1、张家口市第四中学2018-2019学年度高二年级第二学期期中考试物理试卷一、选择题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【答案】C【解析】电磁波是磁场与电场的相互交换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与
2、波的频率无关电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误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的变化而变化，其原因是()A. 运动中的物体，其质量无法测量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【答案】B【解析】物体在运动中，我们可以运用弹簧秤结合物理规律称量物体的质量，故A错误；物体的运动速度远小于光速，质量变化极小，故B正确；根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变，经典力学不再适用，故CD错误。所以B正确，ACD
3、错误。3.电磁波包含了射线、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、射线B. 红外线、无线电波、射线、紫外线C. 射线、红外线、紫外线、无线电波D. 紫外线、无线电波、射线、红外线【答案】A【解析】试题分析：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线故选A考点：考查电磁波谱相关知识点评：电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线【此处有视频，请去附件查看】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
4、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【答案】C【解析】【详解】根据折射率的定义，如果光以同一入射角从真空射入不同介质，则折射率越大的介质折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大；故选C。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45D. 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【答案】B【解析】【详解】AB入射光线与法线之间的
5、夹角为入射角：r=90-60=30；折射光线与法线之间的夹角为折射角：i=90-30=60；根据折射定律，故A错误，B正确；C根据公式sinC=1/n得：，故C错误；D光从介质射入真空中，即从光密介质射向光疏介质，当入射角大于临界角C的时候会发生全反射，故D错误。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的速度和加速度的大小变化情况是A. 变小，变大B. 变小，变小C. 变大，变大D. 变大，变小【答案】D【解析】试题分析：由题图可得，简谐横波沿x轴正方向传播，波形向右平移，则P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向运动，正靠近平
6、衡位置，位移减小，质点的速度变大由，知随着位移减小，加速度a减小，故C正确考点：考查了横波图像【此处有视频，请去附件查看】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()A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】双缝干涉看到的干涉图样是平行等距、明暗相间的彩色条纹，故选D.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【答案】B【解析】试题分
7、析：在太阳光照射下，肥皂泡的表面会出现彩色条纹,这是薄膜干涉现象；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，这是单缝衍射现象。C选项正确。考点：光的干涉现象和衍射现象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【答案】BD【解析】【详解】A光波在介质中传播的速度与光的频率有关，选项A错误；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，选项B正确
8、；C杨氏双缝干涉实验中，根据 可知，当两缝间距离以及挡板和屏的距离一定时，因红光的波长大于蓝光，则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大，选项C错误；D光的偏振特征说明光是横波，选项D正确.10.如图所示，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2m、4m和6m一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t3s时a第一次到达最高点下列说法正确的是()A. 在t5s时刻波恰好传到质点d处B. 在t5s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4sD. 当质点d向下运动时，质点b一
9、定向上运动【答案】C【解析】【详解】ad间距离为x=12m，波在同一介质中匀速传播，则波从a传到d的时间为，即在t=6s时刻波恰好传到质点d处。故A错误。设该波的周期为T，由题可得，得T=4s。质点b开始振动后，其振动周期为4s，波从a传到c的时间为，则在t=5s时刻质点c已振动了2s，而c起振方向向下，故在t=5s时刻质点c恰好经过平衡位置向上。故B错误，C正确。因，而bd之间的距离为10m=1，则当质点d向下运动时，质点b不一定向上运动，故D错误。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
10、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【答案】BC【解析】【分析】由于玻璃对各色光的折射率不同，导致色散的形成，玻璃对紫光的折射率最大，对红光的最小，可以得a侧为紫光，b侧为红光，红光的波长大于紫光的波长，由可以分析出红光在三棱镜中的传播速度大于紫光的传播速度。【详解】玻璃对紫光的折射率最大，对红光的折射率最小，则紫光通过三棱镜后，偏折角最大，红光的偏折角最小，可知，a侧为紫光，b侧为红光，故A错误；三棱镜对a侧光的折射率比对b侧光的折射率大，则a
