甘肃省白银市靖远县第四中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二物理试卷参考答案 第 1 页 共 11 页 高二物理试卷参考答案 一、单选题 1．分析下列物理现象：①水塘中的水波绕过障碍物继续传播；②雷声在云层里轰鸣不绝；③彩超测出反 射波频率的变化，从而知道血液流速；④具有主动降噪功能的耳机，根据收集到的噪声信息发出特定声波 可以抵消噪声。这些物理现象分别属于波的（ ） A．多普勒效应、干涉现象、衍射现象、反射现象 B．衍射现象、反射现象、多普勒效应、干涉现象 C．多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象 D．衍射现象、干涉现象、多普勒效应、反射现象 【答案】B 【详解】①水塘中的水波绕过障碍物继续传播属于衍射现象；②雷声在云层里轰鸣不绝属于反射现象；③ 彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速属于多普勒效应；④具有主动降噪功能的耳机，根据收集 到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声属于干涉现象。 故选 B。 2．如图所示，弹簧振子的平衡位置为 O点，在 BC两点之间做简谐运动，BC相距 20cm，小球经过 B点 时开始计时，经过 0.5s首次到达 C点。下列说法正确的是（ ） A．小球振动的周期为 2.0s B．小球由 C点到 B点加速度不断减小 C．小球的位移-时间关系为 0.1sin 2 m 2 x t       D．5s末小球位移为 0.1m 【答案】C 【详解】A．小球经过 B点时开始计时，经过0.5s首次到达 C点，可知小球振动的周期为 1.0sT  ，选项 A 错误； B．小球由 C点到 B点加速度先减小后增加，选项 B错误； C．振幅 A=0.1m， 2 2 rad/s T    小球经过 B点时开始计时，小球的位移-时间关系为 0.1sin 2 m 2 x t       选项 C正确； D．5s末，即经过了 5个周期，小球回到 B点，则小球位移为0.1m，选项 D错误。 故选 C。 高二物理试卷参考答案 第 2 页 共 11 页 3．如图所示，一块横截面为半圆形的柱形玻璃砖置于水平桌面上，其圆心为 O、半径为 R。若一细束光从 P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形侧表面的 A点发生全反射；当光从 P点以入射角 60  入射时， 光将从玻璃砖圆形侧表面上的 B点（图中未画出）射出。已知OP长为 3 3 R，真空中的光速为 c，则（ ） A．玻璃砖的折射率为 1.5 B．当入射角 60  时的折射角为 45° C．光在玻璃砖内的传播速度为 3 3 c D．从 B点射出的光一定与从 P点射入的光不平行 【答案】C 【详解】A．作出两种情况下的光路图，如图所示。 在 A处发生全反射，故有 1 3sin 3 OPC n R    解得 3n  A错误； B．根据 sin 60 sin n APB    解得 1sin 2 APB  ， 30APB   B错误； C．根据 cv n  解得 3 3 v c C正确； D．根据边角关系，光在 B点的入射角为 30°，B点正好在 O点上方，折射角是 60°，从 B点射出的光与 P 点射入的光平行，D错误。 故选 C。 高二物理试卷参考答案 第 3 页 共 11 页 4．绿光在水中波长和紫光在真空波长相等，水对绿光折射率 4 3 （ ） A．水对紫光折射率略小于 4 3 B．绿光与紫光频率比3: 4 C．绿光与紫光在真空波长比3: 4 D．绿光在真空速度大于紫光的 【答案】B 【详解】A．紫光频率比绿光频率大，所以水对紫光折射率应大于 4 3 ，故 A错误； C．设绿光在真空中波长为 1 ，紫光在真空中波长为 1，则绿光在水中波长为 1 2 1 1 3 4n      所以绿光与紫光在真空波长比为 1 1 4 3     故 C错误； B．根据 c  可得绿光与紫光频率比为 1 1 1 1 3 4         故 B正确； D．不同色光在真空中速度相同，故 D错误。 故选 B。 5．一列沿 x轴传播的简谐横波，在 0t  时的波形如图甲，P、Q是波上的两个质点，此时质点 P沿 y轴负 方向运动，图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（ ） A．该波沿 x轴负方向传播 B．图乙可能为Q点的振动图像 C． 0.10st  时，质点Q加速度方向向下 D．该波的波速为 40m / s 【答案】D 【详解】A．此时质点 P沿 y轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿 x轴正方向传播，故 A错误； B．由于该波沿 x轴正方向传播，可知 0t  时刻质点Q从平衡位置沿 y轴正方向运动，则图乙不可能为Q点 的振动图像，故 B错误； C．由图乙可知周期为 0.20sT  ，结合图甲可知， 0.10st  时，质点Q位于平衡位置，加速度为零，故 C 错误； D．由图甲可知波长为 8m  ，则该波的波速为 8 m / s 40m / s 0.20 v T     故 D正确。 故选 D。 高二物理试卷参考答案 第 4 页 共 11 页 6．关于下面四幅图片所示的现象或解释，下列说法正确的是（ ） A．图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象 B．图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样 C．图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉 D．图丁中使摆球 C先摆动，稳定后摆球 A的振动周期小于摆球 B的振动周期 【答案】C 【详解】A．光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象，减弱光的反射，从而增加透射，故 A错误； B．泊松亮斑是圆板衍射现象，故 B错误； C．图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉，故 C正确； D．使摆球 C先摆动，由 C摆动从而带动球 B和球 A两个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力 的频率，故 A、B各摆振动周期跟 C摆相同，故 D错误。 故选 C。 7．如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（ ） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 9 : 4 B．乙单摆的振动方程 π8sin π cm 3 x t      C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．0 ~1s内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 【答案】B 【详解】A．由振动图像可知，甲、乙单摆的周期 4sT 甲 ， 6sT 乙 根据单摆周期公式 2 lT g  可知 2 2 2 2 4 4 6 9 l T l T   甲 甲 乙 乙 故 A错误； B．对乙单摆有 6sT 乙 ， 8cmA  故 2 rad/s 3T    乙 乙 由图可知， 0t  时刻，乙单摆的位移为 0，且向负方向运动，故乙单摆的振动方程为  8sin cm 3 x t       故 B正确； C．单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关，仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系，所以 不能比较机械能的大小，故 C错误； D．0 ~1s内，甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动，故甲、乙摆球的重力势能均增大，故 D错误。 故选 B。 高二物理试卷参考答案 第 5 页 共 11 页 二、多选题 8．水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时的一种夸张技法。某次表演中，演员抖动长袖一端，随之舞 动的长袖形成了一列简谐横波（如图），其中实线为 1 0t  时刻波的图像，虚线为 2 0.3st  时刻波的图像， 波的周期 0.3sT  。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ） A．波长为 2m B．周期一定为 1.2s C．频率可能为 2.5Hz D．若波沿 x轴正方向传播，则波速可能为15m / s 【答案】AC 【详解】A．根据题意可知，该波的波长为 2m  ，故 A正确； D．若波向 x轴正方向传播，则有 2 1 10.3s 4 t t T nT    所以周期为 1.2 s( 0,1, 2,3 ) 4 1 T n n     因为波的周期 0.3sT  则有 0n  ，T=1.2s 波速为 5m / s 3 v T    故 D错误； BC．若波向 x轴负方向传播，则有 2 1 30.3s 4 t t T nT    所以周期为 1.2 s 0,1, 2,3 4 3 T n n    （ ）， 因为波的周期 0.3sT  则有 0n  ， 0.4sT  频率为 1f T   2.5Hz 波速为 5m / sv T    故 C正确，B错误。 故选 AC。 高二物理试卷参考答案 第 6 页 共 11 页 9．将某新材料压制成半圆柱体，横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入，并与底面 上过圆心O点的法线成角，CD为足够大的光学传感器，可以探测从 AB面反射光的强度，反射光强度随 变化规律如图乙所示。已知 sin37 0.6,cos37 0.8   ，下列说法正确的有（ ） A．新材料对红光的折射率为 5 3 B．图甲中，红光反射光线的频率大于折射光线的频率 C．图甲中，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小 D．图甲中，入射角减小到 0时，光将全部从 AB界面透射出去 【答案】AC 【详解】A．由图可知，当 37  时发生全反射，可知新材料对红光的折射率为 1 5 sin 37 3 n   选项 A正确； B．图甲中，红光反射光线的频率等于折射光线的频率，选项 B错误； C．图甲中，根据 cv n  可知，红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小，选项 C正确； D．图甲中，入射角减小到 0时，仍有光线反射回介质中，而不是光将全部从 AB界面透射出去，选项 D 错误。 故选 AC。 10．如图为一列简谐横波在 0.75st  时刻的波形图， P、Q是波传播路径上的两个质点，质点Q平衡位置 的横坐标为 4mx  。质点 P的振动方程为  10sin cmy t 。则下列说法正确的是（ ） A．波沿 x轴正方向传播 B．质点Q振动的频率为 2 Hz C．质点 P平衡位置的坐标为 1mx  D． 0t  时刻，质点Q正在向 y轴正方向运动 【答案】AC 【详解】AB．由质点 P的振动方程 y   10sin cmt 可知，振动周期为 2 2 sT     0.75st  时刻质点 P正沿 y轴负方向运动，由波动与振动的关系可知，波正沿 x轴正方向传播，质点Q的 振动频率为 1 0.5 Hzf T   A正确，B错误； C． t  0.75s时刻代入振动方程可知，质点 P的位移为 5 2 cmy  波动方程为  210sin 8 y x cm 由此可知质点 P的平衡位置坐标为 1mx  C正确； D．根据平移法可知， t  0.75s时刻质点Q沿 y轴正方向运动， 0t  时刻，质点Q正在向 y轴负方向运动， D错误。 故选 AC。 高二物理试卷参考答案 第 7 页 共 11 页 三、实验题 11．某实验小组利用单摆测重力加速度。 (1)用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为 48.00 cm，用 20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示， 则摆球的直径D = mm，则摆长 L  cm。 (2)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响，小组 决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期T ，并绘出 2T L 图线，从而间接测定当地的重力加速度。 A．若 2T L 图线的斜率为 k，当地的重力加速度计算公式为 g  ； B．实验小组测得相关数据，绘制出 2T L 图线如图乙所示； C．若取 2 9.87  ，请根据图乙的 2T L 图线算出当地重力加速度值为 g  2m / s （保留三位有效 数字）。 (3)地面上周期为 2 s的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中，探测器刚发射离开地 球表面时，此秒摆的周期 （选填“大于”“小于”或“等于”）2s。 【答案】(1) 30.80 49.54 (2) 24 k  9.87 (3)小于 【详解】（1）[1]摆球的直径 30mm+16 0.05mm=30.80mmD   [2]摆长 48.00cm+ 49.54cm 2 DL   （2）[1]根据 2 LT g  解得 2 2 4T L g   2T L 图线的斜率为 k，则有 24 k g   解得 24g k   [2]由图像可得斜率大小为 2 2 4.9 2.5 s m 4s m 1.2 0.6 k    当地重力加速度值为 2 24 9.87m/sg k    （3）探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态，等效重力加速度 g变大，由 2 LT g  可得周期变小， 即秒摆的周期小于 2s。 高二物理试卷参考答案 第 8 页 共 11 页 12．某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中，画出的光路如图甲所示. (1)下列关于大头针 3P 、 4P 的位置，说法正确的是__________（填字母）. A．插上大头针 3P ，使 3P 挡住 1P、 2P 的像 B．插上大头针 3P ，使 3P 仅挡住 2P 的像 C．插上大头针 4P 、使 4P 挡住 1P、 2P 的像和 3P D．插上大头针 4P 、使 4P 仅挡住 1P (2)该实验小组的同学在甲图的基础上，以入射点 O为圆心作圆，与入射光线 1PO、折射光线OO分别交于 A、B点，再过 A、B点作法线 NN 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)若该组同学在正确画出两界面后，不小心将玻璃砖平移了一些，如图丙所示（虚线表示平移后玻璃砖边 界），其他操作无误，则他测得的折射率将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）. (4)下列措施能够减小实验误差的是__________（填字母）. A．选用两光学表面间距较大的玻璃砖 B．选用较粗的大头针完成实验 C．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些 【答案】(1)AC (2) AC BD (3)不变 (4)AC 【详解】（1）确定大头针 3P 的位置的方法是使大头针 3P能挡住 1P、 2P 的像，则 3P 必定在出射光线方向上， 确定大头针 4P 的位置的方法是使大头针 4P能挡住 1P、 2P 的像和 3P ，则 4P 必定在出射光线方向上。 故选 AC。 （2）根据折射率公式可知，玻璃的折射率为 sin sin AC AOC ACAOn BDBOD BD BO      （3）如图所示，实线表示玻璃砖平移后实际的光路，虚线表示实验中得到的光路，可知实验中得到的入 射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等，由折射定律可知，测出的折射率不变。 （4）A．为了减小作图误差，应选用两光学表面间距较大的玻璃砖，A正确； B．选用较粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，B错误； C．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些时，引起的角度误差会小些，C正确。 故选 AC。 高二物理试卷参考答案 第 9 页 共 11 页 四、解答题 13．实验室中有一直角三棱镜，其横截面 ABC如图所示，∠B＝30°。光线从直角边 AB上的某点以入射角 θ射入棱镜时，恰好能从另一直角边 AC垂直射出。已知棱镜折射率为 3。 (1)求θ； (2)保持 AB边上光线的入射点不变，逐渐减小入射角，发现当入射角小于α时，斜边 BC上才有光线射出， 求 sinα。 【答案】(1)60° (2) 3 2 2  【详解】（1）由图可知 由几何关系得β＝30°，γ＋β＝60° 得γ＝30° 由折射定律可得 sin sin n   解得θ＝60° （2）由 1sinC n  ，解得 3sin 3 C  又 2 2sin cos 1C C  得 6cos 3 C  保持 AB边上光线的入射点不变，逐渐减小入射角，解析图中的角 、 分别变成  、 由几何关系 γ'＋β'＝60°，C＋β'＝90 得γ'＝C－30° 解得 3 6sin 6    由 sin sin n    ，解得 3 2sin 2   高二物理试卷参考答案 第 10 页 共 11 页 14．一个在地球表面上做简谐运动的单摆，其振动图像如图甲所示，现将此单摆移至某一行星表面上，其 简谐运动图像如图乙所示。取π2=10，地球表面重力加速度 g1取 10m/s2，求： (1)此单摆的摆长； (2)在地球上将摆长缩短到原摆长的 14 ，则此单摆的频率是多少？ (3)该行星表面重力加速度 g2。 【答案】(1)1m (2)1Hz (3)2.5m/s2 【详解】（1）由题图甲知，单摆在地球表面上的振动周期 1 2sT  根据 1 1 2 LT g  代入数据解得 1mL  （2）当摆长缩短为 4 L 时，周期 1 1 1 142 1s 2 L T T g    此单摆的频率是 1 1 1 1Hzf T   （3）由题图乙知，单摆在该行星表面上的振动周期 2 4sT  2 2 2 LT g  所以 1 2 4 1 g g  所以 2 2 2.5m/sg  高二物理试卷参考答案 第 11 页 共 11 页 15．两列简谐横波分别沿 x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于 0x  和 14mx  处，波源的振幅均为 5cm，传播速度相同。如图所示为 0t  时刻两列波的图像，此刻平衡位置在 4mx  和 10mx 的 P、Q两质 点刚开始振动，且 1 0.25st  时，质点 P第一次到达波峰处，质点M的平衡位置处于 8 mx  处.求： (1)简谐波的传播速度 v； (2)质点M第一次到达波峰所需要的时间； (3)从 0t  到 2 10st  内，质点M运动的路程。 【答案】(1)4m / s (2)0.75s (3)10cm 【详解】（1） 1 0.25st  时刻，质点 P第一次到达波峰处，则有 1 0.25s 4 Tt   解得周期为 1sT  由题图可知波长为 4m  ，则简谐波的传播速度为 4m / sv T    （2）由题图可知，右侧波峰第一次到达M点，质点M第一次到达波峰，则质点M第一次到达波峰所需 要的时间为 11 8 s 0.75s 4 xt v       （3）左侧波传到M点的时间为 11 8 4 s 1s 4 xt v      右侧波传到M点的时间 22 10 8 s 0.5s 4 xt v      可知在0 0.5s: 内，质点M不动；在0.5 1s: 内，质点M运动了半个周期，则运动的路程为 1 2 10cms A  1st  时，左侧波传到M点使M点从平衡位置向上振动，此时右侧波使M点从平衡位置向下振动，则两 列波分别在质点M的振动情况恰好相反，所以在1 10s 内，即质点M不动；故从 0t  到 2 10st  内，质点 M运动的路程为 1 10cms s  null