1、2012-2013学年新疆乌鲁木齐市一中高二下学期期中考试物理理科（特长班）试卷与答案（带解析） 选择题 太阳光谱中有许多暗线 ,他们对应着某些元素的特征谱线 ,产生这些暗线的原因是 (). A太阳表面大气层中缺少相应的元素 B太阳内部缺少相应的元素 C太阳表面大气层中存在着相应的元素 D太阳内部存在着相应的元素 答案： C 试题分析：阳发出的光谱是连续光谱，经过大气层过程中会变成一些暗线，是因为大气层中含有某些元素把太阳光中的对应的特征谱线，使太阳光谱中出现了暗线， C对。 考点：考查对连续光谱和吸收光谱的理解 点评：根据太阳光谱是连续光谱和吸收光谱的含义做出选择 在 O 点有一波源， t
2、0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波 t14 s时，距离 O 点为 3 m的 A点第一次达到波峰； t2 7 s时，距离 O 点为 4 m的 B点第一次达到波谷则以下说法正确的是 ( ) A该横波的波长为 2 m B该横波的周期为 4 s C该横波的波速为 1 m/s D距离 O 点为 5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为 6 s末 答案： BC 试题分析：由于波源开始向上振动，所以当第一次出现波峰时，根据 得： 第一出现波谷时有： 联立 解得： ，波长 振动从 O 传到距离 O 点为 1m的质点所需时间 ，故 AD错误， BC 正确 故选 BC 考点：波长、频率和波速的关系；波的形成
3、和传播 点评：本题有一定的难度，波动过程中，质点都在重复波源的振动，知道波源起振方向，理解 “第一次到达 ”的含义是解题关键 如图，一列沿 轴正方向传播的简谐横波，振幅为 ，波速为 ，在波的传播方向上两质点 的平衡位置相距 （小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点 在 轴下方与 轴相距 的位置，则（ ） A此波的周期可能为 B此波的周期可能为 C从此时刻起经过 ， 点可能在波谷位置 D从此时刻起经过 ， 点可能在波峰位置 答案： ACD 试题分析：对 AB选项，根据题意，有两种情况： 第 1种情况：波的图象如图所示，从图象得， ，所以波长，根据 ，周期 ，故 A正确 第 2种情况如图所示：
4、波的图象如图，从图象得， 根据 ，所以，故 B错误； 对 CD选项，根据以上两种情况，也有两种对应的情况： 第 1种情况：波长是 1.2m 的波，在 波的图象如下图，从图象知， b在波谷，所以 C正确 第 2种情况，波长是 0.6m 的波，波的图象如下图，从图象知， b在波峰，所以D正确 故选 ACD 考点：波长、频率和波速的关系 点评：本题考查波的多解性，此类题目要注意全面考虑，找出所有的可能情况；本题采用了图象法进行分析，要注意学会用波动图象来进行分析判断同时还要注意 b在下方 1cm的意思要弄明白 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点 P以此时刻为计时起点的振动图象则从该时刻
5、起 ( ) A经过 0.35 s后，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P距平衡位置的距离 B经过 0.25 s后，质点 Q 的加速度大于质点 P的加速度 C经过 0.15 s后，波沿 x轴的正方向传播了 3 m D经过 0.1 s后，质点 Q 的运动方向沿 y轴的正方向 答案： AC 试题分析：由图，经过 0.35s时，质点 Q 距平衡位置的距离小于质点 P距平衡位置的距离故 A正确此时 P向下运动， Q 点向上运动 ，经过时， P点到达波谷， Q 点到达平衡位置上方，但未到波峰，质点Q 的加速度小于质点 P的加速度故 B错误因波沿 x轴的正方向传播， ，则波速 ，则经过 0.15s，波传播
6、距离 x=vt=3m故 C正确 ，质点 Q 的运动方向沿 y轴负方向故 D错误 故选 AC 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 点评：波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系同时，熟练要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况 一列简谐横波沿 x轴正方向传播，其振幅为 2 cm已知在 t 0时刻相距 30 m的 a、 b两质点的位移都是 1 cm，但运动方向相反，其中 a质点沿 y轴负方向运动，如图所示则 ( ) A a、 b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍 B t 0时刻 a、 b两质点的加速度相同 C a质点的速度最大时， b质点的速度为零 D当 b质点的位移为
