2018—2019 学年下期中考
20 届高二物理试题
说明：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）满分100分，考试时间90分钟。
2．将第Ⅰ卷的答案代表字母填（涂）在第Ⅱ卷的答题表（答题卡）中。第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1-8题为单选题，9-12题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）A．有机械波必有机械振动B．有机械振动必能产生机械波C．离波源远的质点振动周期长D．波源停振时，介质中各质点的振动立即停止
2．下列说法不正确的是（ ）
A．检验工件平整度的操作中，如图 1 所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处
B．图 2 为光线通过小圆盘得到的衍射图样C．图 3 的原理和光导纤维传送光信号的原理一样
D．图 4 的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样3．如图所示，A、B 两物体组成弹簧振子，在振动过程中 A、B 始终保持相对静止，图
中能正确反映振动过程中A受的摩擦力Ff与振子的位移x关系的图线应为（ ）
4．某质点在坐标原点O处做简谐运动，其振幅为10cm，振动周期为0.6s，振动在介质中沿x轴正方向传播，波速为1m/s，当质点由平衡位置O开始向上振动0.3s时立即停止振动，
则振源停止振动后经过0.3s时刻的波形是图中的（
）
y/cm
y/cm
y/cm
y/cm
10
10
10
10
0.3
0.6
0
0.3
0.6
0
x/m
0
0.3
0.6x/m
0.30.6x/m
0
x/m
-10
-10
-10
-10
A
B
C
D
5．蜘蛛捕食是依靠昆虫落在丝网上引起的振动准确判断昆虫的方位。已知丝网固有频率f0，某昆虫掉落在丝网上挣扎时振动频率为f，则该昆虫落在丝网上时（）
A．当f增大，丝网振幅增大B．当f减小，丝网振幅减小C．昆虫引起丝网振动的频率为f0 D．丝网和昆虫挣扎的振动周期相同
6．如图所示的 4 幅明暗相间的条纹，分别是红光、蓝光各自通过同样的双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同样的单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹)．则在下面的四幅图中从左到右排列，亮
条纹的颜色依次是（ ）
A．红黄蓝紫 B．红紫蓝黄 C．蓝紫红黄 D．蓝黄红紫
7．在水中同一深度有红绿两个点光源,在水面上方去观察,以下说法正确的是（）A．在水面上看,红光源深些 B．在水面上看,绿光源深些C．在水面上看,红光水面透光面积小 D．在水中绿光的速率大些
8．图甲为一列简谐横波在 t＝0.1s 时刻的波形图，P 是平衡位置在 x＝1cm 处的质点，Q是平衡位置在x＝4cm处的质点，图乙为质点Q的振动图象。则（）
A．波的传播速度为 20 m/s
B．波的传播方向沿 x 轴负方向
C．t＝0.4s 时刻，质点 P 的速度大小最大，方向 y 轴正方向
D．t＝0.7s 时刻，质点 Q 的速度大小最大，方向 y 轴负方向
9．下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是（ ）
D
A．粗糙斜面上的金属球m在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动
mg
B．单摆的摆长为l，摆球的质量为m、位移为x，此时回复力为 F＝﹣ l x
C．质点 A、C 之间的距离就是简谐波的半个波长D．三根细线于 O 点处打结，C 点系着一个小球（忽略小球半径），让小球在纸面
内摆动的周期小于小球在垂直纸面内摆动的周期（摆动角度非常小）
10．下列说法正确的是（ ）
A．拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影
响
B．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的C．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接
收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
11．a、b 两平行细光束垂直射入直角三棱镜的 AB 面，对应的折射光束 a′、b′如图所示，a、b、比较，以下说法正确的是（）
A．b 光的折射率较大B．a 光的频率较大
C．用同样的双缝做双缝干涉实验，b 光产生的干涉条纹较宽
D．b 光束在玻璃中的传播速度较小
12．某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示，则此时刻（A．电流i在减小B．电容器正在充电C．电场能正在向磁场能转化
D．电感线圈所在空间的磁场变化率在变大
第Ⅱ卷（选择题，共52分）二．实验题：本题共2小题，共15分。
13．（6 分）某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图甲中实线所示）。在固定好的白纸上作出直角坐标系xOy，实验时将半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox 轴重合，且圆心恰好位于 O 点，实验正确操作后，移去玻璃砖，作 OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C，测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1，C点到x、y轴的距离分别为l2、d2。
（1）根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式n
＝ ；
（2）若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2的
像，其原因最可能是 。
（3）该同学又用平行玻璃砖做实验如图乙所示。他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面
aa′和 bb′后，不小心碰了玻璃砖使它向 aa′方向平移了少许，如图所示，则他测出的折
射率将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
14．（9 分）用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用（填选项前的字母）。A．长度为 1m 左右的细线B．长度为 30cm 左右的细线C．直径为 1.8cm 的塑
料球D．直径为 1.8cm 的铁球
（2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则
重力加速度g＝
（用L、n、t表示）。
（3）在某次测量中，若单摆振动50次的时间如图乙所示，则其振动周期为
s。
（4）用多组实验数据做出T2-L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L 图线的示意图如图丙中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图线 b 对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（）（填选项前的字母）。
A．出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L B．出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次C．图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值
D. 假设 b 和 c 是小明和小红分别在北京大学和广州大学用同样的实验装置描绘的图线，不考虑其他误差，则图线c是小明所绘
三．计算题：本题共4小题，共37分。
15．（6 分）如图所示，一块涂有碳黑的玻璃板，质量为 1kg，在恒定拉力 F 的作用下竖直向上运动，一个装有指针的振动频率为5Hz的电动音叉在玻璃板上画出如图所示的曲线，量得OA=2cm，OB=8cm，OC=18cm，（g=10m/s2不
计阻力），求外力F的大小（不计一切阻力）。
16．（9 分）一列沿 x 轴正方向传播的简谐波，其波源位
于坐标原点O，且在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0.4s，求：
（1）这列波的波速；
（2）试写出质点P做简谐运动的表达式；
（3）从t＝0时刻开始计时，质点R第一次到达波谷所用的时间。
17．（10 分）2018 年 9 月 23 日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d
的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从
A 端垂直入射的光线能全部从 B 端射出。求：（1）圆环内径R的最小值；
（2）在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。
18．（12 分）某种透明材料制成的空心球体内径为 R，外径是内径的 2 倍，其截面（纸面内）如图所示。一束单色光（纸面内）从外球面上A点入射，人射角为45°时，光束经折射后恰好与内球面B点相切。
（1）求该透明材料的折射率；
（2）如果在内表面涂上能完全吸光的物质，当一束平行光射向此球时被内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积是多少？
（3）在第（1）问的条件下，欲使如图所示的光束能射入空心球内部空心区域，从A入射的光线的入射角应满足什么条件？
2018—2019 学年下期中考
20 届 高二物理试题
一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，其中 1-8 为单选，9-12 为多项选
择，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
D
C
C
D
B
题号
7
8
9
10
11
12
答案
A
D
BD
AC
AD
ABD
二、实验题（第 13 题 6 分，第 14 题 9 分，共 15 分）
13．（每空 2 分）
(1)
d2
(2) P1P2
确定的光在 aa′介面上入射角太大发生了全反射
(3)不变
d1
14．（第 4 空 3 分，其他每空 2 分）
(1)AD
(2)
(3)
2.65
（4）BD
三、计算题（共 4 小题，15 题 6 分，16 题 9 分，17 题 10 分，18 题 12 分，共 37 分，
写出必要的文字说明、重要的方程式和解题步骤，只有数值结果不给分。）
15．解：音叉的周期T=0.2s，可知图中OA、AB、BC三段的运动时间均为0.1s
由 Dx=aT2 得 a=
Dx
=
AB − OA
= 4m / s2…………2分
T 2
T 2
由牛顿第二定律： F−mg=ma…………2分
得 F=14N…………2分
16．解：（1）这列波在 P 出现两次波峰的最短时间是 0.4s，故周期 T＝0.4s，由图可得：
波长 λ＝4m；故波速；…………2分
（2）由图可得：振幅 A＝4cm，t＝0 时刻质点 P 在波峰，故质点 P 做简谐运动的表达式
为 y=Acos2Tp=4 cos(5pt)cm ；…………3分
（3）根据波的传播，质点 R 开始振动的时间 ；…………2分
根据波向右传播可得：波前起振方向向上，故质点 R 的起振方向为沿 y 轴正方向，所以
R 质点振动后再经过 t2＝T＝0.3 s 后才能第一次到达波谷；…………1 分
故再经过 t＝t1+t2＝0.8s 后质点 R 才能第一次到达波谷…………1分
答：（1）这列波的波速为 10m/s；
（2）质点 P 做简谐运动的表达式为 y＝4cos（5πt）cm；
（3）从 t＝0 时刻开始计时，质点 R 第一次到达波谷所用的时间为 0.8s。
17．解：（1）从 A 端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几
何关系得 sinθ＝…………2 分
设全反射临界角为 C，则要使 A 端垂直入射的光线全部从 B 端射出，必须有 θ≥C
根据临界角公式有 sinC＝…………1 分
因此有：sinθ≥sinC 即有 ≥；…………1分
解得：R≥＝…………1 分
所以 R 的最小值为 。
（2）在①问的情况下，θ＝45°，R＝．如图所示。
光在光纤内传播的总路程为 S＝6R…………2分
光在光纤内传播速度为 v＝＝c…………2 分
所以所求时间为 t＝ ＝
6√2
…………1 分
答：①圆环内径 R 的最小值是
；
6√2
②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间是 。
18．解：（1）如图 1 所示，设光束经折射后到达内球面上 B 点。在 A 点，由题意知，
入射角 i＝45°，折射角 r＝∠BAO
由几何关系有：sinr＝＝0.5…………1分
由折射定律有：n＝…………1 分
代入数据解得 n＝…………1 分
（2）如图所示，平行光束为半径为 R 的空心部分被吸收，不被吸收的极限光线是与 a
球相切的光线 AB，由几何关系有：
O
Ro=2Rsini …………1 分
R=2Rsinr …………1 分
由折射定律有： sini=nsinr…………1分
故被吸收掉的光束的橫截面积为：S=2πR2…………1分
（3）如图 2 所示。设在 A 点的入射角为 i′时，光束经折射后到达内球面上 C 点，并在 C 点恰好发生全反射，则光束在内球面上的入射角∠ACD
恰好等于临界角 C。
由 sinC＝得 C＝45°…………1分
由正弦定理得 ＝…………2 分
又 AO＝2CO
由折射定律有 n＝…………1 分
解得 i′＝30°…………1分
因此入射角满足 i＜30°的光线将射入空心球内部。
答：（1）该透明材料的折射率是。
（2）被吸收掉的光束的橫截面积为2πa2
（3）欲使光東能射入空球内部空心区域，入射角应满足的条件是 i＜30°。
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