河北承德一中2019-2020高二物理3月疫情期间检测试题（Word版附答案）

高二年级自主测试——物理 (时间：90 分钟，满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分．1-8 题为单选题，9-12 题为多选题， 部分分 3 分) 1．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C．太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同 D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的 X 射线波长相同 2．声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为 (　　) A．声波是纵波，光波是横波 B．声波振幅大，光波振幅小 C．声波波长较长，光波波长很短 D．声波波速较小，光波波速很大 3．如图所示，S1、S2 为两个振动情况完全相同的波源，两列波的波长都 为 λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2 在空间中共形成了 5 个振动加强的 区域，如图中实线所示．P 是振动加强区域中的一点，从图中可看出(　　) A．P 点到两波源的距离差等于 1.5λ B．S1 的传播速度大于 S2 的传播速度 C．P 点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱 D．当一列波的波峰传到 P 点时，另一列波的波峰也一定传到 P 点 4．为了增大 LC 振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是(　　) A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中插入铁芯 B．减小电容器两极板间的距离并增加线圈的匝数 C．减小电容器两极板间的距离并在线圈中插入铁芯 D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数 5．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，波速为 v＝4 m/s，已知距坐标原点 x＝0.8 m 处质点 的振动图象如图所示，在下图中能够正确表示 t＝0.35 s 时的波形图的是(　　) 6．如图所示，P、Q 是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体．某单色光沿与 P 的上表面成 θ 角的方向斜射向 P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的 界面．已知材料的折射率 nP＜nQ，则下列说法正确的是(　　) A．从 Q 的下表面射出的光线一定与入射到 P 的上表面的光线在同一条直线上 B．从 Q 的下表面射出的光线一定与入射到 P 的上表面的光线平行 C．如果光线从 Q 的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定大于 θ D．如果光线从 Q 的下表面射出，出射光线与下表面所夹的锐角一定小于 θ 7.如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球．则(　　) A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 8．如下图所示，空气中有一折射率为 2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为 90°、半径为 R 的扇形 OAB.一束平行光平行于横截面，以 45°入射角照射到 OA 上，OB 不透光．若只考虑首 次入射到圆弧AB ︵ 上的光，则AB ︵ 上有光透出部分的弧长为(　　) A.1 6πR B.1 4πR C.1 3πR D. 5 12πR 9．如图所示，两束单色光 a、b 从水下射向 A 点后，光线经折射合成一束光 c，则下列说 法中正确的是(　　) A．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 B．用 a、b 光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的 C．在水中 a 光的速度比 b 光的速度小 D．a 光在水中的临界角大于 b 光在水中的临界角10．把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成 空气劈尖，让单色光从上方射入(如图)，这时可以看到亮暗相间的条纹．下面关 于条纹的说法中正确的是(　　) A．将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏 B．将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，条纹变疏 C．将上玻璃板平行上移，条纹向着劈尖移动 D．将上玻璃板平行上移，条纹远离劈尖移动 11．在同一地点有两个静止的声源，发出声波 1 和声波 2.在同一空间的空气中沿同一方 向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是(　　) A．波 1 速度比波 2 速度大 B．相对于同一障碍物，波 1 比波 2 更容易发生衍射现象 C．在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象 D．在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率可以相同 12．如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜 ABC 置于空气中，两者的 AC 面相互平行放 置，由红光和蓝光组成的细光束平行于 BC 面从 P 点射入，通过两棱镜后，变为从 a、b 两点 射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法正确的是(　　) A．