7、 2 cm时， a质点的位移为负 答案： BD 试题分析： t=0时刻 a、 b两质点的位移相同，所以加速度相同故 B正确；图示时刻两质点位移相同，速度相反，但不是反相点，所以 a、 b两质点的平衡位置间的距离不是半波长的奇数倍故 A错误图示时刻两质点的速度大小相等，方向相反，但此后 b 的速度减小， a 的速度增大， a 到达平衡位置时，b还没有到达波峰，则质点 a的速度最大时，质点 b的速度不为零故 C错误当质点 b的位移为 +2cm，即到达波峰时， a到达平衡位置下方，位移为负故 D正确 故选 BD 考点：横波的图象 点评：振动情况总是相反的两质点，称为反相点，反相点的平衡位置间的距离为
8、半波长的奇数倍要能根据两质点速度的变化，分析运动过程中位置的关系 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中 P、 Q 两质点的横坐标分别为 x 1.5 m和 x 4.5 m P点的振动图象如图乙所示 在下列四幅图中， Q 点的振动图象可能是 ( )答案： BC 试题分析： AD图中 t=0时刻质点经平衡位置向上，由乙图，由波动图象读出波长 =4m， PQ平衡位置间距离 x=3m， PQ不可能同时经过平衡位置故 AD错误 BC 图中 t=0时刻 P点正在通过平衡向上运动， 由波动图象读出波长=4m， PQ平衡位置间距离 x=3m，若波向左传播， Q 正在波谷若波向右传播， Q 点在正波峰，
9、故 BC 正确 故选 BC 考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系 点评：本题波的传播方向不确定，要考虑波的双向性，即波沿 x轴正方向和沿x轴负方向传播两种可能 如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在 x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像 ,则这列波 ( ). A沿 x轴的正方 向传播 B沿 x轴的负方向传播 C波速为 100m/s D波速为 2.5m/s 答案： BC 试题分析：根据波动图象可求波长为 8m，根据振动图象可求振动周期为 0.08s，所以波速为 100m/s， C 对。根据振动图象，该时刻的 x=6 处的振动方向为向上，根据同侧法即可判断波应该向左传播， B正确。
10、考点：机械波与机械振动 点评：本题考查了机械波和机械振动的区别与联系，通过机械振动的图像可以判断质点的振动方向，利用同侧法判断机械波传播方向。 一列简谐横波沿 x轴所在直线传播，图示为某时刻的波形图，其中 A处到O 的距离为 0.5 m，此时 A处的质点沿 y轴负方向运动，再经 0.02 s第一次到达波谷，则 ( ) A这列波的波长为 1 m B这列波的频率为 100 Hz C这列波的波速为 25 m/s D这列波的传播方向沿 x轴负方向 答案： AD 试题分析： OA长为波长的 ，所以 ,A正确， 此时 A处的质点沿 y轴负方向运动，再经 0.02 s第一次到达波谷，则，周期为 ， B错误；
11、 根据公式 可得波速为： ， C错误； 根据走坡法可得波沿 x负方向运动， D正确 故选 AD 考点：考查了横波图像 点评：由波形图及质点与坐标原点间的距 离可以求出波长，根据质点的振动情况可以求出波的周期，由波速、波长与周期间的关系可以求出波速 如图所示，已知用光子能量为 2.82 eV 的紫色光照射光电管中的金属涂层时，电流表的指针发生了偏转若将电路中的滑动变阻器的滑片 P向右移动到某一位置时，电流表的示数恰好减小到 0，电压表的示数为 1 V，则该金属涂层的逸出功约为 ( ) A 2.910-19 J B 4.510-19 J C 2.910-26 J D 4.510-26 J 答案：
12、A 试题分析：若将电路中的滑动变阻器的滑片 P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，知所加的电压为反向电压，即最大初动能的光电子都不能到达另一端 过程中电场力做功为 ， 根据光电效应方程可得 联立可得： 故选 A 考点：光电效应方程 点评：解决本题的关键掌握光电效应方程，知道光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关 一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光 ,分别照射到相同的金属板 a、 b、 c上 ,如图所示 ,已知金属板 b有光电子放出 ,则 ( ). A板 a一定不放出光电子 B板 a一定放出光电子 C板 c一定不放出光电子 D板 c一定放出光电子 答案
13、： D 试题分析：介质对不同频率的色光折射率不同，频率越高折射率越大，通过三棱镜后偏折得越厉害 .由题图可知，经玻璃三棱镜分别射向金属板 a、 b、 c的三束光，频率依次 升高 .a、 b、 c是相同的金属板，发生光电效应的极限频率是相同的， b板有光电子放出时，说明金属的极限频率低于射向 b板的光的频率，但不能确定其值是否 也低于射向 a板的光的频率，则 c板一定有光电子放出， a板不一定有光电子放出 .故正确选项为 D 故选 D 考点：考查光的折射和光电效应 点评：能够从光路中得到三种光 的折射率的大小这是求解本题的关键，明确发生光电效应的条件 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有
14、助于掌握新知识，提高学习效率在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 ( ) A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 答案： D 试题分析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故 A 正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故 B正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场
15、由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故 C正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的， D项错误本题选错误的，故选 D 考点：波长、频率和波速的关系；机械波；波的干涉和衍射现象；电磁波的产生 点 评：本题通过新颖的题意考察了机械波和电磁波的区别，有创新性同时类比法是一种重要的思想方法，要在平时学习中不断应用 氢原子能级的示意图如图，所示大量氢原子从 n 4的能 级向 n 2 的能级跃迁时辐射出可见光 a，从 n 3的能级向 n 2的能级跃迁时辐射出可见光 b，则 ( ) A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射
16、线 B氢原子从 n 4的能级向 n 3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C在水中传播时， a光较 b光的速度小 D氢原子在 n 2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 答案： C 试题分析： 射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的， A错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从 n=4的能级向 n=3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于 a光子的能量、不可能为紫外线， B错；根据跃迁规律可知从 n=4向 n=2跃迁时辐射光子的能量大于从 n=3向 n=2跃迁时辐射光子的能量，则可见光 a的光子能量大于 b，又根据光子能量 E=h可得 a光子的频率大于 b，则
17、 a的折射率大于 b，又 可得在水中传播时， a光较 b光的速度小， C正确；欲使在 n=2的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于 3.4eV， D错 故选 C 考点：氢原子的能级公式和跃迁； 点评：高能量的光子是由原子核激发而产生的；在跃迁中辐射的光子能量较低；对于可见光应注意掌握其频率、波长之间的关系 多电子原子核外电子的分布形成若干壳层， K 壳层离核最近， L壳层次之，M壳层更次之， ，每一壳层中可容纳的电子数是一定的，当一个壳层中的电子填满后，余下的电子将分布到次外的壳层。当原子的内壳层中出现空穴时，较外壳层中的电子将跃迁至空穴，并以发射光子（ X光）的形式释放出多余的能量，但
18、亦有一定的概率将跃迁中放出的能量传给另一个电子，使此电子电离，这称为俄歇（ Auger）效应，这样电离出来的电子叫俄歇电子。现用一能量为40.00keV的光子照射 Cd（镐）原子，击出 Cd原子中 K 层一个电子，使该壳层出现空穴，己知该 K 层电子的电离能为 26.8keV.随后， Cd原子的 L 层中一个电子跃迁到 K 层，而由于俄歇效应， L层中的另一个的电子从 Cd原子射出，已知这两个电子的电离能皆为 4.02keV，则射出的俄歇电子的动能等于（ ） A (40.00-26.8-4.02) keV B (26.8-4.02-4.02) keV C (26.8-4.02) keV D (
19、40.00-26.8+4.02) keV 答案： B 试题分析：首先得假设（或认为）俄歇电子未发射前是不动的即动能为零，然后从题目中可以得出俄歇电子的能量来自于电子的跃迁，而题目中电子跃迁的能量等于两个电层电力能之差（与照射光的能量是无关的），即为 ( 26.8 4.02 -4.02 ) keV；故选 B 考点：考查了电子的跃迁 点评：信息题，关键是能题中寻找出有用的信息， 利用薄膜干涉可检查工件表面的平整度 .如图 (a)所示 ,现使透明标准板 M和待检工件 N 间形成一楔形空气薄层 ,并用单色光照射 ,可观察到如图 (b)所示的干涉条纹 ,条纹的弯曲处 P和 Q 对应于 A和 B处 ,下列
