浙江省杭州二中高二物理下学期期中试卷新人教版

杭州二中2013学年第二学期高二年级期中考试物理试卷
注意事项：本试卷分为第Ⅰ卷 (选择题)和第Ⅱ卷 (非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷 (选择题，共42分)
一、单项选择题 (每小题2分，12小题共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得2分，选错或不答的得0分．)
1．英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室内观察到光的干涉现象．下图为实验装置简图，M为竖直线光源、N和O均为有狭缝的遮光屏、P为像屏．现有四种带有狭缝的遮光屏，实验时的正确选择是( )
A．N应选3，O应选4 B．N应选1，O应选2
C．N应选1，O应选4 D．N应选3，O应选2
2．关于做简谐运动的物体的位移、加速度和速度间的关系，下列说法中正确的是（）A．位移减小时，加速度减小，速度增大
B．位移的方向总跟加速度的方向相同，跟速度的方向相反
C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同
D．物体的运动方向改变时，加速度的方向也改变
3．如图所示，在公路的十字路口东侧路边，甲以速度v1向东行走，在路口北侧，乙站在路边，一辆汽车以速度v2通过路口向东行驶并鸣笛，已知汽车笛声的频率为f0，车速v2>v1.设甲听到的笛声频率为f1，乙听到的笛声频率为f2，司机自己听到的笛声频率为f3，则此三人听到笛声的频率关系正确的是: ( )
A.f1>f2 >f3
B.f1<f3<f2
C.f1>f3>f2
D.f3>f1>f2
4．如图所示，图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在t＝0时
的波形图，图乙是这列波中质点P(坐标为x＝2.0m处的点)的振动图线，那么： ( )
甲乙
A.波沿x正向传播
B.波的传播速度为1m/s
C.图甲中Q点(坐标为x＝2.25 m处的点)的振动方程为y＝0.2sin (πt)cm
D.图甲中Q点(坐标为x＝2.25 m处的点)的振动方程为y＝0.2cos (πt)cm
5．以下说法不正确的是（ )
A.光纤通信利用了激光相干性好的特点
B.激光武器利用了激光亮度高的特点
C.激光写、读利用了激光亮度高的特点
D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
6．在拍摄日落时水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是( )
A．减弱反射光，从而使景物的像清晰
B．增强反射光，从而使景物的像清晰
C．增强透射光，从而使景物的像清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像清晰
7．取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是( )
A．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果
B．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光干涉的结果
C．这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
D．这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果
8．在单缝衍射实验中，下列说法正确的是( )．
A．其他条件不变，将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变宽
B．其他条件不变，使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C．其他条件不变，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D．其他条件不变，减少单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
9．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是 ( )
A.自感L和电容C都增大一倍
B.自感L和电容C都减少一半
C.自感L增大一倍且电容C减少一半
D.自感L减少一半且电容C增大一倍
10．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波，当遇到障碍物电磁波时要发生反射.雷达在发射和接收电磁波时，在荧光屏上分别呈现出一个尖形波.某型号防空雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4 s.现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标，某时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s 后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示.已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4 s,电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s，则被监视目标的移动速度最接
近（）
A.1200 m/s
B.900 m/s
C.500 m/s
D.300 m/s
11.如图所示为一块建筑用幕墙玻璃的剖面图，在
其上建立直角坐标系xOy，设该玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化．现有一单色光a从原点O，以某一入射角θ由空气射入该玻璃内部，且单色光a在玻璃内部的传播路径如图中
实线所示．则玻璃的折射率沿y轴正方向发生变化的情况是
( )
A．折射率沿y轴正方向减小
B．折射率沿y轴正方向先减小后增大
C．折射率沿y轴正方向增大
D．折射率沿y轴正方向先增大后减小
12.过强的电磁辐射对人体有很大危害，影响人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等.按照有关规定，工作场所的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5 W/m2.一个人距离无线电通讯装置50 m，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多是（）
A.4.51 kW
B.3.14 kW
C. 0.78 kW
D. 15.7 kW
二、不定项选择题 (每小题3分，6小题共18分，每小题可能有一个或多个选项正确,全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

)
13.如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R ，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中．要使带电粒子能沿管做圆周运动，所加的磁场可能是( ) A ．匀强磁场
B ．均匀增加的磁场
C ．均匀减小的磁场
D ．由于洛伦兹力不做功，不管加什么样的磁场都不能使带电粒子绕着管运动
14．如图所示，一个厚度d ＝30 3 cm 的军事设施，观察孔宽度L ＝60 cm.为了扩大向外的观察视野，将折射率n ＝3的某种玻璃砖完全嵌入观察孔内(图中为观察孔的俯视图)，则( )．
A ．在观察孔的中央A 处观察，视野角比安装前增大60°
B ．在观察孔的中央A 处观察，视野角比安装前增大90°
C ．若观察者在孔的边缘E 处观察，可以观察到在中央观察所看不到的位置
D ．要使在A 处的视野角接近180°，则需嵌入折射率至少为
n ＝2的玻璃砖
15.如图，两长方体木块A 和B 叠加放在光滑水平面上，质量分别为m 和M ，A 与B 之间的最
大静摩擦力为f ，B 与劲度系数为k 的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子。

为使 A 和B 在振动过程中不发生相对滑动，则（ ）。

A ．它们的最大加速度不能大于f/m B ．它们的最大加速度不能大于f/M C ．它们的振幅不能大于
f kM m
M + D ．它们的振幅不能大于f km
m
M +
16.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，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P 点．下列说法正确的是( )
A ．在玻璃中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度
B ．玻璃对a 光的折射率小于玻璃对b 光的折射率
C ．同时增大入射角，则b 光在下表面先发生全反射
D ．对同一双缝干涉装置，a 光的相邻亮条纹间距比b 光的相邻亮条纹间距宽
17.如图1所示，一砝码和一弹簧构成弹簧振子，此装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。

匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。

把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。

若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图2所示，当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象3所示，若用T 0表示弹簧振子的固有周期，T 表示驱动力的周期，A 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅。

则：( ) A ．由图象可知T 0=4s
B. 由图象可知T 0
=8s
图
1
E
C ．当T 在4s 附近时,A 显著增大,当T 比4s 小得多或大得多时,A 很小
D ．当T 在8s 附近时,A 显著增大,当T 比8s 小得多或大得多时,A 很小
18.如图所示，S 1、S 2是一水平面上的两个波源，它们的振动周期都为T ，振幅都为A .某时刻S 1发出的波恰好传到C ，S 2发出的波恰好传到A ，图中画出的是该时刻两列波在AC 部分的叠加波形，S 1A 间、S 2C 间波形没有画出．若两列波传播速度相同，则 ( )
A ．两波源的起振方向相同
B ．A 、B 、
C 三点始终都是振动减弱点，振幅为0 C ．A 、B 、C 三点始终都是振动加强点，振幅为2A
D ．再经过T
2
，AC 间的波形是一条直线
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
三、实验题 (请将答案填写在答题卷相应的横线上,19题6分；20题6分，21题6分，共计18分）
19．用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，O 为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的4个图中P 1、P 2、P 3和P 4是4个学生实验插针的结果．(1)在这4个图中肯定把针插错了的是________．
(2)在这4个图中可以比较准确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是________．(对右侧面用θ1表示入射角,θ2表示折射角)
20.某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：
A ．按装置图安装好实验装置；
B ．用游标卡尺测量小球的直径d ；
C ．用米尺测量悬线的长度l ；
D ．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、….当数到20时，停止计时，测得时间为t ；
E ．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C 、D ；
F ．计算出每个悬线长度对应的t 2；
G ．以t 2为纵坐标、l 为横坐标，作出t 2
－l 图线． 结合上述实验，完成下列题目：
t/s t/s 图1
(1)用游标为10分度(测量值可准确到0.1 mm)的卡尺测量小球的直径．某次测量的示数如图2所示，读出小球直径d 的值为________cm.
图2 图3
(2)该同学根据实验数据，利用计算机作出图线如图3所示．根据图线拟合得到方程
5.30.4042+=l t .由此可以得出当地的重力加速度g ＝________m/s 2.(取π2＝9.86，结果
保留3位有效数字)
(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是( ) A ．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时 B ．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数
C ．不应作t 2－l 图线，而应作t 2
－(l －12
d)图线
D ．不应作t 2－l 图线，而应作t 2
－(l ＋12
d)图线
21.如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，第一次分划板中心刻线对齐A 条纹中心时如图甲，游标卡尺的示数如图乙所示；第二次分划板中心刻线对齐B 条纹中心时如图丙，游标卡尺的示数如图丁所示．已知双缝间距为0.5 mm ，从双缝到屏的距离为1.00 m ，则图乙中游标卡尺的示数为________mm ，图丁游标卡尺的示数为________mm.实验时测量多条干涉条纹间距离的目的是________，所测光波的波长为________m ．(需要计算的数字，只要保留三位有效数字)
四、计算题 (共40分。

