2019-2020年高二物理下学期期中联考试题(IV).doc

2019-2020年高二物理下学期期中联考试题(IV)一、单选题(本大题共12小题，每题3分，共36分)1.下列关于电磁波的说法正确的是（） A.电磁波必须依赖介质传播B.电磁波可以发生衍射现象 C.电磁波不会发生偏振现象D.电磁波无法携带信息传播2.如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k，开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为（） A.大于B.等于C.小于D.03.下列关于光的说法中正确的是（） A.在真空中红光波长比绿光波长长 B.红光光子能量比绿光光子能量大 C.红光和绿光相遇时能产生干涉现象 D.绿光照射某金属能发生光电效应现象，红光照射该金属时一定能发生光电效应现象4.光电效应实验装置示意如图用频率为v的普通光源照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）（） A.U=-B.U=-C.U=2hv-WD.U=-5.抽制高强度纤维细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，观察激光束经过细丝后在光屏上所产生的条纹即可判断细丝粗细的变化（） A.这里应用的是光的干涉现象 B.这里应用的是光的直线传播性 C.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗 D.如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细6.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（） A.P先开始振动，震源距地震仪约36kmB.P先开始振动，震源距地震仪约25km C.H先开始振动，震源距地震仪约36kmD.H先开始振动，震源距地震仪约25km7.如图为氢原子的能级示意图现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时（） A.能发出3种不同频率的光B.能发出4种不同频率的光 C.能发出5种不同频率的光D.能发出6种不同频率的光8.下列叙述正确的是() A.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 B.由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量 C.质子与中子的质量不等，但质量数相等 D.天然放射现象说明原子核内部有电子9.下列各组电磁波，按频率由高到低的正确排列顺序是（） A.无线电波、红外线、可见光、X射线B.X射线、红外线、可见光、无线电波 C.X射线、可见光、红外线、无线电波D.无线电波、可见光、红外线、X射线10.声波和光波分别由空气进入水中，则() A.声波的波长变长，光波波长变短B.声波的波长变短，光波波长变长 C.声波的波长变长，光波波长变长D.声波的波长变短，光波波长变短11.在以下说法中，正确的是() A.当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化 B.激光切割是利用了激光的相干性特点 C.机械波是介质传递波源质点以及振动能量的一种方式 D.迈克耳孙-莫雷实验结果表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的12.某种金属在黄光照射下才有光电子逸出，现在要使逸出的光电子初动能增大，可以采用的方法有（） A.增加黄光的照射强度B.改用一束强度很强的红光照射 C.使光电管的正向电压加倍D.改用一束强度较小的紫光二、多选题(本大题共6小题，每题5分，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错一个扣3分，最低得分为0分，共30分)13.弹性介质中波源O沿竖直方向振动产生的简谐横波以速度v=20m/s传播，M、N为与O在同一直线上的两质点它们到O的距离分别为OM=24m、ON=12m波源O振动1.2s后在直线MN上形成的波形如图所示，不计波传播过程中的能量损失下列说法正确的是（） A.波源的振动周期为0.4s B.波源开始振动的方向向上 C.波传播到N时，N先向下振动 D.M与N的速度方向始终相同 E.M与N的加速度大小始终相等14.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，t=s时的波形图如图中虚线所示，若波传播的速度v=8m/s，下列说法正确的是（） A.这列波的周期为0.4s B.这列波沿x轴负方向传播 C.t=0时刻质点a沿y轴负方向运动 D.从t=0时刻开始质点a经0.25s通过的路程为0.4m E.x=2m处的质点的位移表达式为y=0.2sin4t（m）15.如图所示，实线与虚线分别表示振幅（A）、频率（f）均相同的两列波的波峰和波谷此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是 （） A.P、N两质点始终处在平衡位置 B.该时刻质点O正处于平衡位置 C.随着时间韵推移，质点M将向O点处移动 D.从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零 E.OM连线中点是振动加强的点，其振幅为2A16.如图所示，一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为，经折射后射出a、b两束光线，下列说法正确的是（） A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B.在真空中，a光的波长大于b光的波长 C.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率 D.若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线b首先消失 E.分别用a、b光在同一双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距17.下列说法中正确的是（） A.军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B.机械波和电磁波在介质中的传播速度仅由介质决定 C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响 D.假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮 E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在18.光学是一门有悠久历史的学科，它的发展史可追溯到xx多年前下列有关光的一些现象中说法正确的是（） A.用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象 B.在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象 C.用三棱镜观察太阳光谱是利用光的折射现象 D.电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的 E.在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是光的干涉现象三、计算题(本大题共4小题，19、20每题8分，21、22每题9分，共34分)19.如图所示，一条长度为L=5.0m的光导纤维用折射率为n=的材料制成一细束激光由其左端的中心点以=45的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出求： （1）该激光在光导纤维中的速度v是多大？ （2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？ 20.如图所示，一等腰直角三棱镜，放在真空中，AB=AC在棱镜侧面AB左方有一单色光源S，从S发出的光线SD以60入射角从AB侧面中点射入三棱镜，当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30求此三棱镜的折射率并作出光路图 21.如图所示，甲为某一波在t=0时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象 （1）试确定波的传播方向； （2）求该波的波速v； （3）求再经过3.5s时P质点的路程s和位移 22.机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点p的坐标x=0.32m从此时刻开始计时 （1）若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速 （2）若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速 （3）若p点经0.4s到达平衡位置，求波速 答案和解析【答案】 1.B2.A3.A4.A5.D6.A7.D8.C9.C10.A11.D12.D13.ACE14.BCD15.ADE16.ACE17.ACE18.BCE19.解：（1）光在玻璃中传播的速度为：v=m/s2.12108m/s； （2）如图所示，n=的材料制成，其左端的中心点以=45的入射角射入， 由折射定律，则有：=n，解得：2=30 由于=cos2=， 则光沿着轴线的方向的速度为v=vcos2=3108=1.84108m/s； 由上分析可得，光从A点射入到从B点射出所经历的时间为：t=； 解得：t=2.7210-8s 答：（1）该激光在光导纤维中的速度是2.12108m/s； （2）激光在光导纤维中传输所经历的时间是2.7210-8s 20.解：由折射定律，光线在AB面上折射时有： 在AC面上出射时， 由几何关系，=90-30=60，+=90 联立解得：=45 折射率n= 答：三棱镜的折射率为光路图如图所示 21.