精品解析：吉林省延吉市第一高级中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

延吉市第一高级中学2024-2025学年度第下学期期中考试 高二物理 一、选择题（第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。共46分。） 1. 关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A. 内窥镜利用了光的折射 B. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 C. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射 D. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 2. 如图所示，图甲为振荡电路，通过点的电流如图乙所示，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 在第末，线圈中的磁场能最大 B. 在第末，电容器的电场能最大 C. 电容器正在充电，上极板带正电 D. 电容器正在放电，上极板带负电 3. 两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 在时，分子势能最小，动能为零 B. 在时，分子势能为零 C. 在阶段，F做正功，分子动能增大，势能减小 D. 在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 4. 如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为，O点正下方处有一铁钉。重力加速度为g，不计空气阻力，将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期为（　　） A. B. C. D. 5. 水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（　　） A. 质点A振动减弱 B. 质点A振动加强，质点D振动减弱 C. 再过半个周期，质点C是振动加强点 D. 质点B的振幅为2cm 6. 用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图是LED灯内部结构示意图，发光体封装在半径为R、折射率为n的半球形介质中，是其圆形发光体的直径，其圆心位于半球的球心O。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 光在该介质中的传播速度为 B. 从O点发出的光在半球形介质中传播到球面所需要的时间为 C. 当由发光面边缘M（或N）发出的光与面垂直时，入射角最大 D. 为确保发光面发出的光第一次到达半球面时都不发生全反射，则该发光面的最大面积为 7. 在同一水平面，两种不同介质Ⅰ和Ⅱ的分界面MN为一条直线，在水平面内垂直于MN建立x坐标系，与MN的交点记为坐标原点，在和处各有一个波源和，振动频率相同均为，在时刻两波源同时开始沿垂直纸面方向振动，且起振方向相同，两列波的振幅均为。经半个周期后波形示意图如图所示，其中圆弧实线表示波峰（　　） A. 介质Ⅰ和介质Ⅱ的波速之比为 B. 在时原点的位移大小为 C. 在时两波恰好在原点处第一次相遇 D. 从到的过程中处质点振动的路程为 8. 一个共振筛如图甲所示，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电动偏心轮的电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子的质量，筛子的固有周期随之增大。某段时间内偏心轮的转速是60r/min，下列说法正确的是（　　） A. 共振筛此时的频率是0.8Hz B. 增大偏心轮的转速，可以使筛子的振幅增大 C. 适当减小筛子的质量，可以使筛子的振幅增大 D. 适当增大偏心轮的电压，可以使筛子的振幅增大 9. 图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为10m/s B. 质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m C. 在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度 D. 在t=0.3s时，x=2m处质点位于处 10. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形．在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（　　） A. 红光在该材料中传播的速度为c B. 光从该材料射到空气发生全反射的临界角为30° C. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为 D. 照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出 二、实验题：（本题共两道题，每空2分，共16分。） 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置测量了光的波长，其中单缝与双缝相互平行。 （1）实验时，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 单缝到双缝的距离越远，条纹间距越大 B. 屏上的条纹与双缝垂直 C. 条纹间距与光波的波长无关 D. 条纹间距与双缝的宽度有关 （2）第16条亮纹、第22条亮纹分别到第1条亮纹之间的距离为图乙和图丙所示，则相邻两亮条纹之间的距离为________cm（结果保留两位有效数字）； （3）如果双缝屏到光屏之间的距离为L=50 cm，两狭缝之间的距离为d=0.4 mm，相邻亮条纹间距为 ，则波长的表达式为________，其值为________m。 12. 物理实验社团的某小组同学在实验室“探究单摆的周期与摆长的关系”。 （1）为测量摆长，必须使单摆处于__________状态（填“A”、“B”或“C”）。 A.水平放置且拉直 B.竖直面内自然悬垂 C.