高 二 物 理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有
一项符合题目要求,第8~10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.关于光在科学技术、生产和生活中的应用,下列说法正确的是
A.泊松亮斑是光的干涉形成的
B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样,利用的是光的衍射
C.观看立体电影时所戴的眼镜,两镜片分别有小缝,利用的是光的双缝干涉
D.光学镜头上的增透膜利用的是光的干涉
2.在油膜实验中,体积为V(m3)的某种油,形成直径为d(m)的油膜,则油分子的直径近似为
V
V 4V πd2 ( )2·4
A. B. C. D. d
πd2 πd2 2V
π
3.下列说法正确的是
A.机械波是机械振动的传播,机械波在真空中可传播波源振动的形式和能量
B.物体发生共振时的振幅最小
C.利用多普勒测速仪,可以测量水在海底的流速
D.单摆的周期与摆长无关
4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中c位置的质点起振
时间比a位置的质点起振时间晚1.2 s,b、c位置之间的距离是6 m,则此列波的波长和频率分别
为A.6 m,1.25 Hz B.6 m,0.8 Hz C.9 m,1.2 Hz
5
D.9 m, Hz
6
5.输电线的总电阻为R,输送电功率为P,现用电压U来输电,则输电线上损失的功率为
A.PR B.P2R C.P2R D.PR2
U2 U2 U U
6.
某同学采用如图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象,狭缝S 、S 的宽度可调,狭缝到屏
1 2
的距离为l。用同一单色光垂直照射狭缝,实验中分别在屏上得到了如图乙、丙所示的图样。
下列说法正确的是
A.图乙是光的双缝干涉图样,当光通过狭缝时,不发生衍射
B.照射两条狭缝时,若光从狭缝S 、S 到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍,则P点处一定是
1 2
亮条纹
C.照射两条狭缝时,增大l,其他条件不变,图乙中相邻暗条纹的中心间距减小
D.遮住一条狭缝,增大另一狭缝宽度,其他条件不变,图丙中亮条纹宽度变小
7.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,其中质点P的坐标为(0,0.2 m),质点Q的坐标为(10
m,-0.2 m),图乙为质点Q的振动图像,图中M点的坐标为(0.5 s,0)。关于波的传播和质点的振动,
下列判断正确的是A.该简谐横波的传播方向沿x轴正方向 B.该简谐横波的波长λ=12 m,周期为4 s
π π
C.该简谐横波的传播速度v=2.5 m/s D.质点P的振动方程为y=0.4sin( t+ )m
3 6
8.下列关于分子动理论的说法正确的是
A.物质是由大量分子组成的 B.分子之间存在间隙
C.温度越高,分子平均动能越小 D.分子间的引力随分子间距离的增大而增大
9.图为一款玩具“弹簧公仔”,该玩具由头部、轻弹簧及底座组成,已知公仔头部的质量为2m,
弹簧的劲度系数为k,底座的质量为m。按压公仔头部使弹簧压缩,然后由静止释放公仔头部,此
后公仔头部在竖直方向上做简谐运动(公仔头部可视为质点)。重力加速度大小为g,当公仔头部
运动至最高点时,底座对桌面的压力刚好为零,弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是
mg
A.公仔头部有最大速度时,头部在平衡位置,此时弹簧的压缩量为
k
3mg
B.公仔头部做简谐运动的振幅为
k
2g
C.公仔头部运动至最高点时,头部的加速度大小为
3
D.公仔头部运动至最低点时,桌面对底座的支持力大小为6mg
10.一块透明柱状的玻璃砖的横截面为等边三角形AOB,如图所示,一束单色光沿PQ(平行于
∠AOB的角平分线OM)射向OA,在分界面OA发生折射,折射光线平行于OB且恰好射到M点
(不考虑反射光线)。下列说法正确的是
A.玻璃砖对单色光的折射率为√2B.保持入射点Q不变,逐渐减小入射角,将有光线不能从分界面AB射出
C.保持入射光的方向不变,增大入射光的频率,出射点将在M点下方
D.若增大入射光的频率,则光在该介质中的传播速度将减小
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11.(8分)利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈两端电压与匝数的关系。
(1)除图中所示器材外,还需要的器材有 。
A.低压交流电源 B.干电池 C.多用电表 D.直流电压表
(2)下列说法正确的是 。
A.变压器工作时只有电能
