四川省成都外国语学校2019-2020学年高二物理下学期期中试题.doc

四川省成都外国语学校2019-2020学年高二物理下学期期中试题

四川省成都外国语学校2019-2020学年高二物理下学期期中试题

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四川省成都外国语学校2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）
一、单项选择题
1.验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态．对于它们发出的光，以下判断正确的是（ ）
A. 它们发出的都是红外线
B. 它们发出的都是紫外线
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
【答案】D
【解析】
【详解】紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线被长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器．
A. 它们发出的都是红外线不符合题意
B. 它们发出的都是紫外线不符合题意
C. 验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线不符合题意
D. 验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线符合题意
2.如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，那个图是黄光形成的条纹（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AC．间距相同、分布均匀的条纹是干涉形成的，故AC不符合题意；
BD．中间条纹较宽，间距不等的条纹是衍射形成的；紫光的波长小于黄光的波长，紫光衍射形成的条纹的中间亮纹的宽度较小，则B是紫光形成的衍射图象，D是黄光形成的衍射图象；故B不符合题意，D符合题意．
3.如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则（　　）

A. 开关S闭合时，灯泡A比B先亮
B. 开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮
C. 开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后保持不变
D. 开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，故C正确，AB错误；
D．S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；而A中由于电感中产生感应电动势，使A闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误。
故选C。
4.一个质点以O点为平衡位置，在A、B间做简谐运动，如图（a）所示，它的振动图象如图（b）所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（　　）

A. 该质点的振动方程为
B. 0.2s末质点的速度方向向右
C. 质点做加速运动
D. 0.7s时质点的位置在O与B之间
【答案】D
【解析】
【详解】A．该质点振动的振幅为A=5cm=0.05m，周期T=0.8s，则

则质点的振动方程为

选项A错误；
B．0.2s末质点在平衡位置，速度方向向左，选项B错误；
C．质点由O向A运动，做减速运动，选项C错误；
D．0.7s时质点正由O向B运动，其位置在O与B之间，选项D正确。
故选D。
5.如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，匝数为10的矩形线框ab边长为0.5m．ad边长为0.4m，线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动，转动的角速度为 20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路，t=0时刻线圈平面与磁场方向平行，不计线框及导线电阻，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈中磁通量变化率的最大值为20V
B. 电阻R两端电压的瞬时值表达式(V)
C. 电阻R中电流方向每秒变化20次
D. 电阻R消耗的电功率为40W
【答案】B
【解析】
【详解】A．感应电动势最大值为

根据 可知线圈中磁通量变化率的最大值为

选项A错误；
B．电阻R两端电压的瞬时值表达式

选项B正确；
C．交流电的方向每周期改变2次，交流电的频率为

则电阻R中电流方向每秒变化次，选项C错误；
D．交流电的有效值为

电阻R消耗的电功率为

选项D错误。
故选B。
6.如图所示，在真空中有一直角棱镜ABC，，一束单色光从AB边射入棱镜，入射角为，最后垂直于BC边射出棱镜，则该棱镜的折射率为（　　）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由光路图和几何知识得：图中i′=60°，折射角r=30°

则该棱镜的折射率为

故选B。
7.如图所示，T为理想变压器，电流表 A、电压表V均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接输出电压一定的正弦交流电源.则（　　）

A. 只将滑片P1下移时，电流表A示数变大
B. 只将滑片P2下移时，电压表V示数变大
C. 只增大交流电源的频率时，电压表V示数不变
D. 只将滑片下移时，电流表A示数变大
【答案】D
【解析】
【详解】A． 只将滑片P1下移，副线圈两端电压变小，输出功率变小，输入功率也变小，原线圈电流变小，电流表A示数变小，故A错误；
B． 只将滑片P2下移，副线圈回路电阻变小，副线圈电流变大，电阻R1分压变大，电压表示数变小，故B错误；
C． 只增大交变电流的频率，电感线圈的感抗增大，副线圈电流减小，R1分压减小，电压表示数变大，故C错误；
D．只将滑片P2下移，副线圈回路电阻变小，副线圈电流变大，匝数比不变，则原线圈电流变大，电流表A示数变大，故D正确。
故选D。
8.如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹角为60°的斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示(规定斜向下为正方向)，导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力F的正方向，则在0～t1时间内，选项图中能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（ ）

A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
由法拉第电磁感应定律可分析电路中的电动势，则可分析电路中的电流，根据楞次定律判断感应电流的方向；由安培力公式可得出安培力的表达式，则可得出正确的图象．
【详解】AB．由