请写出必要的文字说明，作出必要的光路图、重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。

只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。

)
22.(10分) 如图所示，ACB 为光滑弧形槽，弧形槽半径为R ，R ≫AB .甲球从
弧形槽的球心处自由落下，乙球从A 点由静止释放(不计空气阻力).问： (1)两球第1次到达C 点的时间之比．
(2)若在圆弧的最低点C 的正上方h 处由静止释放小球甲，让其自由下落，
同时乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C 处相 遇，则甲球下落的高度h 是多少？
23.(10分)一列简谐波沿x 轴正方向传播，t ＝0时波形如图甲所示，已知在0.6 s 末，A 点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求： (1)该简谐波的波长、波速分别为多少？
(2)经过多长时间x ＝5 m 处的质点P 第一次出现波峰？
(3)如果以该机械波传到质点P 开始计时，请写出质点P 的振动方程并在图乙中画出P 点的振动图象，标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图象．
24.(10分)如图所示，一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A＝30°，斜边AB ＝a ，棱镜材料的折射率为2
n .在此截面所
在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜．画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)．
25.(10分)一般认为激光器发出的是频率为γ的“单色光”，实际上它的频率并不是真正单一的，激光频率γ是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δγ（也称频率宽度），让单色光照射到薄膜表面，一部分从前表面反射回来（这部分称为甲光），其余的进入薄膜内部，其中的一小部分从薄膜后表面反射回来，并从前表面射出（这部分称为乙光），甲乙这两部分光叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光和甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt.理论和实践都证明，能观察到明显的干涉的现象的条件是：Δt 的最大值Δt max 与Δγ的乘积近似等于1，即只有满足Δt max ·Δγ≈1才会观察到明显、稳定的干涉现象.已知某红宝石
激光器发出的激光γ=4.32×1014 Hz,它的频率宽度Δγ=8.0×109
Hz ，让这束单色光由空气斜射到折射率为n=2的薄膜表面，射入时与薄膜表面成45°角，如图所示.求: （1）从O 点射入薄膜中的光线的传播方向及传播速度；
（2）估算图示情况下，能观察到明显干涉现象的薄膜的最大厚度d max .
杭二中2013学年第二学期高二年级期中考试物理答卷
第Ⅰ卷（选择题，共42分）
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
三、实验题。

请将答案直接填写在题中横线上。

（19题6分；20题6分，21题6分，共计18分）
19.（1）（2）、
20. (1) cm (2) m/s2 (3) ( )
21. mm、 mm 、
、
四、计算题，共40分。

请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。

只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。

22.(10分）
23.(10分)
24.(10分)
25.(10分)
杭二中2013学年第二学期高二年级期中考物理答案
第Ⅰ卷（选择题，共42分）
第Ⅱ卷（非选择题，共58分）
三、填空题、实验题。

请将答案直接填写在题中横线上。

（19题6分；20题6分，21题6分，共计18分）
19.（1） AC （2） D 、 n=1
2
sin sin θθ
20. (1) 1.52 (2) 9.76 (3) ( D )
21. 11.4 、 16.7 、
减小实验的偶然误差(或提高实验的精确度 、 8.84×10－7
四、计算题，共40分。

请写出必要的文字说明，重要的方程式、重要的演算过程，明确的数值和单位。

只有答案，没有过程的不能得分，书写不认真、无法辨认的不能得分。

22.(10分）
解析 (1)甲球做自由落体运动
R ＝12gt 21，所以t 1＝ 2R g 乙球沿圆弧做简谐运动(由于AC ≪R ，可认为摆角θ＜5°)．此振动与一个摆长为R 的单摆振动模型相同，故此等效摆长为R ，因此乙球第1次到达C 处的时间为t 2＝14T ＝14
×2π
R g ＝π2 R g ，所以t 1∶t 2＝2 2π
(2)甲球从离弧形槽最低点h 高处开始自由下落，到达C 点的时间为t 甲＝ 2h
g
由于乙球运动的周期性，所以乙球到达C 点的时间为
t 乙＝T 4＋n T 2＝π2 R g
(2n ＋1) n ＝0,1,2，…
由于甲、乙在C 点相遇，故t 甲＝t 乙
解得h ＝
,...)2,1,0(8
)12(2
2=+n R n π
23.(10分)
解析 (1)λ＝2 m T ＝0.6
3 s ＝0.2 s
v ＝λ
T
＝10 m/s.
(2)波峰传到P 点： t ＝Δx v ＝5－0.510
s ＝0.45 s
(3) cm t y )10sin(2ππ+= 如下图所示
答案 (1)2 m 10m/s (2)0.45 s (3)图见解
24(10分)
解:设入射角为i ，折射角为r ，由折射定律得
①
由已知条件及①式得r=30° ②
如果入射光线在法线的右侧，光路图如图所示，设出射点为F ，由几何关系可得∠AFM ＝900
AF=
③
即出射点在AB 边上离A 点的位置.
如果入射光线在法线的左侧，光路图如图所示．设折射光线与AB 的交点为D ．
由几何关系可知，在D 点的入射角θ＝60° ④ 设全反射的临界角为θC ，则 ⑤
由⑤和已知条件得θC =45° ⑥ 因此，光在D 点发生全反射．
设此光线的出射点为E ，由几何关系得∠DEB=90°BD=a -2AF ⑦
BE=DBsin30° ⑧
联立③⑦⑧式得BE= a
即出射点在BC 边上离B 点
a 的位置．
25(分）解析：（1）设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律有：n=sin45°/sinr.
所以折射角r=arcsin(n 45sin )=arcsin(21)=30°，光在薄膜中的传播速度v=n
c =2.12×108 m/s.
（2）乙光在薄膜中经过的路程s=2dcosr ，如图所示.
乙光通过薄膜所用时间Δt=.cos 2r
v d v s = 当Δt 取最大值Δt max 时，对应的薄膜厚度最大，又因为Δt max ·Δγ≈1,所以
,1cos 2max v r v d ∆= 解得：d max ≈v
r v ∆2cos =1.15×10-2 m=1.15 cm。