11、侧光的频率比b侧光的频率大，在真空中，由c=f知，a侧光的波长小于b侧光的波长，故BC正确；紫光的折射率大于红光的折射率，由，可知，在三棱镜中a侧光（即紫光）的传播速率小于b侧光（即红光）的传播速率，故D错误。所以BC正确，AD错误。【点睛】对于七种色光的折射率、频率、波长、全反射临界角等物理量的关系，要结合色散实验和干涉实验结果解题。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x2 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/sC. 经过0.15 s，质点P沿x轴的正方向传播了3 mD. 经过
12、0.1 s，质点Q的运动方向沿y轴正方向【答案】AB【解析】【详解】A由乙图看出，t=0时刻质点P的速度向下，由波形的平移法可知，这列波沿x轴正方向传播。故A正确。B由甲图知该波的波长 =4m，由乙图知，周期T=0.2s，则波的传播速度为，故B正确。C机械波传播过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；D图示时刻Q点正沿y轴正方向运动，因t=0.1s=，则经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴负方向。故D错误。二、填空题13.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)
13、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”)【答案】 (1). l1和l3 (2). (3). 偏小【解析】【详解】（1）根据几何知识得，入射角的正弦，折射角的正弦
14、，根据折射定律得，玻璃砖的折射率，所以需要用刻度尺测量a和m。（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，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式律可知，测得玻璃砖的折射率将偏大。【点睛】本题用插针法测定半圆形玻璃砖折射率，数据处理的方法是单位圆法，分析误差关键分析入射角和折射角产生的误差，由实验原理律分析。14.(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光源、_、_、_、遮光筒、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
15、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=_m(结果保留两位有效数字)。【答案】 (1). (1)滤光片 (2). 单缝 (3). 双缝 (4). (2)6.610-7【解析】【详解】（1）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光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。（2）A位置的读数为：11mm+0.11mm=11.1mm，B位置的读数为：15mm+0.17mm=15.7mm，则： 根据得：三、计算题
16、15.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？【答案】x8103sin（4t）m【解析】试题分析：由题，t=0时刻具有负方向的最大加速度，根据知，振子的初始位移是正向最大，则位移表达式x=Asin（t+0）中，；圆频率，则位移表达式为 x=Asin（t+0）=08sin（4t+）（cm）=0008sin（4t+）m考点：振动方程【名师点睛】此题考查了振动方程的书写；书写简谐运动方程时，关键要确定三个要素：振幅A、圆频率和初相位0。16.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
17、玻璃砖的左侧且与AB垂直一光束沿半径方向与OO成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)此玻璃折射率；(2)当变为多大时，两光斑恰好变为一个【答案】（1）（2）45【解析】试题分析：光屏PQ区域出现两个小光斑，一个是由于光的反射形成的，一个是光的折射形成的，作出光路图，由几何知识求出入射角和折射角，再根据折射定律求出折射率为使光屏上只剩下一个光斑，必须使光线发生全反射由临界角公式求临界角C，即得到入射角的最小值（1）细光束在MN界面，一部分反射，设反射光与光屏PQ的交点为A，另一部分折射，设折射光与光屏PQ的交点为B，折射角为i，光路图如图所示，由几何关系得：
18、，得因为则有，所以有：故此玻璃砖的折射率为，解得（2）若光屏PQ上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好发生全反射由得临界角为：C=45即当时，光屏上只剩下一个光斑17.实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t10和t20.06 s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5 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3T0.06 s4T，求该波的波速大小【答案】(1)向x轴正方向传播(2)12.5 Hz(3)75 m/s【解析】【详解】(1)由题意可知在t0时刻，x1.5 m处的质点向y轴正方向运动，则该波向x轴正方向传播(2)因波的传播具有周期性，设波的周
19、期为T，t20.06 s时刻，则有(下列各式中n0，1，2) 得： 则：当n0时，f最小为：fminHz12.5 Hz.(3)法一：由3T0.06 s4T， (n+)T0.06 s得：n3，T0.016 s所以：.法二：由3T0.06 s4T知，n3，则波在0.06 s内传播距离为：x(3+)4.5 m.18.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，AOB30，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【答案】(1) (2)(1)R【解析】【详解】(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，解得：r30.由折射定律：解得i260.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，DARtan 60R(1)R.
