内容正文:
云南省宣威市民族中学等高中二年级下学期期中
物理考试试题
(满分100分,考试用时90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分)下列各题的四个选项中,只有一个最符合题意,请将所选答案填入答题卡相应位置。
1. 做简谐运动的弹簧振子,当它每次经过同一位置时,下列物理量相同的是( )
A. 速度 B. 加速度
C. 动能 D. 动量
2. 一单摆的周期为T,摆球质量为m,摆长为L。若将摆长变为原来的4倍,摆球质量减半,则单摆的周期变为( )
A. 2T B. T C. D. 4T
3. 下列关于机械波的说法,正确的是( )
A. 有机械振动一定有机械波 B. 机械波的频率等于波源的振动频率
C. 机械波的传播速度与介质无关 D. 波传播过程中,质点随波迁移
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波形图显示,x=2m处质点位于平衡位置且向上运动,则此时x=4m处质点的运动方向为( )
A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 无法确定
5. 在双缝干涉实验中,用绿色光照射时,屏上出现干涉条纹。若改用红色光照射,则( )
A. 条纹间距变宽 B. 条纹间距变窄 C. 条纹间距不变 D. 不会出现干涉条纹
6. 一束光从空气射入水中,入射角为30°,折射角为θ。下列说法正确的是( )
A. θ>30° B. θ=30° C. θ<30° D. 无法确定
7. 关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A. 闭合导体回路中的磁通量变化越大,感应电动势就越大
B. 闭合导体回路中的磁通量变化越快,感应电动势就越大
C. 导体切割磁感线运动时,一定有感应电动势
D. 穿过闭合回路的磁通量为零时,感应电动势一定为零
8. 如图水平放置的U形光滑导轨,ab段有垂直于导轨平面的匀强磁场,一导体棒在导轨上向右匀速运动。若保持磁场不变,导体棒以速度v匀速向右运动,则棒中感应电流的方向为( )
A. 从a到b B. 从b到a C. 先a到b后b到a D. 无感应电流
9. 如图所示一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,若线圈的面积为S,磁感应强度为B,角速度为ω,则线圈从中性面开始转动180°过程中,平均感应电动势为( )
A. 0 B. C. BSω D. 2BSω
10. 一束白光通过三棱镜后,在光屏上形成彩色光带,该现象称为( )
A. 光的干涉 B. 光的衍射 C. 光的色散 D. 光的偏振
11. 两个弹簧振子,甲的固有频率为f,乙的固有频率为2f、若它们均在频率为1.5f的驱动力作用下做受迫振动,则( )
A. 甲的振幅较大 B. 乙的振幅较大 C. 两者振幅相同 D. 无法比较
12. 关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 电磁波不能在真空中传播 B. 电磁波传播需要介质
C. 电磁波是横波,电场和磁场相互垂直 D. 电磁波的波长与频率成正比
二、实验题(共2小题,共14分)
13. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。已知双缝间距d=0.3mm,双缝到屏的距离l=1.2m。
(1)通过测量头观察到第1条亮纹中心到第5条亮纹中心的距离为8.0mm,则相邻亮纹间距Δx=________mm。
(2)该光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,而是有一定的夹角,则测得的波长值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
14. 用单摆测定重力加速度的实验中,测得摆线长为l₀,摆球直径为d,摆球完成n次全振动所用时间为t。
(1)摆长的表达式L=___________,周期T=___________。
(2)某同学测得的g值偏大,可能的原因是___________(填字母)。
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 开始计时时,秒表过早按下
C. 摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动
D. 测n次全振动时间时,误将n+1次全振动计为n次
(3)为减小实验误差,应选择___________(填“密度大”或“密度小”)的摆球,摆长应选择___________(填“长”或“短”)一些。
三、计算题(共4小题,共38分)
15. 一列简谐横波沿x轴传播,波速v=4m/s。在t=0时刻的波形如图所示。求:
(1)该波的频率;
(2)质点P(x=6m)的振动方程。