红光在玻璃中传播速度比蓝光大 B．从 a、b 两点射出的单色光不平行 C．从 a 点射出的为红光，从 b 点射出的为蓝光 D．从 a、b 两点射出的单色光仍平行，且平行于 BC 二、实验题(本题共 2 小题，共 10 分．每空 1 分) 13.（1）在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，为了减小测量周期的误差，摆球应在 经过最______填“高”或“低”点的位置时开始计时，并计数为 1，摆球每次通过该位置时计 数加当计数为 63 时，所用的时间为 t 秒，则单摆周期为______秒。实验时某同学测得的 g 值 偏大，其原因可能是______． A.实验室的海拔太高 摆球太重 C.测出 n 次全振动时间为 t，误作为次全振动时间进行计算D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了 （2）另一组同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做 50 次全振动的时间，如图甲 所示，秒表的读数为______s。该组同学经测量得到 6 组摆长 L 和对应的周期 T，画出图线， 然后在图线上选取 A、B 两个点，并通过其坐标计算出直线斜率为 k。则当地重力加速度的表 达式 g=______。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半 径，这样______（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。 14.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，装置如图 1 所示。 （1）对于单色光，下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是______。 A.把③向左侧移动少许 B.把⑤向右侧移动少许 C.将绿色滤光片改为红色滤光片 D.增大双缝之间的距离 （2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第 1 条亮纹，此时手轮 上的示数如图 2 所示。然后转动测量头，使分划板中心刻线与第 6 条亮纹中心对齐，记下此 时图 3 中手轮上的示数为______mm，求得相邻亮纹的间距Δx 为______mm。 （3）已知双缝间距为 0.2mm，双缝到屏的距离为 0.7m，则所测光的波长为______nm。 三计算题（共 30 分） 15.(8 分)如图所示是双缝干涉实验装置，屏上 O 点到双缝 S1、S2 的距离相等．当 用波长为 0.75 μm 的单色光照射时，P 是位于 O 上方的第二条亮纹位置，若换用波长 0 10为 0.6 μm 的单色光做实验，P 处是亮纹还是暗纹？在 OP 之间共有几条暗纹？ 16．(10 分)如图所示，ABC 为某种透明介质的横截面图，其中△AOC 为 等腰直角三角形，BC 为半径 R＝10 cm 的四分之一圆弧，AB 与水平屏幕 MN 垂直并接触于 A 点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光经过 BC 面射 向圆心 O，在 AB 分界面上的入射角 i＝45°，已知该介质对红光和紫光的折 射率分别为 n1＝2 3 3 、n2＝ 2. (1)判断分布在屏幕 AM 和 AN 两个区域内各有几个亮斑，分别为什 么色光？(写出结果即可)； (2)求最左侧亮斑和最右侧亮斑间的距离． 17.(12 分)一列沿 x 轴正方向传播的简谐波，在 t＝0 时刻的波形图如图所示，已知这列波 在 P 出现两次波峰的最短时间是 0.4 s，求： (1)这列波的波速是多少？ (2)再经过多少时间质点 R 才能第二次到达波谷？ (3)这段时间内质点 R 通过的路程是多少？参考答案与解析 1．[177]　【解析】选 B. 本题考查了电磁波和机械波．电磁波和声波都可以传递信息，A 项错误；手机通话时，打手机的人的手机将声波转化成电磁波，电磁波传递到接收人的手机 上，接收人的手机再将电磁波转换成声波，B 项正确；太阳光中的可见光是电磁波，传播速度 等于光速，超声波是机械波，常温时在空气中的传播速度等于 340 m/s，C 项错误；红外线的 波长比 X 射线的波长长，D 项错误． 2．[178]　【解析】选 C.本题考查明显衍射发生的条件．声波的波长比较长，容易发生衍 射现象，光波的波长很短，很不容易发生衍射现象，正确选项为 C. 3．[179]　【解析】选 D.由题意可知，S1、S2 在空间共形成 5 个振动加强的区域，则 P 点 到两波源的距离差等于 λ 的整数倍，故 A 错误；S1、S2 为振动情况完全相同的波源，则 S1 的 传播速度等于 S2 的传播速度，故 B 错误；若 P 点此时刻振动最强，过半个周期后，振动仍为 最强，故 C 错误；因 P 点是振动加强区，当一列波的波峰传到 P 点时，另一列波的波峰也一 定传到 P 点，故 D 正确． 4．[180]　【解析】选 D. .LC 振荡电路的频率公式 f＝ 1 2π LC ，由此式可知 增大固有频率 f 的办法是减小 L 或减小 C 或同时减小 L 和 C。由平行板电容器电 容的决定式 C＝ εrS 4πkd 知，减小电容器两极板的正对面积、增大两极板间的距离可以 减小电容 C；自感系数 L 由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁 芯决定，在线圈中插入铁芯可以使 L 增大，减少线圈的匝数可以使 L 减小，故 D 正确，A、B、C 错误。 5．[181]　【解析】选 B.根据距坐标原点 x＝0.8 m 处质点的振动图象可知：t＝0.35 s 时该 点在 y 轴负方向上且向上振动．简谐横波沿 x 轴正方向传播，由 A 图知距坐标原点 x＝0.8 m 处的质点处在 y 轴负方向上且向下振动，故 A 错误；B 图中该质点处在 y 轴负方向上，正向 上振动，故 B 正确；C 图中该质点处在 y 轴正方向上，正向上振动，故 C 错误；D 图中该质 点处在 y 轴正方向上，正向下振动，故 D 错误． 6．