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2013-2014学年湖北省荆州中学、龙泉中学、宜昌一中、襄阳四中联考高二(下)期中物理试卷


2013-2014 学年湖北省荆州中学、龙泉中学、宜昌一中、襄阳四 中联考高二(下)期中物理试卷
一.选择题:本题共 12 小题,每题 4 分,共 48 分.在每题给出的四个选项中,有的只有 一个选项正确,有的有多个选项正确,全选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或 不选的得 0 分. 1. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)以下哪些属于狭义相对

论的基本假设( ) A.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小 B. 在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D.物体的能量 E 和其质量 m 满足 E=mc2 2. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)关于机械波,下列说法正确的有( ) A.缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多,或者比波长更小时,才会发生衍射 B. 根据公式 v=λf,机械波的频率越高时,其传播速度越快 C. 当观察者与波源间产生相对运动时,一定会发生多普勒效应 D.两列波相遇产生干涉时,两列波的频率一定相等 3. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中) 下列关于电磁场和电磁波的叙述中, 正确的是 ( ) A.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B. 电磁波跟机械波都存在反射、折射、干涉、衍射现象 C. 变化的电场一定能产生磁场 D.周期性变化的电场一定能形成电磁波 4. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示,相互平行的平面Ⅰ 和Ⅱ 为两种光介质的分 界面,两平面外为介质 1,两平面间为介质 2.一单色光以一定的入射角入射到界面Ⅰ 上,已 知介质Ⅰ 和介质Ⅱ 对此光的折射率分别为 n1 和 n2,则以下说法正确的有( )

A.若 n1<n2,此光线可能在界面Ⅱ 上发生全反射 B. 若 n1<n2,此光线一定在界面Ⅱ 上发生全反射 C. 若 n1>n2,此光线可能在界面Ⅰ 上发生全反射 D.若 n1>n2,此光线一定在界面Ⅰ 上发生全反射 5. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图,在一条张紧的绳子上挂几个单摆,其中 A、 B 摆长相等.起初各球都不动,现使 A 摆垂直纸面开始摆动,其他摆受到其影响都摆动起 来,则下列说法正确的有( )

A.C 摆的振动周期最小,D 摆的振动周期最大 B. 所有摆的振动周期都相同

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C. 只有 B 摆做受迫振动 D.所有摆具有相同的振幅 6. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)下列现象中, 哪些可由光的波动说加以解释( ) A.光在不透明物体后产生阴影 B. 光的偏振现象 C. 肥皂泡的表面呈现出彩色的花纹 D.光的反射和折射 7. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图为某时刻一简谐横波沿 x 正方向正好传播到质 点 A 的图象, 令波源 O 开始振动的时刻为 0 时刻, 则在 t=0.1s 质点 A 第一次回到平衡位置. 那 么下列说法正确的是( )

A.该波波速为 4m/s B. 此波刚传到 x=20m 处时,波源 O 已走过的路程为 2m C. 当 A 开始振动后,其速度每次与波源保持同向的时间间隔为 0.05s D.当 A 开始振动后,其速度每次与波源保持同向的时间间隔为 0.02s 8. (4 分) (2011?福建模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置 匀速拉出匀强磁场.若第一次用 t 时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导线截面的电量为 q1;第二次用 2t 时间拉出,外力所做的功为 W2,通过导线截面的电量为 q2,则( )

A.W1<W2,q1<q2 B.W1>W2,q1=q2 C.W1>W2,q1>q2 D.W1<W2,q1=q2 9. (4 分) (2010 秋?荆州区校级期末)如图所示,一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀 速运动,穿过具有一定宽度的磁场区域,已知对角线 AC 的长度为磁场宽度的两倍且与磁场 边界垂直,下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以 ABCD 顺序流向为正方向, 从 C 点进入磁场开始计时)可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

10. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示,则此时刻 ( )

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A.振荡电流 i 在减小 B. 电场能正在向磁场能转化 C. 电感线圈磁通量正在变大 D.电感线圈磁通量的变化率正在减小 11. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示为水面上两个振动情况完全相同的点波 源 S1、S2 同时振动时的干涉情况,图中实线表示振动极强区,虚线表示振动极弱区,图上 a、b、c 三点到波源 S2 的距离相等.如果现在水面上只剩下 S1 一个波源使水面产生波动, 那么当 a 点正处于波峰时,b、c 两点的振动情况正确的是( )

A.b 点处于波谷 B. b 点处于平衡位置 C. c 点处于波峰 D.c 点处于波谷 12. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)一束平行光线中包含红光和蓝光,此光线以某一 入射角穿过一块折射率大于 的平行玻璃板,则关于红光和蓝光穿过玻璃板所花的时间 ( ) A.红光所花时间长 B. 蓝光所花时间长 C. 两种光所花时间一样长 D.哪种光所花时间较长跟入射角有关 二.填空题:本题共 2 小题,共 16 分.把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过 程. 13. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某同学利用单摆周期公式测定重力加速度. (1)该同学用游标卡尺测量摆球的直径,其读数如图 1 所示,某次测量中该同学又测得摆 线长度为 42.22cm,则该次实验中单摆的摆长为 L= cm. (结果保留两位小数) (2)若该同学测得单摆进行 n 次全振动所花时间为 t,则计算重力加速度的表达式为 g= . (用(1) (2)问中所给符号表达) (3)若该同学在用上述方法测量的过程中,误将 n﹣1 次全振动当成了 n 次全振动,则用此 方法计算出的重力加速度相对真实值将 . (填“偏大”、“偏小”或“不变”) (4)如果另一位同学在做这个实验时没有测量摆球直径,仅仅测出了单摆的绳长 l,他多次 2 进行实验,测量了多组数据,描绘出了单摆摆动周期的平方 T 随绳长 l 的关系,则图 2 中 的 (填“甲”、“乙”或“丙”)最有可能是他测得的图线.若图线的斜率为 k,纵 轴截距为 b,则该同学用这种方法测量重力加速度的表达式应为 .

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14. (6 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长. (1)该同学调出干涉条纹后,利用测量头观察条纹,图 1 为测量头分划板中心刻线分别与 第 1 条和第 6 条亮纹中心对齐时,手轮上的读数示意图.它们的读数分别为:图 1 左图 mm,图 1 右图 mm. (2)若该实验装置双缝间距为 0.500mm,双缝到屏的距离为 50.0cm,则由上问数据可求得 此光波长为 m. (结果保留 3 位有效数字) (3)若测量时干涉条纹并不竖直,而分划板是水平移动的,如图 2 所示,则所测结果比实 际要 . (填“偏小”、“偏大”或“不变”)

三.计算题:本题共 4 小题,共 46 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 15. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某简谐振动的位移﹣时间关系为 x=10sin ( t+ )cm,试求:

(1)此简谐振动的周期; (2)t=0.04s 时振动的相位; (3)t=0.02s 至 t=0.1s 时间内振动物体的位移及路程.

16. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)一列简谐横波沿直线传播,直线上两质点 A、B 的振动图象如图所示,已知 A、B 两点在直线上的距离为 0.3m. (1)若波由 A 向 B 传播,求波速的可能值; (2)若此波波长大于 0.6m,试画出此波在 0.1s 时刻的波形图,并标出波的传播方向.

17. (12 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)由某种透明材料做成的三棱镜如图所示,其横截 面为一等腰直角三角形,AB 边及 AC 边边长为 a, 一单色光线平行于底边 BC 从 AB 边中点

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射入,要求经 AB 边折射后能够直接到达 AC 边并从 AC 边射出,已知棱镜外为真空,真空 中光速为 c,则: (1)此材料的折射率应满足什么条件? (2)按题中要求运行的光线在棱镜中传播的最长时间不超过多少?

18. (14 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示,间距 L=1m 的足够长的光滑平行金属 导轨(电阻不计)与水平面成 θ=37°角(sin37°=0.6,cos37°=0.8)放置,导轨上端连有阻值 R=1Ω 的电阻和理想电流表,磁感应强度为 B=1T 的匀强磁场垂直导轨平面.现有质量 m=1kg、电阻 r=3Ω 的金属棒,从导轨底端以 10m/s 的初速度 v0 沿平行导轨向上运动.现对 金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力 F, 保证棒在沿导轨向上做匀减速运 动的整个过程中,每 1s 内在电阻 R 上的电压总是变化 1V,g 取 10m/s .求: (1)电流表读数的最大值; (2)从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中,棒的机械能如何变化,变化了多少? (3)棒的加速度用符号 a 表示,请推导出外力 F 随金属棒在导轨上的位置 x 变化关系的表 达式. (结果用题中所给物理量的符号表示. )
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参考答案与试题解析
一.选择题:本题共 12 小题,每题 4 分,共 48 分.在每题给出的四个选项中,有的只有 一个选项正确,有的有多个选项正确,全选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或 不选的得 0 分. 1. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)以下哪些属于狭义相对论的基本假设( ) A.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小 B. 在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的 C. 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 D.物体的能量 E 和其质量 m 满足 E=mc2 考点: 狭义相对论. 分析: 爱因斯坦对狭义相对论的最基本假设是:1、狭义相对性原理:在不同的惯性参考系 中,一切物理规律都是相同的. 2、光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 解答: 解:爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为:相对性原理和光速不变原理;其他内 容均建立在这两点的基础之上;故 B、C 正确,A、D 错误. 故选:BC. 点评: 相对论的基础是光速不变,从而得出其它情况下时间和空间的变化,对于相对论高中 要求较低,但需要我们能准确记住相应的内容,属基础题目.
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2. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)关于机械波,下列说法正确的有( A.缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多,或者比波长更小时,才会发生衍射 B. 根据公式 v=λf,机械波的频率越高时,其传播速度越快 C. 当观察者与波源间产生相对运动时,一定会发生多普勒效应 D.两列波相遇产生干涉时,两列波的频率一定相等



考点: 机械波;波的干涉和衍射现象;多普勒效应. 分析: 发生明确衍射的条件是波长与障碍物的尺寸相差不大,或者比障碍物尺寸大; 波速由介质决定,频率有波源决定; 振源与观察者之间存在着相对运动,使观察者听到的声音频率不同于振源频率的现 象. 干涉的条件是两波频率相等. 解答: 解:A、缝、孔或障碍物的尺寸跟波长差不多,或者比波长更大时,才会发生衍射; 不是比波长小;故 A 错误; B、波的传播速度与介质决定,与频率无关;故 B 错误; C、只有二者间有相对距离的变化时,才会出现多普勒效应;若观察者以波源为中心 转动则不会产生多普勒效应;故 C 错误; D、只有频率相同的波才会产生干涉现象;故 D 正确; 故选:D. 点评: 本题考查波的衍射、干涉及波的传播等,要注意正确理解公式,明确只有频率改变时 才叫多普勒效应,并不是发生相对运动就是多普勒效应.
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3. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中) 下列关于电磁场和电磁波的叙述中, 正确的是 (



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A.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B. 电磁波跟机械波都存在反射、折射、干涉、衍射现象 C. 变化的电场一定能产生磁场 D.周期性变化的电场一定能形成电磁波 考点: 电磁场. 分析: 麦克斯韦预言了电磁波的存在;而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在; 电磁波具有一切波的性质;如反射、折射、干涉、衍射现象; 变化的电场可以产生磁场;而变化的磁场可以产生电场;但只有周期性变化的电场和 磁场才能产生电磁波. 解答: 解:A、麦克斯韦预言了电磁波的存在;而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在; 故 A 错误; B、电磁波跟机械波都存在反射、折射、干涉、衍射现象;故 B 正确; C、由电磁波理论可知,变化的电场一定能产生磁场;故 C 正确; D、只有周期性变化的电场才能产生周期性的磁场;从而形成电磁波;故 D 正确; 故选:BCD. 点评: 本题考查电磁波的产生及电磁波与机械波的关系; 要注意明确电磁波具有波的一切性 质.
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4. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示,相互平行的平面Ⅰ 和Ⅱ 为两种光介质的分 界面,两平面外为介质 1,两平面间为介质 2.一单色光以一定的入射角入射到界面Ⅰ 上,已 知介质Ⅰ 和介质Ⅱ 对此光的折射率分别为 n1 和 n2,则以下说法正确的有( )

A.若 n1<n2,此光线可能在界面Ⅱ 上发生全反射 B. 若 n1<n2,此光线一定在界面Ⅱ 上发生全反射 C. 若 n1>n2,此光线可能在界面Ⅰ 上发生全反射 D.若 n1>n2,此光线一定在界面Ⅰ 上发生全反射 考点: 光的折射定律;全反射. 专题: 全反射和临界角专题. 分析: 发生全反射的条件是:光从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角. 解答: 解:A、无论 n1>n2,还是 n1<n2,此光线若能射入介质 2,则在界面Ⅱ 上的折射角一 定和介质 1 中的入射角相等,即不可能发生全反射,故 AB 错误; C、若 n1>n2,此光线在界面Ⅰ 是从光密介质射向光疏介质,有可能发生全反射,但不 绝对,故 C 正确 D 错误; 故选:C. 点评: 本题考查了全反射发生的条件:光从光密介质射向光疏介质,入射角大于临界角.两 条件缺一不可.
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5. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图,在一条张紧的绳子上挂几个单摆,其中 A、 B 摆长相等.起初各球都不动,现使 A 摆垂直纸面开始摆动,其他摆受到其影响都摆动起 来,则下列说法正确的有( )

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A.C 摆的振动周期最小,D 摆的振动周期最大 B. 所有摆的振动周期都相同 C. 只有 B 摆做受迫振动 D.所有摆具有相同的振幅 考点: 产生共振的条件及其应用. 分析: 受迫振动的频率等于驱动率的频率,当驱动力的频率接近物体的固有频率时,振幅最 大,即共振. 解答: 解:A、B、C、A 摆振动起来后,使得 B、C、D、E 做受迫振动,振动的频率都等于 A 振动的频率.所以各摆振动的周期都相等;故 A 错误,B 正确,C 错误; D、B 摆的摆长与 A 摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等,故 B 摆发生共振, 振幅最大;故 D 错误; 故选:B. 点评: 解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动率的频率, 当驱动力的频率接近物体的 固有频率时,振幅最大,即共振.
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6. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)下列现象中, 哪些可由光的波动说加以解释( A.光在不透明物体后产生阴影 B. 光的偏振现象 C. 肥皂泡的表面呈现出彩色的花纹 D.光的反射和折射



考点: 光的干涉;光的折射定律. 专题: 光的干涉专题. 分析: 光的粒子性使得光的波动说遇到了巨大的困难.光的干涉、衍射、以及多普勒效应都 说明光具有波动性. 解答: 解:A、光在不透明物体后产生阴影说明光是沿直线传播的,故 A 错误; B、光的偏振现象说明光是横波,故 B 错误; C、肥皂泡的表面呈现出彩色的花纹是由于光的干涉,说明光具有波动性,C 正确; D、光的反射和折射说明光具有波动性,D 正确; 故选:CD. 点评: 解决本题的关键知道光电效应说明光具有粒子性, 干涉、 衍射现象说明光具有波动性.
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7. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图为某时刻一简谐横波沿 x 正方向正好传播到质 点 A 的图象, 令波源 O 开始振动的时刻为 0 时刻, 则在 t=0.1s 质点 A 第一次回到平衡位置. 那 么下列说法正确的是( )

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A.该波波速为 4m/s B. 此波刚传到 x=20m 处时,波源 O 已走过的路程为 2m C. 当 A 开始振动后,其速度每次与波源保持同向的时间间隔为 0.05s D.当 A 开始振动后,其速度每次与波源保持同向的时间间隔为 0.02s 考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 由 A 点的振动确定周期,由波的图象确定波长与振幅从而求解各选项. 解答: 解:A、传到 A 点历时 T,A 点第一次到达平衡位置又历时 ,则 0.1=
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,则

T=0.08,波长为 0.8m,则 B、 波刚传到 x=20m 处时, 历时 t= 完成的路为:s=25×4A=2m,故 B 正确

.故 A 错误 , 则 0 完成的全振动次数为: n= ,

CD、A 开始振动后,其速度每次与波源保持同向的时间间隔为 正确,C 错误 故选:BD 点评: 明确波动与振动的联系,会求波速,分析各点的振动情况.

,则 D

8. (4 分) (2011?福建模拟)如图所示,闭合导线框的质量可以忽略不计,将它从图示位置 匀速拉出匀强磁场.若第一次用 t 时间拉出,外力所做的功为 W1,通过导线截面的电量为 q1;第二次用 2t 时间拉出,外力所做的功为 W2,通过导线截面的电量为 q2,则( )

A.W1<W2,q1<q2 B.W1>W2,q1=q2

C.W1>W2,q1>q2 D.W1<W2,q1=q2

考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;电流、电压概念;法拉第电磁感应定律. 专题: 电磁感应——功能问题. 分析: 第一次用 t 时间拉出,第二次用 2t 时间拉出,速度变为原来的 倍. 根据功的定义表示出 w=Fx 和电量 q=It 去进行比较. 解答: 解:第一次用 t 时间拉出,第二次用 2t 时间拉出, 两次速度比为 2:1, 由 E=BLv,两次感应电动势比为 2:1,两次感应电流比为 2:1, 由于 F 安=BIL,两次安培力比为 2:1. 由于匀速拉出匀强磁场,所以外力比为 2:1. 根据功的定义 w=Fx,所以 W1:W2=2:1,

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根据电量 q=It,得: q1:q2=1:1. 故选 B. 点评: 要对两种情况下物理量进行比较,我们应该先把要比较的物理量表示出来再求解. 9. (4 分) (2010 秋?荆州区校级期末)如图所示,一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀 速运动,穿过具有一定宽度的磁场区域,已知对角线 AC 的长度为磁场宽度的两倍且与磁场 边界垂直,下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以 ABCD 顺序流向为正方向, 从 C 点进入磁场开始计时)可能正确的是( )

A.

B.

C.

D.

考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;楞次定律. 专题: 电磁感应与图像结合. 分析: 先根据楞次定律判断感应电流的方向,分析有效切割长度的变化,再结合切割产生的 感应电动势公式判断感应电动势的变化, 从而结合闭合电路欧姆定律判断感应电流的 变化. 解答: 解:线圈在进磁场的过程中,磁通量增加,根据楞次定律可知,感应电流的方向为 ABCD 方向,为正; 在出磁场的过程中,磁通量减小,根据楞次定律知,感应电流的方向为 ADCBA,为 负. 在线圈进入磁场的前一半的过程中, 切割的有效长度均匀增大, 感应电动势均匀增大, 则感应电流均匀增大, 在线圈进入磁场的后一半过程中,切割的有效长度均匀减小,感应电动势均匀减小, 则感应电流均匀减小; 在线圈出磁场的前一半的过程中,切割的有效长度均匀增大,感应电流均匀增大, 在线圈出磁场的后一半的过程中,切割的有效长度均匀减小,感应电流均匀减小.故 A 正确,B、C、D 错误. 故选:A. 点评: 解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向, 以及知道在切割产生的感应电动 势公式 E=BLv 中,L 为有效长度.
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10. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示,则此时刻 ( )

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A.振荡电流 i 在减小 B. 电场能正在向磁场能转化 C. 电感线圈磁通量正在变大 D.电感线圈磁通量的变化率正在减小 考点: 电磁波的产生. 分析: 在 LC 振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能 转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化 为磁场能. 解答: 解:通过图示电流方向,知电容器在充电,振荡电流减小,电容器上的电荷量正在增 大,磁场能正在向电场能转化.磁通量减小;但磁通量的变化率正在增大; 故 A 正确,BCD 错误. 故选:A. 点评: 解决本题的关键知道在 LC 振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的 电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷 量减小,电场能转化为磁场能.
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11. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示为水面上两个振动情况完全相同的点波 源 S1、S2 同时振动时的干涉情况,图中实线表示振动极强区,虚线表示振动极弱区,图上 a、b、c 三点到波源 S2 的距离相等.如果现在水面上只剩下 S1 一个波源使水面产生波动, 那么当 a 点正处于波峰时,b、c 两点的振动情况正确的是( )

A.b 点处于波谷 C. c 点处于波峰

B. b 点处于平衡位置 D.c 点处于波谷

考点: 波的叠加;波的干涉和衍射现象. 分析: 由波的叠加图可知,abc 三点应恰好处于两波传输中相隔半个波长的位置;则可判断 只有一个波源时的振动情况. 解答: 解:由图中知,abc 三点是三个相临的振动极点,且 ac 为振动减弱区,b 为振动加强 区;故三点应相隔半个波长; 故 a 处于波峰时,b 一定处于波谷,而 c 应处于波峰;故 AC 正确,BD 错误; 故选:AC. 点评: 本题考查对波的叠加的理解,要注意明确当波程差为波的整数倍时为振动加强点;而
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为半波长的奇数倍处于减弱区. 12. (4 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)一束平行光线中包含红光和蓝光,此光线以某一 入射角穿过一块折射率大于 的平行玻璃板,则关于红光和蓝光穿过玻璃板所花的时间 ( ) A.红光所花时间长 B. 蓝光所花时间长 C. 两种光所花时间一样长 D.哪种光所花时间较长跟入射角有关 考点: 光的折射定律. 专题: 光的折射专题. 分析: 根据几何关系,结合折射定律 n=
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,以及 v= 求出光通过玻璃砖的时间,通过数

学知识比较所用的时间. 解答: 解:设玻璃砖的厚度为 d,根据 n= ,以及 v= 得,t= = ,

因为蓝光的折射率大,则蓝光的所用的时间长.故 B 正确,A、C、D 错误. 故选:B. 点评: 解决本题的关键掌握折射定律 n= ,以及 v= ,并能灵活运用.

二.填空题:本题共 2 小题,共 16 分.把答案直接填写在题中横线上,不要求写出演算过 程. 13. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某同学利用单摆周期公式测定重力加速度. (1)该同学用游标卡尺测量摆球的直径,其读数如图 1 所示,某次测量中该同学又测得摆 线长度为 42.22cm,则该次实验中单摆的摆长为 L= 43.29 cm. (结果保留两位小数) (2)若该同学测得单摆进行 n 次全振动所花时间为 t,则计算重力加速度的表达式为 g= . (用(1) (2)问中所给符号表达) (3)若该同学在用上述方法测量的过程中,误将 n﹣1 次全振动当成了 n 次全振动,则用此 方法计算出的重力加速度相对真实值将 偏大 . (填“偏大”、“偏小”或“不变”) (4)如果另一位同学在做这个实验时没有测量摆球直径,仅仅测出了单摆的绳长 l,他多次 2 进行实验,测量了多组数据,描绘出了单摆摆动周期的平方 T 随绳长 l 的关系,则图 2 中 的 甲 (填“甲”、“乙”或“丙”)最有可能是他测得的图线.若图线的斜率为 k,纵轴截距 为 b,则该同学用这种方法测量重力加速度的表达式应为 .

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考点: 用单摆测定重力加速度. 专题: 实验题. 分析: (1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读;摆长等于摆线的长度 加上摆球的半径. (2)周期等于完成一次全振动的时间,根据单摆的周期公式,结合周期的大小,求 出重力加速度的表达式. (3)根据重力加速度的表达式,结合周期测量值的误差得出重力加速度测量值的误 差. (4) 根据单摆的周期公式得出周期平方与摆线长度 l 的关系式, 从而确定正确的图线, 结合图线的斜率求出重力加速度的表达式. 解答: 解: (1)游标卡尺的主尺读数为 21mm,游标读数为 0.1×4mm=0.4mm,则最终读数为 21.4mm=2.14cm
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摆长为:L= (2)根据 T= 得:T= ,



解得重力加速度为:g=



(3) 误将 n﹣1 次全振动当成了 n 次全振动, 则周期的测量值偏小, 根据 g= 重力加速度的测量值偏大. (4)根据 T= 得: ,

知,

可知 T ﹣l 图线为甲图线,图线的斜率为:K=

2

,则重力加速度为:g=



故答案为: (1)43.29

(2)

, (3)偏大, (4)甲,



点评: 解决本题的关键掌握单摆的周期公式,并能灵活运用,对于图象问题,一般的方法得 出两个物理量的关系式,结合图线斜率、截距进行求解. 14. (6 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某同学用双缝干涉装置测量某单色光的波长. (1)该同学调出干涉条纹后,利用测量头观察条纹,图 1 为测量头分划板中心刻线分别与 第 1 条和第 6 条亮纹中心对齐时, 手轮上的读数示意图. 它们的读数分别为: 图 1 左图 2.796 mm,图 1 右图 5.741 mm. (2)若该实验装置双缝间距为 0.500mm,双缝到屏的距离为 50.0cm,则由上问数据可求得 此光波长为 5.89×10 m. (结果保留 3 位有效数字) (3)若测量时干涉条纹并不竖直,而分划板是水平移动的,如图 2 所示,则所测结果比实 际要 偏大 . (填“偏小”、“偏大”或“不变”)
﹣7

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考点: 用双缝干涉测光的波长. 专题: 实验题. 分析: 螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读.根据双缝干涉的条 纹间距公式求出光的波长. 解答: 解: (1)左图螺旋测微器的读数为 2.5mm+0.01×49.6mm=2.796mm, 右图螺旋测微器读数为:5.5mm+24.1×0.01=5.741mm;
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(2)则条纹间距为:△ x=

根据△ x= λ,则 λ= △ x=

×

×10 =5.89×10 m;

﹣3

﹣7

(3)若测量时干涉条纹并不竖直,则测量的△ x 偏大,由上面波长的表达式知测量波 长结果偏大; 故答案为: (1)2.796; 5.741; (2)5.89×10 ; (3)偏大. 点评: 解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法,测量光波波长的原理. 三.计算题:本题共 4 小题,共 46 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 15. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)某简谐振动的位移﹣时间关系为 x=10sin ( t+ )cm,试求:
﹣7

(1)此简谐振动的周期; (2)t=0.04s 时振动的相位; (3)t=0.02s 至 t=0.1s 时间内振动物体的位移及路程. 考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 简谐运动的表达式为 x=Asin(ωt+φ) ,A 为振幅,ω 为圆频率.根据 T=
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可求出周

期.由振幅求位移与路程. 解答: 解: (1)由条件可知圆频率 ω= (2)t=0.04s 时,相位 θ=ωt+φ= (3)t1=0.02s 时,x1=10sin(

rad/s

所以周期 T=

=0.12s

t1+

)=10cm

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t2=0.1s 时,x2=10sin(

t2+

)=﹣5cm

这段时间的位移为 s=x2﹣x1=﹣15cm,负号表示此位移为负方向. 由于 t1=0.02s 时物体达到最大正向位移,而 t2+ =0.08s 时达到最大负向位移, 所以这段时间的路程为 3A﹣|x2|=25cm 答: (1)此简谐振动的周期 T=0.12S (2)t=0.04s 时振动的相位为 (3)t=0.02s 至 t=0.1s 时间内振动物体的位移为﹣15cm,路程为 25cm 点评: 解决本题的关键掌握简谐运动的表达式为 x=Asin(ωt+φ) ,知道 A 为振幅,ω 为圆频 率.利用周期与频率关系解决. 16. (10 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)一列简谐横波沿直线传播,直线上两质点 A、B 的振动图象如图所示,已知 A、B 两点在直线上的距离为 0.3m. (1)若波由 A 向 B 传播,求波速的可能值; (2)若此波波长大于 0.6m,试画出此波在 0.1s 时刻的波形图,并标出波的传播方向.

考点: 横波的图象;波长、频率和波速的关系. 专题: 振动图像与波动图像专题. 分析: 由两个质点的振动图象分析它们状态关系,确定距离与波长的关系,列出波长的通项 式,由通项式代入数值求解. 解答: 解: (1)由图象可知此波周期 T=0.08s 0 时刻 A 在波峰而 B 由平衡位置向 y 轴负方向运动,可知 A、B 间的基础波形
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在此基础上 AB 间还可加入任意个整数波长 λ,因此 AB=(n+ )λ 可得 ,n=0,1,2,3

于是波速

,n=0,1,2,3

(2)由于 λ>2AB,所以 AB 间仅能容纳不到半个波长 0 时刻 A 在波峰 B 在平衡位置,波形图只能为四分之一波长

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由于 0 时刻 B 向 y 轴负方向运动,所以波只能由 B 向 A 传播.经过 0.1s,即 1 周期 后,波形如下图:

答: (1)若波由 A 向 B 传播,波速的可能值

,n=0,1,2,3

(2)波只能由 B 向 A 传播,波形图如上图. 点评: 本题解题关键是根据两质点的振动状态,结合波的周期性列出通项,培养运用数学知 识解决物理问题的能力. 17. (12 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)由某种透明材料做成的三棱镜如图所示,其横截 面为一等腰直角三角形,AB 边及 AC 边边长为 a, 一单色光线平行于底边 BC 从 AB 边中点 射入,要求经 AB 边折射后能够直接到达 AC 边并从 AC 边射出,已知棱镜外为真空,真空 中光速为 c,则: (1)此材料的折射率应满足什么条件? (2)按题中要求运行的光线在棱镜中传播的最长时间不超过多少?

考点: 光的折射定律. 专题: 光的折射专题. 分析: 作出在 AC 面恰好发生全反射时的光路图,结合折射定律并抓住 AB 面的折射角与临 界角之和为 90°. 解答: 解: (1)如图,对于第一次折射,入射角 α=45°,设折射率为 n,
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根据折射定律:

于是



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对于射到 AC 边上的光线,入射角 θ=90°﹣β,sinθ=

若要可以折射出,需满足: 由以上两式可得: (2)折射率越大,棱镜中光速越慢,同时 β 越小,光在棱镜中的行进路程越长,所 以光在棱镜中运行时间的最长极限情况为 n= 由① 可求得 sinβ= ,路程 L=

此时棱镜中光速 v= 运行时间 t= 所以光线在棱镜中的运行时间不超过 答: (1)此材料的折射率应满足 ; . ;

(2)按题中要求运行的光线在棱镜中传播的最长时间不超过

点评: 几何光学画出光路图是解题的基础,常常是几何知识和折射定律的综合. 18. (14 分) (2014 春?龙泉驿区校级期中)如图所示,间距 L=1m 的足够长的光滑平行金属 导轨(电阻不计)与水平面成 θ=37°角(sin37°=0.6,cos37°=0.8)放置,导轨上端连有阻值 R=1Ω 的电阻和理想电流表,磁感应强度为 B=1T 的匀强磁场垂直导轨平面.现有质量 m=1kg、电阻 r=3Ω 的金属棒,从导轨底端以 10m/s 的初速度 v0 沿平行导轨向上运动.现对 金属棒施加一个平行于导轨平面向上且垂直于棒的外力 F, 保证棒在沿导轨向上做匀减速运 2 动的整个过程中,每 1s 内在电阻 R 上的电压总是变化 1V,g 取 10m/s .求: (1)电流表读数的最大值; (2)从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中,棒的机械能如何变化,变化了多少? (3)棒的加速度用符号 a 表示,请推导出外力 F 随金属棒在导轨上的位置 x 变化关系的表 达式. (结果用题中所给物理量的符号表示. )

考点: 导体切割磁感线时的感应电动势;功能关系. 专题: 电磁感应与电路结合.

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分析: (1)金属棒做匀减速运动,开始时速度最大,产生的感应电动势最大,感应电流也 最大.由公式 E=BLv 和欧姆定律结合求解. (2)根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得到电阻 R 两端电压与速度 v 的关系式, 结合题中的条件求出加速度,由运动学公式求出棒上滑的位移,再由能量守恒求解. (3)由运动学公式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合得到安培力的表达式,再 由牛顿第二定律求解. 解答: 解: (1)金属棒速度最大时,感应电动势 E 最大,电流 I 最大,有: Em=BLv0,Im= = = A=2.5A

(2)设棒运动速度为 v 时,棒上感应电动势为 E,有 E=BLv 由闭合电路欧姆定律得:E=I(R+r) 设电阻 R 两端电压为 U,由欧姆定律 U=IR 得: 值, 故 , m/s =4m/s
2 2

,式中 R、r、B、L 均为定

由速度位移关系

得:s=

=

m=12.5m

取金属棒初始位置所在的水平面为零势能面,则有:

机械能增加值 (3)设金属杆到达 x 处时,速度的大小为 v,则 金属杆的电动势 E=BLv 回路中的电流 金属棒受到的安培力 FA=BIL 由牛顿第二定律:FA+mg sinθ﹣F=ma 所以 F=mgsinθ+ ﹣ma

答: (1)电流表读数的最大值为 2.5A; (2)从金属棒开始运动到电流表读数为零的过程中,机械能增加了 25J. (3)外力 F 随金属棒在导轨上的位置 x 变化关系的表达式为 F=mgsinθ+ ﹣ma.

点评: 本题是电磁感应中的力学问题,关键要熟练推导出安培力与速度的关系,运用运动学 规律研究速度和位移,要能正确把握能量转化的情况.

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