由图乙知，B的变化率不变，即保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流I不变；根据楞次定律判断得知ab中感应电流沿b→a，为负值．故AB错误．
CD．由安培力F=BIL可知，电路中安培力随B的变化而变化，当B为负值时，根据楞次定律判断可知ab中感应电流从b到a，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，如图所示，根据平衡条件可知，水平外力水平向左，为负，大小为

同理，B为正值时，水平外力水平向右，为正，大小为
，
故C错误，D正确。
故选D。
二、多项选择题
9.一束由、两种单色光混合的复色光沿半径方向射入半圆形玻璃砖的水平界面，经界面反射和折射后在竖直的光屏上水平界面的上、下两侧产生两个光斑和，如图所示，已知光在玻璃中的传播速度大于光，则以下看法正确的是（　　）

A. 处复色光，处为光
B. 处为光，处为光
C. 增大光在水平界面上的入射角，光屏上有可能出现三个光斑
D. 保持入射光强度不变，增大光在水平界面上的入射角，下方的光斑的亮度将增加
【答案】AD
【解析】
【详解】AB． 已知光在玻璃中的传播速度大于光， ，a的折射率小，临界角大，故b光发生了全反射，a光折射且反射，故处为复色光，处为光，故A正确B错误；
C． 增大光在水平界面上的入射角，b光一定发生了全反射，当a光也发生全发射，则光屏上有可能出现一个光斑，不会出现三个，故C错误；
D．保持入射光强度不变，增大光在水平界面上的入射角，入射角越大，反射光线越强，下方的光斑的亮度将增加，故D正确。
故选AD。
10.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在处的质点的振动图像如图甲所示，在处的质点的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 该波的周期为
B. 处的质点具有正方向的最大速度时，处的质点具有负方向的最大加速度
C. 在内处和处的质点通过的路程均为
D. 该波的传播速度可能为0.15
【答案】AB
【解析】
【详解】A．由图可知，该波的周期为12s，A正确；
B．简谐横波沿x轴正方向传播，在处的质点在平衡位置向y轴正方向振动时（如时），处的质点在波峰，具有负方向的最大加速度，B正确；
C．由题图可知， 处质点的振动方程为

在内处的质点通过的路程为

而处质点的振动方程为

在0～4s内处的质点通过的路程为

小于6cm，C错误；
D．简谐横波沿x轴正方向传播，由图可知，时刻，处的质点位于波谷，处的质点在时刻位于波谷，时间相差

结合波形得

（，1，2，…），解得波长

（，1，2，…），该波的波速为

（，1，2，…），分析可得该波的传播速度不可能为0.15m/s，D错误。
故选AB。
11.小型发电厂输出电压为（V）的交流电，经过升压变压器输送到较远的地区后，再经过降压变压器输给用户使用，如图所示。已知变压器都是理想变压器，升压变压器和降压变压器的匝数比分别为1：10和9：1，下列说法中正确的是（　　）

A. 升压变压器原线圈中的电流小于降压变压器副线圈中的电流
B. 升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率
C. 若用户增加时，则输电线上分得的电压将增加
D. 若用户得到的电压（有效值）为220V，则输电效率为90%
【答案】CD
【解析】
【详解】A． 根据电流关系，设升压变压器原线圈中的电流为I，则升压变压器副线圈的电流为，降压变压器副线圈电流为，升压变压器原线圈中的电流大于降压变压器副线圈中的电流，故A错误；
B．因为输电线上存在功率损失，则升压变压器的输入功率大于降压变压器的输出功率，故B错误；
C． 若用户增加时，相当于负载的电阻减小，输出功率增大，输电线上的电流增大，则输电线上分得的电压将增加，故C正确；
D． 若用户得到的电压（有效值）为220V，则降压变压器原线圈的电压为

升压变压器副线圈电压

输电效率为

故D正确。
故选CD。
12.是用粗细均匀的电阻丝制成边长为的正方向导线框，固定在水平面上，空间有竖直向下的匀强磁场，另一根长度也为、与导线框导线粗细、材料都相同的金属杆放在导轨上，与导线框接触良好且无摩擦.现用水平向右的力拉动沿导线框从左端匀速运动到右端，则过程中（　　）

A. 拉力的功率保持不变
B. 、两端的电压先增大后减小
C. 导线框消耗的电功率先增大后减小
D. 导线框消耗的电功率先减小后增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A． 线框的总长一定，则总电阻一定，根据数学知识可知当左右两边电阻相等时，回路的电阻最大。导体棒匀速运动，水平拉力的功率等于克服安培力做功功率，即等于电路的电功率，根据， 不变，R总先增大后减小，故功率先减小后增大，故A错误；
B． 、两端的电压（r为导体棒电阻） ，R总先增大后减小，电流先减小后增大，则路端电压先增大后减小，故B正确；
CD．导体框消耗的电功率是电源的输出功率，因为MN在中间时，根据电阻定律可知，外电路总电阻等于电源内阻即导体棒的电阻，根据电源输出功率与外电阻关系可知，当内外电阻相等，电源输出功率最大，所以在外电阻先增大后减小过程中，导线框消耗的电功率先增大后减小，故C正确D错误。
故选BC。
13.如图所示，宽为的两固定足够长光滑金属导轨水平放置，空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为.质量均为、电阻值均为的两导体棒和静止置于导轨上，其间距也为，现给一向右的初速度，对它们之后的整个运动过程说法正确的是(　　)

A. 的加速度越来越大，的加速度越来越小
B. 克服安培力所做的总功为
C. 通过的电荷量为
D. 两导体棒间的距离最终变为
【答案】CD
【解析】
【详解】A． 给cd一向右初速度v0，根据右手定则可知电流方向为cdba，根据左手定则可知cd杆安培力方向向后，做减速运动，ab做加速运动，两棒的安培力大小相同，两导体棒的电动势相互抵消，因此切割磁场的速度相当于两导体棒的相对速度，因cd棒加速，ab棒减速，相对速度越来越小，因此

可知ab、cd的加速度越来越小，故A错误；
B． 当cd向右运动过程中，受到向左的安培力减速，而ab受向右的安培力而加速运动，当两者共速时满足：
mv0=2mv
对cd棒：

故B错误；
C． 对ab根据动量定理可得：BILt=mv，解得：

故C正确；
D． 设最后两根杆相对运动的距离为x，根据电荷量的公式可得：

解得：

所以两导体棒间的距离最终变为，故D正确。
故选CD。
三、实验题
14.做测定玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中三个实验小组的实验情况：
(1)甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出图象如图甲所示，则下列判定正确的是__________

A.光线是从空气射入玻璃的
B.该玻璃的折射率约为0.67
C.该玻璃的折射率约为1.5
D.该玻璃置于空气中时临界角约为
(2)乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y＜0区域放入某介质（以x轴为界面），并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A（8，3）、B（1，－4）、C（7，－4），则：
①入射点（图中未标出）的坐标为___________；
②通过图中数据可以求得该介质折射率n＝___________．
(3)丙组同学在实验中将玻璃砖的界面和的间距画得过宽（光从射入），若其它操作正确，则图甲中折射率的测量值___________准确值；图乙中折射率的测量值________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）.

【答案】 (1). AC (2). （4，0） (3). (4). 小于 (5). 小于
【解析】
【详解】(1)[1] A．由图可知，sini＞sinr，即入射角大于折射角，可知，光线是从空气射入玻璃的，故A正确；
BC． 由折射定律知可知，该玻璃的折射率

故B错误C正确；
D．根据可知，所以，该玻璃置于空气中时临界角小于45°，故D错误。
故选AC。
(2)[2][3] 画出三条光线如图所示。

根据折射光线与入射光线的对称性，可知，入射点O′的横坐标为

故入射点O′的坐标为（4，0）。设入射角为i，折射角为r。根据数学知识得：
，
所以该介质折射率：

(3)[4] 将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致折射角偏大，则图甲中折射率的测量值小于准确值；
[5]如图，实线是实际光线，红色虚线是该同学所作的光线，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，测量值小于准确值。

15.用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间距离d=0.20 mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为L=75.0 cm，如图甲所示，实验时先转动如图乙所示的测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准如图丙所示的第1条明条纹，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图戊所示，则游标卡尺的读数x1=__________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹，如图丁所示，此时卡尺的主尺和游标尺的位置如图己所示，则游标卡尺的读数x2=__________mm，由以上已知数据和测量数据，则该单色光的波长是__________mm.