B.变压器工作时电能与磁场能间有相互转化
C.理想变压器原、副线圈中的磁通量可能不同
D.变压器原、副线圈两端的电压一定相等
(3)由于变压器工作时有能量损失,因此实验测得的原、副线圈两端的电压比应当 (填
“大于”“等于”或“小于”)原、副线圈的匝数比。
12.(9分)某学习小组用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。图甲为该玻璃砖的截面
图,三角形ABC的顶角θ=30°。
(1)实验步骤如下:
①在水平放置的木板上铺一张白纸,在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd;
②将较长的直角边AB沿cd放置,并根据玻璃砖的另外两个光学面BC、AC,在白纸上描出玻璃
砖的轮廓,俯视图如图乙所示;
③在AB面左侧的直线ab上竖直插上大头针P 、P ,从AC侧透过玻璃砖观察P 、P ,插上大头
1 2 1 2
针P ,要求P 能挡住 (填“P ”“P ”或“P 和P ”)的虚像;
3 3 1 2 1 2
④要确定出射光线的位置, (填“必须”或“不必”)插第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ab的夹角为15°,则玻璃砖的折射率n=
。(结果可带根号)(2)描绘出玻璃砖的轮廓后,玻璃砖的位置发生了微小的平移(移至图丙中的虚线处,底边仍与之
前的位置在同一直线上),但是该同学并未发现,仍然按照操作步骤③插上大头针P ,在测量时他
3
仍将图丙中实线处作为实验中玻璃砖所处位置,则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值
(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
13.(9分)某理想变压器如图甲所示,原、副线圈匝数比为6∶1,R=2 Ω,输入电压随时间变化的图
像如图乙所示,求:
(1)副线圈两端电压的有效值U ;
2
(2)电阻R在交变电流的一个周期内产生的焦耳热Q。
14.(16分)某一次科研人员研究的机械波沿x轴方向传播,图甲为t=0.6 s时波的图像,此时P、Q
两质点的位移均为-2 cm,图乙为平衡位置在x=5 m处的质点A的振动图像,求:
(1)该机械波的传播方向及波速大小;
(2)质点P的振动方程。15.(18分)图甲为一玻璃半球的截面图,其半径为R,O点为球心,AB为直径,现有均匀分布的红光
垂直半球的底面射入半球。已知球冠(不含圆底面)的表面积S=2πRh(如图乙所示,其中R为球
的半径,h为球冠的高),光在真空中传播的速度为c,玻璃对红光的折射率n=1.25,已知sin
53°=0.8,只考虑首次射到球面的光。
(1)求从半球面射出的光中,在玻璃半球内传播的最短时间t;
(2)求整个半球面透光的面积S;若将入射光由红光换成绿光,请判断半球面透光的面积变大还是
变小;
(3)求在玻璃半球中发生全反射的光占所有射入半球底面的光的比例k。高二物理参考答案
1.D 【解析】泊松亮斑是光的衍射形成的,选项A错误;用三棱镜观察白光看到的彩色图样是
光的折射形成的,选项B错误;观看立体电影时所戴的眼镜是一对透振方向相互垂直的偏振片,
利用的是光的偏振,选项C错误;光学镜头上的增透膜利用的是光的薄膜干涉现象,选项D正确。
V
d V 4V
2.B 【解析】单分子油膜的面积S=π( )2,油分子的直径D= = d = ,选项B正确。
2 S π( )2 πd2
2
3.C 【解析】机械波的传播必须有介质,在真空中不能传播,选项A错误;物体发生共振时的振
幅最大,选项B错误;利用多普勒测速仪,可以测量水在海底的流速,选项C正确;单摆的周期与摆
长有关,选项D错误。
4.A 【解析】由题意可得波长λ=6 m,c位置的质点比a位置的质点的起振时间晚1.2 s,则波速
x 9 λ 1
v= = m/s=7.5 m/s,所以T= =0.8 s,f= =1.25 Hz,选项A正确。
t 1.2 v T
5.B 【解析】P =I2R,解得P =P2R,选项B正确。
损 损
U2
6.D 【解析】光通过两个狭缝时发生干涉,也都发生衍射现象,选项A错误;根据干涉原理可知,
l
到两波源的距离差为半波长的奇数倍处为减弱区,即此处是暗条纹,选项B错误;根据Δx= λ可
d
知,l增大,Δx增大,选项C错误;遮住一条狭缝后是衍射现象,当狭缝宽度增大时,衍射现象明显程
度变小,亮条纹宽度变小,选项D正确。
7.D 【解析】由题图乙可知,在t=0时刻质点Q向上振动,根据波形平移法可知,该简谐横波的
10
传播方向沿x轴负方向,选项A错误;对于题图甲,由数学知识知10 m= λ,解得λ=12 m,对于题
12
1 λ
图乙,由数学知识知0.5 s= T,解得T=6 s,波速v= =2 m/s,选项B、C错误;质点P振动的圆频
12 T
2π π π π π
率ω= = rad/s,由题图甲知质点P振动的初相位为 ,所以其振动方程为y=0.4sin( t+ )m,