悬挂且用竖直外力拉紧 （2）他已测得摆线长度为；然后用某种仪器来测量摆球的直径，得到的测量值为，此测量数据是选用了仪器____（填“A”、“B”或“C”）测量得到的。 A．毫米刻度尺 B．10分度游标卡尺 C．20分度游标卡尺 （3）正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球某次经过平衡位置时开始计时，测出小球完成30次全振动的时间为____s。 （4）实验中的摆球可看成为质量均匀分布的球体，社团中另一小组同学错将摆线长和小球直径之和当作单摆的摆长，那么在探究周期T与摆长L的关系时将会得到如图所示的__________线（填“A”、“B”或“C”）。 三、解答题（本题共3小题，共38分。其中13题12分，14题12分，15题14分。解答应写出必要的文字说明、原始公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 一列简谐横波沿x轴传播，在（实线）和（虚线）时刻的波形图如图所示。 （1）求这列波的波长、振幅并写出波速表达式； （2）若波速，求处的质点从时刻开始到第一次返回平衡位置的时间及路程。 14. 如图所示，在双缝干涉实验中，和为双缝，是光屏上的一点，已知点与和距离之差为2.1×10-6m，现分别用A、两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问点处分别是亮条纹还是暗条纹？ （1）已知A光在折射率为的介质中波长为4×10-7m； （2）已知光在某种介质中波长为3.15×10-7m，当光从这种介质射向空气时，临界角为37°。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 15. 某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为R的四分之一圆BAE与长方形BCDE组成，BC长为2R。一束单色光以平行于AB的方向照射到圆弧面上的F点，此时的入射角。折射光线在BC边上发生全反射，随后从CD边射出时折射角。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖对该光的折射率n； （2）光在玻璃砖内传播的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 延吉市第一高级中学2024-2025学年度第下学期期中考试 高二物理 一、选择题（第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。共46分。） 1. 关于光的性质与应用，下列说法正确的是（　　） A. 内窥镜利用了光的折射 B. 全息照片的拍摄利用了光的干涉原理 C. 观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的衍射 D. 照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的 【答案】B 【解析】 【详解】A．内窥镜利用了光的全反射原理，A错误； B．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，B正确； C．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振，C错误； D．照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，D错误。 故选B。 2. 如图所示，图甲为振荡电路，通过点的电流如图乙所示，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 在第末，线圈中的磁场能最大 B. 在第末，电容器的电场能最大 C. 电容器正在充电，上极板带正电 D. 电容器正在放电，上极板带负电 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，第末电流为0，磁场能最小，说明充电完毕，此时电容器的电场能最大，故A错误； B．末电流绝对值最大，此时磁场能最大，说明电容器放电完毕，电容器的电场能最小，故B错误； C．电流增大，磁场能增大，电容器的电场能减小，是放电过程；电流减小，磁场能减小，电容器的电场能增大，为充电过程。第末磁场能最大，电容器放电完毕，不带电，电流为正值，说明通过点的电流方向向左，正电荷向下极板移动，下极板开始带上正电，上极板带负电，故C错误； D．电流增大，磁场能增大，电容器的电场能减小，电容器正在放电；因上极板带上负电，且时上极板所带负电荷最多，故上极板仍带负电，所带电量逐渐减少，故D正确。 故选D。 3. 两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　） A. 在时，分子势能最小，动能为零 B. 在时，分子势能为零 C. 在阶段，F做正功，分子动能增大，势能减小 D. 在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小 【答案】C 【解析】 【详解】AC．从无穷远处到时，分子力做正功，分子势能一直减小，分子势能达到最小，而动能在不断增大，直至最大，因此分子动能不为0，故A错误，C正确； B．由A项分析可知，处的分子势能小于无穷远处的分子势能，而无穷远处分子势能为零，故B错误； D．在阶段，分子力做负功，分子势能增大，分子动能减小，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为，O点正下方处有一铁钉。重力加速度为g，不计空气阻力，将小球拉至A处无初速度释放（摆角很小），这个摆的周期为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题意，根据单摆周期公式，有 则这个摆的周期为 故选A。 5. 水面上的两列波在某时刻的叠加情况如图所示，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为5cm，的振幅为3cm，下列说法正确的是（　　） A. 质点A振动减弱 B. 质点A振动加强，质点D振动减弱 C. 再过半个周期，质点C是振动加强点 D. 