精品解析：河北唐县第一中学2025-2026学年高二下学期第一次月考物理试卷

高二年级下学期第一次月考物理试卷 一、选择题（1-7为单项选择题，每题4分，共28分） 1. 分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④声呐系统，用于探测海中的物体，这些物理现象分别属于波的（ ） A. 衍射、多普勒效应、干涉、反射 B. 衍射、干涉、多普勒效应、折射 C. 折射、干涉、多普勒效应、反射 D. 衍射、折射、多普勒效应、干涉 2. 王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图则绳上A点的振动图像正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧（圆）AC的中点B．光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况（　　） A. 1不全反射，2全反射 B. 都不全反射 C. 都全反射 D. 1全反射，2不全反射 4. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定于P点，下端连接一个质量为m可视为质点的物块。现将物块由O点静止释放，OP为弹簧原长，物块到达最低点A点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块在A点的加速度大小为0.5g B. O、A两点的距离为 C. 从O点到A点，物块的加速度先增大后减小 D. 从O点到A点，物块的回复力先减小后增大 5. 一列简谐横波沿x轴传播，时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波沿x轴负方向传播 B. 该列波的波速是0.24m/s C. 在时，质点Q的位移为 D. 质点P平衡位置的坐标x=2.8cm 6. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。时，质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的周期为0.5s B. 这列波的传播速度为6m/s C. 时，质点Q将位于波峰位置 D. 质点Q在0~0.9s内的路程为18cm 7. 右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题（每题6分，部分分值3分。共18分） 8. 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 9. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ） A. 水的折射率为 B. 水的折射率为 C. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 10. 图甲中实线和虚线分别为同一直线上两个波源a、b做简谐运动的图像，以ab所在直线为x轴，波源a、b平衡位置的坐标分别为，，图乙为时刻的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 波源a、b产生的机械波不能发生干涉 B. 两列波的波速均为10m/s C. 0~0.5s内处的质点运动的路程为0 D. 时，处的质点位移为 三、实验题（本题共2小题，共18分） 11. 某同学做“插针法测量玻璃折射率”的实验，、是玻璃砖的边界，、、、是正确操作下插的大头针的位置，为入射点，如图甲所示。据此回答下列问题。 （1）该同学在插大头针的过程中______； A. 需要挡住 B. 需要挡住跟的像 C. 需要挡住跟、的像 （2）如图乙所示，正确作出光路图后，实验小组以入射点为圆心，为半径作圆，圆与入射光线、折射光线分别交于、两点，再过、作法线的垂线，垂足分别为、点，测得，，则玻璃的折射率为______（结果保留3位有效数字）； （3）该同学在插针时不小心插得偏左了一点，则折射率的测量值______（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 12. 了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域都有十分重要的意义。某实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验： （1）用游标卡尺测量实验所用的匀质小球的直径D，如图甲所示，则小球的直径D是___________mm。 （2）该同学利用秒表测量单摆的周期时，秒表示数如图乙所示，读数为___________s。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有（　　） A. 摆线要选择细些、伸缩性尽量小些、适当长一些的 B. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始拉开摆球时，应使摆角大一些 C. 为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端 D. 拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔∆t即为单摆周期T （4）实验中，测量不同摆长及对应的周期，用多组实验数据做出摆长与周期平方的图像如图丙所示，则重力加速度的大小为___________m/s2（π2取9.86，结果保留三位有效数字）。 （5）另一名同学不小心，每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的L-T2图像是图丁中的___________（选填“①”“②”或“③”），该同学测得的重力加速度与真实值相比___________（选填“偏大”偏小”或“不变”）。 四、计算题（共36分） 13. 如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 （1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式； （2）求出小球在0~12.9s内运动的总路程和12.9s时刻的位置； （3）小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为5cm，求此时小球加速度的大小。 14. 如图所示为一玻璃砖的横截面，由半径为的半圆形和等腰直角三角形构成，，一束与垂直的单色光从点射入玻璃砖，恰好在界面上全反射，然后从圆弧界面射出。已知，光在真空中的传播速度为，不考虑圆弧界面上的反射光线，求： （1）玻璃砖的折射率； （2）光射出圆弧界面时的折射角； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 15. 如图所示，a是一列正弦波在t＝0时刻的波形曲线，P是波形曲线上的一个质点．b是t＝0.4 s时的波形曲线． (1) 求这列波的波速. (2) 若波向右传播，质点P在t＝0时刻振动方向如何？它的最大周期为多少？ (3)若该波0.4s内的传播距离为30m，则此时波的传播方向如何？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级下学期第一次月考物理试卷 一、选择题（1-7为单项选择题，每题4分，共28分） 1. 分析下列物理现象：①“空山不见人，但闻人语响”；②彩超测出反射波频率的变化，从而知道血液流速；③围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱；④声呐系统，用于探测海中的物体，这些物理现象分别属于波的（ ） A. 衍射、多普勒效应、干涉、反射 B. 衍射、干涉、多普勒效应、折射 C. 折射、干涉、多普勒效应、反射 D. 衍射、折射、多普勒效应、干涉 【答案】A 【解析】 【详解】“空山不见人，但闻人语响”属于波的衍射；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；围绕发声的双股音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，属于波的干涉；声呐系统，用于探测海中的物体，属于波的反射。 故选A。 2. 王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图则绳上A点的振动图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据波的传播方向向右，根据“上下坡”法可知， 时刻，A点处于平衡状态且振动方向向下。 故选B。 3. 如图扇形的材料，折射率大于，现有两条光线1和2，从扇形材料的A点传播，光线1传到圆弧（圆）AC的中点B．光线2传播到C点偏上，则两光线发生下列哪种情况（　　） A. 1不全反射，2全反射 B. 都不全反射 C. 都全反射 D. 1全反射，2不全反射 【答案】C 【解析】 【详解】因可得临界角 即C<45° 因射到B点的光线的入射角为 可知光线1会发生全反射；因射到C点偏上的的光线的入射角为 可知光线2会发生全反射。 故选C。 4. 如图所示，劲度系数为k的轻弹簧上端固定于P点，下端连接一个质量为m可视为质点的物块。现将物块由O点静止释放，OP为弹簧原长，物块到达最低点A点。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 物块在A点的加速度大小为0.5g B. O、A两点的距离为 C. 从O点到A点，物块的加速度先增大后减小 D. 从O点到A点，物块的回复力先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．物块由O点静止释放后做简谐振动，因在O点时的加速度为向下的g，则到达A点时的加速度为向上的g，故A错误； B．在OA的中点时为平衡位置，此时满足 则O、A两点的距离为 故B错误； CD．从O点到A点，开始阶段重力大于向上的弹力，则加速度向下，随弹力的增加，回复力减小，加速度减小，当到达平衡位置时回复力为零，此时加速度为零；然后继续向下运动时向上的弹力大于重力，回复力增加，加速度向上且逐渐增大，到达最低点时加速度最大，则物块的回复力先减小后增大，物块的加速度先减小后增大，故C错误，D正确。 故选D。 5. 一列简谐横波沿x轴传播，时的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点，图乙是质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该列波沿x轴负方向传播 B. 该列波的波速是0.24m/s C. 在时，质点Q的位移为 D. 质点P平衡位置的坐标x=2.8cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据质点Q的振动图像可知，时质点Q沿y轴负方向振动，根据“上下坡”法可知，该列波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图甲可知，时质点P处于平衡位置且沿y轴负方向，经过质点P的位移为，即该波沿x轴正方向传播，所以 解得 所以该列波的波速为，故B错误； C．由图可知，质点Q的振动方程为 所以时，质点Q的位移为，故C正确； D．质点P平衡位置的坐标为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于和处。时，质点P恰好第二次位于波峰位置。下列说法正确的是（　　） A. 这列波的周期为0.5s B. 这列波的传播速度为6m/s C. 时，质点Q将位于波峰位置 D. 质点Q在0~0.9s内的路程为18cm 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．质点P从当前位置至第二次位于波峰位置，用时 解得 故A错误； B．由图可知波长，所以波速 故B错误； C．时刻，质点Q正在向下振动；时，Q回到了平衡位置，且正在向上振动，故C错误； D．质点Q在0~0.9s内，完成了两个全振动，又从平衡位置振动到了波谷处，所以其路程 故D正确。 故选D。 7. 右图为半径为的圆形薄片玻璃工艺品挂件，一条直径上与圆心相距处嵌入一个荧光点光源（白天吸收阳光后晚上发出可见光），若挂件材质对该光的折射率为，当光源发光时，其边缘上总有部分圆弧没有光线射出而黑暗。只考虑直接射向圆弧边缘的入射光，下图中标示没有光线射出而黑暗的圆弧位置和长度（粗黑实线表示），最接近事实的图是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】若挂件材质对该光的折射率为，则光在介质中发生全反射的临界角满足 所以临界角为，当光从介质射入空气中时，入射角大于或等于临界角时，光线发生全反射，则没有光线射出。如下图所示 当光射向A点，则 解得 此角等于临界角，当光线由A点顺时针转动到B点，该段入射角均大于临界角发生全反射，其中 此时 将光线从A点沿逆时针方向转动到A点关于圆心的对称点，入射角均小于临界角，此处不发生全反射，所以只有弧长段，以及其以OS所在直线为对称轴的对称圆弧发生全反射，无光线射出。 故选A。 二、多项选择题（每题6分，部分分值3分。共18分） 8. 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 【答案】AD 【解析】 【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。 9. 一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是（ ） A. 水的折射率为 B. 水的折射率为 C. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60° D. 当他以α = 60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60° 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α = 41°时激光恰好发生全反射，则 则 A错误、B正确； CD．当他以α = 60°向水面发射激光时，入射角i1 = 30°，则根据折射定律有 nsini1 = sini2 折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确、D错误。 故选BC。 10. 图甲中实线和虚线分别为同一直线上两个波源a、b做简谐运动的图像，以ab所在直线为x轴，波源a、b平衡位置的坐标分别为，，图乙为时刻的波形图，下列说法正确的是（　　） A. 波源a、b产生的机械波不能发生干涉 B. 两列波的波速均为10m/s C. 0~0.5s内处的质点运动的路程为0 D. 时，处的质点位移为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由图甲可知波源a、b产生的机械波的周期均为，则频率均为 可知两列波具有相同的频率，相位差恒定，故能发生干涉现象，A错误； B．由图乙可知两列波的波长均为4m，则两列波的波速均为 B正确； C．由图乙可知当波源a的波谷传到处时，波源b的波峰也刚好传到处，可知处为振动减弱点，且两列波的振幅相同，故处的质点一直处于平衡位置，即在0~0.5s内处的质点运动的路程是0，C正确； D．由图乙可知波源b在处的起振方向向上，从0.2~0.5s时间内，由于 可知时，波源b的振动使得处的质点的位移为，在0.3s内波向前传播的距离为 由图乙可知，时，波源a的波谷刚好传到处，故时，处的质点位移为，D正确。 故选BCD。 三、实验题（本题共2小题，共18分） 11. 某同学做“插针法测量玻璃折射率”的实验，、是玻璃砖的边界，、、、是正确操作下插的大头针的位置，为入射点，如图甲所示。据此回答下列问题。 （1）该同学在插大头针的过程中______； A. 需要挡住 B. 需要挡住跟的像 C. 需要挡住跟、的像 （2）如图乙所示，正确作出光路图后，实验小组以入射点为圆心，为半径作圆，圆与入射光线、折射光线分别交于、两点，再过、作法线的垂线，垂足分别为、点，测得，，则玻璃的折射率为______（结果保留3位有效数字）； （3）该同学在插针时不小心插得偏左了一点，则折射率的测量值______（填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】（1）C （2）1.57 （3）偏小。 【解析】 【小问1详解】 该同学在插大头针的过程中，P4需要挡住前面的所有大头针。 故选C。 【小问2详解】 由折射定律得 【小问3详解】 P4针插得偏左一点会导致出射光线在玻璃砖上的出射点右移，从而导致折射角的测量值偏大，根据可知，折射率的测量值偏小。 12. 了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域都有十分重要的意义。某实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验： （1）用游标卡尺测量实验所用的匀质小球的直径D，如图甲所示，则小球的直径D是___________mm。 （2）该同学利用秒表测量单摆的周期时，秒表示数如图乙所示，读数为___________s。 （3）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有（　　） A. 摆线要选择细些、伸缩性尽量小些、适当长一些的 B. 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始拉开摆球时，应使摆角大一些 C. 为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端 D. 拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔∆t即为单摆周期T （4）实验中，测量不同摆长及对应的周期，用多组实验数据做出摆长与周期平方的图像如图丙所示，则重力加速度的大小为___________m/s2（π2取9.86，结果保留三位有效数字）。 （5）另一名同学不小心，每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的L-T2图像是图丁中的___________（选填“①”“②”或“③”），该同学测得的重力加速度与真实值相比___________（选填“偏大”偏小”或“不变”）。 【答案】（1）10.75 （2）79.5 （3）AC （4）9.86 （5） ①. ③ ②. 不变 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以小球的直径为 【小问2详解】 图中秒表示数为 【小问3详解】 A．为了减小实验误差和摆线对实验的影响，摆线选择细些、伸缩性尽量小些、适当长一些的，故A正确； B．可以通过适当增加摆长来增大单摆的周期，但摆角不能过大，不能超过5°，故B错误； C．为保证摆球摆动时摆长不变，应用夹子夹住摆线上端，故C正确； D．在摆球摆动至平衡位置时开始计时，且记录摆球摆动若干次全振动的总时间，再计算单摆的周期，以减小实验误差，故D错误。 故选AC。 【小问4详解】 根据单摆周期公式 可得 结合图线可得 解得 【小问5详解】 [1]根据单摆的周期公式可得 所以 即L-T2图像纵轴截距为正，图像为③； [2]由以上分析可知，图像斜率仍为，对重力加速度的测量无影响，即该同学测得的重力加速度与真实值相比不变。 四、计算题（共36分） 13. 如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.1kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。 （1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式； （2）求出小球在0~12.9s内运动的总路程和12.9s时刻的位置； （3）小球运动到最高点时，弹簧的伸长量为5cm，求此时小球加速度的大小。 【答案】（1） （2）2.15m，平衡位置 （3）5m/s2 【解析】 【小问1详解】 由振动图像读出周期，振幅 由得到圆频率 则位移y随时间t变化的关系式为 【小问2详解】 因 所以小球在内运动的总路程 时刻的位置在平衡位置 【小问3详解】 小球静止时，解得 根据牛顿第二定律得 解得 14. 如图所示为一玻璃砖的横截面，由半径为的半圆形和等腰直角三角形构成，，一束与垂直的单色光从点射入玻璃砖，恰好在界面上全反射，然后从圆弧界面射出。已知，光在真空中的传播速度为，不考虑圆弧界面上的反射光线，求： （1）玻璃砖的折射率； （2）光射出圆弧界面时的折射角； （3）光在玻璃砖中传播的时间。 【答案】（1） （2）45° （3） 【解析】 【小问1详解】 光线射到AB面时恰好发生全反射，则临界角为C=45°，可知折射率 【小问2详解】 由几何关系可知，光线射到圆弧面上时的入射角为 根据 可得光线射到圆弧面上时的折射角为 【小问3详解】 光线在玻璃砖中传播的距离为 由 可知传播时间 15. 如图所示，a是一列正弦波在t＝0时刻的波形曲线，P是波形曲线上的一个质点．b是t＝0.4 s时的波形曲线． (1) 求这列波的波速. (2) 若波向右传播，质点P在t＝0时刻振动方向如何？它的最大周期为多少？ (3)若该波0.4s内的传播距离为30m，则此时波的传播方向如何？ 【答案】(1) 20n＋5 (m/s) (n＝0,1,2…) 20n＋15 (m/s) (n＝0,1,2…)． (2) P点向-y方向运动，1.6s (3)波沿x轴负方向传播 【解析】 【详解】试题分析：波形均有空间上的周期性，分波形左、右两种移动方向，先求解波形位移的通项，然后求解速度的通项； 利用波形平移法得到质点P在t=0时刻的运动方向． 解：(1) 由图可知，波长λ＝8 m， 若波沿x轴正方向传播，则在0.4秒内传播的距离为： 故波速为： （n=0，1，2，…） 若波沿着x轴负方向传播，则在0.4s内传播的距离为: 故波速为：（n=0，1，2，…）； (2) 若这列波向右传播，当n=0时，周期最大即 利用波形平移法，P点向-y方向运动； (3) 满足v2＝20n＋15 (m/s) (n＝3) 所以该波沿x轴负方向传播． 点晴：此题考查了机械波传播时波形的重复性及多解性，同时考查质点振动方向、波的传播方向及波形图的关系． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $