2021—2022学年下期期中高二物理试卷

河南省实验中学2021——2022学年下期期中试卷 高二 物理 命题人：吴琨 审题人：梁加涛 （时间：90 分钟，满分：100 分） 一、选择题(本题共12 小题，1~8 是单选题，9~12 是多选题。每小题4 分，共48 分。多 选题全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错或不答的得0 分) 1．下列各图中，关于光学知识应用的描述正确的是（ ） A． B． 医用内窥镜运用了光的折射原理 全息照相运用了光的偏振原理 C． D． 立体电影运用了光的衍射原理 照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 2．如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为 ， 乙弹簧振子的固有频率为 ，当支架在受到竖直方向、频率为20Hz的驱动力作用做 受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是（ ） A．甲的振幅较大，且振动频率为 B．甲的振幅较大，且振动频率为20Hz C．乙的振幅较大，且振动频率为 D．乙的振幅较大，且振动频率为20Hz 3．利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精 度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一 薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用平行单色光向下照射，检 查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（ ） A．干涉条纹是样板的上、下两个表面的反射光干涉形成的 B．当稍向右移动图甲中的薄片时，条纹间距会变小 C．当换用频率更高的单色光照射时，条纹间距不变 D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的 4．在新冠肺炎疫情防控期间，红外线体温计被广泛使用。红外线体温计采用非接触的 方式感应人体的体温，安全、方便、快捷。其原理是采用红外传感器吸收人体辐射的红 外线，由人体最强辐射的波长与物体的绝对温度的关系T λm=2.9×10 −3m·K得出人体 表面的温度。已知热力学温度与摄氏温度之间的关系为 。下列说法正确的 是（ ） A．人体在某一温度下只辐射某一固定波长的红外线 B．体温升高，人体辐射的红外线的波长和强度都增加 C．温度升高，人体辐射强度的最大值对应的频率减小 D．某人最强辐射的波长为9.3 μm，其体温约为38.8℃ 5．某时刻LC 振荡电路的状态如图所示，下列说法中正确的是 （ ） A．振荡电流i 在减小 B．电容器两板间电压在减小 C．电场能正在向磁场能转化 D．电容器极板上的电荷量从零变化到最大值所需的最短时间为π❑ √LC 6．用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O 发出的光通过两个透振方向平行的偏 振片P、Q 照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示，下列说法正确 的是（ ） A．白炽灯发出的光是纵波 B．偏振片Q 起到检偏的作用 C．光束Ⅱ中光振动方向与透振方向垂直 D．将偏振片P 以光传播方向为轴转过45°，光束Ⅲ将消失 7．1834 年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的 基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S 发出的光通过平面镜反射在光屏上。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离 分别为a和l，光的波长为λ。则相邻两条亮条纹的中心间距Δx是（ ） A．Δx=lλ a B．Δx=aλ l C．Δx= lλ 2a D．Δx=aλ 2l 8．如图所示，与地面夹角为θ的光滑斜面顶端固定一垂直斜面的挡板，劲度系数为k 的 轻弹簧一端固定一个质量为m 的小物体，另一端固定在挡板上。物体在平行斜面方向上 做简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中（ ） A．物体在最低点时受的弹力大小为mgsinθ B．弹簧的最大弹性势能等于2m 2 g 2si n 2θ k C．平衡位置处，弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最大 D．物体的最大动能应等于m 2 g 2si n 2θ k 9．关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是 A．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显 B．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 C．光电效应现象揭示了光的粒子性 D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 10．波的衍射和干涉都是波特有的现象，图甲为水波的衍射实验，挡板M 是固定的，挡 板N 可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰， 虚线表示波谷。下列说法正确的是（ ） A．甲图中挡板N 向下移动一段距离，衍射现象变得明显 B．甲图中减小波源的振动频率，衍射现象变得明显 C．乙图中M、N 两质点均为振动加强点 D．乙图中M 质点经过四分之一个周期后的加速度为零 11．如图为氢原子能级图，用某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原 子吸收这种光子后，能发出波长分别为λ1、λ2、λ3的三种光子，且λ1>λ2>λ3，则照射 光光子的波长为（ ） A．λ1 B．λ3 C．λ1−λ2 D．λ2 λ3 λ2−λ3 12．如图所示，一列横波在x 轴上传播，在t1=0时刻的波形如图中实线所示， t2=0.10 s时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（ ） A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m B．该波形曲线上x=5m的质点振动的周期可能是0.3s C．若周期大于1 2 (t2−t1)，则可能的最小波速是20m/s D．若周期大于1 2 (t2−t1)，则可能的最大波速是140m/s 二、实验题（共11 分） 13．某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中： （1）用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______cm。 （2）小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是______ （填选项前的字母）。 A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B．测量摆球通过最低点100 次的时间t，则单摆周期为t 100 C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值 偏大 D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小 （3）测量出多组周期T、摆长L 的数值后，画出T2L 图线如图所示，此图线斜率的物理 意义是______。 A．g B．L g C．4 π 2 g D．g 4 π 2 （4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图 线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小______。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．都有可能 14．某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规， 笔，白纸。 (1)下列哪些措施能够提高实验准确程度( ) A．选用两光学表面间距大的玻璃砖 B．选用两光学表面平行的玻璃砖 C．选用粗的大头针完成实验 D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些 (2)该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如 下图所示，其中实验操作正确的是______； A． B． C． D． (3)该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O 为圆心作 圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B 点，再过A、B 点作法线NN'的垂线，垂足分 别为C、D 点，如图甲所示，则玻璃的折射率n = ______；（用图中线段的字母表示） (4)在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa '、bb ' 与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学 用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以aa '、bb '为界面画光路图。则甲同 学测得的折射率与真实值相比_____（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测 得的折射率与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 三、计算题（共41 分） 15．（8 分）我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A 和 K 分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K 之间的电压为U。现用发光功率为P 的激光 器发出频率为ν 的光全部照射在K 上，回路中形成电流。已知阴极K 材料的逸出功为 W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。 （1）若对调电源正、负极，光电管两端电压至少为多少，才可使电流表G 示数为零； （2）若每入射100 个光子会产生1 个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流 强度I. 16．（10 分）如图所示，质量为mA=150g 的平台A 连接在劲度系数k=100N/m 的弹簧上 端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，将质量为mB=50g 的物块B 置于 A 的上方，使A、B 两物块一起上下振动．弹簧原长为l0=6cm，A 的厚 度可忽略不计，g 取10m/s2。求： (1)当系统做小振幅简谐振动时，A 的平衡位置离地面C 的高度； (2)当振幅为1cm 时，B 对A 的最大压力； (3)为使B 在振动中始终与A 接触，振幅不能超过多大？ 17．（10 分）如图所示为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，t=0 时刻0~25m 部分的波 形图如图中实线，经过Δt=0.3s 该部分波形图如图中虚线，已知虚线上波峰对应的平衡 位置到原点0 的距离为12.5m，质点A 平衡位置的横坐标为xA=7.5m。 （1）求该简谐横波的波速。 （2）当波速取最小值时，求质点A 的振动方程。 18．（13 分）如图甲所示，在空气中放有一半径为R，折射率为n=2 的透明球，与球心 O 相距的A 点 ❑ √3 3 R处有一可向各个方向发光的点光源。求： （1）光线从该透明球射向空气发生全反射时的临界角； （2）光线从A 点射到球内表面时入射角的最大值的正弦值； （3）透明球表面有光射出部分的面积。提示：如图乙所示，球冠的面积公式为 S=2π R 2（1−cosθ ）