质点B的振幅为2cm 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，则质点A和质点D始终是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，则质点B和质点C始终是振动减弱点，ABC错误； D．质点B是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差2cm，D正确。 故选D。 6. 用发光二极管制成的LED灯具有发光效率高、使用寿命长等优点。如图是LED灯内部结构示意图，发光体封装在半径为R、折射率为n的半球形介质中，是其圆形发光体的直径，其圆心位于半球的球心O。已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 光在该介质中的传播速度为 B. 从O点发出的光在半球形介质中传播到球面所需要的时间为 C. 当由发光面边缘M（或N）发出的光与面垂直时，入射角最大 D. 为确保发光面发出的光第一次到达半球面时都不发生全反射，则该发光面的最大面积为 【答案】C 【解析】 【详解】A．真空中的光速为c，该介质的折射率为n，则光在该介质中的传播速度为 故A错误； B．从O点发出的光在半球形介质中传播到球面所需要的时间为 故B错误； C．如图所示 当由发光面边缘M（或N）发出的光与面垂直时，入射角最大，故C正确； D．如果入射角最大的这条光线不发生全反射，则其他光线均不会发生全反射，故临界条件为 设发光面的半径为r，由几何关系可知 发光面的最大面积为 联立解得 故D错误。 故选C。 7. 在同一水平面，两种不同介质Ⅰ和Ⅱ的分界面MN为一条直线，在水平面内垂直于MN建立x坐标系，与MN的交点记为坐标原点，在和处各有一个波源和，振动频率相同均为，在时刻两波源同时开始沿垂直纸面方向振动，且起振方向相同，两列波的振幅均为。经半个周期后波形示意图如图所示，其中圆弧实线表示波峰（　　） A. 介质Ⅰ和介质Ⅱ的波速之比为 B. 在时原点的位移大小为 C. 在时两波恰好在原点处第一次相遇 D. 从到的过程中处质点振动的路程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．振动频率相同均为，可知 根据波形图是振动半个周期的波形图，可以判断得出两波源开始起振方向垂直纸面向外，首先波源用到达最大位移处，然后再用将波峰状态传播如题图位置，因此， 根据可知，两列波的波速分别为，，波速之比为，故A错误； B．的波形传到O点用时，的波形传到O点用时 可知时O点开始振动，且为加强点，振幅为 根据振动的周期性可知，在时原点的位移大小为，故B正确； C．根据可知，在时两波传播的距离分别为，，则两波不是第一次在原点处相遇，故C错误； D．的波形传到处的时间为 的波形传到处的时间为 则处的质点在的路程为 根据该质点的振动情况可知，在后两波叠加为减弱点，振幅为0，所以从到的过程中处质点振动的路程为，故D错误； 故选B。 8. 一个共振筛如图甲所示，该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电动偏心轮的电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子的质量，筛子的固有周期随之增大。某段时间内偏心轮的转速是60r/min，下列说法正确的是（　　） A. 共振筛此时的频率是0.8Hz B. 增大偏心轮的转速，可以使筛子的振幅增大 C. 适当减小筛子的质量，可以使筛子的振幅增大 D. 适当增大偏心轮的电压，可以使筛子的振幅增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．偏心轮的转速是60r/min，其周期，故频率 共振筛的频率与偏心轮的频率相同，故A错误； BD．若增加偏心轮的转速，则共振筛的频率增大，根据题图乙可知，其振幅将减小，增大电动偏心轮的电压，共振筛的振幅将减小，故BD错误； C．减小筛子质量，可减小筛子的固有周期，则筛子的固有频率增大，大于0.8Hz，则更靠近1Hz，可以使筛子振幅增大，故C正确。 故选C。 9. 图甲是一列机械波在t=0时刻的波形图，该波沿x轴的正方向传播，图乙是质点A的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 该列波的传播速度为10m/s B. 质点A经过0.4s的时间将沿x轴传播4m C. 在t=0.2s时，质点A具有向下的最大加速度 D. 在t=0.3s时，x=2m处质点位于处 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图甲和图乙可知，，，则该列波的传播速度为 故A正确； B．质点A只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误； C．由图乙可知，在t=0.2s时，质点A处于负向最大位移处，具有向上的最大加速度，故C错误； D．由于该波沿x轴的正方向传播，根据波形平移法可知，t=0时刻，x=2m处质点在平衡位置向上振动，由于 可知在t=0.3s时，x=2m处质点位于处，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形．在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（　　） A. 红光在该材料中传播的速度为c B. 光从该材料射到空气发生全反射的临界角为30° C. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为 D. 照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由 可知，光在该材料中的传播速度为，A错误； B．根据 得光从该材料到空气的临界角C=30°，B正确； C．由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，做出如图所示光路图 根据几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为 在材料中的传播时间为 光在空气中传播的时间为 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为，C错误； D．