唐徕民高2022-2023学年高二下学期期中考试
物理答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 B C C C B B B D D B AC BD AD AB
二、填空题
15.(1) (2)紫 紫 16.(1)E D B (2)13.870 (3) 330 17.L
详细解答：
15.(1)由题图可知，∠AOF是入射角，∠EOP3是折射角，但在定义折射率时光是从真空或空气射向介质的，所以用光路的可逆性转化可得n＝，代入数据可得n＝。
(2)由于介质对紫光的折射率最大，所以紫光偏折得最多，故最靠近OC边的是紫光。增大入射角，所有单色光的折射角都增大，而紫光的折射角依然最大，故紫光在刻度盘上先消失。
答案 (1) (2)紫 紫
16.解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝。所以各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A。
(2)测第6条亮纹时，测量头固定刻度读数为13.5 mm，可动刻度读数为0.01×37.0 mm＝0.370 mm，所以最终读数为13.870 mm。
(3)双缝干涉条纹的间距公式Δx＝λ，λ＝，测第1条亮纹时，测量头固定刻度读数为2 mm，可动刻度读数为0.01×32.0 mm＝0.320 mm，所以最终读数为2.320 mm。Δx＝＝ mm＝2.310 mm。所以计算式λ＝＝330 nm。
答案：(1)E D B (2)13.870 (3) 330
17.解析：由角频率ωL
答案：
18.解析：(1)设射向B点的光线入射角与折射角分别i和r，
由题意得sin i＝，i＋r＝90°
故水的折射率为n＝＝cot i＝
(2)设射向水面的光发生全反射的临界角为C(如图所示)，
则有sin C＝
水面上被光源照亮的部分为圆形光斑，
圆形光斑的半径为R＝htan C
圆形光斑的面积为S＝πR2
联立可解得S＝。
答案：(1) (2)
19.解析 (1)设A光在空气中波长为λ1，在介质中波长为λ2，由n＝＝得
λ1＝nλ2＝1.5×4×10－7 m＝6×10－7 m
根据路程差Δr＝4.2×10－6 m
所以由Δr=k ，解得：k=14
由此可知，从S1和S2到P点的路程差Δr是波长λ1/2的14倍，是偶数，所以P点为亮条纹.
(2)根据临界角与折射率的关系sin C＝得
n＝＝
由此可知，B光在空气中波长λ3为
λ3＝nλ介＝×3.15×10－7 m＝5.25×10－7 m
所以Δr=k ，解得：k=8
可见，用B光做光源，也是半波长的偶数倍，所以P点为亮条纹.
20.解析：由振动图像得质点振动周期T＝0.4 s；
若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间
Δt＝nT＋T(n＝0,1,2,3，…)，
所以A、B间的距离为
Δs＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)，
则波长为λ＝＝ m，
因为λ>3 m，所以n＝0
当n＝0时，λ1＝ m，v1＝＝ m/s；
若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间
Δt＝nT＋T(n＝0,1,2,3，…)，
所以A、B间的距离为
Δs＝nλ＋λ(n＝0,1,2,3，…)，
则波长为λ＝＝ m；
λ>3 m，所以n＝0,1，
当n＝0时，λ1＝16 m，v1＝40 m/s，
当n＝1时，λ2＝ m，v2＝8 m/s。
答案：若波由A向B传播，则波速为 m/s；若波由B向A传播，则波速为40 m/s或者8 m/s。
21.解析 (1)如图甲，从底面上A处射入的光线，在球面上发生折射时的入射角为i，当i等于全反射临界角ic时，对应入射光线到光轴的距离最大，设最大距离为l.
i＝ic
设n是玻璃的折射率，由全反射临界角的定义有
nsin ic＝1
由几何关系有
sin i＝
联立各上式并利用题给条件，得
l＝R
(2)如图乙，设与光轴相距的光线在球面B点发生折射时的入射角和折射角分别为i1和r1，由折射定律有
sin i1＝1/2，得 i1＝30o
由于sinr1/sin i1=n
可得r1＝60o
可得三角形△OBC为等腰三角形
可得OC=2Rcosi1=R唐徕民高2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试卷
本试卷分选择题和非选择题两部分，总分100分，考试时间100分钟。
一、选择题：本题共14小题，第1～10小题只有一个选项符合题目要求，每题3分；第11～14小题在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求，全部答对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，合计46分。
1.在单缝衍射实验中，下列说法不正确的是( )
A．仅将入射光由黄光换成绿光，衍射条纹变窄 B．仅使单缝宽度变小，衍射条纹变窄
C．衍射现象中的明暗条纹是光叠加的结果 D．仅增大单缝到屏的距离，衍射条纹变宽
2.以下说法正确的是( )
A．机械波和电磁波都能在真空中传播 B．雷达利用的是长波波段的无线电波
C．光纤通信利用了光的全反射原理 D．机械波在不同介质中传播，波长保持不变
3.质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知( )
A．振幅为4 cm，频率为0.25 Hz
B．t＝1 s时速度为零，但质点所受合外力最大
C．t＝2 s时质点具有正方向最大加速度
D．该质点的振动方程为x＝2sin t(cm)
4.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光( )
A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光
B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大
C．同样的“双缝干涉”装置条件下，a光的干涉条纹小于b光的干涉条纹宽度
D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
5.小朋友吹出的肥皂泡泡、热菜汤表面的油花、马路上积水表面的油膜，都有彩色花纹。这是下列哪种原因形成的( )
A．光的色散 B．光的干涉 C．光的偏振 D．光的衍射
6．登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料对紫外线的折射率为n，所要消除的紫外线的频率为f，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（设紫外线在真空中速度为c）( )
A． B． C． D．
7.秀丽老师在课堂上做了一个单摆实验，如图所示，她在房顶上固定一根长2.5 m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点)。打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6 m，不计空气阻力，g取10 m/s2，则小球从最右端运动到最左端的最短时间为( )
A．0.2π s B．0.4π s C．0.6π s D．0.8π s
8.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )
A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦
9.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2 m和xb＝6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是( )
A．该波沿＋x方向传播，波速为1 m/s B．质点a经4 s振动的路程为4 m
C．此时刻质点a的速度沿＋y方向 D．质点a在t＝2 s时速度为零
10.如右图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形NBC。该柱体厚度为h，即MN＝DC＝AB＝h。一束刚好覆盖ABNM面的单色光，以与该面成45°角的方向照射到ABNM面上。若只考虑首次入射到ABCD面上的光，则ABCD面上有光透出部分的面积为 ( )
A. B. C. D.
11.(多选)已知某介质对某单色光的临界角为θ，则( )
A．该介质对此单色光的折射率为
B．此单色光在该介质中传播速度为 (c为真空中光速)
C．此单色光在该介质中的波长是真空中波长的sinθ倍
D．此单色光在该介质中的频率是真空中的
12.(多选)以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )
A．激光的传播速度比普通光大
B．当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率
C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D．电磁波的接收要经过调谐和解调两个过程
13.(多选)如图(a)所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图(b)所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则( )
A．0 至0.5 s时间内，电容器C在放电
B．0.5 s至1 s时间内，电容器C的上极板带正电
C．1 s至1.5 s时间内，P点的电势比Q点的电势高
D．1 .5 s至2s时间内，磁场能正在转变成电场能
14.(多选)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为7.8 m、6.6 m。P、Q开始振动后，下列判断正确的是( )
A．P、Q两质点运动的方向始终相反
B．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰
C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置
D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波谷
二．实验题（每空2分，共18分）
15.唐中“加速度”社开展研究性学习，红梅研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图所示，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直浸入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方EC区域观察P1、P2。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。
(1)若∠AOF＝30°，OP3与OC之间的夹角为45°，则在P3处刻的刻度值为________。
(2)若在同一液体中沿AO方向射入一束白光，最靠近OC边的是________色的光，增大入射角度，________色的光在刻度盘上先消失。
16.现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长.
甲
(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列最佳顺序应为C、________、A。（填写元件后面字母）
(2)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数为______ mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______ mm.
(3)已知双缝间距d为1.0×10－4 m，测得双缝到屏的距离l为0.700 m，由计算式λ＝________，求得所测红光波长为________ nm。(公式要求按题目所给符号填写，1nm＝10－9 m)
17.在LC振荡电路中，已知电容器的电容为C，振荡电流 i=Imsin ωt，则此电路中线圈的自感系数为 。
三．计算题（每题9分，合计36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要验算步骤，只写出最后答案的不得分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
18.如图所示，一个足够大的水池盛满清水，水深h＝4 m，水池底部中心有一点光源A，其中一条光线斜射到水面上距A为l＝5 m的B点时，它的反射光线与折射光线恰好垂直。
(1)求水的折射率n；
(2)用折射率n和水深h表示水面上被光源照亮部分的面积(圆周率用π表示)。
19．如图所示，在双缝干涉实验中，S1和S2为双缝，P是光屏上的一点，已知P点与S1和S2距离之差为4.2×10－6 m，今分别用A、B两种单色光在空气中做双缝干涉实验，问P点是亮条纹还是暗条纹？
(1)已知A光在折射率为n＝1.5的介质中波长为4×10－7 m；
(2)已知B光在某种介质中波长为3.15×10－7 m，当B光从这种介质射向空气时，临界角为37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。
20.在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4 m的A、B两点，如图甲、乙分别是A、B两质点的振动图像，已知该波波长大于3 m，求这列波可能的波速。
21.如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)。已知玻璃的折射率为。现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)。求：
(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；
(2)距光轴的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.