20、判断中正确的是 ( ). A N 的上表面 A处向上凸起 B N 的上表面 B处向上凸起 C条纹的 cd点对应处的薄膜厚度相同 D条纹的 d、 e点对应处的薄膜厚度相同 答案： BC 试题分析：当光线垂直入射时，被薄膜上下表面反射的光线的光程差为 2ne, 其中 2n是常量，厚度 e相同的地方，位相差相同，所以 C正确；达到相应的厚度，才能得到相应级次的条纹，条纹向左边凸起，表明由于工件凹陷，导致厚度大于空气膜的正常厚度，反之亦然，所以 B正确。故选 BC 考点：考查了薄膜干涉的应用 点评：关键是理解薄膜干涉的原理， 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴 (图甲中虚线 )
21、与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图甲所示有一半径为 r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为 1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 ( ) A 2.5r B 2r C 1.5r D r 答案： B 试题分析：如图所示 玻 璃的折射率为 1.5，可得临界角小于 45，经过第一次折射时，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光线不发生偏折当第二次折射时，由于入射 角等于 60所以会发生光的全反射，反射光线却恰好垂直射出因为 ON等于 r，则 OA等于 2r，由于 ，所以 AM等于 故选： B 考点：光的折射定律 点评：本题关键之处是借
22、助于光的折射与反射定律作出光路图，同时利用几何关系来辅助计算 在空气中水平放置着一个长方体玻璃砖。在竖直平面内有两束单色光 ,如图所示 ,其中 a为紫光、 b为红光 ,两束光相互平行且相距为 d,斜射到长方体玻璃砖的上表面 ,折射后直接射到下表面 ,然后射出。则下列说法中可能发生的是 ( ) A两束光射出玻璃砖后仍然平行 ,距离小于 d B两束光射出玻璃砖后仍然平行 ,距离等于 d C两束光射出玻璃砖后不会沿同一路径传播 D两束光射出玻璃砖后将不再平行 答案： AB 试题分析：根据光路的可逆性，空气中的出射光线必定和空气中的入射光线平行，由折射定律可知两条光线出射后仍与入射光线平行，两条出射光
23、线也平行，D错误；但是紫光偏折的比红光明显，玻璃里的折射光延长线会相交，如果厚度较小，则满足两束光射出玻璃砖后仍然平行 ,距离小于 d,A正确；如果厚度继续增加，可能会恰好满足两束光射出玻璃砖后仍然平行 ,距离等于 d， B正确； 故选 AB 考点：光的折射 点评：光的折射定律：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角；当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角 实验题 在 “用双缝干涉测光的波长 ”的实验中，准备了下列仪器： A白炽灯 B双窄缝
24、C单窄缝片 D滤光片 E毛玻璃光屏 (1)把以上仪器安装在光具座上，自光源起合理的顺序是 _(填字母 ) (2)在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹 a、 c的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示其中表示 a纹位置 (如图甲所示 )的手轮读数为 _mm，表示 c纹位置 (如图乙所示 )的手轮读数为 _mm (3)已知双缝间的距离为 0.18 mm，双缝与屏的距离为 500 mm，则单色光的波长为 _m 答案： (1) (1)ADCBE (2)1.790 4.940 (3)0.567 试题分析：（ 1）双缝干涉实验让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图样，所以
25、让白炽灯光通过滤光片，再经过单缝形成单色光，再通过双缝故自光源起合理的顺序是 ADCBE （ 2）图甲中螺旋测微器固定刻度为 1.5mm，可动刻度为，最终读数为 图乙中的螺旋测微器固定刻度为 4.5mm，可动刻度读数为 ，最终读数为 （ 3）干涉条纹的间距 ；根据双缝干涉条纹的间距公式 得， ，代入数据得， 考点：用双缝干涉测光的波长 点评：解决本题的关键熟悉该实验的实验装置，以及掌握螺旋测微器的读数方法和双缝干涉条纹的间距公式 某实验小组在进行 “用单摆测定重力加速度 ”的实验中 ,已知单摆在摆动过程中的摆角小于 5;在测量单摆的周期时 ,从单摆运动到最低点开始计时且记数为 1,到第 n次经