16. 已知直角三角形玻璃砖ABC,∠A=30°,∠B=60°,一束单色光从AB边中点垂直射入,在AC边恰好发生全反射。已知光在真空中的速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率n;
(2)光在玻璃砖中的传播速度。
17. 两根平行光滑金属导轨相距L=0.5m,导轨平面与水平面夹角θ=30°,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属棒ab垂直导轨放置,由静止开始下滑,导轨电阻不计,金属棒电阻R=1Ω,g=10m/s2。求:
(1)金属棒下滑过程中的最大速度;
(2)当金属棒速度达到4m/s时,棒的加速度大小。
18. 如图:一个匝数N=100匝、面积S=0.1m2的单匝线圈,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,磁感应强度B=0.5T,线圈电阻r=1Ω,外接电阻R=9Ω,从中性面开始计时,转动角速度ω=100rad/s。求:
(1)线圈中产生的感应电动势最大值;
(2)电阻R两端电压的有效值;
(3)线圈转动一周外力做的功。
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云南省宣威市民族中学等高中二年级下学期期中
物理考试试题
(满分100分,考试用时90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共12小题,每小题4分,共48分)下列各题的四个选项中,只有一个最符合题意,请将所选答案填入答题卡相应位置。
1. 做简谐运动的弹簧振子,当它每次经过同一位置时,下列物理量相同的是( )
A. 速度 B. 加速度
C. 动能 D. 动量
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】速度、动量是矢量,经过同一位置时,可能方向不同,导致这些物理量不相同,做简谐振动的物体回复力指向平衡位置,因此加速度相同,而经过同一位置时,速度大小相等,动能一定相同。
故选BC。
2. 一单摆的周期为T,摆球质量为m,摆长为L。若将摆长变为原来的4倍,摆球质量减半,则单摆的周期变为( )
A. 2T B. T C. D. 4T
【答案】A
【解析】
【详解】单摆的周期公式为,由公式可知,单摆周期仅与摆长、当地重力加速度有关,与摆球质量无关,因此摆球质量减半为干扰条件,不影响周期。
当摆长变为原来的4倍即时,新的周期:
故选A。
3. 下列关于机械波的说法,正确的是( )
A. 有机械振动一定有机械波 B. 机械波的频率等于波源的振动频率
C. 机械波的传播速度与介质无关 D. 波传播过程中,质点随波迁移
【答案】B
【解析】
【详解】A.机械波的产生需要两个必要条件:存在做机械振动的波源、有能够传播振动的介质,仅有机械振动没有介质时无法形成机械波,故A错误;
B.机械波传播时,介质中的质点在波源的驱动力作用下做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力频率,因此机械波的频率等于波源的振动频率,即,故B正确;
C.机械波的传播速度仅由介质本身的性质决定,与波源无关,例如声波在固体中的传播速度大于在液体、气体中的传播速度,故C错误;
D.机械波传播过程中仅传递振动形式、能量和信息,介质中的质点仅在各自的平衡位置附近做往复振动,不会随波迁移,故D错误。
故选B。
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波形图显示,x=2m处质点位于平衡位置且向上运动,则此时x=4m处质点的运动方向为( )
A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】根据图像可知波长
由于简谐横波向x轴正方向运动,位于处的质点振动比处的质点超前,由于此时处的质点位于平衡位置向上振动,由于两点之间的距离为2m,小于个波长,所以此时处的质点正在向上振动。
故选A。
5. 在双缝干涉实验中,用绿色光照射时,屏上出现干涉条纹。若改用红色光照射,则( )
A. 条纹间距变宽 B. 条纹间距变窄 C. 条纹间距不变 D. 不会出现干涉条纹
【答案】A
【解析】
【详解】双缝干涉的条纹间距公式为,其中为双缝到光屏的距离,为双缝间距,为入射光波长。实验中仅更换入射光,、均保持不变。
红光波长大于绿光波长,条纹间距与入射光波长成正比,因此红光照射时条纹间距变宽。
故选A。
6. 一束光从空气射入水中,入射角为30°,折射角为θ。下列说法正确的是( )
A. θ>30° B. θ=30° C. θ<30° D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据光的折射定律,因从光疏介质射入光密介质,则n>1,即
可知。
故选C。
7. 关于电磁感应现象,下列说法正确的是( )
A. 闭合导体回路中的磁通量变化越大,感应电动势就越大
B. 闭合导体回路中的磁通量变化越快,感应电动势就越大
C. 导体切割磁感线运动时,一定有感应电动势
D. 穿过闭合回路的磁通量为零时,感应电动势一定为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率成正比,仅磁通量变化量大,若变化时间也很大,磁通量变化率可能很小,感应电动势不一定大,故A错误;
B.磁通量变化越快即磁通量变化率越大,由法拉第电磁感应定律可知感应电动势越大,故B正确;
C.导体切割磁感线运动时,导体内部自由电子受洛伦兹力作用向两端聚集,形成电势差,一定产生动生电动势,感应电动势的产生不需要回路闭合,故C正确;
D.穿过闭合回路的磁通量为零时,磁通量的变化率不一定为零,例如线圈在匀强磁场中转动到与磁场平行的位置时,磁通量为零但感应电动势最大,故D错误。
故选BC。
8. 如图水平放置的U形光滑导轨,ab段有垂直于导轨平面的匀强磁场,一导体棒在导轨上向右匀速运动。若保持磁场不变,导体棒以速度v匀速向右运动,则棒中感应电流的方向为( )
A. 从a到b B. 从b到a C. 先a到b后b到a D. 无感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】使用右手定则:伸开右手,让磁感线垂直穿入手心(掌心向下),拇指与四指成90°,指向运动方向指向导体棒运动方向(向右),四指所指方向即为导体棒中的感应电流方向,即从b到a
故选B。
9. 如图所示一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,若线圈的面积为S,磁感应强度为B,角速度为ω,则线圈从中性面开始转动180°过程中,平均感应电动势为( )
A. 0 B. C. BSω D. 2BSω
【答案】B
【解析】
【详解】平均感应电动势:,本题单匝线圈
初始位置:中性面,磁感线垂直穿过线圈,
转过后:线圈正反面颠倒,磁感线反向穿过,
磁通量变化量:
角速度,转过角度,因此:
代入计算平均电动势
故选。
10. 一束白光通过三棱镜后,在光屏上形成彩色光带,该现象称为( )
A. 光的干涉 B. 光的衍射 C. 光的色散 D. 光的偏振
【答案】C
【解析】
【详解】A.光的干涉是相干光叠加后产生明暗相间条纹的现象,与题干中白光经三棱镜形成彩色光带的现象不符,故A错误;
B.光的衍射是光绕过障碍物、偏离直线传播的现象,与题干现象不符,故B错误;
C.光的色散指复色光分解为单色光的现象,白光是复色光,不同颜色的光在三棱镜中的折射率不同,偏折程度存在差异,因此通过三棱镜后会分散为彩色光带,属于光的色散现象,故C正确;
D.光的偏振是横波的振动方向仅沿特定方向的现象,与题干现象无关,故D错误。
故选C。
11. 两个弹簧振子,甲的固有频率为f,乙的固有频率为2f、若它们均在频率为1.5f的驱动力作用下做受迫振动,则( )
A. 甲的振幅较大 B. 乙的振幅较大 C. 两者振幅相同 D. 无法比较
【答案】A
【解析】
【详解】物体做受迫振动时,振幅的大小取决于驱动力频率f驱和固有频率f固的接近程度,该程度由的值衡量,该值越小,振幅越大。甲的情况:;乙的情况:。因为,所以甲的振幅较大。
故选A。
12. 关于电磁波,下列说法正确的是( )
A. 电磁波不能在真空中传播 B. 电磁波传播需要介质
C. 电磁波是横波,电场和磁场相互垂直 D. 电磁波的波长与频率成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播(如太阳光作为电磁波可穿越真空到达地球),故A错误;
B.电磁波传播不需要介质,只有机械波传播才需要介质,故B错误;
C.电磁波是横波,其电场方向、磁场方向、传播方向三者两两相互垂直,因此电场和磁场相互垂直,故C正确;
D.真空中电磁波满足波速公式,其中光速为定值,因此波长与频率成反比,故D错误。
故选C。
二、实验题(共2小题,共14分)
13. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中。已知双缝间距d=0.3mm,双缝到屏的距离l=1.2m。
(1)通过测量头观察到第1条亮纹中心到第5条亮纹中心的距离为8.0mm,则相邻亮纹间距Δx=________mm。
(2)该光的波长λ=________m(结果保留两位有效数字)。
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行,而是有一定的夹角,则测得的波长值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)2.0 (2)
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
第1条到第5条亮纹间有个相邻间隔
【小问2详解】
根据
得双缝干涉波长公式:
统一单位:,,
代入计算:
【小问3详解】
若刻线与条纹不平行,测量的条纹间距是斜线长度,比真实垂直间距偏大。由,测量偏大,则计算出的波长偏大。
14. 用单摆测定重力加速度的实验中,测得摆线长为l₀,摆球直径为d,摆球完成n次全振动所用时间为t。
(1)摆长的表达式L=___________,周期T=___________。
(2)某同学测得的g值偏大,可能的原因是___________(填字母)。
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 开始计时时,秒表过早按下
C. 摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动
D. 测n次全振动时间时,误将n+1次全振动计为n次
(3)为减小实验误差,应选择___________(填“密度大”或“密度小”)的摆球,摆长应选择___________(填“长”或“短”)一些。
【答案】(1) ①. ②. (2)A
(3) ①. 密度大 ②. 长
【解析】
【小问1详解】
[1]单摆的摆长是悬点到摆球球心的距离,摆线长加上摆球半径,因此;
[2]周期是完成一次全振动的时间,n次全振动总时间为t,因此。
【小问2详解】
A.由单摆周期公式,推导得重力加速度,据此分析误差:测摆线时拉得过紧,测得的摆长L偏大,因此计算得到的g偏大,故A正确;
B.秒表过早按下,测得总时间t偏大,周期T偏大,因此根据选项A中推导出的重力加速度,g偏小,故B错误;
C.摆松动后实际摆长变大,计算时所用的摆长小于振动中的实际摆长,结合选项A中推导出的重力加速度,因此g偏小,故C错误;
D.误将次全振动的时间计为次全振动的时间,导致计算出的周期偏大,根据选项A中推导出的重力加速度,因此g偏小,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]密度大的摆球,相同体积下质量大,空气阻力的影响更小,可减小误差;
[2]摆长越长,由单摆周期公式,知周期越大,测量周期的误差越小,因此选长摆长。
三、计算题(共4小题,共38分)
15. 一列简谐横波沿x轴传播,波速v=4m/s。在t=0时刻的波形如图所示。求:
(1)该波的频率;
(2)质点P(x=6m)的振动方程。
【答案】(1)0.5Hz
(2)
【解析】
【小问1详解】
由波形图知,波速v=4m/s,根据可得频率
【小问2详解】
振幅A=0.1m,角速度为
t=0时,质点P在波谷,振动方向向上,可得其振动方程为
16. 已知直角三角形玻璃砖ABC,∠A=30°,∠B=60°,一束单色光从AB边中点垂直射入,在AC边恰好发生全反射。已知光在真空中的速度为c,求:
(1)玻璃砖的折射率n;
(2)光在玻璃砖中的传播速度。
【答案】(1)2 (2)0.5c
【解析】
【小问1详解】
直角三角形,,光垂直中点射入,传播方向不变到达边,在边恰好全反射,说明入射角等于临界角。
由几何关系:光线垂直,与夹角为,因此光线在面的入射角(临界角),如图所示
全反射临界角公式:
代入
【小问2详解】
折射率与光速关系:
变形得:
代入得
17. 两根平行光滑金属导轨相距L=0.5m,导轨平面与水平面夹角θ=30°,匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感应强度B=1T。一质量m=0.2kg的金属棒ab垂直导轨放置,由静止开始下滑,导轨电阻不计,金属棒电阻R=1Ω,g=10m/s2。求:
(1)金属棒下滑过程中的最大速度;
(2)当金属棒速度达到4m/s时,棒的加速度大小。
【答案】(1)4m/s
(2)a=0
【解析】
【分析】
【小问1详解】
当加速度为零时速度最大,此时满足
根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律,有
联立解得
【小问2详解】
根据第一问计算结果可知此时金属棒达到最大速度,所以加速度为0。
【点睛】
18. 如图:一个匝数N=100匝、面积S=0.1m2的单匝线圈,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,磁感应强度B=0.5T,线圈电阻r=1Ω,外接电阻R=9Ω,从中性面开始计时,转动角速度ω=100rad/s。求:
(1)线圈中产生的感应电动势最大值;
(2)电阻R两端电压的有效值;
(3)线圈转动一周外力做的功。
【答案】(1)500V
(2)225V
(3)
【解析】
【小问1详解】
线圈中产生的感应电动势最大值
【小问2详解】
有效值
电流为
可得电阻R两端电压的有效值
【小问3详解】
外力做功等于电路中产生的总热量,有
周期
解得线圈转动一周外力做的功
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