2017-2018学年辽宁省葫芦岛市第一高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

2017-2018学年辽宁省葫芦岛市第一高级中学高二下学期期中考试物理试题 解析版

辽宁省葫芦岛市第一高级中学2017-2018学年高二下学期期中考试 物理试题 一.选择题 ‎ ‎1. 下列说法中正确的是（ ）‎ A. 用光导纤维束传送图象信息，这是利用光的衍射现象 B. 立体电影利用的是光的偏振现象 C. 眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象 D. 照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互加强 ‎【答案】B ‎【解析】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象。故A错误。立体电影是应用了光的偏振现象。故B正确。眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的衍射现象。故C错误。照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱。故D错误。故选B。‎ ‎【点睛】在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象，立体电影是应用了光的偏振现象，眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹是光的衍射现象，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱。‎ ‎2. 甲、乙两单摆在同一地点做简谐运动的图象如图，由图可知（ ）‎ A. 甲和乙的摆长不一定相等 B. 甲的摆球质量较小 C. 甲的摆角大于乙的摆角 D. 摆到平衡位置时，甲和乙摆线所受的拉力不可能相等 ‎【答案】C ‎【解析】由图可知，甲和乙两摆的周期相同；则由单摆的周期公式 ‎，可知两摆的摆长一定相同，故A错误；因为单摆的周期与摆球质量无关，故B错误；摆长相同，而甲的振幅大，故甲摆的摆角大，故C正确；在最低点时，拉力与重力的合力充当向心力，则有：，解得：，因为摆长相等，但偏角不同，故到达底部时的速度不同；同时因为质量不同；故拉力有可能相同，也有可能不相同，故D错误；故选C。‎ ‎【点睛】根据图线得到振幅和周期的情况，然后结合单摆的周期公式进行分析讨论．‎ ‎3. .如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是（　　）‎ A. 摆长约为10cm B. 发生共振时单摆的周期为1s C. 若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动 D. 若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动 ‎【答案】D ‎【解析】由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz，则周期，由单摆的周期公式，解得L=1m，故AB错误；由单摆的周期公式，知当摆长增大时，单摆的固有周期增大，则单摆的固有频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动。故C错误，D正确。故选D。‎ ‎【点睛】当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等，振动物体产生共振现象．由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz．由单摆的频率公式求解摆长．摆长增大时，单摆的固有频率减小，共振曲线“峰”向左移动．‎ ‎4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为2 m/s。某时刻波形如图所示，a、b两质点的平衡位置的横坐标分别为xa=2.5 m，xb=4.5 m，则下列说法中正确的是( )‎ A. 平衡位置x=10.5 m处的质点(图中未画出)与质点a的振动情况总相反 B. 此时质点a的速度比质点b的速度大 C. 质点b振动的周期为4 s D. 质点a从图示时刻开始在经过1/4个周期的时间内通过的路程为2 cm ‎【答案】C ‎【点睛】由图能直接读出波长，由波速公式求出周期。x=10.5m处的质点与a质点相距一个波长，振动情况总相同。质点离平衡位置越近，速度越大。只有初位置位于平衡位置或最大位移处质点，再经过周期，质点通过的路程是一个振幅。‎ ‎5. 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截图ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 该棱镜的折射率为1.5‎ B. 光在F点发生全反射 C. 光从空气进入棱镜，波长变短 D. 从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 ‎【答案】C ‎【解析】由几何知识得：光线在AB面上入射角为，折射角为，则棱镜的折射率为，故A错误；由几何关系可知，光线在F点的入射角等于AB面上的折射角，根据光路可逆性原理知，光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与BC的夹角为，所以从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行。故BD错误。光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式得知，波长变短，故C正确。故选C.‎ ‎【点睛】由几何知识分别得到入射角和折射角，求出折射率．根据光路可逆性原理，知光在F点不可能发生全反射．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小．从F点出射的光束与BC的夹角为．结合几何知识分析即可．‎ ‎6. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交变电流，线圈电阻不计。理想变压器的原、副线圈匝数之比为20∶1，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，R1、R2均为定值电阻，其中R1=R2=10Ω，开关S开始是断开的，则以下说法中错误的是（ ）‎ A. 线圈的转速为50 r/s B. 交流电压表的示数为11 V C. 电阻R1的功率小于12.1 W D. 闭合开关S后，变压器副线圈中的电流没有发生变化 ‎【答案】D ‎...............‎ 点睛：本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．‎ ‎7. 如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为0.02 s，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈总电阻为2 Ω，匝数为100匝．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，时线圈中感应电流为1 A．那么(　　)‎ A. 线圈中感应电流的有效值为2 A B. 线圈转动一周产生的焦耳热为0.16J C. 时穿过线圈磁通量的变化率为0.02Wb/s D. 线圈中的感应电动势瞬时值表达式为e=4sin100πt(V)‎ ‎【答案】C ‎【解析】A、B、从垂直中性面开始其瞬时表达式为：，则电流的最大值为：Im，电流有效值为：，线圈消耗的电功为：，AB错误；‎ C、感应电动势最大值为：：，任意时刻线圈中的感应电动势为：，‎ 当时，，而，‎ 解得：，C正确，D错误；‎ 故选C。‎ ‎8. 一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，电阻R1和R2的阻值分别为3 Ω和1 Ω，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. 电流表的示数为A B. 电压表的示数为V C. 0～0.04s内，电阻R1产生的焦耳热为0.24J D. 0.03s时，通过电阻R1的电流为A ‎【答案】C ‎【解析】设电流表的示数为I1，则有： ，求得：I1＝A，故A错误；原线圈中电流只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流交流部分的电流最大值为2A；设副线圈交流电的有效值为I2，则：，求得：I2＝A，因此电压表的示数为：U=I2R＝V，故B错误；在0～0.04s内，电阻R1产生的焦耳热为：．故C正确；由图可知，在0.03的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻R1的瞬时电流为0，故D错误；故选C。‎ 点睛：有效值的是按照电流的热效应定义的，即让交流电流和直流电流流过相同的电阻，在相同的时间内产生的热量相同，则交流的电压或电流有效值等于直流的电压或电流值；‎ ‎9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速为2m/s，振幅A=2cm，M、N是平衡位置相距为3m的两个质点，如图所示，在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，已知该波的周期大于1s，下列说法正确的是( ) ‎ A. 该波的周期为6s B. 在t=0.5s时，质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动 C. 从t=0到t=1s，质点M运动的路程为2cm D. t=0.5s时刻，处于M、N正中央的质点加速度与速度同向 ‎【答案】BD ‎【解析】由题意：该波的波速 v=2m/s，周期T＞1s，由知，波长，t=0时刻波形如图所示 分析得知，得波长，则周期为，故A错误；因为，，所以在t=0.5s时，质点N正通过平衡位置沿y轴负方向运动，故B正确。因为，所以从t=0到t=1s，质点M运动的路程为 S=2A=4cm，故C错误。时刻，处于M、N正中央的质点位于平衡位置下方，且向上运动，加速度与速度均向上，故D正确。故选BD。‎ ‎【点睛】在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，周期大于1s，可知M、N平衡位置间的距离等于，可求出波长，由求出周期。根据所给的时间与周期的关系分析质点的状态和通过的路程。‎ ‎10. 在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O点和Q点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x=24m处，乙波传播到x=12m处，已知甲波波源的振动周期为0.4s，下列说法正确的是( )‎ A. 甲波的波速大小为20m/s B. 乙波的周期为0.6s C. 甲波波源比乙波波源早振动0.3s D. 从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置 ‎【答案】ABD ‎【解析】由图可知：甲波的波长为8m，又有甲波波源的振动周期为0.4s，故甲波的波速大小为，故A正确；同一介质中横波波速相同，故乙波的波速也为20m/s，由图可知：乙波的波长为12m，故周期为，故B正确；甲波的传播距离为24m，故波源振动时间为，乙波的传播距离为42m-12m=30m，故波源振动时间为 ‎，所以甲波波源比乙波波源晚振动0.3s，故C错误；由图可知：图时时刻，两波在x=12m处都处于平衡位置，将要向上振动；故该质点的振动方程为，则t=0.6s时，y=0，即从图示时刻开始再经0.6s，x=12m处的质点再次到达平衡位置；故D正确；故选ABD。‎ ‎【点睛】根据波前振动方向得到起振方向；根据图示得到波长，由甲波周期得到波速，进而得到乙波周期；即可根据波的传播距离得到振源振动时间；再根据传播方向得到质点的振动方向，从而由周期得到质点的振动方向，即可求得任意时刻质点位置。‎ ‎11. 如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（ ）‎ A. A光的频率比B光的频率高 B. 在该玻璃体中，A光的速度比B光的速度小 C. 在该玻璃体中，A光的临界角大于B光的临界角 D. 用同一双缝干涉实验装置分别以A、B光做实验，A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距 ‎【答案】CD ‎【解析】B光的偏折程度比A光大，则B光的折射率大于A光的折射率，说明B光的频率较高，故A错误；根据知，A光的折射率较小，所以在该玻璃体中，A光的速度比B光的速度大，故B错误；B光的折射率大于A光的折射率，由临界角公式知，A光的临界角大于B光的临界角，故C正确；同一双缝干涉实验装置分别以A、B光做实验，根据双缝干涉条纹的间距，知干涉条纹的间距与波长成正比，则A光的干涉条纹间距大于B光的干涉条纹间距，故D正确；故选CD。‎ ‎【点睛】根据光线的偏折程度比较玻璃体对A、B两光的折射率大小，从而得出频率关系、波长关系。根据判断临界角大小，分析全反射现象。根据双缝干涉条纹间距与波长成正比，分析干涉条纹的宽度关系。‎ ‎12. 在如图所示的理想自耦变压器的电路中，原线圈接有定值电阻r，副线圈接有定值电阻R，在a、b两端输入恒定的正弦交流电压，并将滑动触P向下移动，下列说法正确的是 A. 通过电阻r的电流一定减小 B. a、b两端输入的功率一定增大 C. 原线圈两端输入的电压一定增大 D. 电阻R上消耗的功率一定减小 ‎【答案】AC ‎【解析】设ab输入电压为U，电流为I，则原线圈电压为，副线圈的电压为，电流，又，联立得：，故当将滑动触P向下移动，副线圈的匝数减小，则I减小，由P=UI可知，a、b两端输入的功率一定减小，原线圈电压，故原线圈电压两端输入的电压一定增大，副线圈的电流的大小不能确定，故R上消耗的功率不一定减小，故AC正确，BD错误；故选AC。‎ ‎【点睛】滑动触P向下移动，分析匝数比的变化、输出电压的变化、功率的变化、电流强度的变化。‎ ‎【点睛】将滑动触P向下移动，分析匝数比的变化、输出电压的变化、功率的变化、电流强度的变化。‎ 二.实验题 ‎13. 在“双缝干涉测光的波长”实验中，调节分划板的位置，使分划板的中心刻线对齐中央亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图甲所示．转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第3条亮条纹的中心，此时螺旋测微器的示数如图乙所示．已知双缝间距d=1.5 mm，双缝到屏的距离L=1.00‎ ‎ m，则甲图所示读数为________mm，乙图所示读数为_______mm.被测光波的波长为_______.‎ ‎【答案】 (1). 1.130mm (2). 1.760mm (3). 3.15×10-7m ‎【解析】图甲读数为1.0+13.0×0.01mm=1.130mm 图乙读数为1.5+26.0×0.01mm=1.760mm 亮条纹间距 由公式得：‎ ‎14. 图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。‎ ‎（1）简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________。‎ ‎（2）小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。‎ a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；‎ b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；‎ c．调节电阻箱，使_______，读出此时电阻箱的读数R2；‎ d．算得图乙直线的斜率k和截距b；‎ 则待测重物的重力G的表达式为G=_____（用以上测得的物理量表示），测得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G=_____N（结果保留三位有效数字）。‎ ‎（3）针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。‎ A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表 B．将毫安表换成量程为10μA的微安表 C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱 D．适当增大A、B接线柱之间的距离 ‎【答案】 (1). （1）电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大。 (2). （2）电流表的示数仍为I； (3). ； (4). 132N (5). （3）CD ‎【解析】(1) 电阻丝受拉力时，长度增加而横截面积减小，根据电阻定律知其阻值增大；‎ ‎(2)根据等效替代法测电阻，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I；‎ 由其阻值随拉力变化的图像可得，由平衡条件得，由等效替代法测电阻得，联立解得，可得待测重物的重力；‎ ‎(3) 为了提高测量重量的精度，将电阻箱换成精度更高的电阻箱，适当增大A、B接线柱之间的距离，根据闭合电路欧姆定理得电流只有几毫安，所以不能将毫安表换成量程为10μA的微安表，或不能将毫安表换成其他量程，故选CD。‎ 三.计算题 ‎15. 如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P1=50kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1：5，两个变压器间的输电导线的总电阻R=15Ω，降压变压器的输出电压U4=220V，变压器本身的损耗忽略不计，求：‎ ‎(1)升压变压器副线圈两端的电压U2；‎ ‎(2)输电线上损耗的电功率P损；‎ ‎(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3：n4。‎ ‎【答案】(1)2500V (2)6000W (3)10：1‎ ‎【解析】（1）升压变压器的输出电压： ‎ ‎（2）传输电流： ‎ 损失的功率：P损=I2R=202×15=6000W （3）降压变压器的输入电压为： U3=U2-I2R=2500V-20×15V=2200V 降压变压器的匝数比： ‎ ‎16. 如图所示，匝数为100匝、面积为0.01m2的线圈，处于磁感应强度B1为T的匀强磁场中。当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A。电动机的内阻r为1Ω，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0.2kg的导体棒MN沿轨道上升。导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑1.6m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2。求：‎ ‎(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；‎ ‎(2)导体棒MN的稳定速度；‎ ‎(3)导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。‎ ‎【答案】(1)e=10sin10πtV (2)v=2m/s (3)t=1.0s ‎【解析】试题分析：（1）线圈转动过程中电动势的最大值为：‎ 则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时值表达式为：‎ ‎（2）电动机的电流：‎ 电动机的输出功率：‎ 又 而棒产生的感应电流：‎ 稳定时棒处于平衡状态，故有：‎ 由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度：，（舍去）‎ ‎（3）由能量守恒定律得：‎ 其中 解得：‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化、交流电。‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时表达式以及峰值，棒达到稳定速度时，处于平衡状态，根据平衡条件列式求解。‎ ‎17. 如图所示，一列水平向右传播的简谐横波，波速大小为v=2m/s，P质点的平衡位置坐标为x=8m。从图中状态开始计时（此时该波刚好传到距O点4m的位置），求：‎ ‎（1）经过多长时间，P质点第一次到达波峰？‎ ‎（2）P质点第二次到达波谷时，P质点通过的路程为多少？‎ ‎【答案】（1）3.5s （2）0.25m ‎【解析】解析：（ⅰ）波上质点振动的周期为 从开始到P质点开始振动的时间 P质点开始振动到第一次到达波峰所需的时间 从开始到P质点第一次到达波峰所需的时间 ‎（ⅱ）从P质点开始振动到P质点第二次到达波谷所需的时间 则P通过路程为 ‎18. 如图所示，一束平行单色光照射到半圆形玻璃砖的平面上，入射光线的方向与玻璃砖平面成45°角，玻璃砖对该单色光的折射率为，入射到A点的光线折射后，折射光线刚好射到圆弧的最低点B，照射到C点的光线折射后在圆弧面上的D点刚好发生全反射，半圆形玻璃砖的半径为R 求：(1)在B点的光线反射与折射后，反射光线与折射光线间的夹角大小；‎ ‎(2)OA间的距离及∠CDO各为多少？‎ ‎【答案】(1) 105°；(2) ； ∠CDO=45°‎ ‎【解析】①光线在平面上发生折射，设入射角为，折射角为r，‎ 由折射定律可知，‎ 求得，‎ 在A点发生折射的光线在B点处发生反射和折射，反射角为30°，根据对称性可知，折射角为45°，因此反射光线和折射光线的夹角为60°+45°=105°；‎ ‎②由几何关系知，，‎ 由于在C点入射的光线折射后在D点刚好发生全反射，连接OD，‎ 则 ‎【点睛】光的折射定律：1.折射光线、入射光线和法线在同一平面内。（三线共面） 2.折射光线与入射光线分居法线两侧。（两线分居） 3.当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角。 4.当光从其他介质中斜射入空气时，折射角大于入射角。（可以用光在不同介质中的传播速度不一样来记。）5.折射角随着入射角的增大而增大。 6.当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变，这时入射角与折射角均为0°。‎ ‎ ‎