精品解析：河北省张家口市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2024—2025学年第二学期高二年级4月期中考试 物理（A） 注意事项： 1．本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大 B. 机械波上任意一质点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅 C. 只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生衍射 D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是多普勒效应 2. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛应用，下列选项符合实际应用的是（　　） A. 立体电影利用了光的衍射现象 B. 自行车尾灯利用了光的色散原理 C. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振 D. 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息 3. 关于光衍射现象，下列说法正确的是（　　） A. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 B. 衍射图样是光波相互叠加的结果 C. 在做光的单缝衍射实验时，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄 D. 光照到较大圆孔上，屏幕上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 4. 用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ） A 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 5. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，已知小球质量为100g，弹簧的劲度系数为200N/m，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为 B. 该小球在0~50s时间内的路程为100cm C. 小球的最大加速度为 D. 在第2s末到第4s末这段时间内，小球的位移和速度方向都发生变化 6. 如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面。一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线恰好射到M点（不考虑反射光线）。则（　　） A. 光从空气射入介质后，波长变长 B 光从空气射入介质后，频率增大 C. 保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出 D. 保持入射光PQ的方向不变，增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播时间变长 7. 一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，此时x=2m处的质点刚开始振动，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度大小为2m/s B. t0时刻，x=-1m处的质点运动方向向下 C. 从t0到时刻，x=3m处的质点通过的路程为20cm D. 时刻，x=-1.5m处的质点处在波谷位置 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A. 激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度 B. 光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息 C. 用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响 D. 医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 9. 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光在真空中的传播速度比b 光的小 B. 用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 C. a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3：4 D. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 10. 如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。下列说法正确的是（　　） A. 两波源产生的机械波能够发生稳定干涉 B. 两列波从波源传播到点A（8，-2）的路程差为0 C. 两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互加强 D. 两列波引起的点C（0，0.5）处质点的振动相互加强 三、非选择题：本题共5道小题，共54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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： （1）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________； A 将屏稍向右移动 B. 将单缝稍向左移动 C. 使用间距更大的双缝 D. 将绿色滤光片换成红色滤光片 （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，该同学为了减小测量误差，用测量头测出n条亮条纹间的距离a，则单色光的波长λ=_______。 （3）由杨氏双缝干涉条纹间距公式可知，对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但物理教科书中所给的干涉图样并非如此，只有在靠近中央部分的条纹是等距的，边缘部分的间距变_______（选填“窄”或“宽”），有兴趣的同学可以探究其原因。 12. 某实验小组利用图甲、乙所示的实验装置进行“测量重力加速度”实验。速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示。 （1）用游标卡尺测出小钢球直径结果如图丁所示，则其直径d=______mm； （2）让小钢球以较小的角度（）在竖直平面内摆动，从计算机中得到速度大小随时间变化的关系图像如图丙，从t=0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻为______s， 若摆长为1.0m，π2取9.87， 则重力加速度大小g=______m/s2。 （3）该同学计算重力加速度测量值小于当地真实值，原因可能是______； A. 实验室所处位置海拔较高 B. 摆球质量偏大 C. 将摆线长当成了摆长 D. 将摆线长和球的直径之和当成了摆长 （4）另一个实验小组设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图1所示。将小钢球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，拉力随时间的变化关系如图2所示，拉力的最小值F1与最大值F2的关系如图3所示，如果小钢球在摆动的过程中机械能守恒，则最大值F2与最小值F1的一次函数表达式为______（用“”表示），由此我们可以求出重力加速度g。 13. 如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐运动。从某一时刻开始计时，规定竖直向上为正方向，得到弹簧对小球的弹力F与运动时间t的关系图像如图乙所示，若重力加速度为g，弹簧振子的振幅为A，图像的坐标值为已知量，求： （1）小球的质量； （2）从计时开始，弹簧振子的振动方程； （3）从计时开始到13t0时，小球运动的路程。 14. 一半径为R的透明球体放置在水平面上，如图所示。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于水平面射到球体表面上，光线射到球体表面的折射角为30°，折射入球体后再从竖直表面射出。已知入射光线与水平面的距离为，（），求： （1）透明球体的折射率； （2）光线在球体竖直表面的出射角θ的正弦值； （3）若保持光线入射点位置不变，增大入射角，光线折射入球体后能否在球体竖直表面发生全反射，简要说明理由。 15. 分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。t=0时刻，P波刚好传播到坐标原点处，该处的质点将自平衡位置向上振动；Q波刚好传到x=10m处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。 （1）在给出的坐标图上分别画出 P、Q两列波在t=2s时刻的波形图（P波用虚线表示，Q波用实线表示）； （2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大的质点平衡位置的横坐标； （3）求0~3.0s内平衡位置在x=7m处的质点N运动的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024—2025学年第二学期高二年级4月期中考试 物理（A） 注意事项： 1．本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 关于机械波，下列说法正确的是（　　） A. 在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大 B. 机械波上任意一质点在四分之一周期内通过的路程为一个振幅 C. 只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才能发生衍射 D. 同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同，是多普勒效应 【答案】A 【解析】 【详解】A．  在干涉现象中，振动加强点振幅最大，所以振动加强点的振幅总比减弱点的振幅大，故A正确； B．  机械波上的质点处于平衡位置、波峰或波谷时，在四分之一周期内通过的路程才为一个振幅，故B错误； C．  衍射是波的特有属性，在任何条件下波都会发生衍射，只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小时，波才会发生明显的衍射现象，故C错误； D．  同一声源发出的声波，在空气和水中的传播速度不同，是声速与介质有关，不是多普勒效应，故D错误。 故选A 2. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是（　　） A. 立体电影利用了光的衍射现象 B. 自行车尾灯利用了光的色散原理 C. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振 D. 激光全息照片是利用光的干涉记录下物体三维图像的信息 【答案】D 【解析】 【详解】A．立体电影利用的是光的偏振现象，不是衍射，故A错误； B．自行车尾灯利用的是光的全反射原理，不是色散，故B错误； C．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉，不是偏振，故C错误； D．激光全息照片利用光的干涉记录物体三维图像信息，故D正确。 故选D。 3. 关于光的衍射现象，下列说法正确的是（　　） A. 白光的单缝衍射图样是白黑相间的直条纹 B. 衍射图样是光波相互叠加结果 C. 在做光的单缝衍射实验时，换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变窄 D. 光照到较大圆孔上，屏幕上出现大光斑，说明光沿着直线传播，不存在光的衍射 【答案】B 【解析】 【详解】A．白光的衍射图样是彩色条纹，故A错误； B．衍射图样中有亮、暗条纹，这是光波相互叠加结果，加强区为亮条纹，减弱区为暗条纹，故B正确； C．换用波长较长的光照射，衍射现象更明显，衍射条纹间距变宽，故C错误； D．屏幕上大光斑的边缘模糊，正是光的衍射造成的，不能认为不存在衍射现象，故D错误。 故选B。 4. 用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 2倍 D. 3倍 【答案】B 【解析】 【详解】根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有 由题图知 x乙 = 2x甲 则 故选B。 5. 一个水平弹簧振子的振动图像如图所示，已知小球质量为100g，弹簧的劲度系数为200N/m，下列说法正确的是（　　） A. 小球位移随时间变化的关系式为 B. 该小球在0~50s时间内的路程为100cm C. 小球的最大加速度为 D. 在第2s末到第4s末这段时间内，小球的位移和速度方向都发生变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知弹簧振子的振幅为2cm，振动周期为4s，可得小球位移随时间变化的关系式为x=，故A错误； B．0~50s时间相当于，每个周期的路程为4A，故该小球在0~50s内的路程为l=12.5×4A=100cm，故B正确； C．当小球运动到最大位移处时，加速度最大，据牛顿第二定律可得kA=ma 解得小球的最大加速度为a=40m/s2，故C错误； D．在第2s末到第4s末这段时间内，小球从负向最大位移处运动到正向最大位移处，故小球的速度先增大后减小，运动方向不变，小球的位移先减小后增大，位移方向发生了变化，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面。