26、过最低点所用的时间内为 t;在测量单摆的摆长时 ,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长 (从悬点到摆球的最上端 )为 L,再用游标卡尺测得摆球的直径为 d(读数如图 ). (1)该单摆在摆动过程中的周期为 . (2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式 g = . (3)从图可知 ,摆球的直径为 cm. (4)实验结束后 ,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大 ,其原因可能是下述原因中的 . A单摆的悬点未固定紧 ,振动中出现松动 ,使摆线增长了 B把 n次摆动的时间误记为 (n + 1)次摆动的时间 C以摆线长作为摆长来计算 D以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算 答案：（ 1）
27、 （ 2） （ 3） （ 4） BD 试题分析： (1)每经过一次最低点，单摆摆动半个周期，根据题意可得：，解得： (2)单摆摆长为 ，根据周期公式得： ，所以（ 3）游标卡尺读数为： （ 4）摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，根据可知，测得的 g应偏小故 A 错误； B、实验中误将 n次计为 n+1 次，根据 求出的周期变小， g偏大故 B正确；以摆线长作为摆长来计算，摆长偏小，根据 可知，测得的 g应偏小故 C错误；以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算，摆长偏大，根据 可知，测得的 g应偏大故 D正确故选 BD； 考点：用单摆测定重力加速度 点评：常用仪器的读数
28、要掌握，这是物理实验的基础掌握单摆的周期公式 ，从而求解加速度，摆长、周期等物理量之间的关系单摆的周期采用累积法测量可减小误差对于测量误差可根据实验原理进行分析 计算题 已知锌板的极限波长 0 372 nm.今用处于 n 2激发态的氢原子发出的光照射锌板，已知氢原子能级公式 En E1， E1 -13.6 eV，电子质量 me 9.110-31 kg，问： (1)氢原子发出光子的能量多大； (2)锌板发生光电效应时，光电子的最大初动能是多少； (3)具有最大初动能的电子对应的德布罗意波长多大 答案： (1)1.63210-18 J (2)1.09710-18 J(3)4.710-10 m 试题
29、分析： (1)氢原子 n 2能级的能量值 E2 E1 -3.4 eV 发出光子的能量 h E2-E1 10.2 eV 1.63210-18 J. (2)锌板的逸出功 W J 5.3510-19 J 由光电效应方程 Ek h-W 1.63210-18 J-5.3510-19 J 1.09710-18 J. (3)由动能与动量的关系 Ek ，得电子动量 pe kg m/s 1.4110-24 kg m/s 由德布罗意关系 得 4.710-10 m. 考点：考查了光电效应 点评：正确掌握光电效应方程以及德布罗意关系是解决本题的关键 如图所示为波源 O 振动 1.5 s时沿波的传播方向上部分质点振动的
30、波形图已知波源 O 在 t 0时开始沿 y轴负方向振动， t 1.5 s时它正好第二次到达波谷问： (1)再经过多长时间 x 5.4 m处的质点第一次到达波峰？ (2)从 t 0开始至 x 5.4 m处的质点第一次到达波峰这段时间内，波源通过的路程是多少？ 答案： (1)10.2 s (2)1.95 m 试题分析： (1)从图象可知 60 cm 0.6 m， t 1 T 所以 T t 1.2 s， 又因为 ，所以 x 0.75 m 所以 t 1.5 s时波刚好传至距波源 0.75 m的质点处，最前面的波峰位于 x 0.3 m的质点 又因为 ， 所以 t s 10.2 s (2)从 t 0至 x
31、 5.4 m处的质点第一次到达波峰时所用总时间 t t t 1.5 s10.2 s 11.7 s 所以波源通过的总路程 x路 4A 1.95 m 考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象 点评：简谐波的波源做简谐振动，振动周期性的延介质传播，要了解传播的 规律，注意波动图象与振动图象的区别 一棱镜的截面为直角三角形 ABC， A 30，斜边 AB a.棱镜材料的折射率为 n .在此截面所在的平面内，一条光线以 45的入射角从 AC 边的中点M射入棱镜画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置 (不考虑光线沿原路返回的情况 ) 答案：出射点在 BC 边上离 B点 的位置 试题分析：设入射角为 i，折射角为 r，由折射定律得 由已知条件及 式得 如果入射光线在法线的右侧，光路图如图 1所示。设出射点为 F，由几何关系可得 即出射点在 AB边上离 A点 的位置。 如果入射光线在法线的左侧，光路图如图 2所示。设折射光线与 AB的交点为D。 由几何关系可知，在 D点的入射角 设全发射的临界角为 ，则 由 和已知条件得 因此，光在 D点全反射。 设此光线的出射点为 E，由几何关系得 DEB= 联立 式得 即出射点在 BC 边上离 B点 的位置。 考点：光的折射定律；全反射 点评：本题中入射光线的位置未知，要分析两种情况进行研究，不能漏解要将折射定律与几何知识结合起来分析光路
