2021天津市一中高二下学期期末考试物理试题含答案

这是一份2021天津市一中高二下学期期末考试物理试题含答案，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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一、单项选择题（共 6 小题，每题仅有一个正确选项,每小题 4 分）
1．有一块玻璃砖，上、下两面光滑且平行，有一束光线从空气射入玻璃砖，下面给出的四个光路图正确的是（）
2．如图所示，以下关于光学知识的叙述中，错误的是（）
A．甲图是著名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象
B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的
C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理
D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件是光导纤维，光导纤维利用了光的全反射原理
3．如图所示，弹簧振子上下振动，白纸以速度v 向左匀速运动，振子所带墨笔在白纸上留下如图曲线，建立如图所示坐标， y1 、 y2 、 x0 、2x0
为纸上印迹的位置坐标，则（）
A．该弹簧振子的振动周期为2x0
B． 该 弹 簧 振 子 的 振 幅 为 y1 C．该弹簧振子的平衡位置在弹簧原长处D．该弹簧振子的囿频率为 v
x0
4．在均匀介质中，一列沿 x 轴正向传播的横波，其波源 O 在第一个周期内的振动图像如下面左图所示，则该波在第一个周期末的波形图是（）
5．如图，为某一沿 X 轴正向传播的一列简谐波在某一时刻的波形图，若其波速为 10m/s，则下列说法中正确的是（） A．从图示时刻后的一小段时间里质点 b 的加速度将减小B．从图示时刻开始经 0.3 s 质点 b 运动的路程为 0.6 m C．从图示时刻开始经 0.2 s 回复力对质点 a 的冲量为零D．从图示时刻开始经 0.1 s 质点 a 沿波的传播方向迁移了 1 m 6．美国物理学家密立根通过测量金属的遏止电压 Uc 不入射光
频率 v，算出普朗兊常量 h，并与普朗兊根据黑体辐射得出的 h 相比较，以验证爱因斯坦
方程的正确性。如图是某次试验中得到的两种金属的遏止电压 Uc 与入射光频率 v 关系图象，两金属的逸出功分别为 W 甲、W 乙，如果用 v0 频率的光照射两种金属，光电子的最大初动能分别为 E 甲、E 乙，则下列关系正确的是
（）
A．W 甲＜W 乙，E 甲＞E 乙
B．W 甲＞W 乙，E 甲＜E
C．W 甲＞W 乙，E 甲＞E 乙
D．W 甲＜W 乙，E 甲＜E 乙
二、多项选择题（共 4 小题，每题至少有两个正确选项，每小题 5 分）
7．光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了 6 次实验的结果，则由表中数据得出的论断中正确的是（）
A．两组实验采用了不同频率的入射光B．两组实验所用的金属板材质不同
C．若入射光子的能量为 5.0 eV，逸出光电子的最大动能为 1.9 eV
D．若入射光子的能量为 5.0 eV，相对光强越强，光电流越大
8．下列说法正确的是（）
A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性，这一特点正好可以用来精准测距
B．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度 C．彩超通过比较反射波相对入射波频率的变化可测出人体血液流动的速度，它利用了多普勒效应
D．一束单色光从空气迚入水中，波长将变短，颜色也将収生变化，利用这一特点工人们制作了海河岸边的景观灯
9．蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统 DVD 光盘需要光头収出红色激光来读取或写入数据．对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统 DVD 光盘的存储容量大很多。如图由红、蓝两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角 等于 60°时，其折射光束和出射光束如图所示。已知 a 光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为 60°，则下列
说法正确的是（）
A．该玻璃球体对 a 光的折射率为3
B．a 光在玻璃中的传播时间长
C．用 a 光可在光盘上记录更多的数据信息
D．通过同一单缝分别迚行衍射实验时，a 光中央亮条纹更宽
10．简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q 是传播方向上相距 10m 的两质点。波先传到 P，当波传到 Q 开始计时，P、Q 两质
点的振动图像如图所示，则（）
A．质点 Q 开始振动的方向沿 y 轴正方向
B．该波的波长可能为 6m
C．该波从 P 传到 Q 的时间可能为 7s D．该波的传播速度可能为 2m/s
填空和实验题（共 3 小题，11 题、12 题每空 4 分，13 题每空 3 分）
11．一波源 O 产生的横波向左右两侧传播，波速为 v，O 点左侧有一质点 M，右侧有一质点 N.当波源起振后，t1 秒末 M 点起振，t2 秒末 N 点起振，且 M、N 点振动方向总是相
反，则该波波长为 。
12．1801 年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834 年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S 为单色光源，M 为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时 S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于 S 在平面镜中的虚像収出的，这样就形成了两个一样的相干光源。设光源 S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为 a 和 l，光的波长为 λ。写出相
邻两条亮纹（或暗纹）间距离 Δx 的表达式为 。
13．小明同学在做“探究单摆周期不摆长的关系”实验中，
（1）将摆球悬挂于铁架台上，下列各图中悬挂方式正确的是 ：测量小球直径时游标卡尺如图所示，其读数为 cm
（2）测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时幵计 1 次，测出经过该位置 N 次所用时间为 t，则单摆周期为 T= _；
（3）改变几次摆长 L 幵测出相应的周期 T，作出T 2  l 图像，求出重力加速度 g，三位同学分别作出的T 2  l 图像的示意图如图所示，图线 a 对应的 g 值较接近当地重力加速度值，图像 b 不 a 平行，则（） 。 A． 出 现b的 原 因 可 能 是 误 将 摆 线 长 记 为 摆 长
B．出现 c 的原因可能是每次测量时均将 40 次全振动记为 39 次
C．利用图像 c 计算得到的 g 值大于 a 对应的 g 值
四、计算题（共 3 小题）
14．（10 分）如右图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是 0.2 s 后的波形图线，试回答下列问题：
（1）若波向左传播，写出传播距离的可能值并求它传播的最小距离；
（2）若波向右传播，写出周期的可能值并求它的最大周期；
（3）若波速为 35 m/s，求波的传播方向
15．（12 分）电阻可忽略的光滑平行金属导轨长 S=2 m，两导轨间距 L=0.5 m，导轨倾角为 30°，导轨上端 ab 接一阻值 R=1.5 Ω 的电阻，磁感应强度 B=1 T 的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值 r=0.5 Ω，质量 m=0.2 kg 的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端 ab 处由静止开始下滑至底端，在此过程中金属棒
ab 产生的焦耳热Qr
求：
 0.1J 。（取 g  10m/s2 ）
（1）金属棒在此过程中通过电阻 R 的电量
（2）金属棒下滑速度v=2 m/s 时的加速度a
（3）求金属棒下滑的最大速度vm
16．（14 分）如图所示，劲度系数为 k=200 N/m 的轻弹簧一端固定在墙上，另一端连一质量为 M=8 kg 的小车 a，开始时小车静止，其左端位于 O 点，弹簧没有収生形变，质量为 m=1 kg 的小物块 b 静止于小车的左侧，距 O 点 s=3 m，小车与水平面间的摩擦不计，小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，小物块和小车均可以视作质点，
取 g=10 m/s2。今对小物块施加大小为 F=8 N 的水平恒力使之向右运动，并在不小车碰撞前的瞬间撤去该力，碰撞后小车做振幅为 A=0.2 m 的简谐运动，已知小车做简谐运动
M
k
周期公式为 T=2 ，弹簧的弹性势能公式为 Ep= 1 kx2 （x 为弹簧的形变量），则
2
（1）小物块与小车碰撞前瞬间的速度是多大？
（2）小车做简谐运动过程中弹簧最大弹性势能是多少？小车的最大速度为多大？
（3）小物块最终停在距 O 点多进处？试通过计算说明当小物块刚停下时小车运动到 O 点的哪一侧？并且指出此时小车的运动方向。
参考答案
选择题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
D
B
C
A
ACD
BC
AD
AB
填空和实验题：
11． 2V (t2  t1 ) (n  1,2,3)或
2n 1
2V (t1  t2 ) (n  1,2,3)
2n 1
12． l 
2a
13．
（1）C2.06
（2）
2t N 1
（3）B
计算题：
14．
（1）
x  n  3   4n  3(m)(n  0,1,2) 4
xmin  3m
（2）
t  nT  1 T
4
T 
0.8
4n 1
(s)(n  0,1,2)
Tmax  0.8s
（3）如果波向左传播，则有
v  x
t


 4n  3  20n 15(m / s) 0.2
当n  1时v  35m / s
波向左传播
15．
（1）
q  I  t
 I 
E
R  r
E  
t
（2）
q  
R  r
 BLS
R  r
 0.5C


（3）
mg sin300  B a  3.75m / s
Blv R  r
l  ma
mg sin300 s  Q  1 mv 2
Q  R  r Q
2m
 0.4J
rr
vm  4m / s
16．
（1）设碰撞前瞬间，小物块 b 的速度为 v1， 小物块从静止开始运动到刚要与小车发生碰
撞的过程中，根据动能定理可知 Fs-μmgs= 1 mv12①
2
解得 v1=6m/s②
（2）由于小车简谐运动的振幅是 0.2m，所以弹簧的最大形变量为 x=A=0.2m 根据弹性势能的表达式可知最大弹性势能 Epm= 1 kA2③
2
解得 Epm=4J④
根据机械能守恒定律可知小车的最大动能应等于弹簧的最大弹性势能
所以1 kA2= 1 Mvm2⑤
22
解得小车的最大速度vm=1m/s⑥
（3）小物块 b 与小车 a 碰撞后，小车 a 的速度为 vm，设此时小物块的速度为 v1/，设向右为正方向，由动量守恒定律有 mv1=mv/1+Mvm⑦
解得v1′=―2m/s⑧
接着小物块向左匀减速运动一直到停止，设位移是 s1，所经历的时间为 t1，根据动能
定理可知-μmgs1=0― 1 mv1/2⑨
2
解得s1=1m⑩
物块作匀减速运动时的加速度为
a= mg   g=2m/s2⑾
m
t  0  v1 =1s⑿
1a
M
k
小车 a 振动的周期 T=2  1.26 s⒀
由于 T＞t1＞ 3 T，所以小车 a 在小物块 b 停止时在 O 点的左侧，并向右运动。
4