一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线恰好射到M点（不考虑反射光线）。则（　　） A. 光从空气射入介质后，波长变长 B. 光从空气射入介质后，频率增大 C. 保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出 D. 保持入射光PQ的方向不变，增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播时间变长 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据介质改变光的波长，不改变频率，再由，可知光在介质中的波长变短，故A、B错误； C．保持入射点Q不变，减小入射角，折射角随之减小，则折射光线射到AMB面上的入射角增大，当该入射角大于等于临界角时，将发生全反射，光线不能射出AMB面，故C错误； D．保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，折射率增大，光在介质中的传播速度变小、光程变长，则光在该介质中的传播时间变长，故D正确。 故选D 7. 一列波的波源S在O点做竖直方向、频率为10Hz的简谐运动，t0时刻，向右传播的波形如图所示，此时x=2m处的质点刚开始振动，向左传播的波形未画出。下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播速度大小为2m/s B. t0时刻，x=-1m处的质点运动方向向下 C. 从t0到时刻，x=3m处的质点通过的路程为20cm D. 时刻，x=-1.5m处的质点处在波谷位置 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，周期f=10Hz，波长，所以波速v=λf=2×10m/s=20m/s， 故A错误； B．由于波源在O点处， x轴正半轴的波向右传播，则将波形图向右微平移，可知x=1m处的质点向上运动，t0时刻，x=-1m处的质点与x=1m处的质点运动方向相同，运动方向向上，故B错误； C．波的周期为 则从t0到t0+0.175s时刻，经过了1T， 波从2m处传到3m处需要T， 则从t0到t0+0.175s时刻，x=3m处的质点振动1T，通过的路程s=5A=5×4cm=20cm， 故C正确； D．t0时刻， x=-1.5m处的质点处于波谷，则从t0到t0+0.25s时刻，经过了2T，x =-1.5m处的质点处在波峰位置，故D错误。 故选C。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 激光被誉为“神奇的光”，关于激光的应用，下列说法中正确的是（　　） A. 激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度 B. 光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息 C. 用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光在大气中传播不受大气的影响 D. 医学中用激光做“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 【答案】AD 【解析】 【详解】A．激光用来控制核聚变，是因为它的方向性好，光源的能量能集中在很小一点上，可以在空间某个小区域内产生极高的温度，故A正确； B．由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性，故B错误； C．用激光拦截导弹，摧毁卫星，是因为激光方向性好、能量高，故C错误； D．医疗中用激光做“光刀”利用了激光的亮度高的特点，故D正确。 故选AD。 9. 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光在真空中的传播速度比b 光的小 B. 用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽 C. a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为3：4 D. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a光的临界角较小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．所有光在真空中的传播速度都相等，故A错误； BC．根据折射定律，由图可知a光的折射率为 b光的折射率为 a、b两束光在该玻璃砖中的折射率之比为 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光的波长比b光的波长小，用同一装置做单缝衍射实验，b光中央亮条纹更宽，故B正确，故C错误； D．根据，由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的临界角小于b光的临界角，故D正确。 故选BD。 10. 如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源和。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为1.00m/s。下列说法正确的是（　　） A. 两波源产生的机械波能够发生稳定干涉 B. 两列波从波源传播到点A（8，-2）的路程差为0 C. 两列波引起的点B（4，1）处质点的振动相互加强 D. 两列波引起的点C（0，0.5）处质点的振动相互加强 【答案】AD 【解析】 【详解】A．两波源周期相等，则频率相等，所以两波源产生的机械波能够发生稳定干涉，故A正确； B．波长λ=vT=2m，由几何关系可知两波源到A点的距离分别为，所以两波源到A点的路程差为2m，故B错误； C．由，为波长的整数倍，由振动图像知两波源振动方向相反，故B点振动减弱，故C错误； D．两波源到C点的路程差为，所以C点振动加强，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共5道小题，共54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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题： （1）若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________； A. 将屏稍向右移动 B. 将单缝稍向左移动 C. 使用间距更大的双缝 D. 将绿色滤光片换成红色滤光片 （2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，该同学为了减小测量误差，用测量头测出n条亮条纹间的距离a，则单色光的波长λ=_______。 （3）由杨氏双缝干涉条纹间距公式可知，对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但物理教科书中所给的干涉图样并非如此，只有在靠近中央部分的条纹是等距的，边缘部分的间距变_______（选填“窄”或“宽”），有兴趣的同学可以探究其原因。 【答案】（1）AD （2） （3）宽 【解析】 【小问1详解】 若想减少从目镜中观察到的条纹个数，需要增大条纹间距，由公式可知，需要增大双缝到屏的距离l或减小双缝间的距离d或增大λ。 故选AD。 【小问2详解】 n条亮条纹之间有个间距，则相邻两条亮条纹的间距 解得 【小问3详解】 如图所示 由于，所以可认为为直角三角形，根据三角函数关系有 另外， 消去得 当两列波的路程差为波长的整数倍，即时出现亮条纹，即亮条纹中心的位置为 相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距是 对于单色光而言，其波长为定值，干涉图样应为等距的明暗相间的条纹，但上述推导的前提是很小，在靠近的位置，很小，上述推导是成立的；但当离较远的位置，较大，不再满足 而是 因此推导的结果为 即只有在靠近中央部分的条纹是等距的，边缘部分的间距变宽。 12. 某实验小组利用图甲、乙所示的实验装置进行“测量重力加速度”实验。速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示。 （1）用游标卡尺测出小钢球直径结果如图丁所示，则其直径d=______mm； （2）让小钢球以较小的角度（）在竖直平面内摆动，从计算机中得到速度大小随时间变化的关系图像如图丙，从t=0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻为______s， 若摆长为1.0m，π2取9.87， 则重力加速度大小g=______m/s2。 （3）该同学计算重力加速度测量值小于当地真实值，原因可能是______； A. 实验室所处位置海拔较高 B. 摆球质量偏大 C. 将摆线长当成了摆长 D. 将摆线长和球的直径之和当成了摆长 （4）另一个实验小组设计了一个用拉力传感器进行“测量重力加速度”实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图1所示。将小钢球多次拉离竖直方向一定角度后由静止释放，拉力随时间的变化关系如图2所示，拉力的最小值F1与最大值F2的关系如图3所示，如果小钢球在摆动的过程中机械能守恒，则最大值F2与最小值F1的一次函数表达式为______（用“”表示），由此我们可以求出重力加速度g。 【答案】（1）9.3 （2） ①. 1.5 ②. 9.87 （3）AC （4） 【解析】 【小问1详解】 直径d=9mm+3×0.1mm=9.3mm； 【小问2详解】 [1] 摆球在最低点时速度最大，从t=0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻对应图像的第二个峰值，该时刻为1.5s； [2] 小钢球在经过最低点时速度最大，且一个周期内经过两次最低点，所以小钢球摆动的周期为T=2s 根据 解得 【小问3详解】 A．海拔越高，重力加速度越小，故A正确； B．摆球质量与运动周期无关，故B错误； C．将摆线长当成了摆长，则l偏小，则g测量值偏小，故C正确； D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长，则l偏大，则g测量值偏大，故D错误。 故选AC。 小问4详解】 设小球位于最高点时，绳子与竖直方向的夹角为，在最高点有 根据几何关系可得 在最低点有 机械能守恒定律 联立解得 13. 如图甲所示的弹簧振子沿竖直方向做简谐运动。从某一时刻开始计时，规定竖直向上为正方向，得到弹簧对小球的弹力F与运动时间t的关系图像如图乙所示，若重力加速度为g，弹簧振子的振幅为A，图像的坐标值为已知量，求： （1）小球的质量； （2）从计时开始，弹簧振子的振动方程； （3）从计时开始到13t0时，小球运动的路程。 【答案】（1） （2）或 （3）39A 【解析】 【小问1详解】 小球做简谐运动，利用对称性，根据牛顿第二定律，小球在最高点有 小球在最低点有 解得 【小问2详解】 利用简谐运动的对称性，由题图乙可知 解得 t=0时刻小球所受弹力最大，方向竖直向上，所以小球处于最低点，则弹簧振子的振动方程为 也可表示为 【小问3详解】 结合上述可知 则小球的路程为s=9×4A+3A=39A 14. 一半径为R的透明球体放置在水平面上，如图所示。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于水平面射到球体表面上，光线射到球体表面的折射角为30°，折射入球体后再从竖直表面射出。已知入射光线与水平面的距离为，（），求： （1）透明球体的折射率； （2）光线在球体竖直表面的出射角θ的正弦值； （3）若保持光线入射点位置不变，增大入射角，光线折射入球体后能否在球体竖直表面发生全反射，简要说明理由。 【答案】（1） （2） （3）不能，理由见解析 【解析】 【小问1详解】 设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线。因此，图中的角α为入射角。过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，如图所示 由几何关系知∠COB=α 则 设光线在C点的折射角为β，由折射定律得 【小问2详解】 由几何知识知，光线在球体的竖直表面上的入射角r=15° 由折射定律得 因此有 【小问3详解】 要发生全反射，入射角应大于等于临界角，若保持光线入射点位置不变，增大入射角α，折射角β将增大，则光线在球体的竖直表面上的入射角r将减小，将更不满足大于临界角，故不能发生全反射。 15. 分别沿x轴正向和负向传播的两列简谐横波P、Q的振动方向相同，振幅均为5cm，波长均为8m，波速均为4m/s。t=0时刻，P波刚好传播到坐标原点处，该处的质点将自平衡位置向上振动；Q波刚好传到x=10m处，该处的质点将自平衡位置向上振动。经过一段时间后，两列波相遇。 （1）在给出的坐标图上分别画出 P、Q两列波在t=2s时刻的波形图（P波用虚线表示，Q波用实线表示）； （2）求出图示范围内的介质中，因两列波干涉而振动振幅最大的质点平衡位置的横坐标； （3）求0~3.0s内平衡位置在x=7m处的质点N运动的路程。 【答案】（1） （2）x=1m，x=5m，x=9m （3）10cm 【解析】 【小问1详解】 根据△x= vt得Δx=4×2m=8m 可知t=2s时P波传播到x=8m处， Q波刚好传播到x=2m处，根据上下坡法及两波的波长λ=8m可得波形图如图所示 【小问2详解】 根据题意可知，P、Q两波振动频率相同，振动方向相同，两波叠加时，振动加强点的条件为到两波源的距离差Δx=nλ（n=0，1，2…） 解得在图示范围内，振幅最大的平衡位置有x=1m、x=5m、x=9m 【小问3详解】 由题图可知，, 右波传到x=7m处的时间 左波传到x=7m处的时间 则1.75s后，x=7m处的质点始终处于振动减弱状态，静止不动，x=7m处的质点实际振动时间为1s，即个周期，质点的路程s=2A=10cm 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$