[182]　【解析】选 D.作出光路图，如图所示．由题意可知，光线垂直 射入 Q，根据折射定律有：nP＝sin α sin β，nQ＝sin i sin r，因为 nP＜nQ，β＝r，所以 α＜ i，所以 D 对． 7．[184]　【解析】选 D.设发光小球在 P 点，如图甲，当发光小球不在缸底中心 O 时， 仍有光线从侧面射出，所以 A 错误．光从水面射入空气时，当入射角大于临界角时，会发生 全反射现象，如图乙，只有在入射角 θ 小于临界角 C 的范围内光才能从水面射出，B 错误．光从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变，C 错误．光在水中的传播速度 v＝c n，光在空 气中的传播速度近似等于真空中的传播速度 c，所以 D 正确． 8.[186] 　【解析】选 B. 本题考查光的折射定律和全反射规 律．根据sin θ1 sin θ2＝n 得，光线射进玻璃柱的折射角 θ2＝30°，设经过上 表面 OA 折射后，射到 C 点的光线在弧AB ︵ 上恰好发生全反射，则 EC 为能够射出 AB 面的最左侧的光线．根据 sin C＝1 n可解得全反射的临 界角 C＝45°；射到 O 点的光线经 OA 面折射后射到 D 点，则 D 点为射出 AB 面的最右侧光 线．那么能够射出光线的圆弧为CD ︵ ，其对应的圆心角 α＝45°，由此可得，透光的圆弧长为 α 360°·2πR＝ 45° 360°·2πR＝πR 4 ，B 项正确． 9．[183]　【解析】选 AD.设入射角分别为 ia、ib，折射角为 r，则 na＝sin r sin ia，nb＝sin r sin ib， ia＞ib，则 na＜nb，由 v＝c n可知，va＞vb，由 sin C＝1 n可知，Ca＞Cb，选项 C 错误，D 正确； 由于 na＜nb，则 λa＞λb，由 Δx＝l dλ 知，选项 A 正确；单缝衍射条纹宽度不均匀，中央最亮， 选项 B 错误． 10．[185]　【解析】选 BC.从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉 现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后 形成的．当将薄片向着劈尖移动使劈角变大时，相邻亮条纹间距变小，所以干涉条纹会变密； 若将薄片远离劈尖移动使劈角变小时，相邻亮条纹间距变大，所以干涉条纹会变疏，故 A 错 误，B 正确；将上玻璃板平行上移，导致满足亮条纹光程差的间距向劈尖移动，因此出现条纹 向着劈尖移动，故 C 正确，D 错误． 11．[187]　【解析】选 BC.两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播，波速相同， 故 A 错误．由图读出声波 1 和声波 2 波长之比为 λ1∶λ2＝2∶1.波长越长，波动性越强，所以 相对于同一障碍物，波 1 比波 2 更容易发生衍射现象，故 B 正确．由 v＝λf 得到两波频率之比 为 f1∶f2＝1∶2.而两列波发生稳定干涉的必要条件是频率相同，所以在这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象，故 C 正确．由于波 2 的频率大于波 1 的频率，在这两列波传播的 方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率不会相同，故 D 错误． 12．[188]　【解析】选 ACD.红光的折射率小于蓝光的折射率，由公式 v＝c n分析得知， 红光在玻璃中传播速度比蓝光大，故 A 正确．根据光路可逆性原理，分析可知：从 a、b 两点 射出的单色光仍平行，而且平行于 BC，故 B 错误，D 正确．红光的折射率小于蓝光的折射率， 光线经过三棱镜 ABC 后红光的偏折角小于蓝光的偏折角，进入三棱镜 CBA 后，从 a 点射出的 为红光，从 b 点射出的为蓝光，故 C 正确． 13．[189]　【解析】低 t/31 C 95.1s k/4π2 不影响 14． 　【解析】 BC 13.870 2.310 660 15．[190]　【解析】P 点是亮纹还是暗纹，关键取决于 P 到 S1 和 S2 的路程差 Δr＝r2－r1； P 是第几级亮(暗)纹，关键取决于 Δr 是光波长(半波长)的多少倍． 当用波长为 λ1＝0.75 μm 的单色光时，P 为 O 上方第二条亮纹，所以 P 到双缝 S1、S2 的路 程差 Δr＝2λ1＝2×0.75 μm＝1.5 μm. 改用 λ2＝0.6 μm 的单色光时，路程差 Δr＝5 2λ2，所以 P 为暗纹，从 O 到 P 路程差由零逐 渐增大，必有路程差为λ2 2和 3 2λ2 的两点，即 OP 之间还有两条暗纹． 【答案】暗纹　两条 16．[192]　【解析】(1)根据临界角公式 sin C＝1 n知，C＝arcsin 1 n 则得红光与紫光的临界角分别为 C 红＝60°，C 紫＝45°， 而光线在 AB 面上入射角 i＝45°，说明紫光恰好发生了全反射，红光从 AB 面有反射，也 有折射．所以在 AM 区域有一个亮斑 P1 为红色，在 AN 区域有一个亮斑 P2 为红色与紫色的混 合色． (2)画出如图光路图． 设折射角为 r，两个光斑分别为 P1、P2，根据折射定律得 n1＝sin r sin i 求得 sin r＝ 6 3由几何知识可得 tan r＝ R AP1 解得 AP1＝5 2 cm 由几何知识可得△OAP2 为等腰直角三角形， 解得 AP2＝10 cm 所以 P1P2＝(5 2＋10)cm＝0.17 m. 【答案】(1)在 AM 区域的亮斑为红色，在 AN 区域的亮斑为红色与紫色的混合色　(2)0.17 m 17．[191]　【解析】P 点两次出现波峰的最短时间是 0.4 s， 所以这列波的周期 T＝0.4 s. (1)由波速公式得 v＝λ T＝ 4 0.4 m/s＝10 m/s. (2)由 t＝0 时刻到 R 第二次出现波谷，波移动的距离 s＝9m， 则 t＝s v ＝9/10＝0.9 s. (3)在上述时间内，R 实际振动时间 t＝0.9 s－0.4 s＝0.5 s， 因此 R 通过的路程为 s 路＝5A cm＝10cm. 【答案】(1)10 m/s　(2)0.79s　(3)10 cm