精品解析:辽宁营口经济技术开发区熊岳高级中学2025-2026学年度下学期四月教学质量检测高二年级物理试卷
2026-04-30
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 营口市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.81 MB |
| 发布时间 | 2026-04-30 |
| 更新时间 | 2026-08-02 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-30 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57636740.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025--2026学年度下学期四月教学质量检测
高二年级物理科试卷
考试时间∶75分钟 满分∶100分
(命题范围:选择性必修一∶第二、三、四章和选择性必修三∶第一章)
一、选择题∶本题共10小题,共46分。第1~7题单选题,每题4分;第8~10题为多选题,全部选对得6分,有选对但不全的得3分,选错得0分。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,频率变大
B. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的波频率与该波源的频率相比变小
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
2. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球,下列判断正确的是( )
A. 碳原子是不可再分的最小单元
B. 用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子
C. 碳原子的直径可表示为
D. 质量为m的钻石中所含有的原子数
3. 如图所示,两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为,乙弹簧振子的固有频率为,当支架在受到竖直方向、频率为的驱动力作用做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是( )
A. 甲的振幅较大,且振动频率为
B. 甲的振幅较大,且振动频率为
C. 乙的振幅较大,且振动频率为
D. 乙的振幅较大,且振动频率为
4. 如图甲所示为用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置,其中A为标准平板,B为被检查其平面的物体,在右端夹入薄纸片,C为入射光,图乙是观察到的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的
B. 将薄纸片向左移动少许,从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏
C. 当换用频率更高的单色光照射时,条纹间距不变
D. 图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起
5. 小露同学用一根树枝上下点动彩云湖水面上某点,形成一列水波,水波的波长为0.6m,湖面上P、Q两片可视为质点的树叶的振动图像分别如图甲、乙所示,时树叶P刚开始振动,则( )
A. 该波的起振方向沿y轴负方向
B. 该波的波速大小为2m/s
C. t=0.1s时,P的速度比Q大
D. t=0.1s时,P的加速度比Q大
6. 如图所示,真空中的三棱镜横截面是等腰直角三角形,,平行于底面BC的入射光从AB面进入三棱镜,经AB面和AC面折射后能从AC面射出三棱镜(不考虑光线在三棱镜里的反射),则三棱镜材料的折射率n的取值范围为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,质量均为m的两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接,物体C叠放在物体B上,系统处于静止状态。现将C瞬间取走,物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为,其中x为弹簧的形变量,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 物体C的质量为3m
B. 物体B运动到最高点时的加速度大小为3g
C. 物体B的最大速度大小为
D. 物体B上升的最大高度为
8. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先撒痱子粉,再滴油酸酒精溶液
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图,连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距的关系图,分子间距从r0增大时,分子力先变小后变大
D. 图丁为扩散现象,表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动
9. 用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 取下滤光片,光屏上将只见到白光
B. 若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为△x=
D. 若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离变大
10. 一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻和t=2s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。关于这列波,下列说法正确的是( )
A. 波长为10m
B. 周期可能为4.8s
C. x=0的质点在0~2s内的路程一定为(1+)cm
D. 若波沿x轴负向传播,传播速度最小为3.5m/s
二、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 在“测玻璃的折射率”实验中
(1)如图所示,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针,下列说法中正确的是( )
A. 若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B. 为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射,所以在a'一侧就看不到P1、P2的像
(2)该实验小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm,则该玻璃砖的折射率数值为___
(3)在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示,其它操作均正确,且以aa'、bb'为界面画光路图,则该同学测得的折射率与真实值相比____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12. 某实验小组用自己改进的装置完成“用单摆测量重力加速度”实验,把一个较重的匀质磁性小球,用两根长度均为L的轻绳悬挂在一根水平绝缘杆上摆动,如图甲所示。
(1)关于本实验及操作,下列说法正确的有______(单选,填序号)
A. 两轻绳可用轻质橡皮筋代替
B. 为了方便固定绳子,可以将绳子的A、B端缠绕在水平绝缘杆上
C. 让小球在垂直于的平面内做小角度的摆动
D. 为了方便测量周期,可以将小球拉离竖直方向较大的角度后由静止释放
(2)用20分度的游标卡尺测量小球的直径d如图乙所示,则小球直径d=_____cm;
(3)实验时磁性小球的N极在小球的正下方,他们将智能手机放置在小球摆动最低点的正下方,打开手机磁力传感器,采集到磁感应强度B及随时间t变化的图像如图丙所示,则单摆的周期T=_____s(结果保留2位有效数字);
(4)实验中,测得所用轻绳的长度为L,悬点的间距为x,则当地的重力加速度可表示为g=_____。(用L、x、d、T表示)。
13. 贵州黎平的肇兴侗寨有“鼓楼之乡”的美誉,图(a)的建筑群展示了精湛的传统鼓楼木构技艺。为保护鼓楼等传统木质建筑,可采用超声横波法进行无损检测,获得其弹性模量等力学参数,从而采取相应的保护措施。在某次检测中,有一列简谐横波在木材中沿轴传播,时刻的波形图如图(b)所示,位于轴上的质点的振动图像如图(c)所示。求:
(1)波在木材中的传播方向及速度;
(2)在时间内,质点运动的路程。
14. 如图所示,截面为一圆弧面的柱状透明介质AOB,圆心为O,半径为R,底部OB面放置在水平地面上,一条光线垂直于OA边从其中点M射入,透过圆弧AB面后射到地面上的N点,O、N点间距离为,已知光在真空(或空气)中的传播速度为c。
(1)求此透明介质的折射率n;
(2)求光从M传播到N所用的时间;
(3)向上平行移动入射光线,发现移动一段距离d后,圆弧AB面上恰好无光线射出,请求出d的大小。
15. 如图所示,间距为的、两波源在某时刻同时开始振动,两波源在不同介质中形成两列相向传播的简谐横波,在介质中波的传播速度为,在介质中波的传播速度为。已知两列波的频率均为,波源的振幅为,波源的振幅为,图中O点是两波源连线上的某一点,。求:
(1)两列波在和传播的波长大小;
(2)振源的振动形式传播到处所需的时间;
(3)M、N两波源振动开始计时内P点运动的路程。
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2025--2026学年度下学期四月教学质量检测
高二年级物理科试卷
考试时间∶75分钟 满分∶100分
(命题范围:选择性必修一∶第二、三、四章和选择性必修三∶第一章)
一、选择题∶本题共10小题,共46分。第1~7题单选题,每题4分;第8~10题为多选题,全部选对得6分,有选对但不全的得3分,选错得0分。
1. 下列说法中正确的是( )
A. 一列声波由空气传播到水中,频率变大
B. 正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时,我们听到的波频率与该波源的频率相比变小
C. 对于同一障碍物,波长越长的光越容易发生明显衍射现象
D. 光导纤维是利用光的全反射原理,其内芯材料是光疏介质,外套材料是光密介质
【答案】C
【解析】
【详解】A.波的频率由波源决定,声波从空气传入水中时波源不变,因此频率不变,故A错误;
B.根据多普勒效应,当波源向观察者靠近时,观察者接收到的波的频率大于波源本身的频率,故B错误;
C.发生明显衍射的条件是障碍物尺寸与波长相近或小于波长,同一障碍物尺寸固定,波长越长越容易满足衍射条件,因此越容易发生明显衍射现象,故C正确;
D.光导纤维利用光的全反射原理,全反射的前提是光从光密介质射向光疏介质,因此内芯为光密介质,外套为光疏介质,故D错误。
故选C。
2. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。已知钻石的密度为,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为。认为组成钻石的碳原子是一个紧挨着一个的小球,下列判断正确的是( )
A. 碳原子是不可再分的最小单元
B. 用高倍光学显微镜能够直接看到碳原子
C. 碳原子的直径可表示为
D. 质量为m的钻石中所含有的原子数
【答案】C
【解析】
【详解】A.钻石是由碳原子构成的原子晶体,其基本结构单元为碳原子。原子可再分为原子核和电子等粒子,A错误。
B.光学显微镜的分辨率受限于光的波长(约200nm),而分子直径约为0.1-1nm,远小于分辨率极限,故无法直接观察,B错误。
C.每个碳原子占据的体积为
在球形模型下,球的体积
联立得,C正确。
D.质量为m的钻石的摩尔数为,分子数为,D错误。
故选C。
3. 如图所示,两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为,乙弹簧振子的固有频率为,当支架在受到竖直方向、频率为的驱动力作用做受迫振动时,两个弹簧振子的振动情况是( )
A. 甲的振幅较大,且振动频率为
B. 甲的振幅较大,且振动频率为
C. 乙的振幅较大,且振动频率为
D. 乙的振幅较大,且振动频率为
【答案】D
【解析】
【详解】支架在受到竖直方向且频率为20Hz的驱动力作用下做受迫振动时,频率越接近则振幅越大,所以乙的振幅较大。受迫振动的频率取决于驱动力的频率即振动频率为20Hz,ABC错误,D正确。
故选D。
4. 如图甲所示为用光的干涉法来检查物体平面平整程度的装置,其中A为标准平板,B为被检查其平面的物体,在右端夹入薄纸片,C为入射光,图乙是观察到的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 图示条纹是由A的下表面反射光和A的上表面反射光发生干涉形成的
B. 将薄纸片向左移动少许,从上往下可以观察到干涉条纹变稀疏
C. 当换用频率更高的单色光照射时,条纹间距不变
D. 图乙中条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起
【答案】D
【解析】
【详解】A.图示条纹是由A的下表面反射光和B的上表面反射光发生干涉形成的,故A错误;
B.将薄纸片向左移动少许,从上往下可以观察到干涉条纹变密集,故B错误;
C.光程差等于波长的整数倍时,出现亮条纹,当换用频率更高的单色光照射时,根据
可知波长减小,光程差减小,亮条纹会提前出现,条纹间距会发生变化,故C错误;
D.薄膜干涉是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相等,明条纹向右偏,说明被检查表面上有凸起,故D正确。
故选D。
5. 小露同学用一根树枝上下点动彩云湖水面上某点,形成一列水波,水波的波长为0.6m,湖面上P、Q两片可视为质点的树叶的振动图像分别如图甲、乙所示,时树叶P刚开始振动,则( )
A. 该波的起振方向沿y轴负方向
B. 该波的波速大小为2m/s
C. t=0.1s时,P的速度比Q大
D. t=0.1s时,P的加速度比Q大
【答案】C
【解析】
【详解】A.时P点刚开始振动,则由图像可知起振方向沿y轴正方向,A错误;
B.周期0.2s,波长0.6m,则波速,B错误;
CD.0.1s时P在平衡位置,速度最大,加速度为0,Q在y轴正方向最大位移,速度为0,加速度最大,t=0.1s时,P的速度比Q大,P的加速度比Q小,C正确,D错误。
故选C。
6. 如图所示,真空中的三棱镜横截面是等腰直角三角形,,平行于底面BC的入射光从AB面进入三棱镜,经AB面和AC面折射后能从AC面射出三棱镜(不考虑光线在三棱镜里的反射),则三棱镜材料的折射率n的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设三棱镜的折射率为n,光线在AB面发生折射,由折射定律
要使光线能从AC面射出,要求小于等于临界角,即
由几何关系可知
又因为
联立解得
又因为
n>1
则折射率满足
故选A。
7. 如图所示,质量均为m的两物体A、B用劲度系数为k的轻质弹簧拴接,物体C叠放在物体B上,系统处于静止状态。现将C瞬间取走,物体A恰好不离开地面。已知弹性势能的表达式为,其中x为弹簧的形变量,重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A. 物体C的质量为3m
B. 物体B运动到最高点时的加速度大小为3g
C. 物体B的最大速度大小为
D. 物体B上升的最大高度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.C物体叠加在B物体上面静止时,由二力平衡
拿走C物体后,B物体在弹簧上做简谐运动,其在平衡位置时,弹簧压缩长度有
其振幅
当B物体上升到最高点,此时弹簧拉伸长度最长,由于物体A恰好不离开地面,由二力平衡
所以由振幅相等
解得物体C的质量为
故A错误;
B.B物体在最高点受重力和弹簧弹力,由于物体A恰好不离开地面,故
所以由牛顿第二定律可得B物体在最高点的加速度为
故B错误;
D.物体B上升的最大高度为
故D正确;
C.当B物体经过平衡位置的时候其速度最大,B物体从最高点回落到平衡位置的过程中,B物体与弹簧组成的系统机械能守恒,则
解得物体B的最大速度大小为
故C错误。
故选D。
8. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先撒痱子粉,再滴油酸酒精溶液
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图,连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距的关系图,分子间距从r0增大时,分子力先变小后变大
D. 图丁为扩散现象,表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,应先撒痱子粉,等稳定后,再滴油酸酒精溶液,A正确;
B.图乙中的折线是固体小颗粒在不同时刻的位置的连线,因炭粒的运动无规则,则连线并不是炭粒做布朗运动的轨迹,故B错误;
C.图丙为分子力与分子间距的关系图,分子间距从r0增大时,分子力表现为引力,先变大后变小,C错误;
D.图丁为扩散现象,表明分子间有间隙和分子在做永不停息的无规则运动,D正确。
故选AD。
9. 用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示,实验装置使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 取下滤光片,光屏上将只见到白光
B. 若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小
C. 测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为△x=
D. 若将滤光片由红色换成绿色,光屏上相邻两条暗纹中心的距离变大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.取下滤光片,不同的色光波长不同,干涉形成的条纹间距不同,故在光屏上将出现彩色的干涉条纹,故A错误;
B.根据有,若将双缝间的距离d增大,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故B正确;
C.测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两条亮条纹间距为,故C正确;
D.若将滤光片由红色换成绿色,光的波长减小,根据有,光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小,故D错误。
故选BC。
10. 一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻和t=2s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。关于这列波,下列说法正确的是( )
A. 波长为10m
B. 周期可能为4.8s
C. x=0的质点在0~2s内的路程一定为(1+)cm
D. 若波沿x轴负向传播,传播速度最小为3.5m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图可知,从 到 y=0的水平距离为 2m,对应相位差为,即,可得波长为,A错误;
B.由图示波形图可知,如果波向右传播,则x=0处质点先从cm处向下振动到负向最大位移处,再向上振动到1cm处,形成如图虚线波形,则振动的时间最少为,则(n=0、1、2、3…..),当n=0时T=4.8s;
同理可得,若波向左传播,形成如图虚线波,则x=0处质点振动的最少时间为
若波沿x轴负向传播,则(n=0、1、2、3…..);则周期可能为4.8s,B正确;
C.考虑到波传播的双向性和周期的多解性,则x=0的质点在0~2s内的路程不一定为(1+)cm,C错误;
D.若波沿x轴负向传播,则由(n=0、1、2、3…..)可得
波速为
当n=0时可得传播速度最小为vmin=3.5m/s,D正确。
故选BD。
二、非选择题∶本题共5小题,共54分。
11. 在“测玻璃的折射率”实验中
(1)如图所示,用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,在A、B、C、D四点分别插上P1、P2 、 P3和P4四枚大头针,下列说法中正确的是( )
A. 若P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像
B. 为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN/的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些
D. 若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射,所以在a'一侧就看不到P1、P2的像
(2)该实验小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,以入射点O为圆心作圆,与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN'的垂线,垂足分别为C、D点,如图所示,测得所需数据分别为AC=1.68cm 和 BD=1.12cm,则该玻璃砖的折射率数值为___
(3)在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中,某同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系如图所示,其它操作均正确,且以aa'、bb'为界面画光路图,则该同学测得的折射率与真实值相比____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)C (2)1.5
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.若P1、P2的距离较大时,只要操作无误,通过玻璃砖也会看到P1、P2的像,A错误;
B.为减少测量误差,P1、P2的连线与法线NN'的夹角大小要适当,不能过大过小,B错误;
C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些,这样可更准确的确定光线的方向,C正确;
D.因光线在玻璃砖上表面的折射角等于在下表面的入射角,则光线不可能在下表面发生全反射,即若 P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时也不可能在bb'面发生全反射,D错误。
故选C。
【小问2详解】
折射率
【小问3详解】
某同学测定折射率时,作出的折射光线如下图中虚线所示
实线表示实际光线,可见折射角增大,则由折射定律可知,折射率将偏小。
12. 某实验小组用自己改进的装置完成“用单摆测量重力加速度”实验,把一个较重的匀质磁性小球,用两根长度均为L的轻绳悬挂在一根水平绝缘杆上摆动,如图甲所示。
(1)关于本实验及操作,下列说法正确的有______(单选,填序号)
A. 两轻绳可用轻质橡皮筋代替
B. 为了方便固定绳子,可以将绳子的A、B端缠绕在水平绝缘杆上
C. 让小球在垂直于的平面内做小角度的摆动
D. 为了方便测量周期,可以将小球拉离竖直方向较大的角度后由静止释放
(2)用20分度的游标卡尺测量小球的直径d如图乙所示,则小球直径d=_____cm;
(3)实验时磁性小球的N极在小球的正下方,他们将智能手机放置在小球摆动最低点的正下方,打开手机磁力传感器,采集到磁感应强度B及随时间t变化的图像如图丙所示,则单摆的周期T=_____s(结果保留2位有效数字);
(4)实验中,测得所用轻绳的长度为L,悬点的间距为x,则当地的重力加速度可表示为g=_____。(用L、x、d、T表示)。
【答案】(1)C (2)2.200
(3)2.0 (4)
【解析】
【小问1详解】
AB.单摆的摆长不能改变,两轻绳不能用轻质橡皮筋代替,绳子的A、B端需固定,不能缠绕在水平绝缘杆上,故AB错误;
C.单摆在摆角小于5°的情况下的振动是 简谐运动,小球应在竖直平面内做小角度摆动,故C正确;
D.为了方便测量周期,应在小球经过最低点时计时,故D错误;
故选C。
【小问2详解】
游标卡尺的精确度为0.05mm,读数为
【小问3详解】
一个周期内摆球两次经过最低点,小球经过最低点时磁感应强度最大,根据图丙所示可知,单摆的周期为
【小问4详解】
根据几何关系可知摆长为
根据单摆周期公式
解得
13. 贵州黎平的肇兴侗寨有“鼓楼之乡”的美誉,图(a)的建筑群展示了精湛的传统鼓楼木构技艺。为保护鼓楼等传统木质建筑,可采用超声横波法进行无损检测,获得其弹性模量等力学参数,从而采取相应的保护措施。在某次检测中,有一列简谐横波在木材中沿轴传播,时刻的波形图如图(b)所示,位于轴上的质点的振动图像如图(c)所示。求:
(1)波在木材中的传播方向及速度;
(2)在时间内,质点运动的路程。
【答案】(1)传播方向沿轴负方向,
(2)
【解析】
【小问1详解】
由P点的振动图像可知,t=0时刻质点P在平衡位置沿y轴负向振动,结合波形图可知,波传播方向沿轴负方向;
根据波形图可知波长,证据振动图像可知周期。
波在木材中的传播速度
【小问2详解】
时间关系,可知时间内,质点完成了3个全振动,故其运动的路程
14. 如图所示,截面为一圆弧面的柱状透明介质AOB,圆心为O,半径为R,底部OB面放置在水平地面上,一条光线垂直于OA边从其中点M射入,透过圆弧AB面后射到地面上的N点,O、N点间距离为,已知光在真空(或空气)中的传播速度为c。
(1)求此透明介质的折射率n;
(2)求光从M传播到N所用的时间;
(3)向上平行移动入射光线,发现移动一段距离d后,圆弧AB面上恰好无光线射出,请求出d的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
如图所示,设光线射到圆弧面上的点为点,由几何关系有
得
过点作的垂线,垂足为,图中
故为的中点,所作的为的垂直平分线,而
所以
则此透明介质的折射率为
代入数据解得
【小问2详解】
光在介质中的传播速度为,而光在介质中所走的路程为
光在空气中所走的路程为,故光从传播到所用的时间为
代入数据解得
【小问3详解】
由全反射的知识有
由几何知识有
代入数据解得
15. 如图所示,间距为的、两波源在某时刻同时开始振动,两波源在不同介质中形成两列相向传播的简谐横波,在介质中波的传播速度为,在介质中波的传播速度为。已知两列波的频率均为,波源的振幅为,波源的振幅为,图中O点是两波源连线上的某一点,。求:
(1)两列波在和传播的波长大小;
(2)振源的振动形式传播到处所需的时间;
(3)M、N两波源振动开始计时内P点运动的路程。
【答案】(1),
(2)2.5s (3)547.5cm
【解析】
【小问1详解】
波速由介质决定,在介质中波的传播速度为,根据
解得
在介质中波的传播速度为,根据
解得
【小问2详解】
振源的振动形式传播到O处所需的时间
波速由介质决定,振源的振动形式从O传播到N处所需的时间
则振源的振动形式传播到处所需的时间
【小问3详解】
结合上述可知,
振源振动的周期
振源的振动形式传播到P处所需的时间
振源N的振动形式传播到P处所需的时间
根据图示可知,两波源起正方向均向上,由于等于一个周期,等于四个周期,即经过2s时,两波源的振动形式传播到P点运动方向均向上,可知,P点为振动加强点,则在时间内P以M波源振动形式运动了
此时间内,P运动的路程
内两波源振动形式同时到达P点运动时间
在上述时间内,P运动的路程
在上述时间内,根据振动函数方程
解得时刻,对应的
可知,在上述时间内,P运动的路程
结合上述可知,两波源振动开始计时内P点运动的路程
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