若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则∠ADF=30°，同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则∠CDH=30°，故，D正确。 故选BD。 二、实验题：（本题共两道题，每空2分，共16分。） 11. 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置测量了光的波长，其中单缝与双缝相互平行。 （1）实验时，在光屏上得到了明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　） A. 单缝到双缝的距离越远，条纹间距越大 B. 屏上的条纹与双缝垂直 C. 条纹间距与光波的波长无关 D. 条纹间距与双缝的宽度有关 （2）第16条亮纹、第22条亮纹分别到第1条亮纹之间的距离为图乙和图丙所示，则相邻两亮条纹之间的距离为________cm（结果保留两位有效数字）； （3）如果双缝屏到光屏之间的距离为L=50 cm，两狭缝之间的距离为d=0.4 mm，相邻亮条纹间距为 ，则波长的表达式为________，其值为________m。 【答案】（1）D （2）0.075 （3） ①. ②. 6×10-7 【解析】 【小问1详解】 A．条纹间距与单缝到双缝之间的距离无关，故A错误； B．为使屏上的干涉条纹清晰，单缝和双缝必须平行放置，所得到的干涉条纹与双缝平行，故B错误； CD．由公式可知，条纹间距与光波的波长以及双缝的宽度均有关，故C错误，D正确。 故选D。 【小问2详解】 由游标卡尺的读数规则可知，图乙和图丙的示数分别为 则相邻两亮条纹之间的距离为=0.075cm 【小问3详解】 [1]由公式，得 [2]代入数据可得 12. 物理实验社团的某小组同学在实验室“探究单摆的周期与摆长的关系”。 （1）为测量摆长，必须使单摆处于__________状态（填“A”、“B”或“C”）。 A.水平放置且拉直 B.竖直面内自然悬垂 C.悬挂且用竖直外力拉紧 （2）他已测得摆线长度为；然后用某种仪器来测量摆球的直径，得到的测量值为，此测量数据是选用了仪器____（填“A”、“B”或“C”）测量得到的。 A．毫米刻度尺 B．10分度游标卡尺 C．20分度游标卡尺 （3）正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球某次经过平衡位置时开始计时，测出小球完成30次全振动的时间为____s。 （4）实验中的摆球可看成为质量均匀分布的球体，社团中另一小组同学错将摆线长和小球直径之和当作单摆的摆长，那么在探究周期T与摆长L的关系时将会得到如图所示的__________线（填“A”、“B”或“C”）。 【答案】 ①. B ②. C ③. 41.5 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]测量摆长时，必须使单摆处于竖直面内自然悬垂的状态，这样测量的摆长才是最准确的。 故选B。 （2）[2]毫米刻度尺可精确到1mm，10分度游标卡尺可精确到0.1mm，20分度游标卡尺可精确到005mm，得到摆球的直径为 故选C。 （3）[3]秒表的读数为 （4）[4]由单摆周期公式 整理得 其中L为悬点到球心的距离，该小组同学将摆线长和小球直径之和当作单摆的摆长，则L偏大，故周期T与摆长L的关系为图中的C。 三、解答题（本题共3小题，共38分。其中13题12分，14题12分，15题14分。解答应写出必要的文字说明、原始公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 一列简谐横波沿x轴传播，在（实线）和（虚线）时刻的波形图如图所示。 （1）求这列波的波长、振幅并写出波速表达式； （2）若波速，求处的质点从时刻开始到第一次返回平衡位置的时间及路程。 【答案】（1），，当波沿x轴正方向传播时（n=0，1，2，3…）；当波沿x轴负方向传播时（n=0，1，2，3…）；（2）， 【解析】 【详解】（1）由图可知 当波沿x轴正方向传播时，在到时间内，波传播的距离为 （n=0，1，2，3…） 则波速为 （n=0，1，2，3…） 当波沿x轴负方向传播时，在到时间内，波传播的距离为 （n=0，1，2，3…） 则波速为 （n=0，1，2，3…） （2）若，则波向x轴负方向传播，当处质点的振动传播到处时，的质点第一次返回平衡位置，所用时间为 当时，和处的质点在平衡位置，所以此时刻处质点的位移为 此时质点在向y轴正方向运动，所以，路程为 14. 如图所示，在双缝干涉实验中，和为双缝，是光屏上的一点，已知点与和距离之差为2.1×10-6m，现分别用A、两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问点处分别是亮条纹还是暗条纹？ （1）已知A光在折射率为的介质中波长为4×10-7m； （2）已知光在某种介质中波长为3.15×10-7m，当光从这种介质射向空气时，临界角为37°。（sin37°=0.6，cos37°=0.8） 【答案】（1）暗条纹；（2）亮条纹 【解析】 【详解】（1）设A光在空气中波长为，在的介质中波长为，由 得 根据路程差，所以 由此可知，从和到点的路程差是A光半波长的7倍，所以用A光进行实验时点为暗条纹。 （2）根据临界角与折射率的关系得 由此可知，光在空气中的波长  ， 即为的8倍，所以用光进行实验时，点为亮条纹。 15. 某玻璃砖的横截面如图所示，其由半径为R的四分之一圆BAE与长方形BCDE组成，BC长为2R。一束单色光以平行于AB的方向照射到圆弧面上的F点，此时的入射角。折射光线在BC边上发生全反射，随后从CD边射出时折射角。已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖对该光的折射率n； （2）光在玻璃砖内传播的时间t。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设单色光从F点射入时的折射角为，光线在CD边的入射角为，根据题意，光路如图所示 根据光路可逆知 根据几何关系有 根据折射定律有 解得 （2）F、G两点间的距离 G、H两点间的距离 光在玻璃砖内传播的速度大小 光在玻璃砖内传播的时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $