精品解析：河南省南阳市2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

2024年春期高中二年级期中质量评估 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。 5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷 选择题（共44分） 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 白光通过三棱镜出现色散现象，是因为光通过三棱镜时发生了（　　） A. 折射 B. 全反射 C. 衍射 D. 干涉 【答案】A 【解析】 【详解】白光通过三棱镜出现色散现象，是因为光通过三棱镜时发生折射造成的。 故选A。 2. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 静止的测速雷达向车辆发射频率已知的超声波，测出反射波的频率，就能得到车辆的速度 B. 当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化 C. 当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大 D. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越小衍射现象越明显 【答案】A 【解析】 【详解】A．测速雷达向行进中的车辆发射频率已知的超声波，根据反射波的频率变化判断车速，这是利用了波的多普勒效应，故A正确； B．波发生反射是在同一种介质中，波的频率、波长和波速均不变，故B错误； C．如果两列波的波峰在某点相遇，振动总是加强，但质点的位移有时最大，有时为0，故C错误； D．波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时波长越长衍射越明显，故D错误。 故选A。 3. 在同一个地方，测得四个单摆的自由振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现使其中一个单摆自由振动，带动其他单摆振动，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若用甲来带动，稳定时丁比乙的振幅小 B. 若用丙来带动，稳定时甲的振动周期为3s C. 4个单摆中，乙的摆长最长 D. 甲与丁的摆长不等 【答案】B 【解析】 【详解】CD.由图可知甲、丁的周期相等为 丙的周期为 乙的周期 由单摆周期公式 可知丙的摆长最长，甲、丁的摆长相等，乙的摆长最小。故CD错误； A.若用甲来带动，乙、丙、丁做受迫振动，因为甲、丁摆长相等，所以稳定时丁由于共振，振幅最大。故A错误； B.若用丙来带动，乙、甲、丁做受迫振动，稳定时都为丙的频率，所以稳定时甲的振动周期为3s，故B正确。 故选B。 4. 振源O的位移y随时间t变化的关系式为，产生的简谐横波沿x轴正向传播，则时的波形图为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由函数可知，0时刻，波源位移为0，速度方向沿-y方向。经过一个周期，形成一个波长且波源振动方向仍然沿-y方向。 故选A。 5. 如图所示，一束复色光从两面平行的玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率小于b光的折射率 B. a光的波长大于b光的波长 C. a光的频率大于b光的频率 D. a光在玻璃中的传播速度大于b光 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．光从空气进入介质，两束光入射角相等，光折射角更小，根据折射率 可知玻璃对光折射率较大，则光频率更高，由 可知，玻璃中光的波长较小，玻璃中光的波长小于光的波长，故AB错误、C正确； D．由 玻璃对光折射率较大，玻璃中光的速度小于光的速度，故D错误。 故选C。 6. 均匀介质中的两个振源、的振动情况完全相同，产生波长均为12cm的简谐波，已知、之间的距离为1m，则两列波叠加后在、之间有几个振动加强的区域（ ） A. 8 B. 9 C. 16 D. 17 【答案】D 【解析】 【详解】设距离波源S1的距离为x的位置振动加强，则 （n=0、1、2、3……） 则当n分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8时，对应的x的值分别为：0.5m、0.44m、0.38m、0.32m、0.26m、0.20m、0.14m、0.08m和0.02m共9个加强点；由对称性可知在两波源连线的中点的S2一侧也有8个振动加强点，则共有17个振动加强点。 故选D。 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上，手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 此时质点P向上运动 B. S点的起振方向向上 C. S点此时速度为0 D. S点已经振动一个周期 【答案】BD 【解析】 【详解】同侧法可知P向下运动。波最右端质点此时向上振动，可知所以质点起振方向向上。S位于平衡位置，速度最大。一个完整波形说明已经振动一个周期。 故选BD。 8. 如图所示，小球（视为质点）在B、C两点间做简谐运动，O点是它振动的平衡位置。若从小球经过O点开始计时，在时刻小球第一次经过O、B两点间的M点（图中未画出），在时刻小球第二次经过M点，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧振子的周期可能为 B. 弹簧振子的周期可能为1.28 C. 在时刻，小球可能第三次经过M点 D. O、M两点间的距离可能为5cm 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．第一种情况：若从O点开始向右第一次经过M点，由题意有从M点到B点运动时间为 那么从O点到B点运动时间为 周期为 第二种情况：若从O点开始先向左运动再向右第一次经过M点，由题意有从M点到B点运动时间为 那么 得周期 故A正确，B错误； C．若是第一种情况，那么在时，小球第三次经过M点，故C正确； D．越靠近O点运动速度越大，由上分析知，若是第一种情况，O、M两点间的距离大于为5cm。若是第二种情况，O、M两点间的距离大于为5cm，故D错误。 故选AC。 9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中Q比M晚回到平衡位置，则下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为32cm B. 该波沿x轴正方向传播 C. 从该时刻起，再经，质点M通过的总路程为35cm D. 该波的周期为 【答案】BD 【解析】 【详解】A. 由波形图可知 可得该波的波长为 λ=24m 选项A错误； B. Q比M晚回到平衡位置，可知Q沿y轴正向振动，M沿y轴负向振动，则该波沿x轴正方向传播，选项B正确； CD. 由题意可知波速为 可得周期 从该时刻起，质点M经过回到平衡位置，再经，即从平衡位置向下振动，此时质点M正由波峰向下振动（还没有回到原来的位置），则质点M通过的总路程大于35cm，选项C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，是一透明材料制成的圆柱体的纵截面图，一束黄光从圆柱体圆面上的中心O点折射入光导纤维，恰好在侧面上的A点发生全反射，已知圆柱体对黄光的折射率为n，圆柱体长度为L，光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（　　） A. 此单色光在圆柱体中的传播时间为 B. 入射角的正弦值 C. 减小入射角，此单色光在圆柱体中传播的时间变短 D. 换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，红光会从A点右侧折射出圆柱体 【答案】BC 【解析】 【详解】A．黄光在圆柱体中的传播速度 此光束在圆柱体中传播的距离 可得此单色光在圆柱体中的传播时间为 故A错误； B．根据折射定律可得 根据临界角公式可得 解得 故B正确； C．若减小入射角，可知光束射到侧面上时的入射角变大，光在圆柱体中的传播路径变短，此单色光在圆柱体中传播时间变短，故C正确； D．换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，因红光的折射率更小，角度变小，但临界角更大，红光将从A点左侧折射出圆柱体，故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 三、填空题（本题共2小题，共14分。把答案填在答题卡上对应位置） 11. 某同学用如图甲所示的单摆来测量当地的重力加速度，多次改变细线的长度L（悬点到小球上方的距离），做出L与单摆周期的平方之间的关系图像如图乙所示。 （1）该同学用游标卡尺测得小球直径如图丙所示，则小球的直径为d=______cm。 （2）对乙图，若图线的斜率为k，则当地的重力加速度大小为______（用k来表示），图像横轴的截距为______（用k、d表示）。 【答案】（1）0.820 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规律，该读数为 【小问2详解】 [1]摆长等于细线长与小球半径之和，则有 根据周期公式有 解得 几何图像有 解得 [2]结合上述，令纵坐标等于0，解得横坐标截距为 12. 某实验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。 （1）为了增加从目镜中观察到的条纹个数，可 。 A. 将光源和凸透镜向滤光片靠近 B. 使用间距稍大些的双缝 C. 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动 D. 将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 （2）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，光屏上P、、处是亮条纹，、处是暗条纹，P到、的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上 。 A. 明暗相间的条纹间距变窄 B. P处可能出现暗条纹 C. 不再出现明暗相间的条纹 D. 原处的亮条纹向P点靠近 （3）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为____mm。 （4）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平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到光屏上，这样形成了两个相干光源。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，在光屏上形成干涉条纹。则相邻两条亮纹（或暗纹）中心间距离____。 【答案】（1）BC （2）AD （3）9.761##9.762##9.763##9.764 （4） 【解析】 【小问1详解】 为了增加从目镜中观察到的条纹个数，可减小条纹间距，根据条纹间距表达式 可知 A．将光源和凸透镜向滤光片靠近不影响条纹间距，选项A错误； B．使用间距稍大些的双缝，即d增加，则条纹间距减小，选项B正确； CD．将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动，则l减小，条纹间距减小，选项C正确，D错误； 故选BC。 【小问2详解】 如果在遮光筒内装满水，光所通过的介质的折射率变大，则光在水中传播时波长变短，其他条件不变，在屏上仍会出现明暗相间的条纹，P点到双缝的距离之差仍为零，则P点仍是亮条纹，根据 可知波长变短，相邻亮条纹的间距的间距变小，原P1处的第一级亮条纹会向P点靠近，明暗相间的条纹间距会变窄。故BD错误，AD正确。 故选AD。 【小问3详解】 手轮上的示数9.5mm+0.01mm×26.2=9.762mm 【小问4详解】 光源S发出的光通过平面镜反射到光屏上，可看作是由光源S经平面镜所成的虚像发出的光直线传播到光屏上，这样光源S和其虚像可看作是双缝干涉的双缝，光源S和其虚像之间的距离（即等效为双缝的间距）为d=2a，光源到屏的距离（即双缝到屏的距离）为L，根据双缝干涉的相邻亮条纹间距公式可得 四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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） 13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为，振幅为5cm，P、Q是平衡位置相距为1m的两个质点，在时，P通过平衡位置沿y轴正方向运动，Q位于其平衡位置下方最大位移处，求： （1）该波的周期； （2）若波长大于1m，质点P在3s内通过的路程。 【答案】（1）（n=0，1，2……）；（2） 【解析】 【详解】（1）波沿x轴正方向传播，有 （n=0，1，2……） 解得 s（n=0，1，2……） （2）若λ＞1m，则n=0 T0=1s λ0=4m 3s内的路程是 S0=3×4×0.05=0.6m 14. 如图所示为一等腰直角棱镜的截面图，一细光束从直角边AB上的D点以角度入射，已知棱镜的折射率为，边AB的长为L，AD的距离为，光在真空中的传播速度为c，（可能使用的数据，）问： （1）光束从棱镜射出时的入射角； （2）光束在棱镜中的传播时间。（不考虑光在棱镜中的多次反射） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）光路图如图所示 由折射定律可得玻璃的折射率为 可得 根据几何关系可得 可得 全反射定律 因此全反射临界角 因此在E点发生全反射 （2）光在玻璃中的传播速度 光从传播到所需的时间 根据几何关系 可得 在中 可得 解得 15. 如图所示，水平地面上放置着用轻质弹簧竖直连接的A、B物块（两端栓接），其中A的质量为m，弹簧的劲度系数为k。压缩弹簧后释放，A开始做简谐运动，到达最高点时弹簧恰好为原长，此时，质量为m的物块C以竖直向下的速度与A发生碰撞后粘在一起做简谐运动（碰撞时间极短），当它们运动到最高点时，物块B恰好对地面无压力。已知弹簧弹性势能的表达式为（其中x为弹簧的形变量），质量为m的弹簧振子的振动周期，重力加速度为g，不计一切阻力及碰撞时间，弹簧足够长且始终在弹性限度内。求： （1）C与A碰后一起做简谐运动的振幅： （2）A、C碰后，再次返回到弹簧原长位置所用的时间； （3）A、C运动到最低点时地面对B的弹力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）C与A碰撞，由动量守恒 解得 A、C碰后运动到最高点的过程中，设在最高点时弹簧伸长量为，则 联立得 设AC做简谐运动在平衡位置时弹簧压缩量为 得 故振幅 （2）A、C弹簧振子的振动周期 根据简谐运动规律，可得A、C碰后再次返回弹簧原长位置的时间 解得 （3）A、C运动到最低点时，弹簧压缩量为 故地面对B的支持力 又 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年春期高中二年级期中质量评估 物理试题 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。 4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。 5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷 选择题（共44分） 一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 白光通过三棱镜出现色散现象，是因为光通过三棱镜时发生了（　　） A. 折射 B. 全反射 C. 衍射 D. 干涉 2. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 静止的测速雷达向车辆发射频率已知的超声波，测出反射波的频率，就能得到车辆的速度 B. 当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化 C. 当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大 D. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越小衍射现象越明显 3. 在同一个地方，测得四个单摆的自由振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现使其中一个单摆自由振动，带动其他单摆振动，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若用甲来带动，稳定时丁比乙的振幅小 B. 若用丙来带动，稳定时甲的振动周期为3s C. 4个单摆中，乙的摆长最长 D. 甲与丁的摆长不等 4. 振源O的位移y随时间t变化的关系式为，产生的简谐横波沿x轴正向传播，则时的波形图为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，一束复色光从两面平行的玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是（　　） A. a光的折射率小于b光的折射率 B. a光的波长大于b光的波长 C. a光的频率大于b光的频率 D. a光在玻璃中的传播速度大于b光 6. 均匀介质中的两个振源、的振动情况完全相同，产生波长均为12cm的简谐波，已知、之间的距离为1m，则两列波叠加后在、之间有几个振动加强的区域（ ） A. 8 B. 9 C. 16 D. 17 二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分） 7. 某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上，手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 此时质点P向上运动 B. S点的起振方向向上 C. S点此时速度为0 D. S点已经振动一个周期 8. 如图所示，小球（视为质点）在B、C两点间做简谐运动，O点是它振动的平衡位置。若从小球经过O点开始计时，在时刻小球第一次经过O、B两点间的M点（图中未画出），在时刻小球第二次经过M点，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧振子的周期可能为 B. 弹簧振子的周期可能为1.28 C. 在时刻，小球可能第三次经过M点 D. O、M两点间的距离可能为5cm 9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中Q比M晚回到平衡位置，则下列说法正确的是（　　） A. 该波的波长为32cm B. 该波沿x轴正方向传播 C. 从该时刻起，再经，质点M通过的总路程为35cm D. 该波的周期为 10. 如图所示，是一透明材料制成的圆柱体的纵截面图，一束黄光从圆柱体圆面上的中心O点折射入光导纤维，恰好在侧面上的A点发生全反射，已知圆柱体对黄光的折射率为n，圆柱体长度为L，光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（　　） A. 此单色光在圆柱体中的传播时间为 B. 入射角的正弦值 C. 减小入射角，此单色光在圆柱体中传播的时间变短 D. 换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，红光会从A点右侧折射出圆柱体 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 三、填空题（本题共2小题，共14分。把答案填在答题卡上对应位置） 11. 某同学用如图甲所示的单摆来测量当地的重力加速度，多次改变细线的长度L（悬点到小球上方的距离），做出L与单摆周期的平方之间的关系图像如图乙所示。 （1）该同学用游标卡尺测得小球直径如图丙所示，则小球的直径为d=______cm。 （2）对乙图，若图线的斜率为k，则当地的重力加速度大小为______（用k来表示），图像横轴的截距为______（用k、d表示）。 12. 某实验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。 （1）为了增加从目镜中观察到的条纹个数，可 。 A. 将光源和凸透镜向滤光片靠近 B. 使用间距稍大些的双缝 C. 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动 D. 将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动 （2）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，光屏上P、、处是亮条纹，、处是暗条纹，P到、的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上 。 A. 明暗相间的条纹间距变窄 B. P处可能出现暗条纹 C. 不再出现明暗相间的条纹 D. 原处的亮条纹向P点靠近 （3）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为____mm。 （4）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平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到光屏上，这样形成了两个相干光源。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，在光屏上形成干涉条纹。则相邻两条亮纹（或暗纹）中心间距离____。 四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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） 13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为，振幅为5cm，P、Q是平衡位置相距为1m的两个质点，在时，P通过平衡位置沿y轴正方向运动，Q位于其平衡位置下方最大位移处，求： （1）该波的周期； （2）若波长大于1m，质点P在3s内通过的路程。 14. 如图所示为一等腰直角棱镜的截面图，一细光束从直角边AB上的D点以角度入射，已知棱镜的折射率为，边AB的长为L，AD的距离为，光在真空中的传播速度为c，（可能使用的数据，）问： （1）光束从棱镜射出时的入射角； （2）光束在棱镜中的传播时间。（不考虑光在棱镜中的多次反射） 15. 如图所示，水平地面上放置着用轻质弹簧竖直连接的A、B物块（两端栓接），其中A的质量为m，弹簧的劲度系数为k。压缩弹簧后释放，A开始做简谐运动，到达最高点时弹簧恰好为原长，此时，质量为m的物块C以竖直向下的速度与A发生碰撞后粘在一起做简谐运动（碰撞时间极短），当它们运动到最高点时，物块B恰好对地面无压力。已知弹簧弹性势能的表达式为（其中x为弹簧的形变量），质量为m的弹簧振子的振动周期，重力加速度为g，不计一切阻力及碰撞时间，弹簧足够长且始终在弹性限度内。求： （1）C与A碰后一起做简谐运动的振幅： （2）A、C碰后，再次返回到弹簧原长位置所用的时间； （3）A、C运动到最低点时地面对B的弹力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $