江西省湘东中学2019-2020高二物理下学期第二次阶段试题（Word版带答案）

2019-2020 学年下学期高二第二次阶段性测试卷 物 理 检 测 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 3．本卷考试范围：选修 3-4 全部内容。 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题 只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。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．下列关于物理学家所作贡献的叙述正确的是(　　) A．楞次通过实验发现了电流周围存在磁场 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验验证了电磁波的存在 C．安培通过实验发现感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D．法拉第提出可以用电场线描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究 2．电磁波已广泛运用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是(　　) A．电磁波不能产生衍射现象 B．常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 3．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法中正确的是(　　) A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场 C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的 电场 4．对于机械波和电磁波的比较，下面说法中正确的是(　　) A．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 B．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 C．它们都可能是横波，也可能是纵波 D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而电磁波的传播速度与介质无关，只跟频 率有关 5．医生诊病时用一种俗称“B 超”的仪器探测人体内脏的位置，发现可能的病变。这种仪器通过 它的探头不断向人体发出短促的超声波（频率很高，人耳听不到的声波）脉冲，超声波遇到人体不 同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收。这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像， 医生分析这些影像，做出医学诊断。这样的仪器使用超声波而不用普通的声波的原因是(　　) A．因为超声波波长更短，不容易发生衍射 B．因为超声波波长更短，更容易发生衍射 C．因为超声波波长更长，不容易发生衍射 D．因为超声波波长更长，更容易发生衍射 6．利用图所示的装置(示意图)，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到如甲和乙两种图样。 下列关于 P 处放置的光学元件说法正确的是(　　) 　 A．甲对应单缝，乙对应双缝 B．甲对应双缝，乙对应单缝 C．都是单缝，甲对应的缝宽较大 D．都是双缝，甲对应的双缝间距较大 7．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水气 (H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波， 只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波 的吸收情况。由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围为(　　) A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μm C．5～7 μm D．8～13 μm 8．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说 明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带，光 路如图所示。M、N、P、Q 点的颜色分别为(　　) A．红、紫、紫、红 B．红、紫、红、紫 C．紫、红、红、紫 D．紫、红、紫、红 9．梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波(　　) A．是横波 B．是由于电荷运动产生的 C．不能在真空中传播 D．只能沿着梳子摇动的方向传播 10．下列说法正确的是(　　) A．LC 振荡电路中，当电流增大时，电容器所带电量也增大B．光的行射现象说明在这一现象中光不沿直线传播了 C．光的干涉是光叠加的结果，但光的衍射不是光叠加的结果 D．发生多普勒效应时，波源的频率保持不变 11．一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O 点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路 的是(　　) 12．如图所示，电灯 S 发出的光先后经过偏振片 A 和 B，人眼在 P 处迎着入射光方向，看不到 光亮，则(　　) A．图中 a 光为偏振光 B．图中 b 光为偏振光 C．以 SP 为轴将 B 转过 180°后，在 P 处将看到光亮 D．以 SP 为轴将 B 转过 90°后，在 P 处将看到光亮 二、非选择题（本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说明、方 程式和重要演算步骤，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．(8 分)如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形 ABC 的三棱镜，并确定 AB 和 AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上 两枚大头针 P1 和 P2，再从棱镜的右侧观察 P1 和 P2 的像。 (1)此后正确的操作步骤是________。 A．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P2 的像 B．插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像 C．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3 的像 D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3 (2)正确完成上述操作后，在纸上标出大头针 P3、P4 的位置(图中已标出)。为测量该种玻璃的折 射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通 过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图________(填“乙”或“丙”)，所测玻璃折射率的表 达式 n＝________(用代表线段长度的字母 ED、FG 表示)。 14．(10 分)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 (1)图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 (2)将下表中的光学元件放在图丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并 用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源 C 放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列 顺序应为________。(填写元件代号) (3)已知该装置中双缝间距 d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离 L＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图 样如图(a)所示，分划板在图中 A 位置时游标卡尺如图(b)所示，则其示数为________mm；在 B 位置 时游标卡尺如图(c)所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________m。 15．(10 分)通过同步卫星通话时，对方总是停一小段时间再回话，问说话后至少经过多长时间 才能听到对方回话？(设对方听到说话后立即回话，已知 M 地＝6×1024 kg，R 地＝6.4×106 m) 16．(12 分)在双缝干涉实验中，双缝到光屏上 P 点的距离之差为 0.6 μm，若分别用频率为 f1＝ 5.0×1014 Hz 和 f2＝7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，试分析判断 P 点应出现亮条纹还是暗条纹？ 分别为第几条亮条纹或暗条纹？ 17．(12 分)一棱镜的截面为直角三角形 ABC，∠A＝30°，斜边 AB＝a。棱镜材料的折射率为 n＝ 2，在此截面所在的平面内，一条光线以 45°的入射角从 AC 边的中点 M 射入棱镜。画出光路图， 并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路线返回的情况)。高二物理参考答案与解析 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～8 题只有一项符合题目要求，第 9～12 题有多项符合题目要求。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．【答案】D 【解析】奥斯特发现了电流周围存在磁场，故 A 错误。麦克斯韦提出电磁场理论并预言 电磁波的存在，后来赫兹用实验证实电磁波的存在，故 B 错误。楞次总结出电磁感应现象中 感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，即楞次定律，故 C 错误。法拉第提出可以用电场线 描绘电场的分布，极大地促进了人们对电磁现象的研究，选项 D 正确。 2．【答案】C 【解析】干涉、衍射是波所特有的现象，所以电磁波能产生衍射现象，A 错误；常用的遥 控器是通过发出红外线来遥控电视机的，B 错误；利用多普勒效应可以判断遥远天体相对于地 球的速度，C 正确；根据光速不变原理，在不同的惯性系中，光速是相同的，D 错误。 3．【答案】D 【解析】稳定电场不能产生磁场，稳定磁场不能产生电场，故 A 错误、B 错误；均匀变 化电场周围产生稳定的磁场，均匀变化磁场周围产生稳定的电场，故 C 错误；根据麦克斯韦 理论可知，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期 性变化的电场，故 D 正确。 4．【答案】B 【解析】机械波和电磁波本质是不同的，但都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，电 磁波是横波，电磁波的传播速度不仅与介质有关，也跟频率有关。 5．【答案】A 【解析】因为超声波频率很高，所以波长比较小在遇到障碍物时不容易发生衍射，使得 影像比较清楚，故 A 对，BCD 错。 6．【答案】A 【解析】由题图中给出的甲、乙两种图样可知，甲是单缝衍射的图样，乙是双缝干涉的 图样，A 正确。 7．【答案】D 【解析】由题图可知，8～13 μm 的波段被水和二氧化碳吸收得较少，能够接收到，选项 D 正确。 8．【答案】C 【解析】七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，故经玻璃球折射后红光的折 射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知 M、Q点为紫光，N、P 点为红光，C 正确。 9．【答案】AB 【解析】根据电磁波的特点可知，电磁波为横波，故 A 正确；梳子带电后摇动梳子，电 荷发生移运动形成电流，电流产生磁场从而形成电磁波，故 B 正确；电磁波的传播不需要介 质，可以在真空中传播，故 C 错误；电磁波产生后，可以在任意方向传播，故 D 错误。 10．【答案】BD 【解析】LC 振荡电路中，当电流增大时，电容器放电，所带电量减小，选项 A 错误；光 的行射现象说明光能够绕开障碍物，即在这一现象中光不沿直线传播了，选项 B 正确；光的 干涉和衍射都是光叠加的结果，选项 C 错误；发生多普勒效应时，波源的频率保持不变，只 是当观察者相对波源运动时，观察者接受到的波的频率发生了变化，选项 D 正确。 11．【答案】AC 【解析】由折射定律可知，光从光密介质进入光疏介质，折射角大于入射角，可能发生 全反射，由此判断 A、C 正确；B、E 图中光从空气射到玻璃砖表面，应有折射光线，且折射 角小于入射角，B、D 错误，E 正确。 12．【答案】BD 【解析】自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特 定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则 A 错；它通过 A 偏振片后，即变为偏振 光，则 B 对；设通过 A 偏振片的光沿竖直方向振动，P 点无光亮，则 B 偏振片只能通过沿水 平方向振动的偏振光，将 B 转过 180°后，P 处仍无光亮，C 错；若将 B 转过 90°，则该偏振片 将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过 B，即在 P 处有光亮，D 对。 二、非选择题（本题共 5 小题，共 52 分。按题目要求做答，解答题应写出必要的文字说 明、方程式和重要演算步骤，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．(8 分) 【答案】(1)BD　(2)丙　ED FG 【解析】(1)由于在插 P3、P4 时，是通过棱镜观察 P1 和 P2 的像，则此后正确的操作步骤 是：插上大头针 P3，使 P3 挡住 P1、P2 的像；插上大头针 P4，使 P4 挡住 P1、P2 的像和 P3， B、D 正确。 (2)设入射角为 α，折射角为 β，辅助圆半径为 R，根据折射定律有 n＝sin α sin β。根据几何关 系，在图乙中有 sin α＝DE R 、sin β＝GF OG；在图丙中有 sin α＝DE R ，sin β＝GF R ，可知能够仅通过测量 ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图丙，折射率 n＝sin α sin β＝ ED OD FG OG ＝ED FG。 14．(10 分) 【答案】(1)甲　 (2)CEDBA　 (3)111.10　 5.4×10－7 【解析】(1)题图甲中的条纹间距和亮度相同，是干涉图样，图乙是衍射图样。 (2)光源发出的白光，各种频率都有，加上 E 后通过的只有红光了，变成单色光，加上 D 和 B，就得到两列频率相同、步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所 以顺序为 CEDBA。 (3)A 位置的示数为 111.10 mm，B 位置的示数为 115.45 mm，题图(a)中 A、B 之间的距离 为(115.45－111.10)mm＝4.35 mm，则相邻条纹的间距为 Δx＝4.35 8 mm，再根据公式 Δx＝L dλ， 代入数据得波长为 5.4×10－7 m。 15．(10 分) 【解析】要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的 距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少。 设卫星的质量为 m，距地高度为 h，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同，由牛顿 第二定律得 mω2(R+h)＝G 则 h＝ －R＝3.59×104 km 无线电传播的最短距离为 s＝4h＝1.44×108 m 传播的最短时间为 t＝0.48 s。 16．(12 分) 【解析】如图所示： 双缝 S1、S2 到光屏上任一 P 点的路程差 Δr＝S2S2′，当 Δr 等于单色光波长的整数倍时，S2 和 S1 同时到达波峰或波谷，由 S1 和 S2 发出的光在 P 点互相加强，P 点出现亮条纹；当 Δr 等 于单色光半个波长的奇数倍时，若 S2 到达波峰(波谷)，则 S1 到达波谷(波峰)，这样由 S1 和 S2 发出的光在 P 点互相抵消，P 点出现暗条纹。 频率为 f1 的单色光波长 λ1＝c f1＝ 3 × 108 5.0 × 1014 m＝0.6×10－6 m＝0.6 μm频率为 f2 的单色光波长 λ2＝c f2＝ 3 × 108 7.5 × 1014 m＝0.4×10－6 m＝0.4 μm 可见 Δr＝λ1，Δr＝3 2λ2 可见，用频率为 f1 的单色光照射时，P 点出现亮条纹，且为第一条亮条纹；用频率为 f2 的 单色光照射时，P 点出现暗条纹，且为第二条暗条纹。 17．(12 分) 【解析】设入射角为 θ1，折射角为 θ2，由折射定律得 sin θ1 sin θ2＝n ① 由已知条件及①式得 θ2＝30° ② 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示： 设出射点为 F，由几何关系可得 AF＝ ③ 即出射点在 AB 边上离 A 点 的位置。 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示：设折射光线与 AB 的交点为 D。由几何关 系可知，在 D 点的入射角 θ＝60° ④ 设全反射的临界角为 C，则 sin C＝1 n ⑤ 由⑤和已知条件得 C＝45° ⑥ 因此，光在 D 点发生全反射。 设此光线的出射点为 E，由几何关系得∠DEB＝90° BD＝a－2AF ⑦ BE＝BDsin 30° ⑧ 联立③⑦⑧式得 BE＝ 即出射点在 BC 边上离 B 点 的位置。