精品解析：陕西省西咸新区泾河新城第一中学2023-2024学年高二下学期阶段性质量检测物理试题（一）

陕西省西咸新区泾河新城第一中学2023-2024学年高二下学期阶段性质量检测物理试题（一） （时间：75分钟满分：100分） 一、选择题（共12小题，每题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A. 有机械波必有振动 B. 有机械振动必有波 C. 离波源远的质点振动周期长 D. 波源停止振动时，介质中的波动立即停止 2. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的振动频率是4Hz B. 在时质点的速度为0 C. 0~10s内质点经过的路程是20cm D. 在和两时刻，质点的位移相同 3. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=2s时的部分波形图如图1所示，t=1m处质点的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 这列横波的传播速度为2m/s B. 这列横波沿x轴负方向传播 C. x=1m处质点在4s内通过的路程为2m D. x=2m处质点t=4s时沿y轴正方向振动 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，质点c位于x轴上坐标为（6.0，0）的位置。t=0.2s时波刚好传到质点c、下列说法正确的是（　　） A. 0~0.2s内，质点a沿x轴正方向迁移了2m B. t=0.1s时，质点b的加速度为零 C. t=0.1s时，质点b位于波峰 D. 质点c第一次到达波峰时，质点a沿y轴正方向运动 5. 振动情况完全相同的两波源S1、S2（图中未画出）形成的波在同一均匀介质中发生干涉，如图所示为在某个时刻的干涉图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，正确的是（　　） A. a处为振动减弱点，c处为振动加强点 B. 再过半个周期，c处变为减弱点 C. 再过半个周期，原来位于a处的质点运动至c处 D. b处到两波源S1、S2的路程差可能为个波长 6. 摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度g取10m/s2.，正确的是（　　） A. 图线I是该地球上的单摆共振曲线 B. 由图可知：频率越大，单摆的振幅越大 C. 将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变慢 D. 该星球表面的重力加速度约为4m/s2 7. 图示为地球表面上甲、乙单摆的振动图像。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，地球上的自由落体加速度为，月球上的自由落体加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两个单摆的摆长之比为 B. 甲摆在月球上做简谐运动的周期为5s C. 甲摆振动的振幅4cm D. 从t=0开始，乙第一次到达右方最大位移时，甲到达平衡位置且向左运动 8. 在测定玻璃的折射率时，实验室提供了多种形状的玻璃砖供同学们使用，某实验小组使用两种不同形状的玻璃砖进行实验，他们在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①②所示，他们的其他操作均正确，下列说法正确的是（　　） A. 学习小组没有量角器和圆规，利用刻度尺和三角板也可以测出玻璃砖的折射率 B. 光线从矩形玻璃砖上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射 C. 图①测得的折射率比真实值大 D. 图②测得的折射率与真实值相等 9. 如图所示，某种透明介质的截面图由圆心为O，半径为R的四分之一圆弧BC和直角三角形AOC组成，其中。一束单色光从D点垂直AB面射入透明介质中，射到圆弧BC上时恰好发生全反射，已知D点与O点之间的距离为，光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是（　　） A. 单色光在介质中的传播速度为 B. 单色光射到AC面发生全反射，可能没有光线射出 C. 单色光第一次射出介质时折射角45° D. 单色光第一次射出介质时折射角30° 10. 某同学欲采用双缝干涉现象测单色光波长，实验装置如图，S为单缝，、为双缝，O点为S水平正对的中心，即中央零级亮条纹中心，P点为第3级亮条纹的中心，且，，双缝到屏的距离，光真空中速度为c，正确的是（　　） A. 条纹间距为0.3mm B. 该单色光的波长为800nm C. 若将光屏向右移动少许，条纹间距会减小 D. 入射到P点两束光的时间差为 11. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲是利用光的干涉检查精密光学平面平整度，正确的是（　　） A. 图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件 B. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹 C. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，图样为一系列同心圆环 D. 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄 12. 一列简谐横波在时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示。正确的是（　　） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是 C. 从1.2s开始，质点P比质点Q晚0.6s回到平衡位置。 D. 若该波在传播中遇到一个尺寸为12m的障碍物，能发生明显衍射现象 二、实验题（本题共2小题，没空3分，共15分） 13. 下面是将用单摆测定重力加速度实验中获得有关数据所制作成的图象（l为摆长，T为周期）． （1）请利用图象求出重力加速度g=______m/s2 （2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为______ A．