T 3 6 3 6
选项D正确。8.AB 【解析】物质是由大量分子组成的,选项A正确;分子之间存在间隙,选项B正确;温度越
高,分子平均动能越大,选项C错误;分子间的引力随分子间距离的增大而减小,选项D错误。
9.BD 【解析】公仔头部有最大速度时,其重力与弹簧弹力平衡,有2mg=kx,此时弹簧的压缩量
2mg
为 ,选项A错误;公仔头部在最高点时,对底座受力分析,由平衡条件可知弹簧弹力大小F
弹
k
=mg,对公仔头部分析可知,此时回复力有最大值,即F =F +2mg=3mg,解得此时的加速度大
回max 弹
F 3g 3mg
小a= 回max= ,选项C错误;回复力最大值F =kA,解得振幅A= ,选项B正确;根据简谐
2m 2
回max
k
运动的对称性可知,当公仔头部运动到最低点时,回复力有最大值,即F =3mg=F -2mg,解得
回max 弹1
此时弹簧弹力大小F =5mg,故底座对桌面的压力大小F =mg+F =6mg,根据牛顿第三定律
弹1 压 弹1
可知,桌面对底座的支持力大小为6mg,选项D正确。
10.BCD 【解析】
sini
作出光路图如图所示,由几何知识可知,入射角i=60°,折射角r=30°,根据折射定律得n = =
1
sinr
sin60°
=√3,选项A错误;保持入射点Q不变,减小入射角,折射角随之减小,则折射光线射到分
sin30°
界面AB上的入射角增大,当该入射角大于或等于临界角时,将发生全反射,光线不能射出分界面
AB,选项B正确;保持入射光的方向不变,增大入射光的频率,折射率增大,由n=sin θ 知折射角
1
sin θ
2
c
减小,出射点将在M点下方,选项C正确;增大入射光的频率,折射率增大,由v= 知光在该介质
n
中的传播速度减小,选项D正确。
11.(1)AC (4分)
(2)B (2分)
(3)大于 (2分)
【解析】(1)实验中还需要低压交流电源与多用电表,选项A、C正确。(2)变压器工作时电能与磁场能间有相互转化,选项B正确、A错误;理想变压器原、副线圈中
的磁通量相同,选项C错误;变压器原、副线圈两端的电压不一定相等,选项D错误。
(3)根据变压器原理可知原、副线圈两端的电压比等于原、副线圈的匝数比,即变压器原、副线
圈两端的电压与其匝数成正比,实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损,变压器的铁芯会损失一
部分的磁通量,因此副线圈两端的电压的实际值一般略小于理论值,所以原线圈与副线圈两端的
电压比一般大于原线圈与副线圈的匝数比。
12.(1)③P 和P (2分) ④不必 (2分) ⑤√2 (3分)
1 2
(2)小于 (2分)
【解析】(1)③只有P 挡住P 和P 的虚像,才说明P 、P 和P 在同一光路上;④要确定出射光
3 1 2 1 2 3
线,只须确定出射光线上的两个点,ab与AC的交点是出射点,再加上P 即可确定出射光线,所以
3
不必插第四枚大头针;⑤如图(1)所示,由几何关系及折射率定义得n=√2。
sinβ sinα
(2)如图(2)所示,测量值n = ,真实值n = ,由图(2)知β<α,所以测量值小于真实值。
测 真
sinθ sinθ
13.解:(1)由题意可得
U =U (2分)
1 2
n n
1 2
U =√2U (2分)
m 1
解得U =3 V。 (1分)
2
(2)Q=U 2T (2分)
2
R
解得Q=4.5 J。 (2分)
14.解:(1)由题图乙可知,在t=0.6 s时,质点A正在沿y轴负方向运动,根据同侧法可知,波沿x轴
负方向传播 (2分)
由题图甲知波长λ=20 m (1分)
由题图乙知周期T=1.2 s (2分)λ 50
则该波的波速v= = m/s。 (1分)
T 3
2π
(2)ω= (2分)
T
5π
解得ω= rad/s (1分)
3
将t=0.6 s,y=-2 cm代入y=Asin(ωt+φ) (2分)
π 5π
解得φ= 或 (2分)
6 6
π
因为t=0时刻,质点P沿y轴正方向运动,所以取φ= (2分)
6
5π π
因此质点P的振动方程为y=4sin( t+ )cm。 (1分)
3 6
1
15.解:(1)由光学知识有sin C= (1分)
n
c
n= (1分)
v
解得C=53° (1分)
4c
v= (1分)
5
如图所示,由几何关系知最短路径是刚好发生全反射的光线的传播路径,最短路程L=Rcos C
(2分)
L 3R
光在玻璃半球内传播的最短时间t= = 。 (2分)
v 4c
(2)整个半球面透光的面积S=2πRh (2分)
h=R-L (1分)
4
解得S= πR2 (2分)
5
若将入射光由红光换成绿光,折射率变大,临界角变小,则半球面透光的面积变小。 (1分)
(3)由几何关系知,不能在球面发生全反射的光对应射到半球底面的面积S =π(Rsin C)2 (1
1
分)发生全反射的光与射入到半球底面的光的比例k=πR2-S
(2分)
1
πR2
