南京市鼓楼区高二下学期物理期末考试模拟题含答案 15.docx

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南京市鼓楼区高二下学期物理期末考试模拟题含答案15

南京市鼓楼区高二下学期物理期末考试模拟题15

题号

一

二

三

四

五

总分

得分

一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）

1.下列有关物理学史，不符合事实的是（　　）

A.麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在

B.伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的

C.赫兹首先捕捉到了电磁波

D.牛顿发现了单摆周期公式

2.关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是（　　）

A.回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

B.速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

C.动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

D.速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程

3.做简谐振动的单摆，在摆动的过程中（　　）

A.只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力

B.只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力

C.小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力

D.小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力

4.全息照相在拍摄过程中，应用了激光的什么特点（　　）

A.干涉B.衍射C.偏振D.直线传播

5.以下说法不正确的是（　　）

A.光的偏振现象说明光是横波

B.电磁波是电子运动产生的

C.地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

D.激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点，是进行全息照相的理想光源

6.根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是（　　）

A.微波、红外线、紫外线B.γ射线、X射线、紫外线

C.紫外线、可见光、红外线D.紫外线、X射线、γ射线

7.下列关于E=mc2的说法中正确的是（　　）

A.质量为m的物体，就储存有mc2的能量

B.质量为m的物体，对应着mc2的能量

C.如果物体质量减少△m，就将该质量转化为mc2的能量

D.如果物体质量减少△m，就将产生△mc2的能量

8.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（　　）

A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场

B.电磁波与机械波一样依赖于介质传播

C.电磁波中的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直

D.只要空间某个区域有变化的电场或磁场，就能产生电磁波

9.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（雨后转晴），或露之末（干），其余点缘于草木之叶末，日光大之；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”．这段文字记叙的是下列光的何种现象（　　）

A.反射B.干涉C.色散D.衍射

10.如图是光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图．指出哪种情况是可以发生的（　　）

A.

B.

C.

D.

11.

一束红光和一束紫光以适当的角度射向向玻璃，玻璃砖为半圆形，如图所示，红光与紫光出射光线都由圆心O点沿OC方向射出，则（　　）

A.AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最少

B.AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最长

C.AO是红光，它穿过玻璃砖所用的时间最长

D.AO是紫光，它穿过玻璃砖所用的时间最少

12.为了减少光学元件的反射损失，可在光学元件表面镀上一层增透膜，利用薄膜的干涉相消来减少反射光．如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n，厚度为d，它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消，那么绿光在真空中的波长λ0为（　　）

A.

B.

C.4dD.4nd

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

13.

如图所示，MM′是空气与某种介质的界面，一条光线从空气射入介质的光线如图所示，那么根据该光路图作出的下列判断中正确的是（　　）

A.该介质的折射率为

B.光在介质中的传播速度为

•c（c真空中光速）

C.光线从介质射向空气时有可能发生全反射

D.光线由介质射向空气时全反射的临界角大于45°

14.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（　　）

A.单摆做简谐运动的周期，随振幅增大而增大

B.物体做受迫振动的频率与物体的固有频率无关

C.机械波在传播过程中，质点的振动速度和波速一定相同

D.简谐横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍

15.如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象，由图可知 （　　）

​

A.t1时刻，电路中的磁场能最小

B.从t1到t2电路中的电流值不断减小

C.从t2到t3电容器不断充电

D.在t4时刻，电容器的电场能最小

16.如图，一束白光从左侧射入肥皂薄膜，下列说法正确的是（　　）

A.人从右侧向左看，可以看到彩色条纹

B.人从左侧向右看，可以看到彩色条纹

C.彩色条纹水平排列

D.彩色条纹竖直排列

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

17.

在观察光的干涉现象的实验中，将两片刀片合在一起，在涂有墨汁的玻璃片上划出不同间隙的双缝；按图所示的方法，让激光束通过自制的双缝，观察在光屏上出现的现象得到的结论是：

（1）保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距______（选填：

“越大”或“越小”）；

（2）保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距______（选填：

“越大”或“越小”）；

（3）在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下，用不同颜色的光做实验，发现用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验的______（选填：

“大”或“小”）．

18.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自在那里的物理实验室利用先进的DIS系统较准确的探究了单摆周期T和摆长L的关系．然后他们通过互联网交流实验数据，并由计算机绘制了T2-L图象，如图甲所示，已知天津市比上海市的纬度高，则去“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是______（填“A”或“B”）．另外，去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象，如图乙所示，由图象可知两单摆摆长之比

=______，在t=2s时b球振动方向是：

______（填“+y”或“y”）．

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19.一列简谐横波沿x轴传播，P为x=1m处的质点，振动传到P点开始计时，P点的振动图象如图甲所示．图乙为t=0.6s时的波动图象，求：

①该简谐横波的传播方向及波源的初始振动方向；

②波的传播速度．

20.

如图所示为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，OBC为半径R=10cm的四分之一圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点。

由红光和紫光两种单色光组成的复色光束a射向圆心O，在AB分界面上的入射角i=45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑。

已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1=

，n2=

。

通过计算判断分别在AM和AN两处产生亮斑的光的成分；求两个亮斑间的距离。

五、简答题（本大题共1小题，共8.0分）

21.

如图所示，甲乙两船相距40m，一列水波在水面上从左向右传播，当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷，且峰、谷间的高度差为0.4m．若波速为4m/s，通过计算回答：

（1）9s后甲处于上升还是下降状态？

（2）9s内甲上下运动了多少路程？

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：

A、麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，故A正确；

B、伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的，故B正确；

C、赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C正确；

D、惠更斯发现了单摆周期公式，故D错误；

本题选不符合事实的，故选：

D

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一

2.【答案】D

【解析】解：

A、回复力F=-kx，一个周期内两次经过同一位置，故全振动过程是回复力第2次恢复原来的大小和方向所经历的过程，故A错误；

B、一个周期内速度相同的位置有两处，故全振动过程是速度第二次恢复原来的大小和方向所经历的过程，故B错误；

C、每次经过同一位置动能和势能相同，关于平衡位置对称的点的动能和势能也相同，故一个周期内动能和势能相同的时刻有4个时刻，故C错误；

D、根据a=-

，加速度相同说明位移相同，经过同一位置速度有两个不同的方向，故全振动过程是速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程，故D正确；

故选：

D。

简谐运动完成一次全振动的时间是周期，回复力F=-kx，加速度a=-

，结合对称性和周期性分析。

本题综合考查了简谐运动的速度、回复力、加速度、动能、势能、位移等概念，要结合简谐运动的对称性和周期性分析，基础题。

3.【答案】B

【解析】解：

设绳子与竖直方向夹角为θ，根据牛顿第二定律：

T-mgcosθ=m

当v=0时，T=mgcosθ，振子所受合力为mgsinθ，等于回复力，

即只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力，故B正确。

故选：

B。

做简谐振动的单摆，回复力是指向平衡位置的分力．

要熟练掌握单摆这种运动模型，明确运动规律，加强力学知识的应用．

4.【答案】A

【解析】【分析】

根据全息照相的过程和原理，结合激光的特点进行分析解答即可；

解决该题的关键是明确知道全息照相的基本原理。

能根据原理进行分析解答。

【解答】

在拍摄全息相片时，同一束激光分为两部分，一部分直接照射到底片上，另一部分通过拍摄物反射到底片上，在底片上发生干涉，底片记录下干涉条纹，因此应用了激光的干涉原理。

故A正确，BCD错误。

故选：

A。

5.【答案】B

【解析】解：

A、偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是横波，故A正确；

B、电磁波中是由振荡电路中电磁场作周期性变化产生的，故B错误；

C、地面上静止的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，尺缩效应，故C正确；

D、激光的频率高，波长短，因此具有单色性好。

方向性强。

亮度高等特点，同时相干性好，是进行全息照相的理想光源，故D正确；

本题选择错误；

故选：

B。

光的偏振说明光是横波；非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，而均匀变化的磁场，只能产生稳定的电场；电磁波中的无线电波是振荡电路产生的；激光频率高，波长短，不容易衍射，方向性好。

麦克斯韦的电磁场理论要理解记牢：

变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。

光是电子的跃迁而辐射出来的，光的横波，且激光相干性好。

同时知道电磁波产生的原理，及相对论的基本原理。

6.【答案】B

【解析】解：

A、微波、红外线、紫外线波长从长到短排列。

故A错误。

B、γ射线、X射线、紫外线波长从短到长排列，且范围互相交错重叠。

故B正确。

C、紫外线、可见光、红外线波长从短到长排列，但是范围不互相交错重叠。

故C错误。

D、紫外线、X射线、γ射线波长从长到短排列。

故D错误。

故选：

B。

电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．

本题考查电磁波谱的相关知识，加强记忆才能解决此题．

7.【答案】B

【解析】解：

、AB由质能方程可知，能量与质量之间存在着一定的必然对应的关系，而不能认为质量就是能量，能量就是质量，能量与质量是两个不同的概念。

只有在核反应过程中，对应着质量的减少，才有能量释放出来，即E=mc2说明能量与质量之间存在着正比关系，质量为m的物体，对应着mc2的能量，故A错误，B正确。

CD、如果物体质量减少△m，该减少的质量将转化为△mc2的能量，但不能说产生△mc2的能量。

故CD错误

故选：

B。

质能方程E=mc2，知物体具有的能量与其质量成正比，根据△E=△mc2可计算核反应中的能量。

解决本题的关键掌握爱因斯坦质能方程，知道释放核能与质量亏损的关系。

8.【答案】C

【解析】解：

A、均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故A错误；

B、电磁波自身就是一种物质，传播不需要介质，而机械波要依赖于介质传播，故B错误；

C、电磁波中每处的电场强度方向和磁感应强度方向总是相互垂直，并且与波的传播方向也垂直，故C正确；

D、均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围周期也不会产生电场，不能产生电磁波，故D错误；

故选：

C。

根据麦克斯韦电磁场理论知变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场；电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质．

解决本题的关键知道电磁波的特点，以及知道电磁波与机械波的区别，并掌握电磁波是横波．

9.【答案】C

【解析】【分析】

​雨后当太阳光射入空气中的小水滴时，太阳光经过折射发生色散，从而感觉雨露呈现彩色．

本题主要考查色散的原理，类似与雨后彩虹的形成，基础题．

​【解答】

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C正确．

故选：

C．

10.【答案】A

【解析】解：

光线垂直射入棱镜，方向不变，射到棱镜斜面上时，入射角大于棱镜的临界角（大约42°），而发生全反射，由于入射角为45°，反射角等于45°，反射光线再垂直射出棱镜，故此光路是可能发生的，故A光路是可能的，BCD不可能，故A正确，BCD错误．

故选A

全反射产生的条件是光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角．根据折射定律和能否发生全反射，分析光路是否正确．

解决本题关键是掌握全反射的条件，并会判断能否发生全反射．

11.【答案】A

【解析】解：

由图看出两光束的折射角相同，因红光的折射率较小，由折射定律

=

，故红光的入射角应大于紫光的入射角，故AO为红光；

由v=

知，红光在玻璃砖中传播较快，而在玻璃中两光的路程相等，故红光穿过玻璃砖所需时间短．故A正确，BCD错误．

故选A

各种色光中红光的波长最长，频率最小，波速最大；紫光的波长最小，频率最大，波速最小；故红光在玻璃中折射率小于紫光的折射率，由光路图及折射定律可得知哪个光线是红光，并能得出传播时间．

