河北省衡水市第十四中学2025-2026学年高二下学期3月14日周测物理试卷

衡水市第十四中学物理周测卷 一、单选题 1．关于光学知识，下列说法正确的是（　　） A．光在真空中的光速等于3×108km/s B．水中的倒影是光的折射形成的 C．一条光线从空气垂直射到水面上时，折射角为0° D．清澈的池水深度看起来比实际要浅是因为光的全反射 2．如图所示，圆柱形玻璃杯前侧表面上有a、b、c三点，粗细均匀的铅笔紧靠玻璃杯后侧外壁竖直放置，且在b点正后方。将杯中注满水（　　） A．通过b点看到铅笔变细 B．通过b点看到铅笔无变化 C．通过a点看到铅笔向右侧移 D．通过c点看到铅笔向右侧移 3．如图为某款手机防窥膜的原理图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度均为，相邻屏障的间距为L，方向与屏幕垂直。防窥膜的可视角度通常是以垂直于屏幕的法线为基线，左右各有一定的可视角度（如下图所示），可视角度越小，防窥效果越好。当可视角度时，透明介质的折射率为（　　） A．1 B． C．3 D．无法确定 4．如图，截面为等腰直角三角形的棱镜置于空气中，顶角为，一光线从左侧入射后经两次折射，从右侧射出。入射光、出射光与左、右侧腰的夹角相等，且出射光与入射光的偏折角为。则棱镜的折射率为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，边长为的正方形发光元件放在半径为的半球体透明介质上表面，发光元件中心与半球体球心重合，已知光在真空中传播的速度大小为，介质的折射率为，不考虑反射，则从发光元件顶点发出的光到达半球体底部的时间为（　　） A． B． C． D． 6．某光学检测工程水池（模拟标准水质环境）中开展水下目标定位精度测试：如图所示，将一枚高精度光学标定件（等效为点光源）固定于水池底部，初始时工程师（视为质点）位于标定件正上方，通过水面垂直观测标定件，随后工程师沿水平方向缓慢移动观测位置，同时保持视线正对水下标定件，当水平移动距离达到时，恰好无法通过水面观测到标定件（忽略水面微小波动对光路的影响）。已知水池中水的折射率，下列说法正确的是（　　） A．水池底部标定件所在位置的水深为 B．工程师观测时，看到的标定件位置比其实际位置更深 C．工程师水平移动过程中，观测到的水下标定件的亮度逐渐增强 D．若换用折射率更大的液体，则工程师无法通过液面观测到标定件所需的水平移动距离将增大 7．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定，下端拴小物块A和B，A的质量为m，B的质量为2m，系统处于静止状态，某时刻剪断AB间的细绳，A开始做简谐运动。重力加速度为g，A做简谐运动时的周期。下列说法正确的是（　　） A．A在最高点的加速度大小为 B．A做简谐运动的振幅为 C．A的最大速度为 D．A从开始到第一次到达原长的时间为 二、多选题 8．完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮。中国空间站的“天宫课堂”曾完成一项水球光学实验，航天员向水球中注入空气，形成了一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，水球整体半径R和气泡半径r，有。在过球心的平面内，用一束单色光以60°的入射角照射水球的A点，经折射后射到水球与气泡边界的N点，AN=r。已知光在真空中的传播速度为c、下列说法正确的是（　　） A．此单色光在水中的折射率 B．此单色光从空气进入水球，光的传播速度一定变大 C．此单色光在N点不会发生全反射 D．此单色光从A到N的传播时间为 9．随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，其重要的部件为五棱镜目镜，五棱镜将实像光线多次反射后改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示，其中，光线从中点垂直射入，依次经过和面的反射，且在面的入射角相等，最后光线从面射出。已知光线恰好能够在面上发生全反射，光在真空中的速度为。下列说法正确的是（　　） A．光线在面上的反射不是全反射 B．五棱镜的折射率为2 C．光线从点入射到面的时间为 D．红光和紫光分别从点入射时，紫光在棱镜内的传播速度更大 10．某机械波沿x轴传播，图甲为时的波动图像，图乙为平衡位置在处的A质点的振动图像，此时P、Q两质点的位移均为，下列说法正确的是（　　） A．这列波沿x轴正方向传播 B．P质点的振动方程为 C．时，P、Q两质点加速度相同 D．从开始经过0.3s，P、Q两质点经过的路程相等 三、实验题 11．光线经过三棱镜后，出射光线与入射光线的夹角称为偏向角，利用偏向角可方便测量棱镜的折射率。 （1）如图所示，将等腰三棱镜放在白纸上，棱镜的顶角A已知，EF与底边平行，用红色激光笔照射E点，让光从F点射出。用铅笔在入射侧的光路上标记一点O，在出射侧光路上标记一点，取走三棱镜，作出直线OE和，然后测出OE和的夹角。 （2）入射光线射到棱镜上，入射角、折射角分别为i、，光线从棱镜离开时，入射角、折射角分别为、e，则顶角A与、之间的关系为，偏向角。 （3）由于直线EF与底边平行，则，，光线的入射角i与、A之间的关系为_________（用、A表示），折射角与A之间关系为_________。 （4）根据以上测量结果，折射率_________（用、A表示）。 12．(错题重做)如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'。O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 (1)该同学接下来要完成的必要步骤有___________； A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D．插上大头针P4，使P4挡住P3和的像 (2)过P3、P4作直线交bb'于O'，过O作垂直于aa'的直线NN'，连接OO′。测量图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率 (3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面bb'画斜了，若其他操作正确，则折射率的测量值___________准确值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 四、解答题 13．(基础知识考查)如图所示，一条长L＝180m的光导纤维用折射率为的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以i＝45º的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。 (1)求该激光在光导纤维中的速度v是多大？ (2)要想让从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，求该激光入射角的范围。 (3)求该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。 14．现代大型无人机编队表演中，数百甚至上千架无人机通过接收地面控制站发出的无线电指令实现同步飞行。在某次大型庆典活动中，技术人员采用数百架无人机编队表演模拟水波纹扩散的壮观效果。通过精确控制无人机模拟水面上质点的振动，形成以O点为波源向外传播的圆形波。以某一方向建立x轴，该传播方向上有a、b两架水平方向相距0.5m的无人机，如图甲所示。从计时开始a、b两无人机的振动图像分别如图乙、丙所示。 (1)请写出无人机b的振动方程； (2)若该波的波长大于0.5m，求波速的大小。 15．如图，为提升泳池的水下照明条件，某泳池底部水平安装了一条长1.0m的细灯带。已知泳池的水深为，水的折射率。若泳池足够大，取3。 (1)求灯光在水面发生全反射时临界角的正弦值； (2)不考虑灯光的多次反射，求有灯光射出的水面区域的面积。 高二周测试卷 命题人：王鹏 审核人：李玉 使用时间：2026.03.14 高二周测试卷 命题人：王鹏 审核人：李玉 使用时间：2026.03.14 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2026年3月10日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B C D A C AD BC BC 1．C 【详解】A．光在真空中的光速约为，远小于，A错误； B．水中的倒影是光的反射形成的像，B错误； C．一条光线从空气垂直射到水面上时，光线会沿垂直方向通过，不会产生偏折，故折射角为0°，C正确； D．清澈的池水深度看起来比实际要浅是因为光的折射，D错误。 2．D 【详解】AB．由图知道，圆柱形玻璃杯装有水，其中间厚，边缘薄，相当于一个凸透镜，所以，当将铅笔靠近玻璃杯的后面，相当于将铅笔放在凸透镜的1倍焦距以内，故能看到一个正立放大的铅笔虚像，故通过b点看到铅笔变粗，故AB错误； C．通过a点看到铅笔的光路图如图，沿着折射光线的反向延长线找到虚像向左移动，故C错误； D．与C同理，通过c点看到铅笔的虚像向右移动，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】设光线由透明介质射向空气的入射角为，则 即 所以，透明介质的折射率为 故选B。 4．C 【详解】做出光路图如图 由几何关系可得 ， 求得 ，， 由可得 故选C。 5．D 【详解】光在介质中的速度大小为 光在介质中的路程为 则从发光元件顶点发出的光到达半球体底部的时间为 故选D。 6．A 【详解】A．当工程师恰好无法观测到标定件时，水下标定件发出的光线在水面处恰好发生全反射，此时入射角等于临界角，设水深为，工程师水平移动距离，由几何关系可知临界角的正弦值 根据 解得，故A正确； B．工程师观测到标定件的位置比实际位置更浅，而非更深，故B错误； C．工程师水平移动过程中，水下标定件发出的光线入射到水面的入射角逐渐增大，随着入射角增大，反射光的能量占比会逐渐增大，而折射光的能量占比会逐渐减小（当达到临界角发生全反射时，折射光的能量趋近于0），工程师观测到的光线是折射光，因此其亮度会逐渐减弱，而非增强，故C错误； D．无法观测到标定件的临界状态是光线发生全反射，设换后液体的折射率为，由前面分析可知 在水深不变的情况下，当液体的折射率增大时，减小，故D错误。 故选A。 7．C 【详解】B．系统静止时，弹簧弹力等于A、B总重力 得 剪断细绳后，A的平衡位置满足 得 故振幅，B错误； A．简谐运动中，加速度（x为偏离平衡位置的位移）。最高点相对平衡位置的位移为 代入得，A错误； C．A最大速度出现在平衡位置，由机械能守恒（初始位置到平衡位置） 求得，C正确； D．弹簧原长位置，相对平衡位置，故位移 简谐运动方程：，其中，，令，得 得 第一次满足的最小角度为，解得：，D错误。 故选C。 8．AD 【详解】A．根据几何关系可知，折射角 ， 此单色光在水中的折射率 故A正确； B．此单色光从空气进入水球，根据 可知，速度变小，故B错误； C．在N点入射角为 临界角 所以会发生全反射，故C错误； D．此单色光从A到N的传播时间为 故D正确。 故选AD。 9．BC 【详解】B．恰好在CD面发生全反射，由几何关系知入射角，刚好全反射时 解得折射率n=2，B正确； A．作出光路图，如图所示 根据光的反射定律和几何关系可知光在DE面上的入射角为75°，大于临界角，则光线在DE面上会发生全反射，A错误； C．根据几何关系，可得路程 光在五棱镜中传播速度为 传播的时间为 解得，C正确； D．红光和紫光分别从P点入射时，紫光的频率大，折射率大，根据，紫光在棱镜内的传播速度更小，D错误。 故选BC。 10．BC 【详解】A．由乙图可知，在时，A质点正在沿y轴负方向运动，根据“同侧法”可知，波沿x轴负向传播，故A错误； B．P质点的振动方程为 其中振幅为 角速度为 将，，代入解得或 因时刻，质点P沿方向运动，故取 因此P质点的振动方程为，故B正确； C．时，质点P、Q在x轴下方，加速度方向都沿y轴正方向，P、Q两质点位移相同，加速度也相同，故C正确； D．波向x轴负方向传播可知时质点P在x轴下方并向y轴负方向减速运动；Q在x轴下方并向y轴正方向加速运动，又因为 所以从开始经过，P、Q两质点经过的路程不相等，故D错误。 故选BC。 11． 【详解】[1] [2] 由题意知，可得 偏向角公式 可得 [3]根据折射率公式 12．(1)BD (2) (3)小于 【详解】（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1的像和P2的像，确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和的像，故该同学接下来要完成的必要步骤是确定P3大头针的位置和确定P4大头针的位置。 故选BD。 （2）根据折射定律可得玻璃砖的折射率 （3）如图所示，在图中分别做出实际光路图（图中实线）和以aa'和bb'为界面，以大头针留的痕迹做出的实验光路图（图中虚线）。 比较实际光路图的折射角与实验图的折射角关系，可知测量值偏大，则折射率的测量值小于准确值。 13．(1) (2)任意角度 (3) 【详解】（1）该激光在光导纤维中的速度 （2）由，解得激光发生全反射的临界角 如图所示 当时，从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，则 由，解得 所以让从端面射入的激光在光导纤维中发生全反射，该激光入射角可以是任意值。 （3）一细束激光由其左端的中心点以i＝45º的入射角射入光导纤维内，由 解得 经过一系列全反射后从右端射出的路程 该激光在光导纤维中传输所经历的时间 14．(1) (2)2.5m/s 【详解】（1）由图可得， 所以 所以无人机b的振动方程为 （2）由图可得，b的振动图像落后于a，相位差为 所以（n=0，1，2……） 当时，有 所以 15．(1) (2) 【详解】（1）设灯带上一点发出的光，与竖直方向成角时，恰好发生全反射，如图。 则 代入数据，解得 （2）此点发出的光能在水面上一个圆形区域射出，设该圆形区域的半径为R，则 又 联立并代入数据，解得 所以，有灯光射出的水面区域由两端半径为R的两个半圆，和中间一个长l、宽2R的矩形区域连接而成。区域面积 代入数据，解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $