吉林省延边二中2014-2015学年高二物理下学期期末考试试题(含解析)

延边二中2014— 2015学年度第二学期期末考试
高二物理试卷
一、选择题(每题4分，共52分。

1-9题单选，10-13题多选)
1.【题文】关于波的特点，正确的说法是
A.所有的波都能发生干涉现象和衍射现象
B.当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率高
C.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
D.在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小
【答案】A
【解析】本题主要考查干涉现象、衍射现象、多普勒效应；
选项A，干涉现象和衍射现象是波所特有的现象，故所有的波都能发生干涉现象和衍射现象，选项A正确；
选项B，多普勒效应中，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故选项B错误；
选项C，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显的衍射，故选项C错误；
选项D，无论是振动加强点还是减弱点，都在不停振动，位移不是恒定的值，故选项D 错误；
本题正确选项为A。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
2.【题文】图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。

若在到
时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由均匀增加到，则该段时间线圈两端a和b之间的电势差
A.恒为
B.从0均匀变化到
C.恒为
D.从0均匀变化到
【答案】C
【解析】本题主要考查楞次定律以及电磁感应定律；
由楞次定律可知线圈的感应电流由b端流出，a端流入，故,；由电磁感应定律可得
，故选项C
正确。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
3.【题文】图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的变流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。

现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2、V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
【答案】D
【解析】本题主要考查变压器原理以及动态分析；
选项A ，电压表测的是原线圈电压，由题意知原线圈电压不变，故示数不变，选项A错误；
选项B，电压表测的是副线圈电压，由于原线圈电压以及原副线圈匝数比不变，故示数不变，故选项B错误；
选项C，电流与匝数成反比，且读数增得多，故副线圈匝数少，原线圈匝数多，即该变压器为降压变压器，选项C错误；
选项D，由示数不变，示数增大，故原线圈功率增大，同时副线圈功率也增大，又因为副线圈电压不变，由可知副线圈回路电阻减小，则滑动变阻器阻值减小，即由
c→d方向滑动，选项D正确；
本题正确选项为D。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
4.【题文】如图所示电路中，L是一电阻可忽略不计的电感线圈，a、b为L的左、右两端点，
A、B、C为完全相同的三个灯泡，原来电键K是闭合的，三个灯泡均在发光．某时刻将
电键K断开，则下列说法正确的是
A.a点电势高于b点，A灯闪亮后缓慢熄灭
B.b点电势高于a点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
C.a点电势高于b点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭
D.b点电势高于a点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭
【答案】B
【解析】本题主要考查自感现象；
在开关断开瞬间，线圈由于自感现象而电流会维持原来的方向，从而在两并联支路构成的回路中形成逆时针电流，线圈相当于电源，电流从b端流出，故b相当于电源正极，因此b点电势较高，又因为线圈电阻不计，故该支路电流大于BC所在支路电流，则BC会闪亮一下后慢慢熄灭，A则不会闪亮而是直接慢慢熄灭，故选项B正确。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
5.【题文】一质点做简谐运动，其振动图线如图所示。

由图可知，在t＝3s时，质点的
A.速度为正的最大值，加速度为零
B.速度为负的最大值，加速度为零
C.速度为零，加速度为正的最大值
D.速度为零，加速度为负的最大值
【答案】D
【解析】本题主要考查振动图像特点、质点的加速度与位移关系；
由振动图像可知，3s末质点位于正向最大位移处，速度为零，加速度为负的最大值，选项D正确。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
6.【题文】一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。

介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin(5πt)cm。

关于这列简谐波，下列说法正确的是
A.周期为4.0s
B.传播速度为10m/s
C.传播方向沿x轴负向
D.t=1s时，质点P的加速度沿y轴负向最大
【答案】B
【解析】本题主要考查波的形成与传播、波的图像；
选项A，由简谐运动表达式可知，故，选项A错误；
选项B，由图像可知波长为4m，则，故选项B正确；
选项C，由简谐运动表达式可知0秒时刻质点P向上运动，依据下坡上可知P位于下坡中，因此波向右传播，故选项C错误；
选项D，，故1s末质点P位于平衡位置向下运动，加速度为零，故选项D错
误；
本题正确选项为C。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
7.【题文】如图所示，空间同一平面上有A、B、C三点，AB=5 m，BC=4 m，AC=3 m，A、C两点处有完全相同的两个波源，振动频率为1360 Hz，波速为340 m/s，则BC连线上振动减弱的位置有( )处。

A.4处
B.6处
C.8处
D.9处
【答案】C
【解析】本题主要考查波的干涉；
由可得，则，BC上各点到两波源距离差为，则，减弱点到两波源距离差为半波长的奇数倍，在8到24之间有8个奇
数，故BC上有8个减弱点，选项C正确。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
8.【题文】如图所示，直线OO′与上下表面平行的玻璃砖垂直且与其上表面交于N点。

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，入射点A、B到N点的距离相等，经折射后两束光相交于图中的P点。

下列说法正确的是
A.在真空中，a光的传播速度小于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.同时增大入射角(始终小于90°)，b光在下表面先发生全反射
D.对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
【答案】D
【解析】本题主要考查光的折射、全反射以及双缝干涉；
选项A，任何光在真空中的速度相等，故选项A错误；
选项B，由图可知，二者的入射角等大，a的折射角较大，则折射率较小，由可知
a光在玻璃中的速度较大，故选项B错误；
选项C，两束光经过玻璃砖都只是发生了侧移，即从上侧面进入的入射角等于从下侧面出射的出射角，又因为玻璃砖的折射率一定，则从上侧面进入的折射角等于从下侧面出射的入射角，又因为入射角小于90度，故折射角小于临界角，因此都不可能在下表面发生全反射，故选项C错误；
选项D，由于a的折射率较小，故频率较小，波长较长，由双缝干涉条纹间距公式
可知a的条纹较宽，故选项D正确；
本题正确选项为D。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
9.【题文】如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在t=0.2 s时刻的波形图。

已知该波的波速是0.8 m/s，则下列说法正确的是
A.这列波可能是沿x轴正方向传播的
B.t=0时，x=4 cm处质点P的速度沿x轴负方向
C.质点P在0.2s时间内经过的路程为8 cm
D.质点P在0.2s时刻速度方向与加速度方向相同
【答案】D
【解析】本题主要考查机械振动以及波的传播；
选项A，结合题意可知波在0.2s内的位移为0.20.8=0.16m=16cm，由图可知波长为12cm，故16cm=，因此波向左传播，选项A错误；
选项B，依据上下坡法可知P点位于上坡中，故振动方向向下，不可能左右移动，选项B 错误；
选项C，因为波的周期不确定，故波速也不确定，选项C错误；
选项D，由0.2s末波形可知质点P速度方向向上，而且位移为负，故加速度方向向上，因此选项D正确；
本题正确选项为D。

【题型】单选题
【备注】
【结束】
10.【题文】图为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由O点从平衡位置开始起振向右传
播的图象，屏上每一小格长度为1 cm，在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。

因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到，但故障不影响波在发生器内传播。

此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t＝5 s时，观察者看到C处恰好第三次(C开始起振计第１次)出现平衡位置，则该波的波速可能是
A.7.2cm/s
B.6.0cm/s
C.4.8cm/s
D.3.6cm/s
【答案】BC
【解析】本题主要考查波的形成与传播以及波速波长周期的关系；
由题意知，波长λ=12cm，t=0时，波所传播到的位置不能确定，但是一定位于A和B之间某一点，当t=0时波传播到A时，由题意可知，解得，则波速最大值为；若t=0时波传播到B点，由题意可知，解得，则波速最小值为；题目中观察者看到波形相继传经B、C处，因此t=0时波并没有传播到B点，但可能无限接近B点，即波速不可取，因此波速为
，故选项BC正确。

【题型】多选题
【备注】
【结束】
11.【题文】把一个平行玻璃板压在另一个平行玻璃板上，一端用薄片垫起，构成空气劈尖，
让单色光从上方射入(如图)，这时可以看到亮暗相间的条纹，下面关于条纹的说法中正确的是
A.干涉条纹的产生是由于光在空气劈尖膜的上下两表面反射的两列光波叠加的结果
B.干涉条纹中的暗纹是由于上述两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
C.将薄片向劈尖移动使劈角变大时，条纹变疏
D.将上玻璃板向上平移少许，条纹向着劈尖移动
【答案】AD
【解析】本题主要考查薄膜干涉原理；
选项A，薄膜干涉的两束光来自于空气膜前后两表面的反射光，故选项A正确；
选项B，暗条纹是由于两束光的波峰与波谷叠加的结果，故选项B错误；
选项C，劈角变大，则空气膜厚度变化率变大，则条纹变密，故选项C错误；
选项D，将上玻璃板向上平移少许，则对应位置的空气膜变厚，原来的条纹向着厚度较薄处移动，即向劈尖方向移动，选项D正确；
本题正确选项为AD。

【题型】多选题
【备注】
【结束】
12.【题文】如图所示，一个“∠”形光滑导轨垂直于磁场固定在磁感应强度为B的匀强磁
场中，ab是与导轨材料、粗细相同的导体棒，导体棒与导轨接触良好。

在拉力作用下，导体棒以恒定速度v向右运动，以导体棒在图中所示位置的时刻作为计时起点，则回路中感应电动势E、感应电流I、导体棒所受拉力的功率P和回路中产生的焦耳热Q随时间变化的图象中正确的是
【答案】AC
【解析】本题主要考查电磁感应定律以及功能关系；
选项A，由电磁感应定律可得，故选项A正确；
选项B，设导体单位长度电阻为r，则，因
此电流为定值，选项B错误；
选项C，，因为B、I、v为定值，故选项C正确；选项D，，故选项错误；
本题正确选项为AC。

【题型】多选题
【备注】
【结束】
13.【题文】如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外
圆半径为R，且R＝r。

现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，经过三次全
反射(都发生在外圆面)，最后垂直于水平端面B射出。

设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则
A. n可能为1.2
B. n可能为2
C. t可能为
D. t可能为
【答案】AB
【解析】本题主要考查光的全反射以及折射率；
根据题意可画出光路图如图所示，则两次全反射时的入射角均为45°，所以全反射的临界角C≤45°，折射率，选项A、B项均正确；
波在介质中的传播速度，所以传播时间t＝≥，故选项C、D均错
误；
本题正确选项为AB。

【题型】多选题
【备注】
【结束】
二、实验题(共16分)
14.【题文】⑴图中游标卡尺读数为 mm，螺旋测微器读数为mm。

⑵右图是测量阻值约几十欧的未知电阻R x的原理图，图中R0是保护电阻(10Ω)，R1是电阻箱(0～99.9Ω)，R是滑动变阻器，A1和A2是电流表，E是电源(电动势10V，内阻很小)。

在保证安全和满足要求的情况下，使测量范围尽可能大。

实验具体步骤如下：
(i)连接好电路，将滑动变阻器R调到最大；
(ii)闭合S，从最大值开始调节电阻箱R1，先调R1为适当值，再调滑动变阻器R，使A1示数I1 = 0.15A，记下此时电阻箱的阻值R1和A2示数I2。

(iii)重复步骤(ii)，再侧量6组R1和I2；
(iv)将实验测得的7组数据在坐标纸上描点。

根据实验回答以下问题：
①现有四只供选用的电流表：
A.电流表(0～3m A，内阻为2.0Ω)
B.电流表(0～3m A，内阻未知)
C.电流表(0～0.3A，内阻为5.0Ω)
D.电流表(0～0.3A，内阻未知)
A1应选用，A2应选用；
②测得一组R1和I2值后，调整电阻箱R1，使其阻值变小，要使A1示数I1= 0.15A，应让滑动变阻器R接入电路的阻值 (选填“不变”、“变大”或“变小”)；
③在坐标纸上画出R1与I2的关系图；
④根据以上实验得出R x= Ω。

【答案】⑴52.40，4.689；⑵① D、C②变大③关系图线如图④ 31
【解析】⑴本题主要考查游标卡尺以及螺旋测微器读数方法；⑵本题主要考查伏安法测电阻
实验；
⑴游标卡尺主尺读数为52mm，游标尺读数为0.05mm0.40mm,故最终读数为52.40mm；
螺旋测微器的主尺读数为4.5mm，螺旋尺读数为0.01mm18.9=0.189mm,故最终读数为
4.689mm；
(2)由操作步骤分析本实验原理，可知两并联支路电压相等，故
，解得，若测得多组，则由图像斜率可得；
①由以及实验原理可知无需知道内阻，应该选用D；
又因为两并联支路电阻值都约为几十欧，故电流比较接近，因此应该选用C；
②可以把电路的并联支路当成整体，与滑动变阻器串联，当阻值减小时，且要保证示
数不变，则并联整体的电压应该减小，那么只有当滑动变阻器阻值变大，依据分压原理可知才可能实现，因此滑动变阻器阻值变大；
③图像如下所示：
④由图像可得斜率为，解得.
【题型】实验题
【备注】
【结束】
三、计算题(15、16题各10分， 17题12分，共32分)
15.【题文】如图，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC边的中点，位于截面所在平
面内的束光线自O 以角入射，第一次到达AB 边恰好发生全反射。

已知，BC 边长为2L ，该介质的折射率为。

求：
⑴入射角i ；
⑵从入射到发生第一次全反射的时间(设光在真空中的速度为c ，可能用到sin 或tan
)
【答案】(1)(2)
【解析】本题主要考查光的折射以及全反射；
⑴ 根据全反射定律可知，光线
在AB 面上P 点的入射角等于临界角C ，由折射定律得：sin C = ① 代入数据得： ②
设光线在BC 面上的折射角为r ，由几何关系得：
③ 由折射定律得: ④
联立③④式，代入数据得:
⑤ ⑵ 光路图如下：
A
B
C θθ
i O L
L r C
在中，根据正弦定理得:⑥
设所用时间为t，光线在介质中的速度为v，得:⑦
⑧
联立⑥⑦⑧式，代入数据得:
【题型】计算题
【备注】
【结束】
16.【题文】一列简谐横波由质点a向质点b传播。

已知a、b两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m，下图表示在波的传播过程中a、b两质点的振动图象。

求波的传播速度。

【答案】,
【解析】本题主要考查机械振动、波的形成与传播以及波长、波速及其周期的关系；
由振动图象读出T=0.4s。

分析图象可知：t=0时，质点A位于-y方向最大位移处，而质点B则经过平衡位置向y轴正方向运动。

所以ab间距，=，其中n=0，1，2，…
由波长大于2m小于20m可得n=0、1两个可能的取值，
即：，，
由，可得,
【题型】计算题
【备注】
【结束】
17.【题文】小明同学设计了一个“电磁天平”，如图1所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡。

线圈的水平边长L=0.1m，竖直边长H=0.3m，匝数为。

线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度，方向垂直线圈平面向里。

线圈中通有可在0~2.0A范围内调节的电流I。

挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使得天平平衡，测出电流即可测得物体的质量。

(重力加速度取g=10)
⑴为使电磁天平的量程达到0.5kg，线圈的匝数至少为多少？
⑵进一步探究电磁感应现象，另选匝、形状相同的线圈，总电阻，
不接外电流，两臂平衡，如图2所示，保持不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d=0.1m。

当挂盘中放质量为0.01kg
的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率。

【答案】(1)匝(2)
【解析】本题主要考查电磁感应定律、欧姆定律以及共点力平衡；
(1)线圈受到的安培力①
天平平衡时：②
联立解得
(2)由电磁感应定律可得③
由欧姆定律可得④
线圈受到的安培力为⑤
天平平衡时：⑥
联立解得
【题型】计算题
【备注】
【结束】
四、附加题
18.【题文】如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。

均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab 棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ(μ较小)，由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。

空间有方向竖直的匀强磁场(图中未画出)。

两金属棒与导轨保持良好接触。

不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。

⑴若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；
⑵在⑴问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电量；
⑶若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。

求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。

【答案】(1)；(2)；⑶，方向竖
直向上或竖直向下均可，
【解析】本题主要考查电磁感应定律、功能关系、焦耳定律以及共点力平衡；
(1)由于ab棒做切割磁感线运动，回路中产出感应电流，感应电流流经电阻R和ef棒时，电流做功，产生焦耳热，根据功能关系及能的转化与守恒有：
①
根据并联电路特点和焦耳定律可知，电阻R和ef棒中产生的焦耳热相等，即
②
由①②式联立解得ef棒上产生的热量为：
(2)设在ab棒滑行距离为d时所用时间为t，其示意图如下图所示：
该过程中回路变化的面积为：③
根据法拉第电磁感应定律可知，在该过程中，回路中的平均感应电动势为：
④
根据闭合电路欧姆定律可知，流经ab棒平均电流为：⑤
根据电流的定义式可知,在该过程中,流经ab棒某横截面的电量为⑥
由③④⑤⑥式联立解得：
⑶由法拉第电磁感应定律可知，当ab棒滑行x距离时，回路中的感应电动势为：
⑦
根据闭合电路欧姆定律可知，流经ef棒的电流为：⑧
根据安培力大小计算公式可知,ef棒所受安培力为：⑨
由⑦⑧⑨式联立解得：⑩
由⑩式可知，当x＝0且B取最大值，即B＝时，F有最大值，ef棒受力示意图如下图所示：
根据共点力平衡条件可知,在沿导轨方向上有：⑪
在垂直于导轨方向上有：⑫
根据滑动摩擦定律和题设条件有：⑬
由⑩⑪⑫⑬式联立解得：
显然此时，磁感应强度的方向竖直向上或竖直向下均可
由⑩式可知，当B＝时，F随x的增大而减小，即当F最小为时，x有最大值为，此时ef棒受力示意图如下图所示：
根据共点力平衡条件可知，在沿导轨方向上有：⑭
在垂直于导轨方向上有：⑮
由⑩⑬⑭⑮式联立解得：
【题型】计算题
【备注】
【结束】。