山东省聊城第一中学2024-2025学年高二上学期第二次阶段性测试物理试题

2023级高二上学期第二次阶段性测试 物 理 试 题 时间：90分钟 分值：100分 第Ⅰ卷（40分） 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．关于物体做简谐运动的规律，下列说法正确的是(　　) A．简谐运动的回复力可以是恒力 B．简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置 C．做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小 D．做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同的 2．下列说法正确的是（　　） A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大 C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 D．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样 3．一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射从玻璃砖上表面射出，光线分为、两束，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃中，光的传播速度大于光的传播速度 B． 增大空气一侧的入射角，光线先消失 C．在真空中遇到障碍物时，光更容易产生明显的衍射现象 D．在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，光的条纹间距大于光的条纹间距 4．如图甲所示，用黄光从一侧照射薄膜，可以观察到明暗相间的干涉条纹。图乙为双缝干涉实验装置的示意图，单色光源S到两缝、的距离相等，虚线OS垂直于两缝连线。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的干涉条纹上下分布均匀 B．若图甲中换用紫光照射，则条纹间距将变小 C．图乙中的O点处为暗条纹 D．减小图乙中双缝间距离，条纹间距将变小 5．如图所示为实验室中一单摆的共振曲线，由共振曲线可知（    ） A．则该单摆的摆长约为 B．若增大摆长，共振曲线的峰值向右偏移 C．若增大摆球的质量，共振曲线的峰值向右偏移 D．若在月球上做实验，共振曲线的峰值向左偏移 6．如图所示是两个振动情况完全相同的简谐波源、在同一均匀介质中产生的两列波，实线表示波峰，虚线表示波谷，波源的振幅为，周期为。关于图中所标的、、、四点，下列说法正确的是　　 A．点振幅为零 B．点振动始终加强，点振动始终减弱 C．从图示时刻经过，点将运动到点 D．从图示时刻经过，点运动路程为 7．如图（）为一列简谐横波在t＝0.5s时刻的波形图，介质中的两个质点P、Q此刻离开平衡位置的位移分别为0.5A、﹣0.5A，图（）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿+x方向传播，0.5s时刻P质点正在向﹣y方向振动 B．波沿﹣x方向传播，0.5s时刻P质点正在向+y方向振动 C．波速为2cm/s，P、Q振动方向有时相同有时相反 D．波速为4cm/s，0.5s时刻质点P在加速、质点Q在减速 8．如图所示，介质中有两个相距6 m的波源S1和S2，两波源的振动方向与纸面垂直，所形成的机械波在纸面内传播，传播速度均为0.25 m/s。图2是S1的振动图像，图3是S2的振动图像。M点在S1和S2的连线上，与波源S1相距2.5 m，N和S1的连线与S1和S2的连线垂直，N点到S1的距离为8 m。下列说法正确的是（　　） A．M是振动加强点 B．N是振动加强点 C．M和N的连线上必定有一振动加强点 D．S1和S2振动步调相反，不能形成稳定的干涉图样 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（　　） A．图甲中a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，b光中央亮条纹更宽 B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小 C．图丙中下板是待检测的光学元件，上板是标准样板 D．相机镜头涂氟化镁薄膜主要是增加对绿色光的透射，增透膜的厚度为绿光在真空中波长的 10．如图所示，某一复合光线对准一半圆形玻璃砖的圆心O入射，当在O点的入射角为30°时，出射光线分成a、b两束，光束a与下边界的夹角为37°，光束b与下边界的夹角为53°，则下列说法正确的是（　　） A．a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 B．a光在玻璃砖中的传播速率比b光的小 C．若将复合光线逆时针旋转，b光先发生全反射 D．若用a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置时，a光的干涉条纹间距比b光的小 11．如图甲所示，我国航天员王亚平在天宫课堂上演示了微重力环境下的神奇现象。液体呈球状，往其中央注入空气，可以在液体球内部形成一个同心球形气泡。假设此液体球其内外半径之比为，由、、三种颜色的光组成的细复色光束在过球心的平面内，从点以的入射角射入球中，、、三条折射光线如图乙所示，其中光的折射光线刚好与液体球内壁相切。下列说法正确的是　　 A．该液体材料对光的折射率小于对光的折射率 B．光在液体球中的传播速度最大 C．该液体材料对光的折射率为 D．若继续增大入射角，光可能因发生全反射而无法射出液体球 12．图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是(　　) A．t＝0时刻，质点P沿y轴正方向振动 B．这列简谐横波以80 m/s的速度向左传播 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点Q通过的路程为30 cm D．在t＝0.10 s时刻，质点P的位移为5cm 第Ⅱ卷（60分） 三、实验题：本题共3小题，每空2分，共22分。 13．在利用单摆测量重力加速度的实验中： (1)用游标卡尺测量摆球的直径如图所示，则小球的直径为 　 　mm。 (2)若某同学测得的重力加速度数值大于当地重力加速度的数值，则引起这一误差的原因可能是 　　。 A．误将摆线长当作摆长 B．误将摆线长与球的直径之和当作摆长 C．误将次全振动次数计为次 D．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了 (3)若另一位同学将单摆固定在力传感器上，得到了拉力随时间的变化曲线，已知摆长，根据图中的信息可得，重力加速度g=　 　m/s2（取，结果保留三位有效数字）。 14．在“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，然后画出玻璃砖与空气的两个界面和，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 (1)在插和时，应使挡住 （选填“”、“”、“和”、“或”）的像，使挡住 （选填“”、“”、“、和”、“、或”）的像。 (2)用“插针法”找出与入射光线对应的折射光线，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率n= （用图中线段的字母表示）。 (3)为了减小实验误差，实验时的正确操作是 A．入射角应尽量小些 B．玻璃砖的宽度宜小一些 C．大头针应垂直地插在纸面上 D．大头针、及、之间的距离应适当小些 (4)该同学在画界面时，不小心将两界面间距画得比玻璃砖宽度大些，如图丙所示，则他测得折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 15．某学习小组用如图（a）所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。请根据提示完成下列问题： (1)若取下滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______（选填字母代号）； A．观察不到干涉条纹 B．可观察到明暗相间的白色条纹 C．可观察到彩色条纹 (2)实验中，选用绿色滤光片测量绿光波长，测得双缝间的距离，双缝与屏之间的距离，当分划板的中心刻线与第1条亮条纹的中心对齐时，手轮上读数为，转动手轮，使分划线向一侧移动，当分划板的中心刻线与第6条亮条纹的中心对齐时，手轮上示数如图（b）所示，其读数为 mm，由以上数据求得绿光的波长为 m（计算结果保留三位有效数字）。 四、计算题：本题共4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位，只写出最后结果的不得分。 16．（8分）一列简谐横波在某弹性介质中沿x轴传播，在t＝0时的波形如图中实线所示，经Δt＝0.4s后的波形如图中虚线所示。 (1)若该波的周期T＞0.4s，求该波的传播速度大小； (2)若波向x轴负方向传播，且T＜Δt＜2T，求x＝0.4m处的质点第一次出现波谷的时刻。 17．（8分）如图所示，一劲度系数为100N/m的弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为0.1kg的重物（可看作为质点），将重物向下拉动一段距离让其以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C两点相距4cm，P点为OB的中点。重物从B点到第二次经过O点，所用的时间为0.9s，若重物经过B点时开始计时，取向上为正方向。求： (1)该重物做简谐运动的振动方程； (2)从t＝0时刻开始到重物第二次经过P点的时间； (3)重物处于P点时弹簧的形变量和回复力大小。 18．（8分）某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点，，半圆形透明物质Ⅰ的半径为R，一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全反射，再从BC边上的Q点垂直射出BC边，已知透明物质Ⅰ对该光的折射率为，透明物质Ⅱ对该光的折射率为n2，真空中光速为c，求：（结果可用根式表示） (1)该透明物质Ⅱ对该光的折射率n2； (2)光从P传到Q所用时间t。 19．（14分）如图所示，长木板在光滑水平面上以v0=2 m/s的速度做匀速直线运动，长木板质量，某时刻在长木板的右端轻放一个可视为质点的小物块，小物块的质量，长木板右侧有一固定挡板，挡板下方留有仅允许长木板通过的缺口，小物块与木板之间的动摩擦因数，小物块与挡板发生正碰，碰撞是弹性碰撞。假设木板右端到挡板的距离足够大。，求： (1)若要小物块不从长木板上滑下，求长木板的长度至少是多少？ (2)若长木板的长度足够长，质量变为，求： ①小物块和挡板第一次相碰后向左运动的时间。 ②小物块与挡板第n次碰撞到第n+1次碰撞过程中，相对于长木板的位移是多少？ 2023级高二上学期第二次阶段性测试物理试题参考答案 1．【答案】C 【解答】回复力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，故A错误；平衡位置是物体在振动过程中回复力为零的位置，回复力可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力B错误。做简谐运动的质点，速度增大时，靠近平衡位置，回复力减小，其加速度一定减小。C正确。做简谐运动的质点先后通过同一点，速度的方向有可能是相反的，故D错误； 2．【答案】D 【解答】解：A．图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A错误； B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时，光从内芯射向外套时发生全反射，说明从光密介质射向光疏介质，故外套的折射率比内芯的小，故B错误； C．图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C错误； D．光照射到不透明圆盘上，后面会出现一亮斑，这亮斑称为泊松亮斑，图丁为在圆盘后得到的衍射图样，故D正确。故选：D。 3.【答案】C 【解答】解：A．光路图如图所示，根据光路图可知，光线进入玻璃砖时，玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于b光，由v分析可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A错误； B．发生全反射的必要条件是光从光密介质射入光疏介质，光从空气进入玻璃时不会发生全反射，所以增大空气一侧的入射角，a、b两光线都不会发生全反射，能射入玻璃砖。光线经过下表面反射射到玻璃砖上表面时，入射角等于光线进入玻璃砖上表面时的折射角，由光路可逆性可知，a、b光在玻璃砖上表面一定不会发生全反射，能从玻璃砖上表面射出，所以两光都不会消失，故B错误； C．玻璃对a光的折射率大于b光，则a光的波长小于b光的波长，在真空中遇到障碍物时，b光更容易产生明显的衍射现象，故C正确； D．a光的波长小于b光的波长，根据Δxλ可知，在真空中用同一装置进行双缝干涉实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距，故D错误。故选：C。 4．【答案】B 【解答】A．根据图像可知，图中薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚得越来越快，则从上到下条纹越来越密集，即明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密的，故A错误； B．若图甲中换用紫光照射，波长变短，条纹间距将变小，故B正确； C．由于单色光源S到两缝、的距离相等，则图乙中的O点处为亮条纹，故C错误； D．由公式可知，减小图乙中双缝间距离，条纹间距将变大，故D错误。故选B。 5．【答案】D 【解答】A．单摆的固有频率为0.5Hz，则周期T=2s，根据 可得该单摆的摆长约为选项A错误； B．若增大摆长，周期变大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，选项B错误； C．若增大摆球的质量，固有频率不变，则共振曲线的峰值不移动，选项C错误； D．若在月球上做实验，重力加速度g变小，则周期变大，固有频率变小，则共振曲线的峰值向左偏移，选项D正确。故选D。 6．【答案】A 【解答】解：A．点是波峰与波谷相遇的点，为振动减弱点，两列波的振动情况完全相同，振幅相等，所以点的振幅为零，故正确； B．点是波峰与波峰相遇的点，点是波谷与波谷相遇的点，所以两点均为振动加强点，两点振动始终加强，故错误； C．波上每点都是在各自平衡位置附近做着简谐运动，并不会随波运动，故错误； D．点为振动加强点，其振幅为，此时处于波峰位置，经过，其运动路程为，故错误。 7．【答案】D 【解答】解：AB.由图b可知，0.5s时刻Q质点正在向﹣y振动，结合图a可知，波沿﹣x方向传播，则0.5s时刻P质点正在向﹣y方向振动，故AB错误；CD.由图a知波长λ＝24cm由图b知，周期T＝6s则波速vcm/s＝4cm/s 0.5s时刻质点P在接近平衡位置，则速度增大，质点Q在远离平衡位置，则速度减小，故C错误，D正确。故选：D。 8．【答案】C 【解答】A．根据图像可知波的传播周期为T = 4 s，所以波长为两波源到M点的波程差为由于两波源振动是反相位，所以M点为减弱点，故A错误； B．两波源到N点的波程差为由于两波源振动是反相位，所以N点为减弱点，故B错误； C．在S1和S2之间，且距S1或S2距离为处开始，做以S1和S2为焦点的双曲线与M和N的连线的交点就是加强点，故C正确； D．S1和S2两波源同频，振动方向相同，振动步调相反，能形成稳定的干涉图样，故D错误。故选C。 9．【答案】BC 【解答】A．图甲中可知b光的偏折程度较大，可知b光折射率较大，b光频率较大，波长较短，则a光和b光分别经过同一个单缝发生衍射时，a光衍射比较明显，则a光中央亮条纹更宽，故A错误； B．图乙若只减小屏到挡板的距离L，根据可知，相邻亮条纹间距离将减小，选项B正确； C．图丙中下板是待检测的光学元件，上板是标准样板，选项C正确； D．相机镜头涂氟化镁薄膜主要是增加对绿色光的透射，增透膜的厚度为绿光在薄膜中波长的四分之一，选项D错误。故选BC。 10．【答案】BD 【解答】A．根据a、b两束光在该玻璃砖中的折射率分别为 故折射率之比为4：3，故A错误； B．由光路图可知，a光的偏折程度比b光大，则玻璃对a光的折射率较大，根据 可知，a光在玻璃砖中的传播速率比b光的小，故B正确； C．根据可知，a光临界角较小，则若将复合光线逆时针旋转，使入射角增大，则出射光线a先消失，a光先发生全反射，故C错误； D．由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率比b光的频率大，a光的波长小于b光的波长，因a光的波长小，根据可知，若用a、b两束光分别照射同一双缝干涉装置时，a的干涉条纹间距比b的小，故D正确。故选BD。 11．【答案】BC 【解答】解：A．由图乙可知，光在液体材料中的折射角最小，光的折射角最大，由折射定律，可知该液体材料对光的折射率大于对光的折射率，且该液体材料对光的折射率最小，故错误； B．光的折射率最小；由可知光在液体球中的传播速度最大，故正确； C．由图乙结合几何关系可得，光在液体材料中的折射角由折射率 可得该液体材料对光的折射率为，故正确； D．若继续增大入射角，光的折射角增大，光线远离同心球形气泡，光线从液体材料射出时的入射角与射入液体材料时的折射角大小相等，根据光的可逆性可知不会发生全反射，故错误。 12．【答案】CD 【解答】因为波向左传播，所以t＝0时刻，质点P的振动情况与t＝0.10 s时x＝1 m＋40×0.1 m＝5 m处的质点振动情况一致，由波的图像可知该处的质点正沿y轴负方向振动，A错误；根据振动图像，质点Q在t＝0.10 s后的下一时刻的振动方向向下，结合波的图像，可知这列简谐横波向左传播，波速为v＝＝ m/s＝40 m/s，B错误；从t＝0.10 s到t＝0.25 s，经历了T，质点Q通过的路程为s＝×4A＝30 cm，C正确；简谐波的方程为y＝(10sin x) cm＝(10sin x) cm，将x＝1.0 m代入得y＝(10sin ) cm＝5 cm，D正确． 13．【答案】 （1）10.60；（2）；（3）9.86 【解答】解：（1）游标卡尺的精确度为0.05mm，摆球直径为10mm+12×0.05mm=10.60mm （2）根据得 A．把摆线长当作摆长，测量值偏小，导致的测量值偏小，故A错误； B．把摆线长与球的直径之和作摆长，测量值偏大，导致的测量值偏大，故B正确； C．将次全振动次数计为次，则测量值偏大，导致的测量值偏小，故C错误； D．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，测量值偏小，导致的测量值偏小，故D错误。故选：B。 （3）由图可知T=2s又解得g＝9.86 m/s2 14．【答案】(1) 和 、和 (2) (3) C (4) 偏小 【解答】（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，大头针均应在同一传播光路上，即同时挡住和的像且挡住、和的像。 （2）根据几何关系入射角正弦值为折射角正弦值为且根据折射定律有 （3）A．为减小实验误差，入射角应尽量大些，故A错误； B．为减小实验误差，玻璃砖的宽度宜大一些，故B错误； C．为了便于大头针挡住前面大头针的像，大头针应垂直地插在纸面上，故C正确； D．为减小实验误差，大头针及之间的距离应适当大些，故D错误。故选C。 （4）根据题意作出光路图 由图可知，入射角不变，但是折射角变大，根据折射定律可知，所测折射率偏小。 15.【答案】（1）C；（2）13.870；5.20×10﹣7。 【解答】（1）若取下滤光片，则通过双缝的光不再是单色光，白光是复色光，因此在其他实验条件不变的情况下，在目镜中将观察到彩色条纹。故选C。 （2）螺旋测微器读数为 （3）由题图可知，条纹间距 根据双缝干涉条纹间距公式 解得 16．【答案】（1）如果波沿+x方向传播，该波的传播速度大小为1m/s；如果波沿﹣x方向传播，该波的传播速度大小2m/s； （2）若波向x轴负方向传播，且T＜Δt＜2T，则x＝0.4m处的质点第一次出现波谷的时刻为0.1s。 【解答】解：（1）如果波沿+x方向传播，则有：（n）T＝Δt 解得：Ts 若该波的周期T＞0.4s，则n＝0，T＝1.2s ----------------------------------1分 该波的传播速度大小为：vm/s＝1m/s； -----------------------------------1分 如果波沿﹣x方向传播，则有：（n）T＝Δt解得：Ts 若该波的周期T＞0.4s，则n＝0，T＝0.6s -----------------------------------1分 该波的传播速度大小为：vm/s＝2m/s； -----------------------------------1分 （2）如果波沿﹣x方向传播，则有：（n）T＝Δt解得：Ts 若该波的周期T＜Δt＜2T，则0.2s＜T＜0.4s，则n＝1，T＝0.24s ------------1分 该波的传播速度大小为：v′m/s＝5m/s -------------------------------1分 x＝0.4m处的质点第一次出现波谷的时刻为：ts＝0.1s。--------------2分 17.【答案】（1）；（2）1.0s；（3）2cm；1N 【解答】（1）重物从B点到第二次经过O点，所用的时间为0.9s，可知 可知T=1.2s ------------------------------------1分 振幅为A=2cm，则 重物经过B点时开始计时，取向上为正方向， 则该重物做简谐运动的振动方程 -----------------------------------1分 （2）在P点时 -----------------------------------1分 带入振动方程解得t1=0.2s ，t2=1.0s -----------------------------------1分 则从t＝0时刻开始到重物第二次经过P点的时间为1.0s。 -----------------------------------1分 （3）在平衡位置O时弹簧伸长量为 -----------------------------------1分 重物处于P点时弹簧的形变量为∆x2=∆x+2cm=2cm -----------------------------------1分 回复力大小 F =k∆x2-mg=1N ----------------------------------------------------------1分 18．【答案】(1)；(2) 【解答】(1)由题意可知，光线射向AC面恰好发生全反射，反射光线垂直于BC面从棱镜射出，光路图如图所示，设光线在透明物质Ⅱ中发生全反射的临界角为C，在M点刚好发生全反射。由几何关系可知 -----------------------------------2分 由解得 -----------------------------------1分 (2) 物质Ⅰ中光速 -----------------------------1分 物质Ⅰ中用时 -----------------------------1分 物质Ⅱ中光速 -----------------------------1分 由几何关系知 所以 物质Ⅱ中用时 -----------------------------1分 联立解得光从P传到Q所用时间 -----------------------------1分 19．【答案】（1）；（2）①，② 【解答】（1）设长木板和小物块向右运动过程中第一次达到共速时的速度为，则由动量守恒定律得 -----------------------------1分 小物块与挡板发生弹性碰撞后，速度反向，大小不变，设长木板与小物块再次共速时速度为，则由动量守恒定律得 -----------------------------1分 由能量守恒定律可得 -----------------------------1分 解得 -----------------------------1分 （2）①更换长木板后，设长木板与小物块第一次共速时速度为v，由动量守恒定律可得 -----------------------------------------------------1分 小物块与挡板发生第一次弹性碰撞后，速度反向，大小不变，其向左运动过程中，由动量定理可得 --------------------------------------------------1分 解得 ---------------------------------------------------1分 ②设小物块与挡板第二次碰撞前的速度为，由动量守恒定律可得 ----------------------------------------------1分 解得 ----------------------------------------------1分 设第三次碰撞前、第四次碰撞前，小物块和木板的共同速度为、，同理可得 则第次碰撞前的共同速度为 ----------------------------2分 物块与挡板第n次碰撞到第次碰撞过程中，相对于长木板的位移是x，由能量守恒定律可得 -----------------------------2分 解得 -----------------------------------------------------1分 1 学科网（北京）股份有限公司 $$