湖北省黄梅县第二中学2025-2026学年高二下学期（4.1）周考物理试卷

黄梅二中高二物理周考试卷4.1 一、单选题（每题4分，共24分） 1．关于简谐运动，下列说法正确的是（　　） A．回复力一定是物体受到的合力 B．回复力是根据力的作用效果命名的 C．振动中，位移的方向是不变的 D．物体振动到平衡位置时，加速度一定等于零 2．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 3．波源一在水平弹性绳的处，在处放置一个相同的波源二，时刻两波源同时开始沿竖直方向做简谐运动，且振动方程均为，时两波源停止振动。已知弹性绳中波的传播速度，绳上点坐标为，点坐标为，点坐标为，则下列说法正确的是（　　） A．波的周期为0.2s，波长为1.0m B．时，点往正方向振动 C．内点通过的总路程为2.55m D．点为振动减弱点 4．有一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻位于O点的波源开始振动，0.3s时的波形图如图所示，波源的位移y=5cm，下列说法错误的是（　　） A．波源起振方向是沿轴正方向 B．波源的振动周期是0.96s C．简谐波的波长7.2m D．再经过0.28s时，x=4m处的质点到达波峰 5．如图所示，一束复色光以入射角从空气射向一个玻璃球后被分成了、两束单色光，下列说法正确的是（　　） A．玻璃对光的折射率比对光的折射率大 B．光在玻璃中的传播速度比光小 C．光的频率比光的频率小 D．增大入射角光可能在玻璃球内发生全反射 6．如图所示，某传感器的核心部件为一横截面半径为R的玻璃半圆柱体（O为圆心），用于引导和聚焦激光束。一束激光垂直于直径AB从空气经P点射入玻璃半圆柱体，光线在玻璃内经AB面一次反射后，从半圆柱体的最高点M射出，出射方向与AB成角，且与PM共线，则该玻璃半圆柱体对激光的折射率为（   ） A． B． C． D． 二、多选题（每题4分，共16分） 7．如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，。若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是（   ） A．振动周期是1s，振幅10cm B．从B运动到O过程中速度增加，加速度减小 C．经过两次全振动，振子通过的路程是40cm D．任何1s时间内振子通过的路程为20cm 8．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将摆球拉到A点由静止释放并计时，摆球在A、C之间小角度来回摆动，力传感器测出摆线上的拉力随时间变化的规律如图乙所示。已知，选向右为正方向，取重力加速度大小。（　　） A．单摆的周期为 B．单摆的摆长 C．单摆偏离平衡位置的位移随时间的表达式 D．单摆偏离平衡位置的位移随时间的表达式 9．如图所示，沿x轴负方向传播的一列横波在t=0时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为10m/s。下列说法正确的是（   ） A．质点b比质点a先回到平衡位置 B．经0.2s时间，质点b通过的路程为40cm C．x=2m处的质点在t=0.1s时位于波峰 D．该波传播过程中遇到宽约10m的障碍物时，能发生明显的衍射现象 10．光纤通信采用的光导纤维由内芯和外套组成，长为L，其侧截面如图所示，一复色光以一定的入射角从轴心射入光导纤维后分为a、b两束单色光，已知内芯材料对a光的折射率为，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大 B．入射角i由0°逐渐增大时，a单色光全反射现象不会消失 C．从空气射入光导纤维，a、b单色光的波长都变长 D．若入射角时，a、b单色光在内芯和外套界面都发生全反射， 则a单色光在介质中传播的时间为 三、实验题（每空2分，共16分） 11．某实验小组利用单摆测当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 (1)实验时用螺旋测微器测量小球直径，示数如图乙所示，则读数为________mm。 (2)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．摆线要选择细些的、伸缩性大些的，并且适当长一些 B．测量摆长时应将摆线长加上小球半径作为摆长 C．为了使单摆的周期大一些，方便测量，开始时要拉开摆球，使摆角较大 D．摆球振动稳定后，当摆球运动至最低点处开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期 (3)实验中，若直接使用公式计算重力加速度，发现某次测得的重力加速度的值偏大，其原因可能是________。 A．摆线具有弹性，摆动时绳子伸长 B．以摆线的长度作为摆长来进行计算 C．把次全振动时间误当成n次全振动时间 D．在加速上升的电梯中做此实验 (4)通过改变摆线的长度，该小组测得多组摆长L和对应的周期的平方，画出的图像如图丙所示，若图像的斜率为k，纵截距为b，可得当地的重力加速度大小为________。 12．如图甲所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边aa'和bb'，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，使能挡住和、的像，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃砖的折射率。 (1)关于此实验，下列说法中正确的是（　　） A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像 B．为减少测量误差，、的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些 D．若、的连线与法线NN'夹角较大时光线有可能在bb'面发生全反射 (2)若该同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②、③所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，bb'界面与aa'平行但不靠近玻璃砖下表面，②中用的是梯形玻璃砖，其他操作均正确，③中画出界面aa'和bb'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些。忽略其他因素引起的误差，则①中测得的折射率与真实值相比______；②中测得的折射率与真实值相比______；③中测得的折射率与真实值相______。（均选填“偏大”“偏小”或“不变”） 四、解答题 13．（12分）由某种透明介质制成的空心球壳，截面如图所示。球壳内外径分别为和2R，是过球心的直线。一细束单色光线平行于从P点射入球壳，折射后到达内表面上的Q点。已知与垂直，与延长线的夹角，P点与的距离为，，，光在真空中的传播速度为c，不考虑光线在介质中的二次反射。求： (1)球壳对该单色光的折射率； (2)该单色光在球壳中传播的时间t。 14．（14分）如图甲所示，一均匀介质沿x轴放置，波源在P点左侧，t=0时刻，波源开始沿垂直x轴方向振动，形成的简谐横波沿x轴向两侧传播，波速为2m/s。平衡位置为：x=4m的质点P的振动图像如图乙所示，在t=30s时，质点Q（图中未画出）恰好第7次到达正向最大位移处。（乙图图像与t轴第一个交点坐标为2.5） (1)求波的波长和波源平衡位置的横坐标； (2)求质点Q的平衡位置横坐标及质点Q开始振动时质点P经过的路程。 15．（18分）如图所示，、分别是浅水区和深水区水面上的两波源，两波源到浅水区和深水区分界处的距离分别为、。时，和开始做简谐振动，振动的表达式均为，取向上为正方向。已知水波在浅水区和深水区的传播速度分别为、。求： (1)振动的振幅A和周期T； (2)和连线中点P的振动表达式； (3)和之间存在几个振动加强点。 黄梅二中高二物理周考试卷答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C C B C B BD BC AB AD 1．B【详解】A．回复力可以是某个力、某个力的分力或几个力的合力，比如单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，不是合外力，因此回复力不一定是物体受到的合力，故A错误； B．回复力的作用效果是使物体回到平衡位置，是按力的作用效果命名的，故B正确； C．简谐运动的位移定义为从平衡位置指向物体所在位置的有向线段，物体在平衡位置两侧往复运动时，位移方向会发生变化，故C错误； D．物体在平衡位置时回复力为零，但合外力不一定为零，比如单摆运动到平衡位置时存在向心加速度，因此加速度不一定为零，故D错误。故选B。 2．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。 3．C【详解】A．由 可得周期 波长，故A错误； B．波源一的波传到a点的时间 则a点剩余振动的时间为 a点从平衡位置向上振动，经过1.5T后处于平衡位置沿负方向振动，故B错误； C．波源二的波传到点的时间 此时波源二还没有传至b点，所以只考虑波源一的振动，波源一的波传到b点的时间 振动时间为 总路程为，故C正确； D．两波源为同相波源，c点到两波源的波程差 波程差为波长整数倍，为振动加强点，故D错误。故选C。 4．B【详解】A．根据波形的平移法判断可知，图示时刻处质点的振动方向沿轴正方向，因此波源开始振动时的方向也为沿轴正方向，故A正确，不符合题意； B．由波形图可知 解得波源的振动周期是，故B错误，符合题意； C．由题意可知波速为 故波长为，故C正确，不符合题意； D．由上述分析可知时刻，位于O点的波源到达波峰位置，由图示时刻再经过即时刻，根据波形的平移法判断可知波峰向前平移的距离为 可知处的质点到达波峰，故D正确，不符合题意。故选B。 5．C【详解】A．由光路可知，玻璃对b光的偏折程度较大，可知玻璃对b光的折射率比对a光的折射率大，A错误； B．根据可知，光在玻璃中的传播速度比光大，B错误； C．a光折射率较小，可知光的频率比光的频率小，C正确； D．因光线从空气射向玻璃时的折射角等于从玻璃射向空气时的入射角，可知光线不可能在玻璃球内发生全反射，则即使增大入射角光也不可能在玻璃球内发生全反射，D错误。 故选C。 6．B 【详解】作出激光在半圆柱体中的光路图如图所示 设从M点射出时的入射角为i、折射角为r，根据光路图，出射方向与AB成角，且与PM共线，可知 连接OP可得为正三角形，则有 可得 可知为直角三角形，根据几何关系可得，根据折射定律有 解得 故选B。 7．BD【详解】A．振动周期是T=2s，振幅A=10cm，A错误；     B．从B运动到O过程中加速度向右指向O点，则速度增加，位移减小，回复力减小，加速度减小，B正确； C．经过两次全振动，振子通过的路程是s=2×4A=80cm，C错误； D．任何1s时间内振子通过的路程为2A=20cm，D正确。故选BD。 8．BC【详解】A．单摆的周期为，A错误； B．根据，可得单摆的摆长，B正确； CD．因振幅，初相位，可知单摆偏离平衡位置的位移随时间的表达式，C正确，D错误。故选BC。 9．AB【详解】A．题图所示时刻a质点处于波峰，即将向下振动，b质点向上振动，故质点b比质点a先回到平衡位置，A正确； B．根据题图知波长为，则周期，则经过，刚好运动半个周期，质点b的路程为两个振幅，即为40cm，B正确； C．波沿x轴负方向传播，x=2m处的质点在t=0时位于平衡位置向下振动，经过，可知该质点位于波谷，C错误； D．发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，根据题意可知，障碍物的尺寸大于波的波长，所以波不能发生明显的衍射现象，D错误。故选AB。 10．AD【详解】A．由图可知，在内芯介质中a单色光的折射角比b单色光大，根据折射定律 在内芯介质中a单色光的折射率比b单色光小，又由 可知，在内芯介质中a单色光的传播速度比b单色光大，故A正确； B．根据折射定律可知，入射角i由逐渐增大时，a、b单色光的折射角都增大，a单色光的折射角大于b单色光，导致a、b单色光在到达内芯和外套界面时的入射角都减小，且a单色光入射角小于b单色光，由于a单色光的折射率比b单色光小，根据 可知，a单色光发生全反射的临界角大于b单色光，则a单色光全反射现象会消失，故B错误； C．由于光在不同介质中的频率不变，根据，传播速度减小，由，可知波长减小，故C错误； D．当入射角时，设a单色光的折射角为r，根据折射定律有 可得 根据数学知识可知 根据几何关系可知，a单色光的传播距离为 由 可得传播速度为 则a单色光在介质中传播的时间为,故D正确。故选AD。 11．(1)11.700/11.699/11.701 (2)BD (3)CD (4) 【详解】（1）读数为。 （2）A．摆线不能有伸缩性，应适当细些、长些，故A错误； B．摆长为摆线长加小球半径，故B正确； C．单摆测重力加速度的前提是摆角小于5°，故C错误； D．当摆球运动至最低点处开始计时，误差最小，50次全振动所用的时间t，则单摆周期，故D正确。故选BD。 （3）根据，得 A．摆线具有伸缩性，则摆长测量值偏小，则g的测量值偏小，故A错误； B．以摆线的长度作为摆长来进行计算，摆长测量值偏小，则g的测量值偏小，故B错误； C．把次全振动时间误当成n次全振动时间，T的测量值偏小，则g的测量值偏大，故C正确； D．在加速上升的电梯中做此实验，等效重力加速度大于g，则g的测量值偏大，故D正确。 故选CD。 （4）[1][2]图丙中，图像交纵轴于正半轴，这是由于把摆线长当成摆长造成的，但这并不会改变图像的斜率，由，得 则 得 12．(1)C (2) 偏小 不变 不变 【详解】（1）A．玻璃砖上下表面平行，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从另一侧表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，即使、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误； B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线NN'的夹角应适当大一些，故B错误； C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，和的距离应适当取大些，故C正确； D．玻璃砖上下表面平行，由几何知识可知，光线在上表面的折射角一定等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，不可能在bb'面发生全反射，故D错误。 故选C。 （2）[1]①中测定折射率时，作出的折射光线如图a中虚线所示 实线表示实际光线，可见折射角偏大，根据折射定律可知，折射率将偏小； [2]②中测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故②中测得的折射率与真实值相比不变； [3]③中画出界面aa'和bb'后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，如图所示b所示 由图及几何关系可知入射角、折射角均不变，即折射率不变。 13．(1) (2) 【详解】（1）以球心为原点，为轴，为轴建立坐标系。由题意得，外半径 点纵坐标为，可得点横坐标为，即 在内球面，，内半径，得 的长度为 则 则是等腰三角形，由几何关系，得 即折射角 入射光线平行，入射角为入射光线与法线的夹角，得 由折射定律 （2）光在介质中的速度 根据对称性可知，光在球壳中传播的路程为 传播时间 14．(1)4m， (2)-36m或34m， 【详解】（1）由题图乙可知，质点振动周期为T=2s 则波长=vT=4m 波传播到P点所需时间为 则波源到P点的距离 波源平衡位置的横坐标 （2）波上所有质点的起振方向均与波源的起振方向相同，从波源开始振动到质点Q开始振动，所需时间 质点Q的平衡位置到波源的距离 则质点Q的横坐标可能为x=-36m或x=34m 质点Q开始振动时质点P振动的时间 质点P通过的路程 15．(1)， (2)见解析 (3)13 【详解】（1）根据题干中的振动表达式，可知振幅，周期 （2）到达P点所用时间 经浅水区和深水区到达P点所用总时间 可知，即当两列波均传播到P点时，刚好干涉加强。 因此，在时， ， 在时， （3）当波源的波传到分界处，用时，所以在浅水区时，可看作波源与分界处的虚拟波源干涉，那么加强点的波程差 浅水区的波长为 设波源S1与虚拟波源到加强点的距离分别为和，有，其中、、、0、1、2 同时有 经过计算可知，区间内有6个振动加强点。 同理，当波源的波传到分界处，用时3T 在深水区时，可看作波源与分界处的虚拟波源干涉 加强点的波程差 此时的波长为 有，其中、、、0、1、2、3，且 所以有7个振动加强点 综上所述，和之间存在13个振动加强点 学科网（北京）股份有限公司 $