内容正文:
石家庄精英中学2025~2026学年第二学期第一次调研考试
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 关于做简谐运动的弹簧振子,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的振幅越小,则其运动的周期一定越短
B. 振子相邻两次通过同一位置时,加速度相同,速度也相同
C. 若振子的位移为负值,则其加速度一定为正值,速度一定为正值
D. 若振子相对平衡位置的位移的大小越来越大,则振子加速度一定变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.弹簧振子的周期公式为,周期仅与振子质量和弹簧劲度系数有关,与振幅无关,故A错误;
B.振子相邻两次通过同一位置时位移相同,由可知加速度相同,但两次经过同一位置时速度大小相等、方向相反,速度不相同,故B错误;
C.由可知位移为负值时加速度一定为正值,但速度方向由运动方向决定:向平衡位置运动时速度为正,远离平衡位置运动时速度为负,速度不一定为正值,故C错误;
D.加速度大小为,位移大小越来越大时,加速度大小一定变大,故D正确。
故选D。
2. 关于波,下列说法正确的是( )
A. 声波是横波
B. 若波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止传播
C. 机械波中除振源外的各质点均做受迫振动且各质点的振动周期均相同
D. 机械波的形成需要介质,是因为它传播的是介质本身和振动形式,而不传播能量
【答案】C
【解析】
【详解】A.声波的振动方向与传播方向平行,属于纵波,不是横波,故A错误;
B.振源停止振动后,已经传递给介质的能量会继续以波的形式向外传播,波不会立即停止传播,故B错误;
C.机械波传播过程中,除振源外的质点均在相邻前一质点的驱动力作用下做受迫振动,受迫振动的周期等于驱动力的周期(即振源的周期),因此所有质点的振动周期均相同,故C正确;
D.机械波传播过程中介质本身不随波迁移,且机械波既传播振动形式,也传播能量,故D错误。
故选C。
3. 在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是( )
①bO不可能是入射光线 ②aO不可能是入射光线
③cO不可能是入射光线 ④Ob一定是反射光线
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
【答案】D
【解析】
【详解】根据反射定律可知反射角和入射角相等,位于分界面同一侧且分居法线两侧。根据折射定律可知当光由光疏介质射入光密介质时,折射角小于入射角,且折射光线和入射光线分居法线两侧。综上所述可推知,aO一定是入射光线,Ob一定是反射光线,Oc一定是折射光线。
故选D。
4. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示,该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期,则下列说法正确的是( )
A. 增大电压,筛子的振幅一定会先增大再减小
B. 增大筛子质量,筛子的振幅一定会增大
C. 偏心轮的转速为时,筛子的振幅最大
D. 偏心轮的转速为时,筛子的振幅最大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.筛子做受迫振动,故与偏心轮的转速有关,所以增大电压,转速提高,筛子上农作物漏出质量减小,则筛子固有周期减小,固有频率增大,由于开始转速未知,故无法确定振幅变化规律,故AB错误;
CD.由图乙可知,该共振筛的固有频率为0.8Hz,则偏心轮的转速为48r/min时,频率为
可知会发生共振现象,振幅最大,故C正确,D错误。
故选C。
5. 苏轼的“八月十八潮,壮观天下无”描述的正是钱塘江大潮,鱼鳞潮就是其中的一种,如图甲所示。鱼鳞潮在本质上可以看成是两股涌潮交汇时产生的波动干涉和破碎效应的结果,将水波视为简谐横波,如图乙所示为两列波发生干涉的图样,实线为波峰,虚线为波谷,两列波的振幅均为0.4cm,为的中点,图示时刻,与点相交的两条虚线是两列波最靠前的波谷,下列说法正确的是( )
A. 两列波只要振幅相同即可发生干涉
B. 这两列波的起振方向都向上
C. 图示时刻,、两点间的高度差为1.2cm
D. 位于点处的质点始终处于平衡位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.两列波发生干涉的条件是:频率相同、振动方向相同、相位差恒定,仅振幅相同不能发生干涉,故A错误;
B.图示时刻,与C点相交的两条虚线是两列波最靠前的波谷,则与A点相交的两条实线是两列波最靠前的波峰,所以两列波的起振方向都应向上,故B正确;
C.由于两列波的振幅均为,叠加的结果使得图示时刻A点在平衡位置上方处,而C点在平衡位置下方处,故此时A、C两点间的高度差为,故C错误;
D.A、B、C连线上的点均为振动加强点,振幅为两列波的振幅之和,B点处的质点在平衡位置处做简谐运动,由于B为AC的中点,则图示时刻,位于B点处的质点恰好位于平衡位置,但不是始终处于平衡位置,故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示,将一个小球套在光滑细杆上,小球与轻弹簧相连组成弹簧振子,弹簧与细杆间无接触,小球沿水平方向在a、b间做简谐运动,O为平衡位置。取a向b方向为正,振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时,小球位移为5cm
B. 时,小球由b向O运动
C. 小球在a、b位置时,动能为零,加速度也为零
D. 小球从a经O到b的过程中,回复力先做负功、后做正功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,小球振动的周期,振幅
小球从平衡位置开始向正方向运动,其振动方程为
当时,小球位移为,故A错误;
B.由图乙可知,在时,小球位于正向最大位移处,即点。
在时,小球回到平衡位置。
因此,在时,小球由向运动,故B正确;
C.小球在a、b位置时,处于最大位移处,速度为零,因此动能为零。
根据回复力和牛顿第二定律,可知加速度
小球在a、b位置时,位移的绝对值最大,所以加速度的大小最大,不为零,故C错误;
D.小球从到的过程,运动方向为正方向,回复力指向也为正方向,与运动方向相同,回复力做正功。
小球从到的过程,运动方向为正方向,回复力指向为负方向,与运动方向相反,回复力做负功。
因此,回复力先做正功,后做负功,故D错误。
故选B。
7. 两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波源、的平衡位置坐标分别为,,振动周期均为。时刻的波形如图所示。0~4s时间内,处质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由波形图可知,两列简谐横波的波长均为,且已知周期,因此波速
则的振动传播到处的时间
的振动波传播到处的时间
在,两列波都未到达处,处的位移始终为0。在,只有的振动传播到处,则处的质点先从平衡位置沿轴正方向运动到最大位移处,再回到平衡位置。在,两列波均到达处,且运动方向相同,则处为振动的加强点,叠加后的振幅为
叠加后处的质点先从平衡位置沿轴负方向运动到处,再从处沿轴正方向运动到处,最后回到平衡位置,C选项的振动图像符合描述。
故选C。
8. 如图甲所示为沿着轴正方向传播的简谐横波于时的波形图,此时波刚传到点,、、三个质点的平衡位置分别在轴的2m、3.5m、4m处,图乙为三点中某质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 图乙表示质点的振动图像
B. 该波的波源起振方向沿轴负方向
C. 从图甲时刻开始计时,质点经过2.5s第一次到达波谷
D. 从时刻计时,质点的振动方程为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知,t=1s时质点位于平衡位置且沿y轴正方向振动,根据“上下坡”法可知,简谐波沿x轴正方向传播,质点P此时位于平衡位置且沿y轴正方向振动,故A错误;
B.波源起振方向与质点第一次振动方向相同,故波源起振方向沿y轴正方向,故B错误;
C.从图甲时刻开始计时,Q点第一次到达波谷所用时间,故C错误;
D.由图甲可知,t=1s时M点位于平衡位置且正在向y轴负方向振动,可知t=0时M点位于平衡位置且正在向y轴正方向振动,则初相,由图乙可知,振幅,角频率
因此M质点的振动方程为,故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列关于课本中四幅插图的说法正确的是( )
A. 图甲浸在水中的筷子产生了侧移,而且变粗了,是因为光发生了全反射
B. 图乙蜂鸣器快速转动时音调发生变化是因为声波的多普勒效应
C. 图丙消声器原理是利用了声波的衍射现象
D. 图丁为水波传播过程中,、为在水面上的两块挡板,要使处水也能发生振动,则波源的频率应该变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲浸在水中的筷子产生了侧移,而且变粗了,是因为光发生了折射,故A错误;
B.图丁中,蜂鸣器快速转动时,它与听者之间的距离在周期性地变化。当蜂鸣器朝向听者运动时,听者接收到的声波频率变高,音调变高;当蜂鸣器背向听者运动时,听者接收到的声波频率变低,音调变低。这种因波源与观察者之间相对运动而产生频率变化的现象是多普勒效应,B正确;
C.图丙展示的是一种利用波的干涉原理设计的消声器结构。其原理是让声波分成两束,经过不同路径后再相遇,如果两束声波的路程差等于半波长的奇数倍,就会发生相消干涉,从而减弱声音,故C错误;
D.图丁中要使P处振动,则需要波的衍射更加明显才行,波源频率f变小,根据
同一介质中波速不变,可知频率越小、波长越长,则波的衍射更加明显,故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,水平地面固定一半径为(大小未知)的光滑圆弧面(圆弧面弧长),是圆心,为最低点,竖直。小球大小忽略不计,重力加速度为。现将一小球从点由静止释放,同时另一小球从圆弧的中点由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 两球在点发生第一次碰撞
B. 两球在圆弧间某点发生第一次碰撞
C. 若仅用一小球从点静止释放,并测得从第一次到的时间为,则半径
D. 若仅用一小球从点静止释放,并测得从第一次到的时间为,则半径
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.因圆弧面弧长,小球在圆弧面上的运动可视为单摆,振动周期满足
可知小球的释放位置与周期大小无关,两球在O点发生第一次碰撞,故A正确,B错误;
CD.根据单摆周期
可知小球从第一次到的时间满足
解得,故C正确,D错误。
故选AC 。
11. 竖直放置的肥皂薄膜,由于重力作用,下面厚、上面薄,其截面图如图甲所示,用红光水平照射肥皂膜,会在肥皂膜上形成干涉条纹。利用该现象原理还可以检查平面的平整度,如图乙(a)所示,现将一薄片放在透明标准板和待检工件间形成一楔形空气薄层,当黄光从上方入射后,从上往下可以观察到如图(b)所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处和分别对应和处,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中干涉条纹上密下疏
B. 甲图中干涉条纹上疏下密
C. 乙图的上表面处向下凹陷
D. 乙图的上表面处向下凹陷
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由于薄膜不是均匀增厚的,从上到下薄膜增厚得越来越快,所以明暗相间的条纹是不等间距的,而是上疏下密,故A错误,B正确;
CD.对于A处(P点):条纹向左弯曲,说明此处空气膜厚度与左侧(更靠近劈尖)的厚度相同,因此A处向下凹陷,对于B处(Q点):条纹向右弯曲,说明此处空气膜厚度与右侧(更远离劈尖)的厚度相同,因此B处向上凸起,故C正确,D错误。
故选BC。
12. 如图所示,图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,为一半径为的圆弧,为圆弧面圆心,构成正方形,在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线,从点光源射入圆弧的光中,有一部分不能从、面直接射出(不考虑顶点),已知这部分光照射圆弧的弧长为,光在真空中传播速度为。则( )
A. 该材料的折射率
B. 该材料的折射率
C. 当光以的入射角从该材料射向空气时,不可以在界面发生全反射
D. 直接从,面射出的光线中,在此光学元件中传播的最长时间
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.已知这部分光照射圆弧AC的弧长为,设所对应的圆心角为,则可得
根据几何知识,全反射的临界角为
根据全反射条件
解得,故A正确,B错误;
C.因为,所以可以发生全反射,故C错误;
D.直接从AB、BC面射出的光线中,在此光学元件中传播的最长路径为从图中点到点,长度为
光在此光学元件中传播的速度
光在此光学元件中传播的最长时间
解得,故D正确。
故选AD。
13. 如图,一列简谐横波在轴上传播,图甲和图乙分别为轴上两质点的振动图像,且为。下列说法正确的是( )
A. 波的周期为 B. 这列波一定沿轴正方向传播
C. 波速大小可能为 D. 波速大小可能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由两质点的振动图像可知,质点振动周期为,波的周期与质点振动周期相同也为。故A正确;
B.由振动图象读出t=0时刻,a质点经过平衡位置向下运动,而b位于波峰,若a质点的平衡位置在b质点的平衡位置的左侧,波沿x轴正方向传播;若a质点的平衡位置在b质点的平衡位置的右侧,波沿x轴负方向传播。故B错误;
CD.若波沿x轴正方向传播,波形图可能为
若波沿x轴负方向传播,波形图可能为
由波形图可知
,n=0,1,2…
得到波长为
,n=0,1,2…
波速为
,n=0,1,2…
故波速大小可能为,当时,
故C错误,D正确。
故选AD。
三、基础考查(本题共2小题,共6分)
14. 按要求完成下列填空;
(1)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,轻弹簧一端连接固定挡板一端与质量为的小球相连。从弹簧处于原长状态时由静止释放小球,弹簧的劲度系数为,重力加速度,不计空气阻力。证明小球做简谐运动。
(2)如图所示,为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分。则图甲为__________产生的干涉条纹(选填“黄光”或“蓝光”)。若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的界面上,图甲对应的色光发生了全反射,则图乙对应的色光__________(选填“一定”、“可能”或“不可能”)发生全反射。
【答案】(1)见解析 (2) ①. 蓝光 ②. 可能
【解析】
【小问1详解】
以沿斜面向下为正方向,设弹簧原长位置为坐标原点,物体质量为m,弹簧劲度系数为k,斜面倾角为。当小球静止在平衡位置O时,弹簧伸长量为x0,此时合力为0,则有
以平衡位置O为新的坐标原点,设小球相对平衡位置的位移为x,此时弹簧的总伸长量为
小球受到的合力(回复力)为
将平衡条件
代入上式可得
结论:回复力与位移大小成正比、方向相反,满足简谐运动的动力学条件
因此该系统做简谐运动。
【小问2详解】
[1]由干涉条纹间距公式
可知,干涉条纹间距与波长成正比,黄光的波长比蓝光长,则知图甲为蓝光产生的干涉条纹。
[2]由产生全反射临界角公式
可知,黄光的波长比蓝光长,则黄光在介质中的折射率小于蓝光在介质中的折射率,可知蓝光的临界角小于黄光的临界角,若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的界面上,图甲对应的蓝光发生了全反射,则图乙对应的黄光可能发生全反射。
四、实验题(本题共2小题,共14分)
15. 某同学用平行玻璃砖测量玻璃折射率,装置如图所示。
(1)图甲中,在直线上插下了两枚大头针和,在侧调整观察视线,插下大头针,让挡住__________的像,根据平行玻璃砖对光折射的特点可知,的位置是图中1、2、3三个位置中的一个,的位置应位于__________(填“1”“2”或“3”)。
(2)如图乙所示,同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确,则折射率的测量值__________准确值(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)同学先用插针法正确画出光路图如图丙,在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以点为圆心,为半径画圆,交延长线于点,过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点,如图丙所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率__________。
