精品解析：山西省太原市第五中学校2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

太原五中2024~2025学年第二学期高二年级5月月考 物 理 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示是杭州美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（　　） A. 用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B. 湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象 C. 要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小 D. 游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 2. 某物体位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（　　） A. 该物体做简谐运动，周期 B. 时刻，该物体的位置坐标为 C. 该物体在任意内的路程都是 D. 该物体运动过程中速度变化频率为 3. 将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，其振动图像如图所示，则（　　） A. 在0.1～0.2s振子正在做加速度减小的加速运动 B. 在0.1～0.2s振子正在做加速度增大的减速运动 C. 在0.1～0.2s振子速度方向沿x轴正方向 D. 在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm 4. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 质点N该时刻向y轴负方向运动 C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长 5. 水晶球是工匠师傅用质量分布均匀，材质透明的天然水晶打磨而成的透明球形工艺品。如图所示是球心为O的水晶球圆形截面。半径为a，MN为直径，一束紫色光从M点射入球内，折射光线MP与MN间的夹角为30°，出射光线与MN平行。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 紫光在M点的入射角为45° B. 水晶球对紫光的折射率为 C. 紫光在水晶球中传播的时间为 D. 换成红光沿原光路射入水晶球，红光在水晶球中传播的时间比紫光的长 6. 如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移-时间图像，M、N是图像上的两个点，且M、N两点到平衡位置的距离相等，下列说法正确的是（ ） A. 单摆做阻尼振动的过程中周期变小 B. 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能 C. 摆球在M点时做减速运动 D. 摆球在N点时正在升高 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动，当时，波源第3次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于的质点Q刚要起振，P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 波的波长为3.6m C. 波的振幅为 D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm 8. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，近似取π2=10，则（　　） A. 此单摆的固有周期为0.5s B. 此单摆的摆长为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 9. 如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，质点a、b的平衡位置相距为2m，某时刻质点a、d位于平衡位置且相距为9m，质点c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时质点a经平衡位置向上振动，则下列说法正确的是（　　） A. 此波向右传播 B. 质点c的速度大小为2m/s C. 质点b的振动周期为3s D. 此波在a、b两质点之间传播需1s 10. 有位游客在江边观光，水面上有相距为d的两个浮标A、B，如图所示，水波（可视为简谐波）传播到A浮标时，A浮标从平衡位置开始向上振动，若此时开始计时，经历时间，A浮标第一次到达波峰，此时B浮标从平衡位置开始振动。下列说法正确的是（ ） A. 水波的波速为 B. 水波的波长为2d C. 时刻，两浮标的速度相同 D. 时刻，两浮标的加速度相同 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心О，结果在屏幕MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。 （1）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式：n=__________。 （2）实验中，不断增大入射角，____________观察到全反射现象（填“能”或“不能”）。 （3）为减小实验测量误差，实验中应适当_________单色光在О点的入射角（填“增大”或“减小”）。 12. 某同学用单摆测定重力加速度。 （1）该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d，则该单摆的摆长为______；从单摆运动到最低点开始计时，且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，该单摆的周期为______ （2）该同学发现他测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是______（从下面选项选择） A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间 C.开始计时，秒表过早按下 D.测摆线长时摆线拉得过紧 （3）若实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像。则： ①实验得到的图像应是如图中的______（选填a、b、c）； ②小球直径是______cm； ③实验测得当地重力加速度大小______（取两位小数） 三、计算题（本题共3小题，共计40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。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，一细线上端固定，下端悬挂一金属球在之间做简谐振动，其中是简谐振动的平衡位置，是球的最大位移处。已知细线长为球直径为质量为，重力加速度大小为。 （1）从点开始计时，求球第二次经过点时间； （2）已知球在点时细线的拉力大小为，求球经过点时细线上拉力大小。 14. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点垂直于面入射，。求： (1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角； (2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间。（光在真空中的传播速度为） 15. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t＝0时刻波的图像如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求： （1）这列波的波长和波的传播速度大小； （2）质点M在1.2s内，走过的路程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 太原五中2024~2025学年第二学期高二年级5月月考 物 理 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示是杭州的美景——西湖，环绕湖边著名的“西湖十景”，自然与人文相互映衬，组成了杭州旅行的核心地带。关于西湖中的水波现象，下列说法正确的是（　　） A. 用声呐探测湖底某处的深度，利用了波的衍射现象 B. 湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的干涉现象 C. 要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小 D. 游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 【答案】C 【解析】 【详解】A．用声呐探测湖底某处深度，利用了波的反射现象，故A错误； B．湖中水波绕过电线杆向前传播，是波的衍射现象，故B错误； C．要观察到湖中水波明显的衍射现象，必须是障碍物或孔的尺寸跟波长差不多或者比波长更小，故C正确； D．由多普勒效应可知，游艇鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，故D错误。 故选C。 2. 某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（　　） A. 该物体做简谐运动，周期是 B. 时刻，该物体的位置坐标为 C. 该物体在任意内的路程都是 D. 该物体运动过程中速度变化频率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据简谐运动表达式可知，该简谐运动，故周期 故A错误； B．将代入方程，得物体的位置坐标为 故B错误； C．题意知1s是半个周期，故任意内的路程均为2倍振幅大小，根据题意可知振幅为10cm，故任意内的路程均为20cm，故C正确； D．简谐运动频率为 故该物体运动过程中速度变化频率为0.5Hz，故D错误。 故选C。 3. 将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，其振动图像如图所示，则（　　） A. 在0.1～0.2s振子正在做加速度减小的加速运动 B. 在0.1～0.2s振子正在做加速度增大的减速运动 C. 在0.1～0.2s振子速度方向沿x轴正方向 D. 在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】ABC．在0.1～0.2s，振子由平衡位置向负的最大位移处运动，加速度在增大，速度在减小，振子的速度方向沿x轴负方向，故AC错误，B正确； D．在0.1～0.2s内振子做加速度增大的减速运动，故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm，D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该横波沿x轴负方向传播 B. 质点N该时刻向y轴负方向运动 C. 该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 D. 质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，A错误，B正确； C．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，C错误； D．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，D错误。 故选B。 5. 水晶球是工匠师傅用质量分布均匀，材质透明的天然水晶打磨而成的透明球形工艺品。如图所示是球心为O的水晶球圆形截面。半径为a，MN为直径，一束紫色光从M点射入球内，折射光线MP与MN间的夹角为30°，出射光线与MN平行。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 紫光在M点的入射角为45° B. 水晶球对紫光的折射率为 C. 紫光在水晶球中传播的时间为 D. 换成红光沿原光路射入水晶球，红光在水晶球中传播的时间比紫光的长 【答案】C 【解析】 【详解】A．由几何关系可知，紫光在P点入射角，出射角，根据光路可逆原理，紫光在M点的入射角为60°，故A错误； B．根据折射定理有 故B错误； C．紫光在水晶球中的传播速度 传播距离 故紫光在水晶球中传播的时间为 故C正确； D．水晶球对红光的折射率比对紫光的小，故红光在水晶球中传播的速度大，红光在水晶球中的折射角比紫光大，由几何关系可知，红光在水晶球中传播距离小，故红光在水晶球中的时间比紫光的短，故D错误。 故选C。 6. 如图所示为某同学研究单摆做阻尼振动的位移-时间图像，M、N是图像上的两个点，且M、N两点到平衡位置的距离相等，下列说法正确的是（ ） A. 单摆做阻尼振动的过程中周期变小 B. 摆球在M点时的动能大于在N点时的动能 C. 摆球在M点时做减速运动 D. 摆球在N点时正在升高 【答案】B 【解析】 【详解】A．单摆的周期，周期与振幅于关，单摆做阻尼振动的周期不变，振幅减小，故A错误； B．M、N两点对应位置高度相同，故从M到N重力做功为0，由于单摆做阻尼振动，可知摆球需克服阻力做功，由动能定理可知摆球在M点时的动能大于在N点时的动能，故B正确； C．由图可知摆球在M点时正在靠近平衡位置，速度在增大，即摆球在M点时做加速运动，故C错误； D．摆球在N点时正在靠近平衡位置，高度在降低，即摆球在N点时正在下落，故D错误。 故选B。 7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动，当时，波源第3次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于的质点Q刚要起振，P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 波的波长为3.6m C. 波的振幅为 D. 质点P在至时间内通过路程为10cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．波沿轴正方向传播，根据时的波形，波刚好传到点，此时点起振方向沿轴正方向，则波源的起振方向沿轴正方向，故A错误； B．波的传播速度 当时，波源第3次到达正向最大位移处，有 解得 故波长 故B错误； C．设该波振幅为A，已知质点在至时间内（即时间为）通过的路程为5cm，则 故波的振幅 故C正确； D．由波的图像可知，质点在时位于平衡位置向下运动，推知质点在至内从平衡位置运动到波谷，则质点在至时间内从波谷运动到平衡位置，通过的路程为一个振幅 故D错误。 故选C。 8. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，近似取π2=10，则（　　） A. 此单摆的固有周期为0.5s B. 此单摆的摆长为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当驱动力频率和单摆的固有频率相等时，发生共振，振幅最大，则此单摆的固有周期为 故A错误； B．根据单摆周期公式知此单摆的摆长为1m。故B正确； C．根据单摆周期公式知若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小。故C错误； D．若摆长增大，单摆的固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动。故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，质点a、b的平衡位置相距为2m，某时刻质点a、d位于平衡位置且相距为9m，质点c在波谷，该波的波速为2m/s。若此时质点a经平衡位置向上振动，则下列说法正确的是（　　） A. 此波向右传播 B. 质点c的速度大小为2m/s C. 质点b的振动周期为3s D. 此波在a、b两质点之间传播需1s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．a经平衡位置向上振动，根据同侧法可知此波向左传播，A错误； B．质点c位于波谷处，此时速度为零，B错误； C．根据题意可得 解得 则周期 C正确； D．在a、b两质点之间传播需要的时间 D正确。 故选CD。 10. 有位游客在江边观光，水面上有相距为d两个浮标A、B，如图所示，水波（可视为简谐波）传播到A浮标时，A浮标从平衡位置开始向上振动，若此时开始计时，经历时间，A浮标第一次到达波峰，此时B浮标从平衡位置开始振动。下列说法正确的是（ ） A. 水波的波速为 B. 水波的波长为2d C. 时刻，两浮标的速度相同 D. 时刻，两浮标的加速度相同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意知，两浮标的振动图像如图所示 水波从A浮标传到B浮标的时间间隔为，故波速 故A正确； B．由图可知 故波长 故B错误； C．由 所以 时刻，浮标A和B的位置分别位于平衡点下方振幅处和平衡点上方振幅处，浮标A和B的速度大小相等，方向都向下，故C正确； D．时刻，浮标A和B加速度大小相等，方向相反，故D错误。 故选AC。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个用刻度尺测横截面为半圆形玻璃砖折射率的实验，他进行的主要步骤是：水平放置的光屏MN与玻璃砖直径AB垂直并相切于A点，一束单色光S从空气中射向半圆玻璃砖的圆心О，结果在屏幕MN上出现两个光斑C、D，如图所示，测得OC和OD的长度分别为a、b。 （1）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式：n=__________。 （2）实验中，不断增大入射角，____________观察到全反射现象（填“能”或“不能”）。 （3）为减小实验测量误差，实验中应适当_________单色光在О点的入射角（填“增大”或“减小”）。 【答案】（1） （2）不能 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 OC所在光线为反射光线，OD所在光线为折射光线，则玻璃砖折射率的表达式为 【小问2详解】 光是从光疏介质射入光密介质，所以在半圆玻璃砖AB界面不能观察到全反射现象；而折射光线沿径向从半圆玻璃砖射出空气，也不能观察到全反射现象。 【小问3详解】 为减小实验测量的误差，OC、OD的距离应适当大些，所以实验中应适当减小单色光在О点的入射角。 12. 某同学用单摆测定重力加速度。 （1）该同学先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l，再用游标卡尺测得摆球的直径为d，则该单摆的摆长为______；从单摆运动到最低点开始计时，且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，该单摆的周期为______ （2）该同学发现他测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是______（从下面选项选择） A.单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B.把n次摆动的时间误记为次摆动的时间 C.开始计时，秒表过早按下 D.测摆线长时摆线拉得过紧 （3）若实验中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，该同学将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像。则： ①实验得到的图像应是如图中的______（选填a、b、c）； ②小球的直径是______cm； ③实验测得当地重力加速度大小是______（取两位小数） 【答案】 ①. ②. ③. BD##DB ④. c ⑤. 1.2 ⑥. 9.86 【解析】 【详解】（1）[1]由题知，单摆的摆长为 [2]单摆的周期为 （2）[3]根据 可得 A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，测得的重力加速度偏小，故A错误； B．把n次摆动的时间误记为次摆动的时间，测得的周期偏小，则测得的重力加速度偏大，故B正确； C．开始计时，秒表过早按下，测得的周期偏大，则测得的重力加速度偏小，故C错误； D．测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，则测得的重力速度偏大，故D正确。 故选BD。 （3）[4]根据 且 可得 故选c。 [5]由图可知，纵轴截距为 则 [6]图线的斜率为 解得 三、计算题（本题共3小题，共计40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。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，一细线上端固定，下端悬挂一金属球在之间做简谐振动，其中是简谐振动的平衡位置，是球的最大位移处。已知细线长为球直径为质量为，重力加速度大小为。 （1）从点开始计时，求球第二次经过点时间； （2）已知球在点时细线的拉力大小为，求球经过点时细线上拉力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据单摆周期公式得 球再次经过点的时间为 解得 【小问2详解】 设小球在点时，细线和竖直方向的夹角，则 从点到点，根据动能定理得 球运动到点时有 解得 14. 如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点垂直于面入射，。求： (1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角； (2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间。（光在真空中的传播速度为） 【答案】(1) 45°；(2)。 【解析】 【分析】 【详解】(1)光路如图所示 i1=60°，设玻璃对空气的临界角为C，则： i1＞45°，发生全反射 i2=i1-30°=30°＜C 由折射定律有 所以 r=45° (2) 棱镜中的光速 所求时间 解得 15. 一列沿x轴负向传播的简谐横波在t＝0时刻波的图像如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求： （1）这列波的波长和波的传播速度大小； （2）质点M在1.2s内，走过路程。 【答案】（1）1.2m，5m/s；（2）4m 【解析】 【详解】（1）根据数学知识得 由题知 则波长为 波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为 则波速为 （2）波沿x轴负方向传播，周期为 质点M振动的时间 则质点M在1.2s内走过的路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$