解：（1）从题图乙中可以看出，t=0时P点经过平衡位置向下振动，由题图甲可以判断出此波沿-x方向传播 （2）由题图甲知=4m， 由题图乙知T=1.0s， 所以波速v=/T=4.0m/s （3）求路程：因为n=7 所以路程：s=2An=20.27m=2.8m 求位移：由于波动的重复性，经历时间为周期的整数倍时，位移不变所以只需考查从图示时刻P质点经时的位移即可，所以经3.5s质点P的位移仍为零 答：（1）波的传播方向沿着x轴负方向； （2）该波的波速v为4.0m/s； （3）再经过3.5s时P质点的路程s为2.8m，位移为零 22.解：（1）依题意，周期T=0.4s，波速v=m/s=2m/s （2）波沿x轴正方向传播，当x=0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移 波传播的距离x=0.32m-0.2m=0.12m 波速v=m/s=0.3m/s （3）波沿x轴正方向传播，若p点恰好第一次到达平衡位置则x=0.32m， 由周期性，可知波传播的可能距离x=（0.32+n）m（n=0，1，2，3，） 可能波速v=m/s=（0.8+n）m/s（n=0，1，2，3，） 答：（1）若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，波速为2m/s （2）若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，波速为0.3m/s （3）若p点经0.4s到达平衡位置，波速为（0.8+n）m/s（n=0，1，2，3，） 【解析】 1. 解：A、电磁波既可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故A错误 B、衍射是波特有的现象，所有的波都能发生衍射现象，故B正确 C、横波能够发生偏振现象，电磁波是横波，故电磁能能发生偏振现象，故C错误 D、所有波都能传递信息，故电磁波能够携带信息，故D错误 故选B 电磁波既可以在真空中传播，也可以在介质中传播；所有的波都能发生衍射现象，横波能够发生偏振现象，电磁波是横波，所有波都能传递信息 通过多读教材，加强对基础知识的积累是解决此类题目的唯一途径 2. 解：根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F， 由于经过时间t后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动， 所以这个过程中平均速度为=，故A正确，BCD错误； 故选：A 平均速度等于这段位移与所需要的时间的比值而位移则通过胡克定律由受力平衡来确定 考查胡克定律的掌握，并运用位移与时间的比值定义为平均速度，注意与平均速率分开，同时强调位移而不是路程，注意成立的条件是匀变速直线运动 3. 解：A、在真空中，红光的波长大于绿光波长故A正确 B、红光的频率小，根据E=hv，知红光的光子能量小于绿光的光子能量故B错误 C、红光和绿光的频率不同，不能产生干涉现象故C错误 D、绿光照射金属能发生光电效应，绿光的频率大于红光，则红光照射金属一定不能发生光电效应故D错误 故选：A 在可见光中，红光的波长最大，频率最小；发生干涉的条件是两列波的频率相同根据光电效应的条件判断能否发生光电效应 解决本题的关键知道干涉的条件以及发生光电效应的条件，知道各种色光的波长、频率的大小关系 4. 解：根据题意知，用同样频率为的强激光照射阴极K，一个电子吸收一个光子能发生光电效应，则发生了光电效应，即吸收的光子能量为hv， 则有：eU=hv-W，解得：U=-知A正确，BCD错误 故选：A 根据光电效应方程Ekm=hv-W，以及Ekm=eU进行分析 解决本题的关键是掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系 5. 解：当障碍物的尺寸与波的波长相当，或小于波的波长，会发生明显的衍射，该装置的原理是运用光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则金属丝变细故A、B、C错误D正确 故选D 让激光通过细丝，产生衍射条纹，条纹变宽，知金属丝变细 解决本题的关键知道衍射条纹的特点，以及知道发生明显衍射的条件 6. 解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，x=36km故A正确，B、C、D错误 故选A 纵波的速度快，纵波先到根据求出震源距地震仪的距离 解决本题的关键运用运动学公式判断哪个波先到属于容易题 7. 解：现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁， 辐射光子的种类为=6种 故选：D 本题考查了波尔原子理论，所有的激发态都是不稳定的，都会继续向基态跃迁，故辐射光子的种类为 解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，知道数学组合公式的应用 8. 解：A、核力属于短程力，只是在很短距离内有作用，故A错误； B、质能方程告诉了我们质量和能量之间的关系，但是并非指质量可以转化为能量，故B错误； C、质子和中子的质量数相等都为1，但是它们的质量并不相等，故C正确； D、天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，不能说明原子核内有电子，放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的，故D错误 故选C 9. 解：波长越长、频率越小，比可见光频率小，按照波长逐渐变小，即频率逐渐变大的顺序， 频率顺序由高到低排列，电磁波谱可大致分为：射线（伽马射线），X射线（伦琴射线），紫外线，可见光，红外线，微波，无线电波，故C正确、ABD错误 故选：C 依照波长的长短的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，伦琴射线，射线（伽马射线），即可确定频率的大小关系 本题关键是明确无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线都是电磁波，同时要知道它们的波长的大小关系和频率大小关系，以及知道各自的应用 10. 解：声波由空气进入水中，波速变大，频率不变，由波速公式v=f得知，声波的波长变长光波由空气进入水中，波速变小，频率不变，由波速公式v=f得知，光波波长变短 故选A 11. 解：A、当某列声波产生多普勒效应时，波源的振动频率没有发生变化故A错误 B、激光切割是利用了激光亮度高的特点故B错误 C、机械波传播的是波的形式和能量，质点不随波迁移故C错误 D、根据光速不变原理知，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的故D正确 故选D 12. 解：根据光电效应方程Ek=h-W，同一金属逸出功相同，则入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大； A、同一金属在能发生光电效应的条件下，光电流强度与入射光的强度成正比，与光电子初动能无关故A错误 B、光电子最大初动能与入射光的强度无关，而红光的频率小于黄光，因此逸出的光电子初动能减小故B错误 C、光电子最大初动能与光电管的正向电压也无关故C错误 D、光电子最大初动能与入射光的强度无关，而紫光的频率大于黄光，因此逸出的光电子初动能增大故D正确 故选：D 根据光电效应方程Ek=h-W，分析光电子的最大初动能光电流的强度与入射光的强度有关，从而即可求解 解决本题的关键掌握光电效应方程Ekm=hv-W0和光电流强度的决定因素 13. 解：A、由图知，ON=1.5，得=8m，所以波源的振动周期为T=s=0.4s故A正确 B、由图知，波最前列质点的起振方向向下，所以波源开始振动的方向向下，故B错误 C、介质中各个质点的起振方向都相同，可知，波传播到N时，N先向下振动故C正确 DE、由于ON=1.5，所以N点与O点的振动情况总是相反OM=3，所以M点与O点振动情况总是相同，所以M点与N点振动情况总是相反，M与N的速度方向始终相反，M与N的加速度大小始终相等故D错误，E正确 故选：ACE 由图读出波长，由波速公式求波的周期，即为波源的周期根据波前质点的起振方向，分析波源开始振动的方向介质中各个质点的起振方向相同根据对称性和两个质点与波源振动的关系，分析M、N的步调关系，从而判断加速度关系 解决本题的关键要抓住波的基本特点：介质中各个质点的起振方向相同，与波源的起振方向也相同知道平衡位置相距半个波长奇数的两个质点，振动情况总是相反平衡位置相距波长整数的两个质点，振动情况总是相同 14. 解：AB、由图读出波长=4m，则波的周期为T=s=0.5s，由题，波传播的时间为t=s=，根据波形的平移可知，波的传播方向沿x轴负方向，故A错误，B正确 C、波x轴负方向传播，由“上下坡法”可知t=0时，质点a沿y轴负方向运动故C正确 D、从t=0时刻经0.25s时，由于t=0.25s=，所以质点通过的路程等于2A=0.4m，故D正确 E、t=0时刻x=2m处的质点正向y轴负方向运动，其位移表达式为y=-Asint=-0.2sin（4t）m故E错误 故选：BCD 由图读出波长，求出周期根据时间t=s与周期的关系，结合波形的平移，确定波的传播方向，再判断t=0时，质点a的速度方向根据时间与周期的倍数关系，求质点a经0.25s通过的路程根据t=0时刻x=2m处的质点的位置和速度方向，写出其振动方程 本题要理解波的图象随时间变化的规律波在一个周期内传播一个波长，波的图象重合利用波形的平移或上下坡法是研究波动图象常用的方法 15. 解： A、P、N两点是波谷和波峰叠加，由于两列波的振幅相等，P、N的位移始终为零，即始终处于平衡位置，故A正确； B、由图知O点是波谷和波谷叠加的位置，是振动加强点，该时刻O点位于波谷，故B错误； C、振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，则质点M不会向O点处移动，故C错误； D、该时刻M点位于波峰，从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，此时位移为零，故D正确； E、OM连线中点，也是振动加强的点，其振幅与O或M点一样，为2A，故E正确； 故选：ADE 由图知P、N是振动减弱的点，M、O都处于振动加强的点，MO连线上各点的振动也加强在波的传播过程中，质点不会向前移动，振幅为质点离开平衡的位置的最大位移 介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和 16. 解：A、光线a的偏折程度大，根据折射定律公式=，是入射角，r是折射角，可知a光的折射率大；再根据公式v=，知a光在玻璃中的传播速度小，故AC正确； B、a光的折射率大，说明a光的频率高，根据c=f，a光在真空中的波长较短，故B错误； D、若改变光束的入射方向使角逐渐变大，则折射光线a的折射角先达到90，故a光先发生全反射，折射光线先消失，故D错误； E、光线a在真空中的波长较短，根据双缝干涉条纹间距公式x=，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E正确； 故选：ACE 根据折射定律公式n=判断折射率大小，从而得出频率和波长的大小根据v=判断在玻璃中的光速大小；根据折射角的关系分析哪条光线先发生全反射根据公式x=判断双缝干涉条纹间距大小 本题综合考查了光的折射、全反射和干涉，关键是记住几个公式：折射率定义公式n=、光速公式v=、双缝干涉条纹间距公式x=要注意公式n=的条件条件是光从真空射入介质折射 17. 解：A、军队士兵过桥时使用便步，防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故A正确 B、机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故B错误 C、加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度；故C正确； D、根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光束通过站台时，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，而不是变矮；故D错误； E、麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E正确； 故选：ACE 当策动频率与固有频率相同时，出现共振现象；电磁波在真空中也能传播机械波在介质中的传播速度由介质决定；根据尺缩效应解释乘客是否变矮；偏振原理利用光的干涉现象，来减弱反射光的强度；麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，从而即可求解 本题考查共振与干涉现象，掌握机械能与电磁波的区别，注意电磁波的预言与证实，注意尺缩效应的方向 18. 解：A、用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，不是偏振现象，故A错误 B、在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象故B正确 C、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用同一介质对不同色光折射率不同，经过两次折射而产生色散现象故C正确 D、电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的故D错误 E、在太阳光照射下，水面上油膜出现彩色花纹是由于油膜上下两个表面反射的两束光发生干涉形成的故E正确 故选：BC 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的色散现象电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象 本题考查对常见有光学现象产生原因的了解，关键要理解并掌握干涉、全反射等知识 19. （1）由题，单色光从左端中点A射入恰好能在纤维中发生全反射，则有sinc= （2）根据折射定律，结合入射角=45，求出光在A点的折射角2 （3）根据几何知识求出光线在光纤中通过的路程，由v=求出光在光纤中传播的速度，再求解光从A点射入到从B点射出所经历的时间t 本题考查对“光纤通信”原理的理解，利用全反射的条件求出入射角和折射角正弦，由数学知识求出光在光纤中通过的路程与L的关系，再所用的时间 20. 根据光的折射在AB面和AC面上作出折射图，根据几何关系得出入射角和折射角的大小，通过折射定律求出折射率的大小 解决本题的关键掌握折射定律的公式 21. （1）在振动图象上读出t=0s时P质点的振动方向，再判断波的传播方向； （2）由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，求出波速 （3）根据时间与周期的关系求出再经过3.5s时P质点的路程s和位移质点做简谐运动时，一个周期内通过的路程是四个振幅 本题考查识别、理解振动图象与波动图象的意义，及把握两种图象联系的能力，根据波形的平移法画波形是基本方法 22. （1）由题：波每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，周期T=0.4s，由图读出波长，求出波速 （2）当x=0.32m的振动传到P点，P点恰好第一次达到正向最大位移根据传播的距离，求出波速v （3）根据波形的平移，P点形成平衡位置波传播的最短距离为0.32m，根据波的周期性，列出波传播距离有通项，再求出波速的通项 本题考查对波动图象的理解能力，关键是根据波的周期性列出波传播距离的通项