球的质量偏大 B．摆动的偏角偏小 C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动 14. 如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。 （1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是_________。 A. 仅换用间距更小的双缝 B. 仅将单缝向双缝靠近 C. 仅将屏向靠近双缝的方向移动 D. 仅将红色滤光片换成紫色滤光片 （2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为___________mm。已知双缝间的宽度d=0.3mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=1.0m，则该种色光的波长是_________m。 三、计算题（本题共2小题，共25分。） 15. 用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。 16. 如图甲，a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。 （1）若该波在介质中传播的速度为10m/s，求该波的波长； （2）若该波的波长大于2m，求波速v的可能值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 陕西省西咸新区泾河新城第一中学2023-2024学年高二下学期阶段性质量检测物理试题（一） （时间：75分钟满分：100分） 一、选择题（共12小题，每题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 关于振动和波的关系，下列说法正确的是（　　） A. 有机械波必有振动 B. 有机械振动必有波 C. 离波源远的质点振动周期长 D. 波源停止振动时，介质中的波动立即停止 【答案】A 【解析】 【详解】A B．机械波是机械振动在介质中的传播，其形成条件必须是波源即机械振动与介质同时满足；有机械波必有振动，但有振动如果没有介质，则没有波，故B错误，A正确； C．介质中的各点在波源的作用下做受迫振动，其频率与波源振动频率相同，不管离波源远近如何，其振动周期都与波源的振动周期相同，故C错误； D．如果振源停止振动，依据波形成原理，质点间依次带动，则在介质中传播的波动不会立即停止，故D错误。 故选A。 2. 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的振动频率是4Hz B. 在时质点的速度为0 C. 0~10s内质点经过的路程是20cm D. 在和两时刻，质点的位移相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，质点振动的周期为4s，故频率为 故A错误； B．在时，质点位于平衡位置，速度最大，故B错误； C．根据 则~10s内质点经过的路程为 故C正确； D．由图像可知在和两时刻，质点的位移大小相等，方向相反，故D错误。 故选C。 3. 一列沿x轴传播的简谐横波，t=2s时的部分波形图如图1所示，t=1m处质点的振动图像如图2所示，下列说法正确的是（　　） A. 这列横波的传播速度为2m/s B. 这列横波沿x轴负方向传播 C. x=1m处质点在4s内通过的路程为2m D. x=2m处质点t=4s时沿y轴正方向振动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据图像可知，这列波的波长和周期分别为 则这列横波的传播速度为 A错误； B．时，处质点沿轴负方向振动，根据波源带动法可知这列横波沿轴负方向传播，B正确； C．振动周期为，x=1m处质点在4s内通过的路程为 C错误； D．处质点时沿轴正方向振动，时沿轴负方向振动，D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，质点c位于x轴上坐标为（6.0，0）的位置。t=0.2s时波刚好传到质点c、下列说法正确的是（　　） A. 0~0.2s内，质点a沿x轴正方向迁移了2m B. t=0.1s时，质点b的加速度为零 C. t=0.1s时，质点b位于波峰 D. 质点c第一次到达波峰时，质点a沿y轴正方向运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，故A错误； BC．因为时波刚好传到质点c ，则时，波向前传播1.0m，由波形平移法可知此时质点b位于波峰，此时质点b的加速度为最大，故B错误，C正确； D．根据题意可知波速为 则周期为 质点c第一次到达波峰时，根据波形平移法可知，波向前传播5m，则所用时间为 由于 可知此时质点a沿位于平衡位置沿y轴负方向运动，故D错误。 故选C。 5. 振动情况完全相同的两波源S1、S2（图中未画出）形成的波在同一均匀介质中发生干涉，如图所示为在某个时刻的干涉图样，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，正确的是（　　） A. a处为振动减弱点，c处为振动加强点 B. 再过半个周期，c处变为减弱点 C. 再过半个周期，原来位于a处的质点运动至c处 D. b处到两波源S1、S2的路程差可能为个波长 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知a点是波谷和波谷相遇，c点是波峰和波峰相遇，则a、c两处均为振动加强点；振动加强点始终为加强点，则再过半个周期，c处仍为加强点，故AB错误； C．机械波中质点并不会随波迁移，只在平衡位置附近做机械振动，故C错误； D．b点是波峰和波谷相遇，则b点是振动减弱点，根据干涉减弱条件可知，当质点到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，该点为振动减弱点，故D正确。 故选D。 6. 摆长为1m的单摆分别在地球表面和某星球表面做受迫振动的共振曲线，已知该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度g取10m/s2.，正确的是（　　） A. 图线I是该地球上的单摆共振曲线 B. 由图可知：频率越大，单摆的振幅越大 C. 将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟会变慢 D. 该星球表面的重力加速度约为4m/s2 【答案】C 【解析】 【详解】A．该星球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，根据 可知，单摆在该星球表面的固有周期较大，固有频率较小，由题图可知，图线Ⅰ是该星球上的单摆共振曲线，图线Ⅱ是地球上的单摆共振曲线，故A错误； B．单摆的振幅主要与系统的能量、摆球的质量、以及摆动的初始条件有关，与单摆的频率无直接关系，故B错误； C．将一摆钟从地球移到该星球上，摆钟的摆动周期会变大，摆钟会变慢，故C正确； D．根据 可知 则该星球表面的重力加速度约为 故D错误。 故选C。 7. 图示为地球表面上甲、乙单摆的振动图像。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，地球上的自由落体加速度为，月球上的自由落体加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两个单摆的摆长之比为 B. 甲摆在月球上做简谐运动的周期为5s C. 甲摆振动的振幅4cm D. 从t=0开始，乙第一次到达右方最大位移时，甲到达平衡位置且向左运动 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据图像可知 ， 根据 ， 解得，甲、乙两个单摆的摆长之比为，A错误； B．甲摆在月球上做简谐运动有 结合上述解得甲摆在月球上做简谐运动的周期5s，B正确； C．根据图像可知，甲摆振动的振幅4cm，C正确； D．根据图像可知，从t=0开始，经历1s乙第一次到达右方最大位移，此时，甲到达平衡位置，随后甲位移变为负值，表明此时甲到达平衡位置且向左运动，D正确。 故选BCD。 8. 在测定玻璃的折射率时，实验室提供了多种形状的玻璃砖供同学们使用，某实验小组使用两种不同形状的玻璃砖进行实验，他们在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①②所示，他们的其他操作均正确，下列说法正确的是（　　） A. 学习小组没有量角器和圆规，利用刻度尺和三角板也可以测出玻璃砖的折射率 B. 光线从矩形玻璃砖上表面入射后，再从下表面射出，可能在下表面发生全反射 C. 图①测得的折射率比真实值大 D. 图②测得的折射率与真实值相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在入射光线和折射光线上取两个离入射点较远的点，分别向法线作垂线，用刻度尺量出入射角和折射角的对边和斜边的长度，求出入射角和折射角的正弦值，根据折射定律求出折射率，故A正确； B．由于上、下表面平行，光线从上表面射入下表面射出，根据几何关系可知下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆知，不可能在下表面发生全反射，故B错误； C．在图①中，通过作图的方法作出光路图如图所示 由图可知，所得到的光在介质中的折射角偏大，根据折射定律 可知所测得的折射率偏小，故C错误； D．在图②中，只要操作正确，测量结果与玻璃砖的形状无关，测得的折射率等于真实值，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，某种透明介质的截面图由圆心为O，半径为R的四分之一圆弧BC和直角三角形AOC组成，其中。一束单色光从D点垂直AB面射入透明介质中，射到圆弧BC上时恰好发生全反射，已知D点与O点之间的距离为，光在真空中的传播速度为c，以下说法正确的是（　　） A. 单色光在介质中的传播速度为 B. 单色光射到AC面发生全反射，可能没有光线射出 C. 单色光第一次射出介质时折射角45° D. 单色光第一次射出介质时折射角30° 【答案】AC 【解析】 【详解】光路图如下图所示 由于光射到圆弧BC上时恰好发生全反射，则由几何关系可得 则临界角为 则该透明介质的折射率为 A．由可得，光在介质中的传播速度为 故A正确； B．由几何关系可知，光射到AC面时入射角，由于小于临界角，光将在AC面发生折射从AC面射出，故B错误； CD．光在AC面第一次射出介质，由折射定律可得 解得 所以光第一次射出介质时折射角为45°，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 某同学欲采用双缝干涉现象测单色光波长，实验装置如图，S为单缝，、为双缝，O点为S水平正对的中心，即中央零级亮条纹中心，P点为第3级亮条纹的中心，且，，双缝到屏的距离，光真空中速度为c，正确的是（　　） A. 条纹间距为0.3mm B. 该单色光的波长为800nm C. 若将光屏向右移动少许，条纹间距会减小 D. 入射到P点两束光的时间差为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意知，P为第3级亮条纹中心，则条纹间距为 故A错误； B．根据双缝干涉条纹间距公式有 其中，，解得 故B正确； C．根据双缝干涉条纹间距公式 可知L增大时，条纹间距Δx增大，故C错误； D．亮条纹对应的光程差为波长的整数倍，即PS1与PS2的光程差为3λ，则时间差为 故D正确。 故选BD。 11. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲是利用光的干涉检查精密光学平面平整度，正确的是（　　） A. 图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件 B. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹 C. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，图样为一系列同心圆环 D. 若换用波长更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中上板应是标准样板，下板是待检查的光学元件，故A错误； B．如果被检测的平面某处凹下，则对应明条纹（或暗条纹）提前出现，如果某处凸起，则对应的条纹延后出现，因此若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了下凹，故B正确； C．牛顿环是一个薄膜干涉现象，其干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环，故C正确； C．若换用波长更大的单色光，其他条件不变，根据可知，则图乙中的干涉条纹变宽，故D错误。 故选BC。 12. 一列简谐横波在时刻的图像如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图像如图乙所示。正确的是（　　） A. 这列波沿x轴正方向传播 B. 这列波的波速是 C. 从1.2s开始，质点P比质点Q晚0.6s回到平衡位置。 D. 若该波在传播中遇到一个尺寸为12m的障碍物，能发生明显衍射现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由乙图读出时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴负方向，故A错误； B．由甲图读出该波的波长为 由乙图周期为 则波速为 故B正确； C．质点Q振动方向沿y轴正方向，从开始，质点Q回到平衡位置所需时间 图示时刻质点P振动方向沿y轴负方向，从开始，质点P回到平衡位置所需时间 所以质点P比质点Q晚0.8s回到平衡位置，故C错误； D．发生明显衍射现象的条件是障碍物的尺寸比波长小或跟波长差不多，该波的波长为16m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为12m的障碍物能发生明显衍射现象，故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题，没空3分，共15分） 13. 下面是将用单摆测定重力加速度实验中获得有关数据所制作成的图象（l为摆长，T为周期）． （1）请利用图象求出重力加速度g=______m/s2 （2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为______ A．球的质量偏大 B．摆动的偏角偏小 C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动 【答案】 ①. （1）9.70， ②. （2）C． 【解析】 【详解】（1）根据T=得，，图线的斜率k=，解得重力加速度g=9.70m/s2． （2）根据T=得，g=， A．摆球的质量偏大，不影响重力加速度的测量，故A错误． B．摆角偏小，不影响重力加速度的测量，故B错误． C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故C正确． D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，故D错误． 14. 如图甲所示，为“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置。 （1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，保证单缝和双缝平行。若从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，下列做法可行的是_________。 A. 仅换用间距更小的双缝 B. 仅将单缝向双缝靠近 C. 仅将屏向靠近双缝的方向移动 D. 仅将红色滤光片换成紫色滤光片 （2）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数为1.030mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹如图乙所示，读出手轮的读数为___________mm。已知双缝间的宽度d=0.3mm，通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=1.0m，则该种色光的波长是_________m。 【答案】（1）A （2） ①. 14.530 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．根据双缝干涉条纹间距公式 从目镜中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹数量，应增大双缝干涉条纹间距，仅换用间距更小的双缝，双缝干涉条纹间距增大，故A符合题意； B．仅将单缝向双缝靠近，双缝干涉条纹间距不变，故B不符合题意； C．仅将屏向靠近双缝的方向移动，双缝干涉条纹间距减小，故C不符合题意； D．仅将红色滤光片换成紫色滤光片，紫光的波长较小，双缝干涉条纹间距减小，故D不符合题意。 故选A。 【小问2详解】 [1]手轮的读数为 [2]双缝干涉条纹间距为 根据双缝干涉条纹间距公式 该种色光的波长为 三、计算题（本题共2小题，共25分。） 15. 用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为c，，。求： （1）这种材料的折射率； （2）这束光线在材料中传播经历的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）光路图如图所示 由图中几何关系可得 可得 , 根据折射定律可得这种材料的折射率为 （2）这束光线在材料中传播的速度为 这束光线在材料中传播经历的时间为 16. 如图甲，a、b为沿x轴传播的一列简谐横波上的两质点，相距2m。a、b的振动图像分别如图乙、丙所示。 （1）若该波在介质中传播的速度为10m/s，求该波的波长； （2）若该波的波长大于2m，求波速v的可能值。 【答案】（1）；（2）如果波沿方向传播，则波速为；如果波沿方向传播，则波速为 【解析】 【详解】（1）根据振动图像可得周期为 若该波在介质中传播的速度为10m/s，则该波的波长为 （2）如果波沿方向传播，则有 （，，） 由于，可知，可得波长为 则波速为 如果波沿方向传播，则有 （，，） 由于，可知，可得波长为 则波速为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $