精品解析:山东实验中学2025-2026学年第二学期高二第一次诊断性考试物理试题
2026-05-25
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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) | 山东省 |
| 地区(市) | 济南市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.42 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58024113.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
山东省实验中学2025~2026学年第二学期
高二第一次诊断性考试
物理试题
2026.04
说明:本试卷满分100分,分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷为第1页至第4页,第Ⅱ卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上,书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(共40分)
一、单项选择题(本题包括8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 图甲是双缝干涉示意图,两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A. 形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短
B. 形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C. 若只增大挡板与屏间的距离l,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小
D. 若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据双缝干涉条纹间距公式
由图可知丙图样相邻亮条纹间的距离大,故形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短,故A正确;
B.根据可知形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率小,故B错误;
CD.根据双缝干涉条纹间距公式
可知若只增大挡板与屏间的距离,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大,若只减小挡板上两个狭缝间的距离,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将增大,故C、D错误。
故选A。
2. 如图所示,用铁丝圈蘸取肥皂液形成一层薄膜,在酒精灯焰(加食盐后主要发出黄光)照射下,观察薄膜上灯焰的像,已知薄膜在重力作用下厚度自上而下逐渐增大,下列说法正确的是( )
A. 若将光源换为白光,则观察不到干涉条纹
B. 若将光源换为蓝光,则观察到的条纹间距会增大
C. 若将光源换为红光,则观察到的条纹间距会减小
D. 若将光源换为紫光,则观察到的条纹间距会减小
【答案】D
【解析】
【详解】肥皂膜在重力作用下形成上薄下厚的楔形,根据,条纹间距与波长成正比。
A.若换为白光,会观察到彩色干涉条纹(不同色光波长不同,条纹位置错开),并非观察不到,A错误;
B.蓝光波长比黄光短,减小,条纹间距减小,B错误;
C.红光波长比黄光长,增大,条纹间距增大,C错误;
D.紫光波长比黄光短,减小,条纹间距减小,D正确。
故选D。
3. 如图所示,某同学利用双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根悬线长为d,两悬点间相距s,金属小球半径为r,AB为光电计数器。现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向一个较小的角度并由静止释放,同时,启动光电计数器,当小球第一次经过图中虚线(光束)位置O时,由A射向B的光束被挡住,计数器计数一次,显示为“1”,同时计时器开始计时。然后每当小球经过点O时,计数器都计数一次。当计数器上显示的计数次数刚好为n时,所用的时间为t,则下列说法正确的是( )
A. 双线摆的摆角越小,则周期越小
B. 双线摆的振动周期
C. 双线摆的等效摆长
D. 静止释放瞬间,小球的回复力为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.双线摆可等效为单摆,在摆角较小时,根据周期公式有
可知周期与摆角大小无关,故A错误;
B.当计数器显示计数次数为时,小球经过平衡位置次,则有
解得单摆的周期,故B正确;
C.双线摆的等效摆长为,故C错误;
D.由静止释放瞬间,小球偏离平衡位置,即小球相对于平衡位置的位移不等于0,则回复力不为零,故D错误。
故选B。
4. 近日,工信部披露的最新数据显示,2023年我国光缆线路建设取得显著成果,新建光缆线路长度达473.8万公里,使得全国光缆线路总长度一举突破6432万公里。光缆线路主要用于光信息传输,在铺设的过程中,尽量不要弯曲。如图所示,一段折射率为n、横截面是圆面的光导纤维,截面半径为r,在铺设的过程中弯曲成了一段圆弧,圆弧的圆心到光导纤维的中心轴线的距离为R,光导纤维外部可认为是真空区域。现有一束光垂直于光导纤维左端截面射入,为了保证这束光经反射后均能从右端面射出,则光导纤维的折射率n至少为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
最下端入射的光在界面的入射角最小,故临界状态为最下端入射的光恰好不发生全反射,根据全反射的公式,由几何关系
可得
故选B。
5. 如图所示,a、b两束平行单色光照射到半径为R的半圆形玻璃砖的上表面,折射后会聚到玻璃砖的顶点P,a、b两束光对比,下列说法正确的是( )
A. a光的频率大
B. a光在玻璃砖中的传播速度小
C. 两束光经P点折射后传播路径重合
D. a光在玻璃砖中的波长比b光短
【答案】C
【解析】
【详解】A.a、b光在玻璃砖上表面入射角相同,其光路图如图所示
折射角a光的折射角大于b光的折射角,由于
所以a光在玻璃中折射率小于b光的折射率。由于单色光的折射率越大,其频率越高,所以b光的频率大,故A项错误;
B.光在介质中传播的速度与折射率的关系有
由于a光在玻璃中的折射率小于b光的折射率,所以a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度,故B项错误;
C.过P点的切面与玻璃砖上表面平行,两束光在P点折射后,传播方向与入射方向平行,故两束光经P点折射后传播路径重合,故C项正确;
D.由波长与频率的关系有
又因为
整理之后有
由于之前的分析可知,a光的频率和折射率小,所以a光的波长大,故D项错误。
故选C。
6. 市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示,这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长,膜对该光的折射率n=2,则所镀薄膜的最小厚度应为( )
A. λ B. λ C. λ D. λ
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】因为薄膜的厚度为波长的,增透膜两个界面上的反射光相干涉后互相抵消,减少了反射光中的红外线,从而减少了反射光的能量,故
以λ表示此红外线在真空的波长,其在薄膜中的波长为
解得
因为n=2,故厚度d的最小值为
故选A。
7. 如图所示,边长为2a的正方体玻璃砖,底面中心有一单色点光源O,从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由几何关系可知底面对角线为
玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,设临界角为C,由几何关系可得
点光源O在侧面的出射情况为一个半圆,设其半径为r,则有
联立,解得
从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为
故选D。
8. 如图所示,水平地面上放置着用竖直轻质弹簧拴接的物块A、B,弹簧的劲度系数为k,A的质量为m,B的质量为M,重力加速度为g。用力向下缓慢压物块A至某一位置,放手后物块A在竖直方向做简谐运动,物块A运动到最高点时,物块B恰好不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 物块A的动能最大时,弹簧的弹性势能为0
B. 物块A做简谐运动的振幅为
C. 物块A的最大加速度为g
D. 物块B对地面的最大压力为
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块A处于平衡位置时动能最大,A的平衡位置满足:弹簧弹力等于A的重力,即,弹簧的压缩量为,弹性势能不为0,A错误;
B.A在最高点时,B恰好不离开地面,说明弹簧拉力,弹簧处于伸长状态,伸长量,物块A做简谐运动的振幅为,B错误;
C.简谐运动中,最低点和最高点的加速度大小相等,均为最大值,最高点时
,C错误;
D.最低点时,设B对地面的压力为,地面对B的支持力为,根据牛顿第三定律
此时弹簧的弹力为,物块B 处于平衡状态
研究物块A,根据牛顿第二定律
解得,D正确;
故选D。
二、多项选择题(本题包括4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题意,选对但不全得3分,有选错不得分)
9. 如图所示,下列图片场景解释说法正确的是( )
A. 如图甲,医学用内窥镜利用了光的全反射原理
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象
C. 如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样
D. 如图丁,立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
【答案】AC
【解析】
【详解】A.医学用内窥镜利用了光的全反射原理,故A正确;
B.肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜上下表面反射回来的两列光发生光的干涉现象,故B错误;
C.单色平行光线通过狭缝衍射得到明暗相间的不等距条纹,故C正确;
D.立体电影原理和照相机镜头利用偏振原理,照相机镜头表面涂上的增透膜是利用光的干涉原理,故D错误。
故选AC。
10. 一列简谐横波沿x轴传播,a、b两质点平衡位置的横坐标分别为m和m,两质点水平距离大于一个波长小于两个波长,两质点的振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 如果该简谐波沿x轴正方向传播,则波长为11.2m
B. 如果该简谐波沿x轴正方向传播,则波速为6m/s
C. 如果该简谐波沿x轴负方向传播,则波长为10m
D. 如果该简谐波沿x轴负方向传播,则波速为4m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.从振动图像上同一时刻两质点的位置关系可知,如果该简谐波沿x轴正方向传播,ab两点的间距为,则
得波长m
从振动图像可知波的周期为2s,波速m/s,选项A正确,选项B错误;
CD.从振动图像上同一时刻两质点的位置关系可知,如果该简谐波沿x轴负方向传播,ab两点的间距为,则
得波长m
从振动图像可知波的周期为2s,波速为m/s,选项C错误,选项D正确。
故选AD。
11. 位于的波源p从时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置,质点b的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时,波源的位移为正
C. 时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.波从波源发出后,向轴正负方向传播,向相反方向传播的波不会相遇,不会发生干涉,故A错误;
B.由图可知,波的波长
由题意可知0.1s内波传播四分之一波长,可得
解得
根据同侧法可知,波源的振动方向向上,即时,波源振动了2s,则任何一个点起振以后都应该振动2s,可知坐标原点在2.1s时刚好振动了2s即5个周期,此时其振动方向向上,波源向上振动,位移为正,故B正确;
C.波的波速
波源停止振动,到质点停止振动的时间
即质点还在继续振动,到经过时间即,结合图象可知质点a位移为正且向轴正方向运动,故C错误;
D.波传到点所需的时间
在0到2s内,质点振动的时间为
质点b运动总路程
故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,直径为2.5m的圆上有两个做简谐运动的波源、,两波源的振动情况完全相同,在介质中产生的简谐波的波长均为1m,和AB是圆的两个互相垂直的直径,除两波源外,下列说法正确的是( )
A. 波源、连线上(不含两波源)有5个振动加强点
B. 圆上有6个振动减弱点
C. 圆上有10个振动加强点
D. 波源到圆上最近的振动加强点的距离为0.5m
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.根据波的叠加原理,两波源的振动情况完全相同,到波源距离差等于nλ的点为加强点。设直径S1S2上加强点到S1的距离为xn,则加强点满足:|xn-(2.5m-xn)|=nλ,0<xn<2.5m
解得:n=0时,x0=1.25m
n=1时,x1=1.75m或0.75m
n=2时,x2=2.25m或0.25m
所以直径S1S2上有5个加强点,当n等于零时,加强区与AB直线重合,当n为正整数时,加强点构成一系列双曲线,由图像对称性可知,圆上有10个振动加强点,因为振动加强区和减弱区交替出现,所以圆上至少有8个振动减弱点,故AC正确,B错误;
D.设圆上与波源S1最近的振动加强点为P,根据波的叠加减弱的规律可知,则其到S2的距离比到S1距离大2λ,即有:PS2=PS1+2λ
由几何知识可知PS2为圆的一条非直径的弦,所以:PS2=PS1+2λ<2.5m
代入数据可知PS1<0.5m,故D错误;
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
三、实验题(本题包括2小题,共12分)
13. 根据单摆可以通过实验测量当地的重力加速度.如图甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.
①以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________.
A.摆球应选用直径较小、密度较大的小球,摆线应选用细而不易伸长的线
B.为了便于记录周期,开始时将摆球拉开,应使摆线与平衡位置有较大角度
C.记录周期时,当摆球通过平衡位置时开始计时,摆球再次回到平衡位置停止计时,此时间间隔为,则单摆周期
D.记录周期时,当摆球通过平衡位置时开始计时,记下摆球做30次全振动所用的时间,则单摆周期
②若已测出悬点到小球球心的距离(摆长))L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=______________(用L、n、t表示).
③图乙是摆线长为L时小球的振动图象,取,则小球的回复加速度取最大值为____________.
【答案】 ①. AD ②. ③. 0.5
【解析】
【详解】①A、该实验中,摆线应选用细而不易伸长的线,避免在摆动过程中摆长发生改变,且长度要适当长一些;为了避免空气阻力的影响,应选用体积比较小,密度较大的小球,故A正确;
B、单摆的最大摆角应小于5°,因而开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置不能有太大的角度,故B错误;
C、为准确测量单摆周期,应从摆球经过平衡位置时开始计时,测出多个周期的时间,然后求出平均值作为周期,故C错误;
D、为减小实验误差,拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做30次全振动所用的时间,则单摆周期,故D正确.
②单摆周期公式,其中,联立解得:;
③由图知A=5cm,T=2s,根据单摆周期公式,解得:;小球的回复加速度在x=5cm或x=-5cm时最大,根据牛顿第二定律得:.
14. 某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。如图甲所示,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和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有________。(多选,填字母)
A. 插上大头针,使仅挡住的像
B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住
D. 插上大头针使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角和的大小,该同学多次改变入射角,测得几组和,根据测得的和的正弦值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率________。
(3)该同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后,不小心碰了玻璃砖使它向方向平移了少许,如图丙所示,则他测出的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)BD (2)1.5
(3)不变
【解析】
【小问1详解】
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、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P1、P2的像。
故选BD。
【小问2详解】
根据折射定律得:玻璃砖的折射率为(也是图像的斜率)
【小问3详解】
由题意可知,该同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,但是两界面间距没有发生变化,而其他操作都正确,则不会导致折射角变化,测得折射率的测量值将不变。
四、计算题(本题包括4小题,共48分)
15. 如图所示,A、B两木块质量分别是mA=0.2 kg,mB=0.3 kg,弹簧的劲度系数k=50 N/m,A和B间最大静摩擦力是0.6 N,B与水平面的摩擦力不计.求:
(1)若两物体一起做简谐运动的位移是2 cm时,A与B间的摩擦力是多大?
(2)在A和B之间没有相对滑动的条件下,它们的最大振幅是多大?
【答案】(1)0.4 N;(2)3cm。
【解析】
【分析】
【详解】(1)以A、B整体为研究对象,有
kx=(mA+mB)a
对物体A,有
f静=mAa
所以A、B间摩擦力为
当x=0.02 m时
f静=20×0.02 N=0.4 N
(2)A与B没有相对滑动时,物体A的最大加速度
所以
a最大=
对A、B整体
a最大=
所以A、B不发生滑动的最大振幅为
x最大=
16. 如图甲所示,孩子们经常会在平静的水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化,若小孩将小石头垂直于水面投入水中,水面P点有一片小树叶,若水波为简谐横波,从某个时刻开始计时,如图乙实线所示为时刻的波动图像,图丙为小树叶的振动图像
(1)请判断水波的传播方向;
(2)若,求质点Q在振动2s内经过的总路程;
(3)若虚线为时刻的波形图,且,求水波可能的波速。
【答案】(1)沿x轴正方向传播
(2)0.8m (3)
【解析】
【小问1详解】
由振动图像可知,时,P点的振动方向向下,结合波动图像,根据同侧法可知,水波沿x轴正方向传播;
【小问2详解】
若周期为0.2s,则质点Q在2s内完成全振动的次数为
质点Q在2s内振动的总路程为
【小问3详解】
由图乙可知波长
由于
可知
波沿x轴正方向传播,那么波从时刻到时刻有()
则波传播的速度
解得()
17. 2023年7月份我国光缆产量当期值约为2670.9万芯千米。光导纤维由纤芯和包层两部分组成,为了在纤芯与包层的分界面发生全反射,光导纤维中纤芯材料的折射率应大于包层材料的折射率。如图所示,一条长直光导纤维的长度为d,在纤芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°。现有一束细光从右端面中点以θ=53°的入射角射入,光在纤芯与包层的界面恰好发生全反射。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,光在真空中的传播速度为c=3×108m/s)求:
(1)纤芯的折射率n;
(2)若从右端射入的光能够传送到左端,求光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间之比。
【答案】(1)1.6;(2)
【解析】
【详解】(1)为使射入的光在内芯与包层的界面恰好发生全反射,则有
又
联立解得
n=1.6
(2)光在内芯的传播速度为
当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时,光在光导纤维内传输的时间最长,此时光传播的路程为
则最长时间
当光射向右端面的入射角为0°时,光在光导纤维内传输的时间最短,则有
光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间之比
18. 如图所示,一个用透明材料制成的空心球的内半径为R,外半径为2R,球心为O。三束相同的平行单色光a、b、d,其中a、b分别从空心球外表面上的P点和Q点射入,d的延长线过球心O点,已知该材料的折射率,光在真空中传播的速率为c,
(1)若单色光a的折射光线恰好在球的内表面上发生全反射,单色光b的折射光线恰好与球的内表面相切。仅考虑一次折射和一次全反射,求:
①单色光b在球外表面上的入射角;
②单色光a在透明材料中的传播时间。
(2)若a、d两束光线之间的距离设为x,若光线a从内圆通过的时间为,则
【答案】(1)①45°;②
(2)
【解析】
【小问1详解】
设单色光b在球外表面上的入射角为,折射角为r,由几何关系知
由折射定律得
解得
由题意,设单色光a的折射光线射到球内表面上的B点,且在内表面上刚好发生全反射,根据
可得
在中,根据正弦定理可得
又
解得,
因为
故单色光a在透明材料中的传播时间
【小问2详解】
设光线a两次折射的入射角和折射角分别为和与和,如图2所示
根据折射定律可得,
作OC垂直QEC于C点,则有
联立解得,
又
解得
则
可得
又
解得
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山东省实验中学2025~2026学年第二学期
高二第一次诊断性考试
物理试题
2026.04
说明:本试卷满分100分,分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,第Ⅰ卷为第1页至第4页,第Ⅱ卷为第5页至第8页。试题答案请用2B铅笔或0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上,书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(共40分)
一、单项选择题(本题包括8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 图甲是双缝干涉示意图,两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图乙、丙所示。下列说法正确的是( )
A. 形成乙图样的光的波长比形成丙图样的光的波长短
B. 形成丙图样的光的频率比形成乙图样的光的频率大
C. 若只增大挡板与屏间的距离l,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小
D. 若只减小挡板上两个狭缝间的距离d,两种单色光相邻亮条纹间的距离都将减小
2. 如图所示,用铁丝圈蘸取肥皂液形成一层薄膜,在酒精灯焰(加食盐后主要发出黄光)照射下,观察薄膜上灯焰的像,已知薄膜在重力作用下厚度自上而下逐渐增大,下列说法正确的是( )
A. 若将光源换为白光,则观察不到干涉条纹
B. 若将光源换为蓝光,则观察到的条纹间距会增大
C. 若将光源换为红光,则观察到的条纹间距会减小
D. 若将光源换为紫光,则观察到的条纹间距会减小
3. 如图所示,某同学利用双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根悬线长为d,两悬点间相距s,金属小球半径为r,AB为光电计数器。现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向一个较小的角度并由静止释放,同时,启动光电计数器,当小球第一次经过图中虚线(光束)位置O时,由A射向B的光束被挡住,计数器计数一次,显示为“1”,同时计时器开始计时。然后每当小球经过点O时,计数器都计数一次。当计数器上显示的计数次数刚好为n时,所用的时间为t,则下列说法正确的是( )
A. 双线摆的摆角越小,则周期越小
B. 双线摆的振动周期
C. 双线摆的等效摆长
D. 静止释放瞬间,小球的回复力为零
4. 近日,工信部披露的最新数据显示,2023年我国光缆线路建设取得显著成果,新建光缆线路长度达473.8万公里,使得全国光缆线路总长度一举突破6432万公里。光缆线路主要用于光信息传输,在铺设的过程中,尽量不要弯曲。如图所示,一段折射率为n、横截面是圆面的光导纤维,截面半径为r,在铺设的过程中弯曲成了一段圆弧,圆弧的圆心到光导纤维的中心轴线的距离为R,光导纤维外部可认为是真空区域。现有一束光垂直于光导纤维左端截面射入,为了保证这束光经反射后均能从右端面射出,则光导纤维的折射率n至少为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,a、b两束平行单色光照射到半径为R的半圆形玻璃砖的上表面,折射后会聚到玻璃砖的顶点P,a、b两束光对比,下列说法正确的是( )
A. a光的频率大
B. a光在玻璃砖中的传播速度小
C. 两束光经P点折射后传播路径重合
D. a光在玻璃砖中的波长比b光短
6. 市场上有种灯具俗称“冷光灯”,用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低,从而广泛地应用于博物馆、商店等处。如图所示,这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜(例如氟化镁),这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线。以λ表示红外线的真空波长,膜对该光的折射率n=2,则所镀薄膜的最小厚度应为( )
A. λ B. λ C. λ D. λ
7. 如图所示,边长为2a的正方体玻璃砖,底面中心有一单色点光源O,从外面看玻璃砖的上表面刚好全部被照亮,不考虑光的反射。从外面看玻璃砖四个侧面被照亮的总面积为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,水平地面上放置着用竖直轻质弹簧拴接的物块A、B,弹簧的劲度系数为k,A的质量为m,B的质量为M,重力加速度为g。用力向下缓慢压物块A至某一位置,放手后物块A在竖直方向做简谐运动,物块A运动到最高点时,物块B恰好不离开地面,下列说法正确的是( )
A. 物块A的动能最大时,弹簧的弹性势能为0
B. 物块A做简谐运动的振幅为
C. 物块A的最大加速度为g
D. 物块B对地面的最大压力为
二、多项选择题(本题包括4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题意,选对但不全得3分,有选错不得分)
9. 如图所示,下列图片场景解释说法正确的是( )
A. 如图甲,医学用内窥镜利用了光的全反射原理
B. 如图乙,肥皂膜上的彩色条纹是光的衍射现象
C. 如图丙,是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样
D. 如图丁,立体电影原理和照相机镜头表面涂上的增透膜的原理一样
10. 一列简谐横波沿x轴传播,a、b两质点平衡位置的横坐标分别为m和m,两质点水平距离大于一个波长小于两个波长,两质点的振动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 如果该简谐波沿x轴正方向传播,则波长为11.2m
B. 如果该简谐波沿x轴正方向传播,则波速为6m/s
C. 如果该简谐波沿x轴负方向传播,则波长为10m
D. 如果该简谐波沿x轴负方向传播,则波速为4m/s
11. 位于的波源p从时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在时波源停止振动,时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置,质点b的平衡位置。下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B. 时,波源的位移为正
C. 时,质点a沿y轴负方向振动
D. 在0到2s内,质点b运动总路程是2.55m
12. 如图所示,直径为2.5m的圆上有两个做简谐运动的波源、,两波源的振动情况完全相同,在介质中产生的简谐波的波长均为1m,和AB是圆的两个互相垂直的直径,除两波源外,下列说法正确的是( )
A. 波源、连线上(不含两波源)有5个振动加强点
B. 圆上有6个振动减弱点
C. 圆上有10个振动加强点
D. 波源到圆上最近的振动加强点的距离为0.5m
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
三、实验题(本题包括2小题,共12分)
13. 根据单摆可以通过实验测量当地的重力加速度.如图甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.
①以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有________.
A.摆球应选用直径较小、密度较大的小球,摆线应选用细而不易伸长的线
B.为了便于记录周期,开始时将摆球拉开,应使摆线与平衡位置有较大角度
C.记录周期时,当摆球通过平衡位置时开始计时,摆球再次回到平衡位置停止计时,此时间间隔为,则单摆周期
D.记录周期时,当摆球通过平衡位置时开始计时,记下摆球做30次全振动所用的时间,则单摆周期
②若已测出悬点到小球球心的距离(摆长))L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=______________(用L、n、t表示).
③图乙是摆线长为L时小球的振动图象,取,则小球的回复加速度取最大值为____________.
14. 某小组做测定玻璃的折射率实验,所用器材有:玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。如图甲所示,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和。为直线与的交点。在直线上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有________。(多选,填字母)
A. 插上大头针,使仅挡住的像
B. 插上大头针,使挡住的像和的像
C. 插上大头针,使仅挡住
D. 插上大头针使挡住和、的像
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角和的大小,该同学多次改变入射角,测得几组和,根据测得的和的正弦值,画出了如图乙所示的图像,由图像可知该玻璃的折射率________。
(3)该同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后,不小心碰了玻璃砖使它向方向平移了少许,如图丙所示,则他测出的折射率将________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题(本题包括4小题,共48分)
15. 如图所示,A、B两木块质量分别是mA=0.2 kg,mB=0.3 kg,弹簧的劲度系数k=50 N/m,A和B间最大静摩擦力是0.6 N,B与水平面的摩擦力不计.求:
(1)若两物体一起做简谐运动的位移是2 cm时,A与B间的摩擦力是多大?
(2)在A和B之间没有相对滑动的条件下,它们的最大振幅是多大?
16. 如图甲所示,孩子们经常会在平静的水中投掷一块石头激起水波。现对该模型做适当简化,若小孩将小石头垂直于水面投入水中,水面P点有一片小树叶,若水波为简谐横波,从某个时刻开始计时,如图乙实线所示为时刻的波动图像,图丙为小树叶的振动图像
(1)请判断水波的传播方向;
(2)若,求质点Q在振动2s内经过的总路程;
(3)若虚线为时刻的波形图,且,求水波可能的波速。
17. 2023年7月份我国光缆产量当期值约为2670.9万芯千米。光导纤维由纤芯和包层两部分组成,为了在纤芯与包层的分界面发生全反射,光导纤维中纤芯材料的折射率应大于包层材料的折射率。如图所示,一条长直光导纤维的长度为d,在纤芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°。现有一束细光从右端面中点以θ=53°的入射角射入,光在纤芯与包层的界面恰好发生全反射。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,光在真空中的传播速度为c=3×108m/s)求:
(1)纤芯的折射率n;
(2)若从右端射入的光能够传送到左端,求光在光导纤维内传输的最长时间和最短时间之比。
18. 如图所示,一个用透明材料制成的空心球的内半径为R,外半径为2R,球心为O。三束相同的平行单色光a、b、d,其中a、b分别从空心球外表面上的P点和Q点射入,d的延长线过球心O点,已知该材料的折射率,光在真空中传播的速率为c,
(1)若单色光a的折射光线恰好在球的内表面上发生全反射,单色光b的折射光线恰好与球的内表面相切。仅考虑一次折射和一次全反射,求:
①单色光b在球外表面上的入射角;
②单色光a在透明材料中的传播时间。
(2)若a、d两束光线之间的距离设为x,若光线a从内圆通过的时间为,则
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