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1、平罗中学2020学年第二学期第二次月考 高二物理试卷一、选择题（1-8为单项选择，9-12为多项选择，每题4分，多项选择选不全得2分，多选错选不得分，共48分）1. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是（ ）A. 内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B. 内芯折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C. 内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用【答案】A【解析】试题分析：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射
2、率大且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射故选A。考点：全反射【名师点睛】此题考查了广岛纤维及全反射的知识；要知道光的全反射必须从光密介质进入光疏介质，同时入射角大于临界角。【此处有视频，请去附件查看】2.以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是( )A. 变化的电场周围一定产生电磁波B. 电磁波由真空中进入某种介质传播时，波长会变短C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在D. 电磁波是纵波【答案】B【解析】【详解】均匀变化电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合v=f，可知，波长将变短，
3、故B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；电磁波是横波，即电磁振动矢量与波速垂直，故D错误。3.如图表示一交变电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值为（ ）A. 3AB. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R。则I2RT=42R+()2R；解得：I=3A，故A正确，BCD错误；故选A。4.为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为洗衣板效应。如果某路面上的减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2赫兹的汽车匀速驶过这排减速带
4、，下列说法正确的是A. 当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2HzB. 当汽车以3m/s的速度行驶时最不颠簸C. 当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸的最厉害D. 汽车速度越大，颠簸的就越厉害【答案】C【解析】【详解】A、当汽车以5m/s的速度行驶时，驱动力的周期为 ，所以频率等于 ，故A错；B、当汽车以3m/s的速度行驶时，汽车的频率为 ，此时和固有频率相同，所以振动最厉害，故C正确；B错误；D、当固有频率等于驱动力的频率时，发生共振，振动的振幅最大，则越颠簸，和速度无关，故D错；故选C【点睛】本题考查共振的条件：固有频率等于驱动力的频率，汽车振动最厉害。5.在一束单色光传播方向上分别放置
5、单缝、双缝、小圆孔和小圆板后，在光屏上得到如下四幅图样，关于光屏前传播方向上放置的装置，以下说法正确的是()A. 甲是单缝、乙是双缝B. 乙是双缝、丙是小圆孔C. 丁是小圆孔、甲是双缝D. 丙是小圆孔、丁是小圆板【答案】D【解析】【详解】根据衍射与干涉图样的区别是：前者是中间亮条纹明且宽大，越向两侧宽度越小；后者明暗条纹宽度相等，可知甲图是双缝干涉条纹，乙图是单缝衍射条纹；根据小孔衍射与泊松亮斑的区别可知，小圆孔做衍射的图样是中央较大的区域内是亮的，周围是明暗相间的圆环，可知丙是小孔衍射，丁是小圆板衍射图样。所以只有D是正确的。6.图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，
6、虚线为t0.6s时的波形图，波的周期T0.6s，则()A. 波的周期为2.4sB. 在t0.9s时，P点沿y轴正方向运动C. 经过0.4s，P点经过的路程为0.4mD. 在t0.2s时，Q点经过的路程为0.2m【答案】C【解析】【详解】波的周期T0.6s，说明波的传播时间小于一个周期，波在t=0.6s内传播的距离不到一个波长，则由图知T=t=0.6s，解得T=0.8s，故A错误；由于波沿x轴负方向传播，故t=0时P点沿y轴负方向运动，故t=0.8s=1T时P点沿y轴负方向运动，故0.9s时P点沿y轴负方向运动。故B错误；在一个周期内P点完成一个全振动，即其运动路程为4A，而0.4s=T/2，故
7、P点的运动路程为2A=0.4m，故C正确；t0.2s=T/4，由于Q点在t=0时刻不是从平衡位置或者最高点或最低点开始振动，可知经过的路程不等于0.2m，选项D错误.7.如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为L，O点正下方L处有一铁钉。将小球拉至A处无初速释放(摆角很小)，这个摆的周期是A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】小球再次回到A点时所用的时间为一个周期，其中包括了以L为摆长的简谐运动半个周期和以为摆长的简谐运动的半个周期；【详解】以L为摆长的运动时间为： 以为摆长的运动的时间为： 则这个摆的周期为：，故ABC错误，D正确。【点睛】考查对单摆周期的理解，明确不同的摆长对
8、应不同的周期。8.一线圈匝数为n=10匝，线圈电阻不计，在线圈外接一个阻值R=2.0的电阻，如图甲所示。线圈内有垂直纸面向里的磁场，线圈内磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A. 线圈中产生的感应电动势为10VB. R两端电压0.5VC. a点电势高于b点电势D. 通过R的电流大小为2.5A【答案】D【解析】【详解】穿过线圈的磁通量变化率为，感应电动势为E=n=5V，由闭合电路殴姆定律可得：，那么R两端的电压为U=IR=2.52=5V；再由楞次定律可得：感应电流的方向为逆时针，流过电阻R的电流方向由ba，即a点电势低于b点电势，故D正确，ABC错误；故选D。【点睛】由法拉第
9、电磁感应定律求出感应电流的大小，而感应电流的方向则由楞次定律判定。同时穿过磁通量发生变化的线圈相当于电源，所以电源内部（线圈）电流方向是负极到正极。9.如图所示，S1、S2 是两个相干波源，它们的相位及振幅均相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波 的波峰和波谷，关于图中所标的 a、b、c 三点，下列说法中正确的是（ ）A. a 质点振动减弱，b、c 质点振动加强B. a 质点振动加强，b、c 质点振动减弱C. 再过 T/4 后的时刻，b、c 两质点都将处于各自的平衡位置，振动加强D. a 点一直在平衡位置，b 点一直在波峰，c 点一直在波谷【答案】AC【解析】【详解】a质点处是两列波
10、波峰与波谷叠加的地方，振动始终减弱的，而b、c质点是两列波波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方，振动始终加强。故A正确，B错误。此时刻b点在波峰位置，c点在波谷位置，则再过T/4后的时刻，b、c两质点都将处于各自的平衡位置，但振动是加强的，故C正确。由于两个波源的振幅相同，所以a点是振动减弱点，振幅为零，则静止不动，一直在平衡位置。b、c两点的振动始终是加强的，但它们仍在振动，位移随时间做周期性变化，不是静止不动的。故D错误。10.小型发电站为某村寨110户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压变压器的匝数比n3：n450：1，输电线的总电阻R10。某时段全村平均每户用电
11、的功率为200W，该时段降压变压器的输出电压为220V。则此时段()A. 发电机的输出功率为22kWB. 降压变压器的输入电压为11kVC. 输电线的电流为1100AD. 输电线上损失的功率约为8.26W【答案】B【解析】用户总功率为，加上输电线上消耗的电功率，所以发电机的输出功率应大于22kW，A错误；降压变压器的输出电压为220V，即，所以根据可得降压变压器的输入电压，B正确；用户端总电流为，根据所以输电线中的电流为，输电线上损失的功率约为，CD错误【点睛】解决本题的关键知道：1、变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间
12、的关系11.一列向右传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是A. 波速B. 经1.4s质点P运动的路程为70cmC. 时，处的质点Q第三次到达波谷D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ【答案】BCD【解析】【详解】首先从图中我们可以得出这列波的波长为2m.同时每一个质点开始振动的方向是+y方向。从0时刻开始到0.9s，P点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期T=0.4s,所以波速v=/T=5m/s，故A错误，经过1.4s则P点恰好完成3个完整周期加1/2周期，所以路程为70cm，故B
13、正确，经过0.5s波传到Q点，剩下的1.1sQ点恰好完成2个完整周期加3/4周期，处于波谷，所以故C正确，本列波的频率为2.5Hz，频率相等是发生干涉的条件，故D对；综上所述本题答案是：BCD12.如图为边长为的正三角形是某玻璃砖的截面图，一束光线从边中点射入玻璃砖内，折射光线恰好和底边平行，玻璃砖对该束光的折射率为，真空中光速为。A. 光线射入玻璃砖后，光线的频率变小B. 该光线的入射角为C. 从D点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程为LD. 从D点射入玻璃砖的光束，在玻璃砖中不经过反射传播的最长时间为【答案】BD【解析】频率由光源决定，与介质无关，则入射光在空气中的频率与
14、玻璃中的频率相等，故A错误；作出入射光线在D点折射的光路图，如图所示由题知，折射光线恰好和底边平行，故折射角，根据折射定律：，得：，即，故B正确；假设从D点入射光线与AC面垂直交于点E时，其光路图如图所示由图可知，DE为在玻璃砖中不经过反射传播的最短路程，根据几何关系得：，此时对应的折射角为，根据全反射临界条件有：，而，说明不存在折射角为的情况，故C错误；由图可知，在玻璃砖中不经过反射传播的最长路程为D到C，即，根据，得传播时间为，故D正确；故选BD。【点睛】对于光学问题，作出光路图，由几何知识找出入射角和折射角，根据折射率公式求出折射率，利用全反射条件，判断能否发生全反射根据求光在玻璃中的传
15、播速度，从而求出传播时间。二、实验题(每空2分，共12分)13.下列螺旋测微器和游标卡尺的读数分别为_mm和_mm。【答案】 (1). 10.795； (2). 10.6【解析】【详解】螺旋测微器的读数为：10.5mm+0.01mm29.5=10.795mm；游标卡尺读数: 10mm+0.1mm6=10.6mm。14.如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa和bb。O为直线AO与aa的交点。在直线OA上竖直地插上P1P2两枚大头针。该同学接下来要完成的必要步骤有_A插上大头针P3，使P3仅挡住P2的
16、像B插上大头针P3，使P3挡住的P1像和P2的像C插上大头针P4，使P4仅挡住P3 的像D插上大头针P4，使P4挡住P3 和P1、P2的像某同学做“测定玻璃折射率”实验时，完成光路图后，由于没有量角器，借助圆规以O为圆心画圆，分别交入射光线于A点，交连线延长线于C点分别过A点、C点作法线的垂线交于B点、D点，则需要测量的物理量为_的长度、_的长度（用图乙中字母表示）。则此玻璃砖的折射率n= _。（用表示）【答案】 (1). BD (2). AB (3). CD (4). 【解析】确定大头针的位置的方法是大头针能挡住的像，则必定在出射光线方向上所以确定大头针的位置的方法是大头针能挡住的像确定大头
17、针的位置的方法是大头针能挡住的像，故选BD由几何关系可知入射角的正弦值为，出射角的正弦值为，R为圆的半径，根据,解得：，设AB的长度为，CD的长度为，则折射率的表达式为。【点睛】定玻璃砖折射率的原理是折射定律确定大头针的位置的方法是大头针能挡住的像确定大头针的位置的方法是大头针能挡住的像根据折射定律和几何关系求出折射率的表达式。三、计算题（共40分）15.一列简谐波在x轴上传播，如图所示，t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示已知tt2t10.1 s，问：若波沿x轴正方向传播，且tT，这列波的传播速度是多大？若波沿x轴负方向传播，且t无约束条件，波速是多大？若波速v340
18、m/s，则波向哪个方向传播？【答案】(1) （2） (3)沿x轴正方向传播【解析】【详解】波沿x轴正方向传播，因tT，则t时间内波传播的距离x，即x2 m，故波速vm/s20 m/s.波沿x轴负方向传播，传播的距离xn(8n6)m(n0,1,2,3)则波速vm/s(80n60) m/s(n0,1,2,3)波在t时间内传播的距离xvt3400.1 m34 m4，波形沿传播方向传播整数个波长的距离与原波形重合，即虚线波形可看做原波形沿波的传播方向移动后得到的，故波应向右传播【点睛】本题是两个时刻的波形问题，关键要理解波的周期，即重复性，根据题设条件得到波速的通项，注意多解性16.一列沿x轴负方向传
19、播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1,0）的质点刚好开始振动，在t1=0.6s时刻，P质点首次位于波峰位置。Q点的坐标是（-3，0），求：这列波的传播速度；从t=0时刻开始计时到质点Q第二次位于波峰所需要的时间。【答案】0.05m/s 1.8s【解析】【详解】由图示波形图可知，这列波的波长：=4cm=0.04m波x轴负方向传播，根据波形平移法知t=0时刻P点向下振动，经过个周期首次到达波峰位置，由此可知：t1=T=0.6s，则得：T=0.8s所以波速为从t=0时刻开始计时到质点Q第二次位于波峰，波向左传播的距离为9cm，则需要的时间为17.如图所示，一个半圆柱形玻璃砖，其
20、横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，玻璃的折射率为。若一束细光线从O点左侧E点垂直于AB入射，恰好在上表面的点发生全反射，求OE的长度；一束细光线从O点左侧E点垂直于AB入射，若，求此光线在玻璃砖中传播的总路程。【答案】（1）R（2）3R【解析】【详解】（1）设玻璃砖的全反射临界角为C，则 解得：C=45如图，光线从E点入射，射入上表面的M点恰好全反射，则：=C=45由图可知OERsinR（2）如图，光线从E点入射，射入上表面M点，则sin得：=60C由几何关系可知：光线经过M、N、N、F点，最后垂直于AB射出；光线在玻璃砖中经过的总路程：L=2Rcos+2R=3R.18.如图
21、所示，足够长的U型光滑导轨固定在倾角为30的斜面上，导轨的宽度L=0.5m，其下端与R=1的电阻连接，质量为m=0.2kg的导体棒（长度也为L）与导轨接触良好，导体棒及导轨电阻均不计。磁感应强度B=2T的匀强磁场垂直于导轨所在的平面，用一根与斜面平行的不可伸长的轻绳跨过定滑轮将导体棒和质量为M=0.4kg的重物相连，重物离地面足够高。使导体棒从静止开始沿导轨上滑，当导体棒沿导轨上滑t=1s时，其速度达到最大(取g=10m/s2)。求：（1）导体棒的最大速度vm；（2）导体棒从静止开始沿轨道上滑时间t=1s的过程中，电阻R上产生的焦耳热是多少？【答案】(1) (2) 【解析】【分析】金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，做加速度逐渐减小的变加速运动，由牛顿第二定律和法拉弟电磁感应定律求出导体棒的最大速度，能量守恒定律处理电阻R上产生的焦耳热。解析：（1）速度最大时导体棒切割磁感线产生感应电动势感应电流安培力导体棒达到最大速度时由平衡条件得联立解得（2）以导体棒和重物为系统由动量定理得即解得1s内流过导体棒的电荷量电量解得1s内导体棒上滑位移由能量守恒定律得解得