对于光谱分析中要注意不同色光在同一介质中传播时的波速、波长及频率的关系．

12.【答案】D

【解析】解：

本题考查薄膜干涉。

设绿光在膜中的波长为λ，则

由d=

λ，得λ=4d

则绿光在真空中的波长为：

λ0=nλ=4nd。

故选：

D。

当光照射时膜的两表面产生频率相同的反射光，从而出现光的抵消，最终实现增加透射性．

光的透射能力是由薄膜的厚度决定，当厚度正好使得两反射光的光程差等于半个波长，出现振动减弱的现象．此时光的透射性最强．

13.【答案】BCD

【解析】解：

A、由图知，入射角i=60°，折射角r=45°，则折射率为n=

=

=

，故A错误。

B、光在介质中的传播速度v=

=

=

c，故B正确。

C、光线从介质射向空气时，只要入射角大于等于临界角就能发生全反射，故C正确。

D、设光线由介质射向空气时全反射的临界角为C，则sinC=

=

＞sin45°，则得：

C＞45°，故D正确。

故选：

BCD。

根据公式n=

求解折射率；光在介质中的传播速度为v=

．发生全反射的条件是：

一是光从光密介质射入光疏介质；二是入射角大于等于临界角．临界角公式sinC=

．根据这些知识进行分析．

解答本题要很敏感：

A项肯定是错误的，因为折射率不可能小于1．关键要掌握折射率公式n=

和光在介质中的传播速度公式v=

，还要掌握全反射的条件．要注意入射角、折射角都是光线与法线的夹角，而不是光线与界面的夹角．

14.【答案】BD

【解析】解：

A．单摆做简谐运动的周期：

，与摆长有关，与振幅无关。

故A错误；B．做受迫振动的物体的振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关。

故B正确；

C．根据机械波形成原理，可知，机械波在传播过程中，质点的振动速度和波速没有关系。

故C错误；

D．因为波峰在正的最大位移处，而波谷在负的最大位移处，所以波峰和波谷在振动方向上的距离一定等于振幅的两倍，故D正确；

故选：

BD。

单摆做简谐运动的周期：

T=2π

与摆长有关；

做受迫振动的物体的振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关；

机械波的传播速度与质点的振动速度无关，

波峰在正的最大位移处，而波谷在负的最大位移处；

解决该题，需熟记单摆的周期公式，知道受迫振动的周期特征，知道质点的振动速度和波的传播速度的关系；

15.【答案】ACD

【解析】解：

A、在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小．故A正确；

B、在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加．故B不正确；

C、在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C正确；

D、在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D正确；

故选：

ACD

电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程就是电场能与磁场能相化过程．q体现电场能，i体现磁场能．

电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．

16.【答案】BC

【解析】解：

前后表面的反射光在前表面发生叠加，所以在薄膜的左侧出现条纹，由于各种色光的波长不一样，所以在薄膜的左侧出现彩色条纹．因为路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，为亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，为暗条纹．所以出现亮条纹时，膜的厚度相同，则彩色条纹水平排列．故B、C正确，A、D错误．

故选：

BC．

一束白光从左侧射入肥皂薄膜，前后表面的反射光在前表面发生叠加，路程差即（膜的厚度的两倍）是半波长的偶数倍，振动加强，形成亮条纹，路程差是半波长的奇数倍，振动减弱，形成暗条纹．

解决本题的关键知道光波干涉的条件，知道什么情况下出现明条纹，什么情况下出现暗条纹．

17.【答案】越大 越大 小

【解析】解：

（1）根据双缝干涉的条纹间距公式

，条纹间距与双缝的间隙d成反比；

故保持缝到光屏的距离不变，换用不同间隙的双缝，双缝的间隙越小，屏上明暗相间的条纹间距越大；

（2）根据双缝干涉的条纹间距公式

，条纹间距与光屏到缝的距离成反比；

故保持双缝的间隙不变，光屏到缝的距离越大，屏上明暗相间的条纹间距成正比；

（3）根据双缝干涉的条纹间距公式

，条纹间距与光波长成正比；

蓝光波长小于红光波长，故用蓝色光做实验在屏上明暗相间的条纹间距比用红色光做实验的小；

故答案为：

（1）越大；

（2）越大；（3）小．

光的双缝干涉现象中，条纹间距

，根据公式讨论即可．

本题关键根据双缝干涉的条纹间距公式

运用控制变量法分析，基础题．

18.【答案】B；

；+y

【解析】解：

由T=2π

得到，T2=

L，知T2-L图象的斜率越大，则重力加速度越小，因为天津市比上海市的纬度高，天津当地的重力加速度大于上海的重力加速度，去南开的同学所测实验结果对应的图线的斜率小，应该是B图线．

由振动图线知，两单摆的周期比为

=

，由T=2π

知，两单摆摆长之比

=

．

x-t图象的斜率表示速度，故在t=2s时b球振动方向是+y方向；

故答案为：

B；

；+y

根据T2～L图象比较出重力加速度的大小，因为天津和上海当地的重力加速度不同，从而可知南开的同学所测实验结果对应的图线．根据振动图象得出两摆的周期比，从而根据单摆的周期公式T=2π

得出两单摆的摆长之比

解决本题的关键知道单摆的周期公式，以及知道T2～L图象的斜率表示什么

19.【答案】解：

①由图甲读出t=0.6s时，P点向上振动，根据乙图可知，波沿x轴正方向传播，

由图甲读出t=0时刻质点P的振动方向沿y轴负方向，即质点P起振方向沿y轴负方向，则质点O开始振动时也沿y轴负方向；

②由乙图可知，波长λ=4m，由甲图可知周期T=0.4s，则波速为：

v=

．

答：

①该简谐横波沿x轴正方向传播，波源的初始振动方向沿y轴负方向；

②波的传播速度为10m/s．

【解析】简谐波传播过程中，各个质点的起振方向与波源的起振方向相同．由图甲读出t=0.6s时，P点振动方向，再根据乙图判断波的传播方向，

根据振动图象读出t=0时刻P质点起振的方向，即得到质点O开始振动时的方向，由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，再求出波速．

本题关键要抓住振动图象和波动图象之间的联系．简谐运动传播过程中各质点的起振方向都相同．波形平移法是研究波动图象经常用的方法．

20.【答案】

解：

根据临界角公式sinC=

知，C=arcsin

将n1=

，n2=

代入上式得，红光与紫光的临界角分别为C红=60°，C紫=45

而光线在AB面上入射角i=45°，说明紫光恰好发生了全反射，红光从AB面既有反射，也有折射。

所以在AM区域的亮斑P1为红色，在AN区域的亮斑P2为红色与紫色的混合色。

画出如图光路图。

设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律得：

n1=

得：

sinr=

由几何知识可得：

tanr=

解得：

AP1=7.05×10-2m

由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，

解得：

AP2=0.1m

所以  P1P2=（5

+10）cm≈17.07cm

答：

在AM的亮斑为红色，在AN的亮斑为红色与紫色的混合色。

两个亮斑间的距离是17.07cm。

【解析】先由全反射临界角公式sinC=

求出红光与紫光的临界角，可判断红光和紫光在AB面上能否发生全反射，可判断亮斑的光的成分，作出光路图，由折射定律求出折射角，再由反射定律和几何知识可求得两光斑的距离。

本题首先要掌握临界角公式sinC=

和全反射的条件，判断出光线在AB面上能否发生全反射，能熟练作出光路图，并能正确应用几何关系进行求解。

21.【答案】解：

（1）由图可知，两船员之间相距

m，解λ=16m 

       由

    得

    因

所以9s时甲船向下运动

（2）由题意知，船振动的振幅A=0.2m

   甲船在9s内走过的路程d=9A=1.8m

【解析】理解质点的振动和波的传播关系，质点的路程计算．

考查了质点的振动和波的传播关系，注意多解问题．