厦门一中2017-2018高二下学期物理期中考试卷(解析版)

厦门一中2017-2018高二下学期期中考试卷

一．选择题（共7小题）

1．说法正确的是

A.爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同

B.从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调谐

C.均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波

D.激光和自然光都是偏振光

【解答】B.叫解调：C.电场不变，无法形成电磁波：D.自然光不是偏振光。选A 2.我国南宋时的程大昌在其所著的《演繁露》中叙述道：“凡风雨初霁（霁jì，雨后转晴），或露之未晞（晞xi，干），其余点缀于草木枝叶之末，日光入之，五色俱足，闪烁不定，是乃日之光品著色于水，而非雨露有所五色也．”这段文字记叙的是光的何种现象？（）

A．反射B．色散C．干涉D．衍射

【解答】解：雨过天晴时，太阳光照在枝叶上的雨珠上，白光经水珠折射以后，分成各种彩色光，这种现象叫做光的色散现象。所以选项ACD的说法都是不正确的，只有选项B正确。

故选：B。

3．如图所示的4种亮暗相间的条纹，分别是红光、蓝光通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样和黄光、紫光通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分代表亮纹）．那么1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是（）

A．红黄蓝紫B．红紫蓝黄C．蓝紫红黄D．蓝黄红紫

【解答】解：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故1、3是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距△x=λ可知波长λ越大，△x越大，故左边第一个是红光，第三个是蓝光。

单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮

条纹越粗，故第2个是紫光单缝衍射图样；最右端为黄光单缝衍射图样。

故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）。

故选：B。

4．如图所示为两列相干水波在t=0时刻的叠加情况，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均保持5cm不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是（）

A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱

B．C点始终保持静止不动

C．t=0时刻，A、B两点的竖直高度差为10cm

D．在t=0至t=0.25s的时间内，B点通过的路程为20cm

【解答】解：A、A、D两点为波峰与波峰叠加，B点为波谷与波谷叠加，都是振动加强点。故A错误。

B、AD的连线为振动加强区，则C点为振动加强点，振幅较大。故B错误。

C、t=0时刻，A、B两点分别处于波峰和波谷，则两者的高度差为4×5cm=20cm。故C错误。

D、周期T=，在t=0至t=0.25s的时间内，B点经历了半个周期，通过的路程等于振幅的2倍，振幅为10cm，则路程为20cm。故D正确。

故选：D。

5．如图所示，a、b为两束不同频率的单色光，以45°的入射角射到玻璃砖的上表面，直线OO'与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点，入射点A、B到N点的距离相等，进入玻璃砖后两束光相交于图中的P点，则下列说法正确的是（）

A．在真空中，a光的传播速度大于b光的传播速度

B．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度

C．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽

D．同时增大入射角（入射角始终小于90°），则a光在下表面先发生全反射

【解答】解：A、所有色光在真空中传播速度都相同，都是c=3×108m/s。故A 错误。

B、由图看出a的折射角D大，入射角相等，由折射定律n=知，玻璃对a 光的折射率小，由v=分析可知a光在玻璃中传播速度大。

C、a光的折射率小，频率小，波长长，由公式△x=知，干涉条纹的间距与波长成正比，故a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽。故C正确。

D、a光射到下表面时，入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性原理得知，光线一定从下表面射出，不可能发生全反射。故D错误。

故选：C。

6．一列向右传播的简谐横波t0=0时刻的波形如图所示，波速v=5m/s，从t=5s 时刻开始扫描质点A的振动图象如图所示，其中最符合实际的是（）

A．B．C．D．

【解答】解：简谐横波向右传播，由波形平移法可知t=0时刻质点A的振动方向

向下。

由图读出波长λ=20m，则周期为T==s=4s

因为t=5s=1T，所以质点A在t=5s时刻到达平衡位置向下，速度方向向下，正向波谷运动，所以从t=5s时刻开始扫描质点A的振动图象，D图最符合实际。故选：D。

7．有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N运动过程的闪光照片，如图所示，（悬点和小钉未被摄入），P为摆动中的最低点．已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为（）

A．B．C．D．无法确定

【解答】解：设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为T1=8t，在左侧摆动的周期为T2=4t，T1：T2=2：1。

设左侧摆长为l，则T1=2①

T2=2②

由①：②得

l=L

所以小钉与悬点的距离s=L﹣l=L。

故选：C。

8．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）

A．13.6 eV B．12.09 eV C．10.2 eV D．3.4 eV

【解答】解：根据氢原子能自发的发出3种不同频率的光，

可得：=3，

解得：n=3，此时氢原子处于第3能级，

能级差为：△E=E3﹣E1=﹣1.51﹣（﹣13.6）=12.09eV，故ACD错误，B正确。

故选：B。

9.如图所示，AB为固定的光滑圆弧轨道，O为圆心，AO水平，BO竖直，轨道半径为R，将质量为m的小球（可视为质点）从A点由静止释放，在小球从A点运动到B点的过程中，小球（）

A．所受合力的冲量水平向右B．所受支持力的冲量水平向右

C．所受合力的冲量大小为 D．所受重力的冲量大小为0

【解答】解：小球从A点运动到B点的过程中，做圆周运动，B点时速度沿切线方向，水平向右；

从A到B，根据动能定理：

解得：

AC、根据动量定理，，方向水平向右，故A正确；

B、根据冲量的定义式，方向与支持力的方向相同，垂直于支持面指向圆心，故B错误；

D、根据冲量定义，因为重力和时间不为0，所以重力的冲量大小不为0，故D错误；

故选：A。

三．多选题（共6小题）

10．夏天，海面上的下层空气的温度比上层低．我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，以至发生全反射．人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图所示，下列说法中正确的是（）

A．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大

C．A是蜃景，B是景物

D．B是蜃景，A是景物

【解答】解：A、B由题意，夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的密度比上层大，折射率也比上层大，故A正确，B错误。

C、D夏天由于大气的不均匀，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大。我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的。远处的山峰、船舶、楼台、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“海市蜃楼”现象。可见，图中A是全反射形成的蜃景，B是景物。故C正确，D 错误。

故选：AC。

11．如图甲所示，一轻质弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接，并静止在光滑的水平面上．现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻

为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图象信息可得（）

A．t2时刻弹簧的弹性势能最大

B．两物体的质量之比为m1：m2=1：2

C．t1时刻弹簧处于压缩状态，t3时刻弹簧处于伸长状态

D．从计时开始到t4的过程中，物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒、机械能不守恒

【解答】解：A、由图线可知，A向右做减速运动，B做加速运动，当两者速度相等时，弹簧压缩至最短，即t1时刻弹簧弹性势能最大，然后B继续加速，A继续减速，当B速度达到最大时，弹簧恢复原长，即t2时刻弹簧的弹性势能为零，故A错误。

B、由图象可知两物块的运动过程：开始阶段A逐渐减速，B逐渐加速，A的速度比B的大，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相同，系统动能最小，弹簧的弹性势能最大，弹簧的压缩量最大，然后弹簧逐渐恢复原长，B依然加速，A先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，二木块速度相等，系统动能最小，弹簧最长，因此从t3到t4过程中弹簧由伸长状态恢复原长。系统动量守恒，选择开始到t1时刻列方程可知：m1v1=（m1+m2）v2，将v1=3m/s，v2=1m/s 代入得：m1：m2=1：2，故B、C正确。

D、从计时开始到t4的过程中，物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，故D错误。

故选：BC。

12．2009 年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，以表彰他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就，高锟被誉为“光纤之父”．光

纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络，下列说法正确的是（）A．光导纤维传递光信号是利用光的干涉原理

B．光纤通信利用光作为载体来传递信号

C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝

【解答】解：光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝，当光射入时满足光的全反射条件，从而发生全反射。最终实现传递信息的目的。

故选：BD。

13．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图（a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间△t第一次出现如图（b）所示的波形．则该波的（）

A．周期为△t，波速为B．周期为△t，波长为8L

C．周期为△t，波长为8L D．周期为△t，波速为

【解答】解：由图波长λ=8L，根据题意，图示时刻质点9已经振动了0.5T，则质点1振动了1.5T，即1.5T=△t，得到T=，波速v==．故AB正确。故选：AB。

14．弹簧振子做简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同．已知（t2﹣t1）小于周期T，则（t2﹣t1）（v≠0）（）

A．一定小于B．可能等于C．可能大于D．可能小于

【解答】解：t1时刻速度为v，t2时刻也为v，且方向相同。则有这两位置关于平

衡位置对称。由于（t2﹣t1）小于周期T，

当这两个位置靠近最大位移处时，且t1时刻速度方向指向平衡位置时，则有（t2﹣t1）可以大于，故C正确；

当这两个位置靠近平衡位置附近，且t1时刻速度方向指向平衡位置时，则有（t2﹣t1）可以小于，故D正确；

当这位置靠近平衡位置附近，且t1时刻速度方向指向最大位置时，则有（t2﹣t1）大于，由于两个时刻的速度相同，（t2﹣t1）不可能等于，故A、B错误。

故选：CD。

三．探究实验

15．某同学在做“用双缝干涉测定光的波长”的实验时，第一次分划板中心刻度线对齐第2条亮纹的中心时（如图甲中的A），游标卡尺的示数如图乙所示，第二次分划板中心刻度线对齐第6条亮纹的中心时（如图丙中的B），游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距d=0.5mm，双缝到屏的距离l=1m，则：图乙中游标卡尺的示数为12.50mm．图丁中游标卡尺的示数为18.00mm．

（3）所测光波的波长为 6.6×10﹣7m （保留两位有效数字）．

【解答】解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为1.2cm，游标尺上第10个刻度游标读数为0.05×10mm=0.50mm=0.050cm，所以最终读数为：

1.2cm+0.050cm=1.250cm；

（2）游标卡尺的固定刻度读数为1.7cm，游标尺上第15个刻度游标读数为0.05×15mm=0.75mm=0.075cm，所以最终读数为：1.8cm+0.000cm=1.800cm；（3）△x==0.131cm

根据△x=λ得：λ=6.6×10﹣7m

故答案为：（1）1.250；（2）1.800；（3）6.6×10﹣7．

16．如图1所示，用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系．

（1）图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．接下来要完成的必要步骤是A、D、E．（填选项前的符号）

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程OM、ON

（2）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为m1?OM+m2?ON=m1OP （用②中测量的量表示）；若碰撞是弹性碰撞．那么还应满足的表达式为m1?OM2+m2?ON2=m1OP2（用②中测量的量表示）．

（3）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示．碰撞前、后m1

﹣的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=14：11；若碰撞

结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=11： 2.9．实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为 1.01．

【解答】解：

（1）实验时，先让入射球m l多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m l从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，因此步骤中D、E是必须的，而且D要在E之前．至于用天平秤质量先后均可以．所以答案是ADE或DEA

（2）设落地时间为t，则v0=，v1=，v2=；

而动量守恒的表达式是m1v0=m1v1+m2v2，

动能守恒的表达式是m02=m1v12+m2v22，

所以若两球相碰前后的动量守恒，则m1?OM+m2?ON=m1?OP成立，

若碰撞是弹性碰撞，动能是守恒的，则有m1?OM2+m2?ON2=m1?OP2成立；（3）碰撞前后m1动量之比：===，

===，

==1.01（1～1.01均正确）．

四．计算题

17.小物块电量为+q，质量为m，从倾角为θ的光滑斜面上由静止开始下滑，斜面高度为h，空间中充满了垂直斜面匀强电场，强度为E，重力加速度为g，求小物块从斜面顶端滑到底端的过程中（1）电场的冲量。（2）小物块动量的变化量。

【解答】2sin 21t g h ?=θ t I Eq = 得：g

h E I 2sin q θ= 方向垂直于斜面向上 t v ??=θsin g 得 ：gh m mv p 2==? 方向沿斜面向下。

18. 如图所示，图甲为某一列沿x 方向传播的简谐波在t=0时刻的波形图，图乙为介质中Q 质点的振动图像，求：

（1）这列波传播速度大小和方向。

（2）质点P 的振动方程及在0-10s 时间内，质点p 出现在平衡位置的次数。

【解答】

（1）m/s 2t v ==λ

方向沿-x 方向

（2）Y=sin(πt+

65π) n=10t 2=T 次

19．如图所示，半径为R 的半圆形玻璃砖与一底角为30°的Rt △ACB 玻璃砖平行且正对放置，点O 和O′分别是BC 边的中点和半圆形玻璃砖的圆心。一束平行于AC 边的单色光从AB 边上的点D 入射，经折射后从点O 射出，最后从半圆形玻璃砖上的某点P 射出。已知BC 边与直径B'C′长度相等，二者相距R ，点B 、D 间距离为R ，两种玻璃砖的厚度与折射率均相同，若不考虑光在各个界面的反射。求：

（i ）玻璃砖的折射率n ；

（ii ）点P 的位置和单色光最后出射方向。

【解答】解：（i）连接DO，则三角形BOD恰为等边三角形，由几何知识得α=30°在界面AB，根据折射定律得sin60°=nsinα

解得n=

（ii）作出其余光路如图所示，光在O点发生折射，OO′为法线。

根据折射定律得sin∠2=nsin∠1

而∠1=α=30°

解得∠2=60°

光在D′发生折射，D′E为法线，由光路可逆知∠3=∠1=30°

在Rt△OO′D中，O′D′=OO′?tan∠2=R

在△O′DP中，根据正弦定理得=

解得∠4=30°…①

光在P点发生折射，根据折射定律得sin∠5=nsin∠4…②

联立①②解得∠5=60°（光线平行于OO′连线向右射出）。

答：（i）玻璃砖的折射率n是；

（ii）点P的位置和单色光最后出射方向平行于OO′连线向右射出。

20．如图所示，光滑水平面上有一静止长木板C，其右端带有挡板，小物块A、

B分别静置于其左端及中点。已知木板C全长L=18m，物块A、B与木板C间的动摩擦因数皆为μ=0.3，三者质量满足m C=2m A=2m B，重力加速度g=10m/s2．现通过击打使得A物块获得向右的速度v0=15m/s，如果物体间的碰撞都是弹性正碰，试求：

（1）物块A、B第一次碰撞前的速度大小各为多少？

（2）B物块与木板C右端挡板碰后瞬间的速度；

（3）B物块与C木板右端挡板碰后，B物块与A物块的最短距离。

【解答】解：（1）设m A=m B=m，则m C=2m，另向右为正方向，刚开始A加速度大小a1=μg=0.3g

BC共同的加速度大小

（2）A、B是弹性碰撞且质量相等，则碰撞后速度交换，因此碰后A相对C静止以a2加速，B延续碰前A的速度以a1减速。

设B与C右端挡板碰前，B的速度为v1，AC的速

度为v2，从开始运动至此时刻，取向右为正方向，

由动量守恒和能量关系得：

mv0=mv1+3mv2

解得：，（舍）

故：B物块与木板C右端挡板碰后瞬间的速度为

10.5m/s,方向向右。

（3）设B与C右端碰撞后速度分别为v B、v C，由动量守恒及机械能守恒得

mv1+2mv2=mv B+2mv C

解得，（舍）

代入数据得v B=﹣1.5m/s v c=7.5m/s

A,B加速度为a1, 而C加速度为a3=0.3g

设AC共速时间为t，则v2+a1t=vc-a3t ,得t=1s

AC共速v3=4.5m/s B的速度v4=v B+a1t=1.5m/s

由动量守恒：mv0=(m+2m+m)v 得v=3.75m/s

由v=v4+a1t1得：t1=0.75m/s

由图知，阴影部分面积为两物体靠的最近时的相对位移：S相=4.125m 故最近的位移为d=L/2 - S相=4.875