广东省深圳市盐田高级中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理【试卷+答案】

2021-2022学年上盐田高级中学期中

物理试卷

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题

1．一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　）

A．频率小，发生全反射的临界角小

B．频率大，发生全反射的临界角小

C．频率小，发生全反射的临界角大

D．频率大，发生全反射的临界角大

2．如图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述不正确的是（　　）

A．到达集尘极的尘埃带负电荷

B．电场方向由放电极指向集尘极

C．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相反

D．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

3．下列关于机械波的说法中，正确的是（　　）

A．发生干涉现象时，介质中振动加强点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零

B．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化

C．在一个周期内，介质的质点所通过的路程等于振幅

D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大

4．如图为某种电场的一条电场线，线上有a、b两点，下列说法正确的是（　　）

A．如果电场为匀强电场，则场强Ea＞Eb

B．如果电场是正点电荷场源产生的，则场强Ea＜Eb

C．如果电场是负点电荷场源产生的，则电势

D．如果把一个电量+q的试探电荷置于a、b两点，则电势能Epa＞Epb

5．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，平衡位置为O，小球在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是（　　）

A．小球在O位置时，动能最大，加速度最小

B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大

C．小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功

D．小球在O位置时系统的总能量大于小球在B位置时系统的总能量

6．、是圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于、等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于放置的光屏，沿、方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P，根据该光路图，下列说法正确的是（　　）

A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长

B．在真空中A光的速度比B光的大

C．A光的频率比B光的频率高

D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大

7．一列简谐横波a，某时刻的波形如图甲所示．从该时刻开始计时，波上质点A的振动图像如图乙所示．波a与另一列简谐横波b相遇能发生稳定干涉现象，则下列判断正确的是（ ）

A．波a沿x轴负方向传播

B．波b的频率为0.4Hz

C．从该时刻起，再经过0.4s质点A通过的路程为40cm

D．若波b遇到障碍物能发生明显衍射现象，则障碍物的尺寸一定比0.4m大很多

二、多选题

8．下列关于光的干涉、衍射、偏振以及激光的说法中，正确的是（　　）

A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性

B．3D电影是利用了光的干涉特性

C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰

D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象

9．如图所示，两个正、负点电荷，在库仑力作用下，它们以两者连线上的某点O为圆心做匀速圆周运动，以下说法正确的是（  ）

A．它们所需要的向心力大小相等

B．它们做圆周运动的角速度相等

C．它们的运动半径与其质量成正比

D．它们的线速度与其质量成反比

10．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，20 s内完成了10次全振动。在某电压下电动偏心轮转速是36 r/min，已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（　　）

A．提高输入电压 B．降低输入电压

C．增加筛子质量 D．减少筛子质量

第II卷（非选择题）

三、实验题

11．在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图所示）：

（1）关于操作下列说法哪一个是错误的__________（填选项前的字母）。

A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝

B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐

C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝

（2）关于观察到的现象下列说法正确的是_____________________

A、观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧

B、看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大

（3）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数为0.25mm，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出为748.8mm如图丙所示；实验时先移动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图乙所示），并记下螺旋测微器的读数x1（如图戊所示），然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2（如图己所示），由以上测量数据求该单色光的波长为________________m

12．在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=。只要测出多组单摆的摆长和运动周期T，作出T2—图像，就可以求出当地的重力加速度。理论上T2—图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示。

(1)造成图像不过坐标点的原因可能是______；

(2)由图像求出的重力加速度g=______m/s2；（取2=9.87）

(3)如果测得的g值偏小，可能的原因是______

A．测摆线时摆线拉得过紧

B．先测摆长，再测周期，在测周期时，上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C．开始计时时，停表过迟按下

D．实验时误将49次全振动数为50次

四、解答题

13．一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点沿轴方向做简谐运动的表达式为（的单位是）。

(1)由图确定这列波的波长与振幅。

(2)求出这列波的波速。

(3)试判定这列波的传播方向。

14．如图所示，一带电荷量为，质量为的小物块放在一倾角为的光滑绝缘斜面上，当整个装置处在一水平向左的匀强电场中时，小物块恰处于静止状态。已知重力加速度，，。

（1）求电场强度的大小；

（2）某时刻小物块的电荷量突然减少了一半，求物块下滑距离时的速度大小。

15．图示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.

(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；

(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．

16．如图所示，绝缘水平面上静止着两个质量均为m，电荷量均为+Q的物体A和B（A、B均可视为质点），它们之间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数均为μ。求：

(1)A受到的静摩擦力；

(2)如果将A的电荷量增至+4Q，则两物体将开始运动，当它们的加速度第一次为零时，A、B同时运动了多远的距离？

参考答案

1．C

【详解】

由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由全反射可知折射率越小发生全反射的临界角越大。

故选C。

2．B

【详解】

A．尘埃在电场力作用下向集尘极迁移并沉积，说明尘埃带负电，A不符题意；

B．由于集尘极与电池的正极连接，电场方向有集尘板指向放电极，B符合题意；

C．负电荷在电场中受电场力的方向与电场力方向相反，C不符题意；

D．根据可得，同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大，故D不符题意；

故选B。

3．A

【详解】

A．发生干涉现象时，介质中振动加强点振幅最大，减弱点振幅最小，若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故A正确；

B．产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收的频率发生了变化，但波源频率并不改变，故B错误；

C．质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是振幅的4倍，故C错误；

D．波速由介质决定，频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故D错误；

故选A。

4．D

【详解】

A．如果电场为匀强电场，则场强相等，A错误；

B．如果电场是正点电荷场源产生的，则场源在a的左侧，根据

则

B错误；

C．场源电荷无论是正电荷还是负电荷，沿电场线方向电势逐渐降低，则

C错误；

D．如果把一个电量+q的试探电荷置于a、b两点，根据

则

D正确。

故选D。

5．A

【详解】

A．小球在平衡位置时动能最大，加速度为零，A正确；

B．小球在A、B位置时，动能最小，加速度最大，B错误；

C．小球靠近平衡位置时，回复力做正功，远离平衡位置时，回复力做负功，C错误；

D．在小球振动过程中系统的总能量不变，D错误．

故选A。

6．D

【详解】

AC．光线通过玻璃体后，A光的偏折程度比B光的小，则该玻璃体对A光的折射率比对B光的折射率小，而折射率越大，光的频率越高，说明A光的频率比B光的频率低，根据可知，A光的折射率小，所以A光在该玻璃中的传播速度比B光的大，而两光在玻璃中的传播距离相同，所以A光在玻璃中的运动时间比B光短，故AC错误；

B．光在真空中的传播速度相等，都为c，故B错误；

D．由于A光的频率比B光的频率低，则A光的波长大于B光的波长，根据条纹间距公式有，所以用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大，故D正确。

故选D。

7．C

【详解】

A．从图乙可知t=0时刻，A质点的速度为方向，在甲图中采用波形平移的方法可知波a沿方向传播，A错误；

B．由乙图得到波a的周期为T=0.4s，故频率为

发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同、相位差恒定、振动方向平行，故若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则所遇到的波b的频率为2.5Hz，B错误；

C．因为时间为

由图乙可得质点的振动周期为

T=0.4s

故

质点A做简谐运动，一个周期内通过的路程为

s=4A=4×10cm=40cm

C正确；

D．由甲图得到波长为λ=0.4m；发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长相差不大或者比波长小，故该波遇到一障碍物能发生明显韵衍射现象，则该障碍物的尺寸一定与0．4m相差不大或者比0.4m小，D错误。

故选C。

考点：考查横波的图象；波长、频率和波速的关系。

【名师点睛】

  本题是振动图线与波形图象的综合应用，要有把握两种图象联系的能力，知道干涉和衍射的条件，熟练运用波形的平移法判断波的传播方向．

8．B

【详解】

A．激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确，不符合题意；

B．3D电影是利用了光的偏振现象，出现立体画面，故B错误，符合题意；

C．日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，故C正确，不符合题意；

D．过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D正确，不符合题意。

故选B。

9．ABD

【详解】

在它们之间的库仑引力提供各自做圆周运动的向心力，即向心力大小相等，它们的角速度相等，故AB正确；而库仑引力提供向心力，即k=m1r1ω2=m2r2ω2，所以它们的轨道半径与它们的质量成反比，因此线速度与其质量成反比，故C错误，D正确；故选ABD．

【点睛】

解决问题时要把握好问题的切入点．此题类似于双星问题中两卫星的向心力相同，角速度相等.

10．BD

【详解】

筛子的周期

筛子的固有频率

偏心轮的转速

故

可见

由共振条件可知，要增大筛子做受迫振动的振幅，就要使f固与f驱尽量接近，可降低输入电压，以降低f驱；也可以减小筛子质量，使T固减小，f固增大

故选BD。

11．A    B    8.01×10-7   

【详解】

（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放上单缝和双缝，故A错误；

 B．将测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；

 C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距

再利用公式

便可得到波长的测量值，故C正确；
故选A。

（2）[2]A．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中红色在最外侧，选项A错误；

B．放上红色或者绿色滤光片以后就变成单色的红光或者绿光，因此可以看见红黑或者绿黑的干涉条纹，由

红光的波长大，因此条纹间距大，选项B正确。

故选B。

（3）[3]双缝的间距d=0.25mm，双缝到毛玻璃间的距离的大小l=748.8mm，螺旋测微器的读数

x1=0.01×30.0mm=0.300mm

螺旋测微器读数

x2=14.5mm+0.01×20.0mm=14.700mm

则条纹的间距

根据

得

12．测摆长时漏掉了摆球的半径    9.87    B   

【详解】

(1)[1]图像不通过坐标原点，将图像向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是漏加小球半径；

(2)[2]由：

T=2

得：

则有：

=k=4

解得：g= 9.87m/s2

(3)[3]根据：

g=

A.测摆线时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故A错误；

B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故B正确；

C．开始计时时，停表过迟按下，周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误；

D．实验时误将49次全振动数为50次，周期的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故D错误。

故选B。

13．(1)4m，10cm；(2)；(3) x轴正方向

【详解】

(1)根据图像可知，波长，振幅为。

(2)根据振动方程可知，振动周期为

根据波速公式得

(3)根据振动方程，质点在时的振动方向沿y轴正方向，结合此时刻的波形图，这列波向x轴正方向传播。

14．（1）；（2）

【详解】

(1)小物块恰处于静止状态时，受力如图

根据平衡条件可得

联立并代入数据解得

(2)由牛顿第二定律得

根据速度位移公式

解得

代入数据得速度大小为

15．(1)(2)

【详解】

(ⅰ)设光线在端面AB上C点(见图)的入射角为i，折射角为r，由折射定律，有



设该光线射向玻璃丝内壁D点的入射角为，为了使该光线可在此光导纤中传播，应有

‚

式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足

ƒ

由几何关系得

④

由①②③④式通过三角变换得

⑤

(ⅱ)光在玻璃丝中传播速度的大小为

⑥

光速在玻璃丝轴线方向的分量为

⑦

光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为

⑧

光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一    端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得

⑨

16．(1)；(2)

【详解】

(1)A静止时，它受到的静摩擦力Ff与库仑力大小相等，故

(2)设A、B加速度为零时二者之间距离为R，由平衡条件得

解得

所以A、B间距增大了