【答案】 (1). 0.3 (2). 9.6 (3). 6.2×10-4
【解析】
图戊的示数主尺为：0mm；游标尺的第3刻度与上面对齐，读数为0.1×3mm=0.3mm，总读数为0.3mm；图己的示数主尺为：9mm；游标尺的第6刻度与上面对齐，读数为0.1×6mm=0.6mm，总读数为9.6mm．根据得
四、计算题
16.如图所示，一列沿轴传播的简谐横波，实线是在t＝0时刻的波形图，虚线是这列波经Δt＝0.2s的波形图，(是波的周期)。
(1)若波的传播方向沿轴正方向，求波速；
(2)若波的传播方向沿轴负方向，求波速；
(3)若波的传播速度，波的传播方向如何？

【答案】(1)100cm/s；(2)80cm/s；(3)向轴正方向传播
【解析】
【详解】(1)由图知波长

当波向轴正方向传播时，波传播的距离

由于，故

所以

(2)当波向轴负方向传播时，波传播的距离

同理

所以

(3)波传播的距离

故波向轴正方向传播。
17.如图所示，某种材料制成的半球体，左侧面镀有水银，CD为半球底面直径，O为球心，直线OB垂直CD，且与半球面交于B点．现有一单色光平行BO方向从半球面上的A点射入半球，经CD面反射后恰好从B点射出半球．半球的半径为R，入射时单色光线与OB的距离d=R，透明半球对该单色光的折射率，不考虑单色光在B点的反射．
①求单色光从B点射出时的折射角；
②已知光在真空中的传播速度为c，求单色光在半球内传播的总时间t．

【答案】①=60°②．
【解析】
【详解】①该单色光在半球内传播的光路如图所示：

设光在A点的入射角为θ1，则有：，可得θ1=60°
设折射角θ2.则有：，可得θ2=60°
由几何关系可知，光线在B点的入射角θ2=30°
在B点，由，可得：=60°
②由图可知：，EF=OF-OE=，AE=2EF=
光线在球内的总路程为：s=AE+EB=
光线在球内的传播速度大小为：
光线在球内的传播时间为：
18.发电机输出电压为220V，输出功率为44kW，两条输电线的总电阻为，求：
(1)用户得到的电压和电功率各是多少；
(2)如果发电站先用变压比为1：5的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后，再经过5：1的降压变压器降压后供给用户，则用户得到的电功率和电压又各是多少？
【答案】(1)120V，24kW；(2)43200W，216V
【解析】
【详解】(1)输电电流
A
损失电压
V
损失功率

故用户得到的电压

用户得到的功率

(2)设输电电压为，则

解得
V
所以输电电流为
A
此时线路上损失电压
V
损失功率
W
故用户得到的功率
43200W
降压变压器输入电压
V
又

V
即用户此时得到的电压为216V。
19.桌面上有不等间距平行金属导轨MN、和PQ、如图水平放置(桌面未画出)，MN和相连，PQ和相连，导轨宽度分别为，，和上左端都涂有长度为2m的绝缘漆，图中用较粗部分表示，金属棒和金属棒分别垂直导轨放置，金属棒开始位置与位置重合，它们质量分别为，，用绝缘细线绕过光滑定滑轮和一小物块相连，的质量，开始时距地面高度，整个空间充满垂直导轨向上的匀强磁场。已知绝缘漆部分和棒的动摩擦因数，导轨其余部分均光滑且和金属棒接触良好，开始用手托着使系统保持静止。现放手使其开始运动，物体触地后不再反弹，设整个过程中导轨足够长，g＝10m/s2，求：
(1)金属棒b在导轨上涂有绝缘漆部分运动时绳子的拉力大小；
(2)从开始运动到金属棒a的速度为2m/s时系统产生的热量；
(3)求金属棒a的最大速度.

【答案】(1)1.2N；(2)1.8J；(3)
【解析】
【详解】(1)金属棒b在导轨,上涂有绝缘漆部分运动时未形成闭合电路，导体棒不受安培力。对b和c这个系统，由牛顿第二定律得

解得

对c物体受力分析，由牛顿第二定律得

解得绳子的拉力为

(2)在摩擦过程摩擦力大小为

摩擦生热产生的热量为

解得

此时离开绝缘漆，金属棒b开始切割磁感线，回路产生感应电流，b做减速运动，a做加速运动，它们的电流时刻相等，所以a和b受到的安培力大小之比为1:2，质量之比为1:2，所以加速度之比为1:1，即二者速度变化量时刻相等。
当a的速度从0变为2m/s时，变化量为2m/s，则

此时的速度为

根据能量关系得系统产生的焦耳热为

解得

所以总共产生的热量为

(3)金属棒a和b运动方向相同，磁场方向相同，切割产生的感应电动势方向相反，即电动势相减为回路总电动势。a做加速运动，b做减速运动，只要二者的电动势不相等，则回路有电流，即b减速、a加速。当两者的感应电动势相等时，回路的感应电流为0，两棒不受安培力，做匀速运动，金属棒a的速度达到最大。设此时a、b两棒的速度分别为和，则有

可得

因为a、b加速度大小相等，则有

解得