【答案】(1) ①. P1和P2 ②. 2
(2)小于 (3)1.6
【解析】
【小问1详解】
让P3挡住P1和P2的像,根据平行玻璃砖对光折射的特点可知,P3的位置应在图中位置2。
【小问2详解】
以实线作出实际光路图,用虚线作出测量光路图,如图所示
根据图像可知,光进入玻璃砖的入射角不变,测量时的折射角偏大,则折射率的测量值将偏小。
【小问3详解】
根据几何关系可得玻璃的折射率为
16. 某小组利用如图所示的装置来完成“用单摆测定重力加速度”实验。
(1)有四名同学的仪器安装与操作过程如下列四幅图所示,其中正确的是__________。
A. B.
C. D.
(2)让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,其下端局部如图所示,那么单摆的摆长__________cm(要求估读)。
(3)将小球向外拉开,使细绳与竖直方向成合适角度后由静止释放,从小球第一次经过最低点开始计时,测得小球从第1次到第次经过最低点经历的总时间为,则该单摆的周期为__________。
(4)多次改变摆长,分别记为、…;测得相应的周期分别为、…;为减小误差,下列做法正确的是__________。(多选)
A. 根据分别求得、…,然后求平均
B. 根据,先分别求得以及,然后求得
C. 以历次测量的为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,根据图像斜率求
D. 以历次测量的求得为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,根据图像斜率求
(5)若某次实验中根据求得的比实际的当地重力加速度偏大,下列原因可能的是__________。(多选)
A. 测得的摆长偏小
B. 测量次全振动的时间求周期时多数了次数
C. 小球摆动时轨迹不在同一竖直平面内而是在某一水平面内的圆周
【答案】(1)D (2)87.40
(3) (4)AD (5)BC
【解析】
【小问1详解】
小球在摆动过程中,摆长需保持不变,故摆线需用夹子夹住,保证悬点固定,且单摆必须在同一平面内振动,摆角小于。
故选D。
【小问2详解】
摆线的长度为单摆自然悬垂时摆线的长度与摆球的半径之和,刻度尺的最小分度值为1mm,估读到下一位,则摆长为87.40cm。
【小问3详解】
小球从第1次到第次经过最低点,共摆动了个周期,因此
解得
【小问4详解】
A.根据单摆周期公式
可知
实验时,多次改变摆长,分别求得g1、g2…gn,然后求平均,有利于减小误差,故A正确;
B.由上述分析可知,与、非线性关系,不能取摆长和周期的平均值、代入求解,即不成立,故B错误;
C.根据单摆周期公式可知,以为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,该图像不是直线,图像斜率一直发生变化,无法根据图像斜率求,故C错误;
D.根据单摆周期公式可知,以为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,图像为直线,可以根据图像斜率求,故D正确。
故选AD。
【小问5详解】
由单摆周期公式
解得
A.若测得的摆长偏小,则求得的比实际的当地重力加速度偏小,故A错误;
B.若测量次全振动的时间为,则有
在测量次全振动的时间求周期时多数了摆动次数,导致代入等式的偏大,周期偏小,求得的比实际的当地重力加速度偏大,故B正确;
C.小球摆动时轨迹不在同一竖直平面内而是在某一水平面内的圆周,即摆球做圆锥摆运动时,设摆线与竖直夹角为,小球在竖直方向受力平衡,绳子拉力的水平分量充当圆周运动的向心力,有
可得周期为
该周期小于单摆的周期,因此所测周期偏小,代入单摆重力加速度表达式,导致所测重力加速度值偏大,故C正确。
故选BC。
五、解答题(本题共3小题,共31分)
17. 如图所示一沿轴正方向传播的简谐横波的图像,时刻波恰好传到质点,质点的平衡位置横坐标为30m,已知该波传播的速度。求:
(1)时刻开始,到时质点运动的路程;
(2)时刻开始,质点位移为 的时刻。
【答案】(1)2.4m
(2)或(n=0、1、2......)
【解析】
【小问1详解】
根据波形图可知
由
解得
由
由P传到Q所用时间为
则质点Q运动时间为
则时刻开始,到时,质点Q运动的路程为
【小问2详解】
质点P的振动方程为
代入数据得
令,则
根据正弦函数的性质可知或
解得或(n=0、1、2......)
18. 如图甲所示,摆球在竖直平面内做简谐运动,通过力传感器测量摆线拉力F,F的大小随时间t变化规律如图乙所示,摆球经过最低点时的速度大小,忽略空气阻力,取g=10m/s2,π2≈g,求:
(1)单摆的摆长l;
(2)单摆摆动过程中偏离竖直方向的最大偏角θ的余弦值cosθ;
(3)摆球的质量m。
【答案】(1)1m (2)0.99
(3)0.1kg
【解析】
【小问1详解】
在摆球摆动的一个周期内拉力做两次周期性变化,所以由乙图可知单摆周期为T=2s
根据单摆周期公式
可得
【小问2详解】
从最低点到最高点的过程中机械能守恒,可得
解得cosθ=0.99
【小问3详解】
当拉力最大时,即F=1.02N时摆球处在最低点,由牛顿第二定律
解得m=0.1kg
19. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空),、代表两个端面,该玻璃丝恰好允许从端面沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播。
(1)求玻璃丝对该光的折射率;
(2)若图乙中的长直玻璃丝的长为,光从端面以入射角进入玻璃丝,已知光在真空中的传播速度为,求光从端面传播到端面所用的时间;
(3)如图丙所示,一材料折射率与(1)相同、半径为的透明半球,点是半球的球心,虚线表示光轴(过球心与半球底面垂直的直线)。是否存在两条光线,分别从半球的底面上点、点入射,经球面折射后与光轴分别相交于点、点,使得,。若不存在,说明原因;若存在,求出入射点距球心的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
作出光的折射光路图,如图所示:
由于该玻璃丝恰好允许从端面沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播,则当光线沿AB端面入射时,恰好在光纤内部发生全反射。由折射定律有
当,有
全反射的临界角为
又由几何关系有
可得
联立解得玻璃丝对该光的折射率为
【小问2详解】
设光射入光纤的折射角为,则由折射定律有
解得
故光在玻璃丝中传播的路程为
又因为光在玻璃丝中的传播速度为
所以光在玻璃丝中从AB端面传播到CD端面所用的时间为
【小问3详解】
当刚好发生全反射时,若存在折射光线交光轴于M点,则根据几何关系有
则所有光线与光轴的交点应在M点的上方,如图所示:
因为,
所以B点入射光线不存在、D点入射光线存在。设球面上射出点为P,则根据折射定律有
根据正弦定理有
解得
根据余弦定理有
解得
故
所以入射点D距球心O的距离为
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石家庄精英中学2025~2026学年第二学期第一次调研考试
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 关于做简谐运动的弹簧振子,下列说法正确的是( )
A. 简谐运动的振幅越小,则其运动的周期一定越短
B. 振子相邻两次通过同一位置时,加速度相同,速度也相同
C. 若振子的位移为负值,则其加速度一定为正值,速度一定为正值
D. 若振子相对平衡位置的位移的大小越来越大,则振子加速度一定变大
2. 关于波,下列说法正确的是( )
A. 声波是横波
B. 若波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止传播
C. 机械波中除振源外的各质点均做受迫振动且各质点的振动周期均相同
D. 机械波的形成需要介质,是因为它传播的是介质本身和振动形式,而不传播能量
3. 在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线,实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线,以下说法正确的是( )
①bO不可能是入射光线 ②aO不可能是入射光线
③cO不可能是入射光线 ④Ob一定是反射光线
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
4. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛,如图甲所示,该共振筛的共振曲线如图乙所示。已知增大电压,可使偏心轮转速提高,增加筛子质量,可增大筛子的固有周期,则下列说法正确的是( )
A. 增大电压,筛子的振幅一定会先增大再减小
B. 增大筛子质量,筛子的振幅一定会增大
C. 偏心轮的转速为时,筛子的振幅最大
D. 偏心轮的转速为时,筛子的振幅最大
5. 苏轼的“八月十八潮,壮观天下无”描述的正是钱塘江大潮,鱼鳞潮就是其中的一种,如图甲所示。鱼鳞潮在本质上可以看成是两股涌潮交汇时产生的波动干涉和破碎效应的结果,将水波视为简谐横波,如图乙所示为两列波发生干涉的图样,实线为波峰,虚线为波谷,两列波的振幅均为0.4cm,为的中点,图示时刻,与点相交的两条虚线是两列波最靠前的波谷,下列说法正确的是( )
A. 两列波只要振幅相同即可发生干涉
B. 这两列波的起振方向都向上
C. 图示时刻,、两点间的高度差为1.2cm
D. 位于点处的质点始终处于平衡位置
6. 如图甲所示,将一个小球套在光滑细杆上,小球与轻弹簧相连组成弹簧振子,弹簧与细杆间无接触,小球沿水平方向在a、b间做简谐运动,O为平衡位置。取a向b方向为正,振动图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 时,小球位移为5cm
B. 时,小球由b向O运动
C. 小球在a、b位置时,动能为零,加速度也为零
D. 小球从a经O到b的过程中,回复力先做负功、后做正功
7. 两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播,波源、的平衡位置坐标分别为,,振动周期均为。时刻的波形如图所示。0~4s时间内,处质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
8. 如图甲所示为沿着轴正方向传播的简谐横波于时的波形图,此时波刚传到点,、、三个质点的平衡位置分别在轴的2m、3.5m、4m处,图乙为三点中某质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 图乙表示质点的振动图像
B. 该波的波源起振方向沿轴负方向
C. 从图甲时刻开始计时,质点经过2.5s第一次到达波谷
D. 从时刻计时,质点的振动方程为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 下列关于课本中四幅插图的说法正确的是( )
A. 图甲浸在水中的筷子产生了侧移,而且变粗了,是因为光发生了全反射
B. 图乙蜂鸣器快速转动时音调发生变化是因为声波的多普勒效应
C. 图丙消声器原理是利用了声波的衍射现象
D. 图丁为水波传播过程中,、为在水面上的两块挡板,要使处水也能发生振动,则波源的频率应该变小
10. 如图所示,水平地面固定一半径为(大小未知)的光滑圆弧面(圆弧面弧长),是圆心,为最低点,竖直。小球大小忽略不计,重力加速度为。现将一小球从点由静止释放,同时另一小球从圆弧的中点由静止释放,下列说法正确的是( )
A. 两球在点发生第一次碰撞
B. 两球在圆弧间某点发生第一次碰撞
C. 若仅用一小球从点静止释放,并测得从第一次到的时间为,则半径
D. 若仅用一小球从点静止释放,并测得从第一次到的时间为,则半径
11. 竖直放置的肥皂薄膜,由于重力作用,下面厚、上面薄,其截面图如图甲所示,用红光水平照射肥皂膜,会在肥皂膜上形成干涉条纹。利用该现象原理还可以检查平面的平整度,如图乙(a)所示,现将一薄片放在透明标准板和待检工件间形成一楔形空气薄层,当黄光从上方入射后,从上往下可以观察到如图(b)所示的明暗相间的条纹,条纹的弯曲处和分别对应和处,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中干涉条纹上密下疏
B. 甲图中干涉条纹上疏下密
C. 乙图的上表面处向下凹陷
D. 乙图的上表面处向下凹陷
12. 如图所示,图中阴影部分为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面,为一半径为的圆弧,为圆弧面圆心,构成正方形,在处有一点光源。若只考虑首次从圆弧直接射向、的光线,从点光源射入圆弧的光中,有一部分不能从、面直接射出(不考虑顶点),已知这部分光照射圆弧的弧长为,光在真空中传播速度为。则( )
A. 该材料的折射率
B. 该材料的折射率
C. 当光以的入射角从该材料射向空气时,不可以在界面发生全反射
D. 直接从,面射出的光线中,在此光学元件中传播的最长时间
13. 如图,一列简谐横波在轴上传播,图甲和图乙分别为轴上两质点的振动图像,且为。下列说法正确的是( )
A. 波的周期为 B. 这列波一定沿轴正方向传播
C. 波速大小可能为 D. 波速大小可能为
三、基础考查(本题共2小题,共6分)
14. 按要求完成下列填空;
(1)如图所示,在倾角为的光滑斜面上,轻弹簧一端连接固定挡板一端与质量为的小球相连。从弹簧处于原长状态时由静止释放小球,弹簧的劲度系数为,重力加速度,不计空气阻力。证明小球做简谐运动。
(2)如图所示,为黄光、蓝光分别通过同一干涉装置形成的干涉条纹中心部分。则图甲为__________产生的干涉条纹(选填“黄光”或“蓝光”)。若将两种颜色的光以同样的入射角入射到两种物质的界面上,图甲对应的色光发生了全反射,则图乙对应的色光__________(选填“一定”、“可能”或“不可能”)发生全反射。
四、实验题(本题共2小题,共14分)
15. 某同学用平行玻璃砖测量玻璃折射率,装置如图所示。
(1)图甲中,在直线上插下了两枚大头针和,在侧调整观察视线,插下大头针,让挡住__________的像,根据平行玻璃砖对光折射的特点可知,的位置是图中1、2、3三个位置中的一个,的位置应位于__________(填“1”“2”或“3”)。
(2)如图乙所示,同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽了。若其他操作正确,则折射率的测量值__________准确值(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)同学先用插针法正确画出光路图如图丙,在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以点为圆心,为半径画圆,交延长线于点,过点和点作垂直法线的直线分别交于点和点,如图丙所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率__________。
16. 某小组利用如图所示的装置来完成“用单摆测定重力加速度”实验。
(1)有四名同学的仪器安装与操作过程如下列四幅图所示,其中正确的是__________。
A. B.
C. D.
(2)让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,其下端局部如图所示,那么单摆的摆长__________cm(要求估读)。
(3)将小球向外拉开,使细绳与竖直方向成合适角度后由静止释放,从小球第一次经过最低点开始计时,测得小球从第1次到第次经过最低点经历的总时间为,则该单摆的周期为__________。
(4)多次改变摆长,分别记为、…;测得相应的周期分别为、…;为减小误差,下列做法正确的是__________。(多选)
A. 根据分别求得、…,然后求平均
B. 根据,先分别求得以及,然后求得
C. 以历次测量的为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,根据图像斜率求
D. 以历次测量的求得为横轴、以相应的为纵轴建立坐标系作图像,根据图像斜率求
(5)若某次实验中根据求得的比实际的当地重力加速度偏大,下列原因可能的是__________。(多选)
A. 测得的摆长偏小
B. 测量次全振动的时间求周期时多数了次数
C. 小球摆动时轨迹不在同一竖直平面内而是在某一水平面内的圆周
五、解答题(本题共3小题,共31分)
17. 如图所示一沿轴正方向传播的简谐横波的图像,时刻波恰好传到质点,质点的平衡位置横坐标为30m,已知该波传播的速度。求:
(1)时刻开始,到时质点运动的路程;
(2)时刻开始,质点位移为 的时刻。
18. 如图甲所示,摆球在竖直平面内做简谐运动,通过力传感器测量摆线拉力F,F的大小随时间t变化规律如图乙所示,摆球经过最低点时的速度大小,忽略空气阻力,取g=10m/s2,π2≈g,求:
(1)单摆的摆长l;
(2)单摆摆动过程中偏离竖直方向的最大偏角θ的余弦值cosθ;
(3)摆球的质量m。
19. 光纤通信有传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。如图甲是光纤的示意图,图乙是光纤简化示意图(内芯简化为长直玻璃丝,外套简化为真空),、代表两个端面,该玻璃丝恰好允许从端面沿所有角度射入的光线均能沿光纤传播。
(1)求玻璃丝对该光的折射率;
(2)若图乙中的长直玻璃丝的长为,光从端面以入射角进入玻璃丝,已知光在真空中的传播速度为,求光从端面传播到端面所用的时间;
(3)如图丙所示,一材料折射率与(1)相同、半径为的透明半球,点是半球的球心,虚线表示光轴(过球心与半球底面垂直的直线)。是否存在两条光线,分别从半球的底面上点、点入射,经球面折射后与光轴分别相交于点、点,使得,。若不存在,说明原因;若存在,求出入射点距球心的距离。
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