气中，并分成a、b两束，下列关于a、b两束单色光的说法正确的是 (　　)‎ A. 若水中入射光SA的入射角不断增大，则a光先发生全反射 B. a频率比b光频率小 C. a光在水中的频率比a光在空气中的频率大 D. 在水中a光的传播速度比b光的小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由题，两光束的入射角i相同，折射角ra＜rb，根据折射定律得知折射率na＜nb．由sinC=1/n可知a光的临界角较大．若水中入射光SA的入射角不断增大时入射角先达到b光的临界角，则b光先发生全反射，故A错误．a光的折射率小，则a光的频率小，故B正确．光的频率由光源决定，与介质无关，则a光在水中的频率与a光在空气中的频率一样大，故C错误．公式v=c/n分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大．故D错误．故选B．‎ ‎6.如图所示，在质量为2mg的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量为m、‎2m的 A、B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间细线，此后 A将做简谐振动，当 A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（　　）‎ A. 0 B. mg C. 2mg D. 3mg ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐振动，在平衡位置，有，在平衡之前的初位置，有，A的加速度是a=‎2g，在最高点时，A的加速度也是a=‎2g，由牛顿第二定律得：F+mg=ma，解得F=mg。对木箱为对象得：F+N=2mg，解得N=mg。故B正确，ACD错误。‎ ‎7.一列简谐波沿x轴传播，在t=0时刻的波形图线如图所示，质点P在该时刻的速度大小为v，经0.1s该质点的速度第一次与t=0时刻相同，再经过0.1s该质点的速度第一次大小为v而方向与t=0时刻相反，关于波的传播方向和波速，下述说法正确的是（ ）‎ A. 波沿x轴正方向传播，波速为‎20m/s B. 波沿x轴正方向传播，波速为‎30m/s C. 波沿x轴负方向传播，波速为‎10m/s D. 波沿x轴负方向传播，波速为‎20m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、若波沿x正方向传播,0时刻P向上运动,经过0.1s该质点的速度仍为v,说明一直运动到关于平衡位置对称的P'点且向上运动;再经过0.1s该质点的速度大小等于v的大小,而方向与v的方向相反,说明回到P点后向上再次返回P,即共0.2s大于一倍周期而小于2倍周期;波长为,波速根据求解,故波速小于‎20m/s而大于‎10m/s,故AB均错误; CD、若波沿x负方向传播,0时刻P向下运动,经过0.1s该质点的速度仍为v,说明运动到关于平衡位置对称的P'点;再经过0.1s该质点的速度大小等于v的大小,而方向与v的方向相反,说明再一次到达P'点;共0.2s为半个周期,故周期为T=0.4s;波长为,波速,故C正确，D错误．‎ ‎8.如图所示，将半圆形玻璃砖放在竖直平面内，它上方有较大的光屏P垂直纸面的线光源S可沿玻璃砖圆弧移动，它发出的光束总是射向圆心O，若S从图中A处向B处移动，在P上先看到七色光带，以后各色光陆续消失，则七色光带从左到右的顺序以及最早消失的光是（　　）‎ A. 红光到紫光，红光 B. 紫光到红光，紫光 C. 红光到紫光，紫光 D. 紫光到红光，红光 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】从A处向B处移动时，光入射角在逐渐增大，当入射角增加到临界角时，频率最大的光因临界角较小而最先消失，故紫光最先消失．从光密射向光疏介质，折射率越大的光，折射角越大，所以从左到右的顺序为红光到紫光，故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎9.用红光和紫光照射光电管中的金属片均可以发生光电效应，下列说法正确的是（ ）‎ A. 红光照射该金属时的逸出功比紫光照射时的大 B. 紫光照射该金属时的逸出功比红光照射时的大 C. 紫光照射该金属产生的光电子的最大初动能比红光大 D. 红光照射该金属产生的光电子的最大初动能比紫光大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、同种金属的逸出功相同，AB错误，‎ CD、紫光的频率比红光的频率大，由光电效应方程E=hv-w可知，C正确，D错误 ‎10.用如图所示的装置研究光电效应现象．所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零。移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 光电管阴极的逸出功为1.05eV B. 电键S断开后，没有电流流过电流表G C. 光电子的最大初动能为1.05eV D. 保持入射光强度不变，改用能量为2.5eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小 E. 改用能量为2.5eV的光子照射，移动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流 ‎【答案】AE ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．该装置所加的电压为反向电压，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，知道光电子的最大初动能为1.7eV，根据光电效应方程可得 故A正确，C错误；‎ B．电键S断开后，用光子能量为2.75eV光照射到光电管上时发生了光电效应，有光电子逸出，则有电流流过电流表，故B错误；‎ D．改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于逸出功1.05eV，仍然可以发生光电效应，由于光的强度相等，而光子的能量减小，则光子的数目增大，打出的光电子的数目增大，所以电流较大，故D错误； ‎ E．改用能量为2.5eV的光子照射，2.5eV仍然大于1.05eV，仍然可以发生光电效应，移动变阻器的触点c，电流表G中也可能有电流，故E正确.‎ 故选AE。‎ ‎11.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉，普朗克常量为，光速为，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 绿光光子能量：E=hν==3.8×10-19J．每秒钟最少由6个绿光的光子射入瞳孔，所以：，故选A. ‎ 二、多选题 ‎12.下列说法正确的是（　　）‎ A. 肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象 B. 照相机镜头上会镀一层增透膜，是为了增强光的透射，利用光的干涉原理 C. 波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播 D. 在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，故A正确；‎ B．照相机镜头上会镀一层膜，为增透膜，这是利用了光的干涉原理，能增强光的透射程度，故B正确；‎ C．波长越短的电磁波，衍射本领越弱，越不容易绕过障碍物，不便于远距离传播，故C错误；‎ D．在真空中传播的电磁波，波速不变，根据可知，当它的频率增加时，波长变短，故D正确．‎ 故选ABD．‎ ‎13.下列说法正确的是（ ）‎ A. 彩超是利用超声波反射波相对发射波的频率变化测量血液流速，利用了波的干涉 B. 海市蜃楼是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象 C. 牛顿环是两个玻璃表面间的空气膜引起薄膜干涉形成的，亮暗相间的环状条纹距离相等 D. 狭缝越窄，屏上中央亮条就越宽，表明更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子的动量的不确定却更大了 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．多普勒效应中由于波源的移动而使接收到的频率变化；故彩超技术利用的是多普勒效应，则A错误；‎ B．海市蜃楼是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象，则B正确；‎ C．牛顿环是两个玻璃表面间的空气膜引起薄膜干涉形成的，亮暗相间的环状条纹距离不相等，离中心越远，间距越大，则C错误；‎ D．单缝越窄，中央亮纹越宽，是因为位置不确定量越小，动量不确定量越大的缘故，则D正确．‎ ‎14.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距‎9 m的a、b两质点的振动图象，如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】由振动图象可知，在t=0时刻，a位于波峰，b经过平衡位置向下运动；‎ 若波从a传到b，则有，（n=0，1，2,…,），解得，当n=0时，λ=‎12m；‎ 若波从b传到a，则有，（n=0，1，2,…,），解得，当n=0时，λ=‎36m；n=2时，λ=‎4m；故A、C、D图象是可能的；‎ 故选ACD．‎ ‎15.如图所示，在平面xy内有一沿水平x轴正方向传播的简谐横波，波速为‎3.0m/s，频率为2.5Hz，振幅为8.0×10‎-2m，已知t=0时刻P点质点的位移为y=4.0×10‎-2m，速度沿y轴正方向，Q点在P点右方9.0×10‎-1m处，对于Q处的质点来说（　　）‎ A. 在t=0时，位移为y=－4.0×10‎-2m ‎B. 在t=0时，速度沿y轴负方向 C. 在t=0.1s时，位移为y=－4.0×10‎-2m ‎D. 在t=0.1s时，速度沿y轴正方向 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．频率为2.5Hz，则周期为0.4s，由可知，波长 PQ间的距离为，由题意知t=0时刻且速度沿y轴正方向，则有 由图可得，t=0时刻 此时Q点速度沿y轴负方向，故A错误，B正确；‎ CD．t=0时刻，，Q点速度沿y轴负方向，再过0.1s，即，据振动的特点知，Q的位移为y=－4.0×10‎-2m，方向沿y轴的负方向，故C正确、D错误。‎ 故选BC。‎ ‎16.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒体．光盘上的信息通常是通过激光束来读取的．若激光束不是垂直入射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向．如图所示为一束激光（红、蓝混合）入射到光盘面上后的折射情况．则下列说法中正确的是( ) ‎ A. 图中光束①是红光，光束②是蓝光 B. 光束①的光子动量比光束②的光子动量大 C. 若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束① 条纹宽度比光束②的宽 D. 若光束①、②都能使某种金属发生光电效应，则光束①照射下逸出的光电子的最大初动能较大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图可知①光的偏折程度较大，则折射率较大，蓝光的折射率大于红光的折射率，所以①光是蓝光，②是红光．故A错误．‎ B．红光波长较长，则根据可知，红光动量较小，光束①的光子动量比光束②的光子动量大，选项B正确；‎ C．蓝光的波长小于红光的折射率波长，干涉条纹的间距与波长成正比，则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，前者得到的条纹比后者的窄，故C错误．‎ D．①光是蓝光，频率大，则若光束①、②都能使某种金属发生光电效应，则光束①照射下逸出的光电子的最大初动能较大；故D正确．‎ 三、实验题 ‎17.(1)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和，为直线与 的交点。在直线上竖直地插上P1、B1两枚大头针。‎ ‎①该同学接下来要完成的必要步骤有_____。（单选题）‎ A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3仅挡住P2和P1的像 C．入射角过大，在上表面可能发生全反射 D．入射角过大，在下表面可能发生全反射 ‎②过P3、P4作直线交于，过作垂直于的直线，连接．测量图1中角a和b的大小。则玻璃砖的折射率n=________。‎ ‎③如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽．若其他操作正确，则图2（甲）折射率的测量值____准确值；图2（乙）折射率的测量值准确________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。‎ ‎(2)现有毛玻璃屏A、双缝，B、白光光源，C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用来测量红光的波长。‎ ‎①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，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、________、A。‎ ‎②将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻充纹的间距为______mm。‎ ‎③已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为‎0.700m，=_______m。‎ ‎【答案】(1). B 小于 小于 (2). EDB 13.870 2.310 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)①[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．‎ 故该同学接下来要完成的必要步骤有:B．‎ 故选B．‎ ‎②[2]应根据折射定律:玻璃砖的折射率为 ‎③[3]将玻璃砖界面和的间距画的过宽但仍平行，而其他操作正确，导致a角偏大，由于 故折射率的测量值将偏小；‎ ‎[4]如图所示，‎ 实线是实际光线，红色虚线是该同学所做的光线，可见，该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小．‎ ‎(2)①[5]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片，单缝、双缝．表示各光学 元件的字母排列顺序为．‎ 故答案为:．‎ ‎②[6] 图甲中手轮上的示数为 图乙中手轮上的读数为 ‎[7]相邻条纹间距 ‎③[8]根据得 ‎18.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中。‎ ‎(1)用游标卡尺测定摆球直径，测量结果如图甲所示，则该摆球的直径为____cm。摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球经过最____（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图乙中停表示数为一单摆全振动50次所需时间为102s，则单摆振动周期为______。‎ ‎(2)用最小刻度为‎1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图丙所示，O为悬挂点，从图丙中可知单摆的摆长为______m。‎ ‎(3)若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g=_______。‎ ‎【答案】 (1). 0.95 低 2.04s (2). 0.9980 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由图示游标卡尺可知，其示数为 d=‎9mm+5×‎0.1mm=‎9.5mm=‎‎0.95cm ‎[2][3]为了减少测量周期的误差，应从摆球经过最低点的位置开始计时；由图示秒表可知单摆周期 ‎(2)[4]悬点到摆球球心的距离是单摆摆长，由图示刻度尺可知，单摆摆长为 L=‎99.80cm=‎0.9980m．‎ ‎(3)[5]由单摆周期公式 可知，重力加速度 四、计算题 ‎19.跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为简化后的跳台滑雪的雪道示意图．助滑道AB为斜坡，底端通过一小段圆弧BC与水平跳台平滑连接．一滑雪运动员从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，落到着陆坡DE上．已知运动员与滑雪装备总质量为‎80kg，AC间的竖直高度差h1=‎40m，BC段圆弧半径R=‎10m，CE间的竖直高度差h2=‎80m、水平距离x=‎100m．不计空气阻力，取g=‎10m/s2．求：‎ ‎（1）运动员到达C点时的速度大小；‎ ‎（2）运动员到达C点时对滑道压力的大小；‎ ‎（3）运动员由A滑到C的过程中，克服雪道阻力做了多少功？‎ ‎【答案】（1）‎25m/s（2）5800N（3）7000J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)运动员在空中飞行的时间，由：‎ 得：t=4s 运动员通过C点的速度大小，由 解得：‎ ‎(2)运动员通过的C点是在BC段圆周运动的最低点，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：FN=5800N 由牛顿第三定律可知：运动员对滑道的压力大小：FN′=5800N ‎(3)运动员从A到C运动过程中，应用动能定理：‎ 解得：Wf=7000J 所以从A到C运动过程中，克服雪道阻力做了7000J的功 ‎20.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角a，导轨电阻不计。磁感应强度为B的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R。定值电阻的阻值也为R，重力加速度为g，闭合开关S，现将金属棒由静止释放。‎ ‎(1)求金属棒下滑的最大速度va；‎ ‎(2)金属棒从静止开始下滑距离为s0时速度恰好达到最大，求该过程通过金属棒的电量q；‎ ‎(3)求该过程中金属棒的生热Q。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】1）当金属棒匀速下滑时速度最大，由平衡条件有 根据闭合回路欧姆定律得 ‎,‎ 联立解得 ‎(2)该过程通过金属棒的电量为 根据闭合回路欧姆定律得 联立解得，该过程通过金属棒的电量 ‎(3)根据能量守恒定律得 解得，该过程中金属棒的生热 ‎21.静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。A、B为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场，场强为。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为 ‎，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：‎ ‎(1)油漆微粒落在B板上所形成的图形面积。‎ ‎(2)若让A、B两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.06T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。B板被油漆微粒打中的区域的长度。‎ ‎(3)在满足(2)的情况下，打中B板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。‎ ‎【答案】(1)‎18.1m2‎；(2)‎1.6m；(3)0. 31s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)油漆微粒的加速度为 ‎ ①‎ 根据运动学公式有 ‎ ②‎ 运动的半径 ‎ ③‎ 落在B板上所形成圆形面积 ‎ ④‎ 由①②③式并代入数据得 ‎ ⑤‎ ‎(2)当电场反向是有 ‎ ⑥‎ 油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律有 ‎ ⑦‎ 水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端，根据几何关系有 ‎ ⑧‎ 的长度为 ‎ ⑨‎ 打在B板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得 ‎ ⑩‎ 油漆微粒打在极板上的长度为 ‎ ⑪‎ 由⑥⑦⑧⑨⑩⑪并代入数据得 ‎ ⑫‎ ‎(3)打在B板上的微粒中，最短的弦长对应的时间最短，‎ 由几何关系有 ‎ ⑬‎ 运动的最短时间为 ‎ ⑭‎ 微粒在磁场中运动的周期为 ‎ ⑮‎ 由⑦⑬⑭⑮式代入数据解得 ‎．‎