内容正文:
2024—2025学年度第二学期高二月考试卷高二物理
一、单选题(每小题4分,6小题共24分。)
1. 分析下列物理现象:①水塘中的水波绕过障碍物继续传播;②雷声在云层里轰鸣不绝;③彩超测出反射波频率的变化,从而知道血液流速;④具有主动降噪功能的耳机,根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些物理现象分别属于波的( )
A. 多普勒效应、干涉现象、衍射现象、反射现象
B. 衍射现象、反射现象、多普勒效应、干涉现象
C. 多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
D. 衍射现象、干涉现象、多普勒效应、反射现象
【答案】B
【解析】
【详解】①水塘中的水波绕过障碍物继续传播属于衍射现象;②雷声在云层里轰鸣不绝属于反射现象;③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;④具有主动降噪功能的耳机,根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声属于干涉现象。
故选B。
2. 如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在BC两点之间做简谐运动,BC相距,小球经过点时开始计时,经过首次到达C点。下列说法正确的是( )
A. 小球振动的周期为
B. 小球由C点到B点加速度不断减小
C. 小球的位移-时间关系为
D. 末小球位移为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球经过点时开始计时,经过首次到达C点,可知小球振动的周期为,选项A错误;
B.小球由C点到B点加速度先减小后增加,选项B错误;
C.振幅A=0.1m,
小球经过点时开始计时,小球的位移-时间关系为
选项C正确;
D.末,即经过了5个周期,小球回到B点,则小球位移为,选项D错误。
故选C。
3. 如图所示,一块横截面为半圆形的柱形玻璃砖置于水平桌面上,其圆心为O、半径为R。若一细束光从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形侧表面的A点发生全反射;当光从P点以入射角入射时,光将从玻璃砖圆形侧表面上的B点(图中未画出)射出。已知长为,真空中的光速为c,则( )
A. 玻璃砖的折射率为1.5
B. 当入射角时的折射角为45°
C. 光在玻璃砖内的传播速度为
D. 从B点射出的光一定与从P点射入的光不平行
【答案】C
【解析】
【详解】A.作出两种情况下的光路图,如图所示。
在A处发生全反射,故有
解得
A错误;
B.根据
解得,
B错误;
C.根据
解得
C正确;
D.根据边角关系,光在B点的入射角为30°,B点正好在O点上方,折射角是60°,从B点射出的光与P点射入的光平行,D错误。
故选C。
4. 绿光在水中波长和紫光在真空波长相等,水对绿光折射率( )
A. 水对紫光折射率略小于 B. 绿光与紫光频率比
C. 绿光与紫光在真空波长比 D. 绿光在真空速度大于紫光的
【答案】B
【解析】
【详解】A.紫光频率比绿光频率大,所以水对紫光折射率应大于,故A错误;
C.设绿光在真空中波长为,紫光在真空中波长为,则绿光在水中波长为
所以绿光与紫光在真空波长比为
故C错误;
B.根据
可得绿光与紫光频率比为
故B正确;
D.不同色光在真空中速度相同,故D错误。
故选B。
5. 一列沿轴传播的简谐横波,在时的波形如图甲,、是波上的两个质点,此时质点沿轴负方向运动,图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 图乙可能为点的振动图像
C. 时,质点加速度方向向下 D. 该波的波速为
【答案】D
【解析】
【详解】A.此时质点沿轴负方向运动,根据波形平移法可知,该波沿轴正方向传播,故A错误;
B.由于该波沿轴正方向传播,可知时刻质点从平衡位置沿轴正方向运动,则图乙不可能为点的振动图像,故B错误;
C.由图乙可知周期为,结合图甲可知,时,质点位于平衡位置,加速度为零,故C错误;
D.由图甲可知波长为,则该波的波速为
故D正确。
故选D。
6. 关于下面四幅图片所示的现象或解释,下列说法正确的是( )
A. 图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象
B. 图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样
C. 图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉
D. 图丁中使摆球C先摆动,稳定后摆球A的振动周期小于摆球B的振动周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.光学镜头上的增透膜是利用光的薄膜干涉现象,减弱光的反射,从而增加透射,故A错误;
B.泊松亮斑是圆板衍射现象,故B错误;
C.图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉,故C正确;
D.使摆球C先摆动,由C摆动从而带动球B和球A两个单摆做受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力的频率,故A、B各摆振动周期跟C摆相同,故D错误。
故选C。
7. 如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两单摆的摆长之比为
B. 乙单摆的振动方程
C. 甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能
D. 内,甲摆球的重力势能增大,乙摆球的重力势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由振动图像可知,甲、乙单摆的周期,
根据单摆周期公式
可知
故A错误;
B.对乙单摆有,
故
由图可知,时刻,乙单摆的位移为0,且向负方向运动,故乙单摆的振动方程为
故B正确;
C.单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关,仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系,所以不能比较机械能的大小,故C错误;
D.内,甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动,故甲、乙摆球的重力势能均增大,故D错误。
故选B。
二、多选题
8. 水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时的一种夸张技法。某次表演中,演员抖动长袖一端,随之舞动的长袖形成了一列简谐横波(如图),其中实线为时刻波的图像,虚线为时刻波的图像,波的周期。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A. 波长为2m B. 周期一定为1.2s
C. 频率可能为2.5Hz D. 若波沿x轴正方向传播,则波速可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据题意可知,该波的波长为,故A正确;
D.若波向轴正方向传播,则有
所以周期为
因为波的周期
则有,T=1.2s
波速为
故D错误;
BC.若波向轴负方向传播,则有
所以周期为,
因为波的周期
则有,
频率为
波速为
故C正确,B错误。
故选AC。
9. 将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心点的法线成角,为足够大的光学传感器,可以探测从面反射光的强度,反射光强度随变化规律如图乙所示。已知,下列说法正确的有( )
A. 新材料对红光的折射率为
B. 图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C. 图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D. 图甲中,入射角减小到0时,光将全部从界面透射出去
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,当时发生全反射,可知新材料对红光的折射率为
选项A正确;
B.图甲中,红光反射光线的频率等于折射光线的频率,选项B错误;
C.图甲中,根据可知,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小,选项C正确;
D.图甲中,入射角减小到0时,仍有光线反射回介质中,而不是光将全部从界面透射出去,选项D错误。
故选AC。
10. 如图为一列简谐横波在时刻的波形图,、是波传播路径上的两个质点,质点平衡位置的横坐标为。质点的振动方程为。则下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 质点振动的频率为
C. 质点平衡位置的坐标为
D. 时刻,质点正在向轴正方向运动
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由质点的振动方程可知,振动周期为
时刻质点正沿轴负方向运动,由波动与振动的关系可知,波正沿轴正方向传播,质点的振动频率为
A正确,B错误;
C.时刻代入振动方程可知,质点的位移为
波动方程为
由此可知质点的平衡位置坐标为
C正确;
D.根据平移法可知,时刻质点沿轴正方向运动,时刻,质点正在向轴负方向运动,D错误。
故选AC。
11. 某实验小组利用单摆测重力加速度。
(1)用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为,用20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示,则摆球的直径________,则摆长________。
(2)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响,小组决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期,并绘出图线,从而间接测定当地的重力加速度。
A.若图线的斜率为,当地的重力加速度计算公式为________;
B.实验小组测得相关数据,绘制出图线如图乙所示;
C.若取,请根据图乙的图线算出当地重力加速度值为________(保留三位有效数字)。
(3)地面上周期为的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中,探测器刚发射离开地球表面时,此秒摆的周期________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1) ①. 30.80 ②. 49.54
(2) ①. ②. 9.87
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
[1]摆球的直径
[2]摆长
【小问2详解】
[1]根据
解得
图线的斜率为,则有
解得
[2]由图像可得斜率大小为
当地重力加速度值为
【小问3详解】
探测器刚发射离开地球表面时处于超重状态,等效重力加速度g变大,由可得周期变小,即秒摆的周期小于2s。
三、实验题
12. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中,画出的光路如图甲所示.
(1)下列关于大头针、的位置,说法正确的是__________(填字母).
A. 插上大头针,使挡住、的像
B. 插上大头针,使仅挡住的像
C. 插上大头针、使挡住、的像和
D. 插上大头针、使仅挡住
(2)该实验小组的同学在甲图的基础上,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线的垂线,垂足分别为C、D点,如图乙所示,则玻璃的折射率__________(用图中线段的字母表示).
(3)若该组同学在正确画出两界面后,不小心将玻璃砖平移了一些,如图丙所示(虚线表示平移后玻璃砖边界),其他操作无误,则他测得的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)下列措施能够减小实验误差的是__________(填字母).
A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B. 选用较粗的大头针完成实验
C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些
【答案】(1)AC (2)
(3)不变 (4)AC
【解析】
【小问1详解】
确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像,则必定在出射光线方向上,确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像和,则必定在出射光线方向上。
故选AC。
【小问2详解】
根据折射率公式可知,玻璃的折射率为
【小问3详解】
如图所示,实线表示玻璃砖平移后实际的光路,虚线表示实验中得到的光路,可知实验中得到的入射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等,由折射定律可知,测出的折射率不变。
【小问4详解】
A.为了减小作图误差,应选用两光学表面间距较大的玻璃砖,A正确;
B.选用较粗的大头针完成实验时,容易出现观察误差,B错误;
C.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些时,引起的角度误差会小些,C正确。
故选AC。
四、解答题
13. 实验室中有一直角三棱镜,其横截面ABC如图所示,∠B=30°。光线从直角边AB上的某点以入射角θ射入棱镜时,恰好能从另一直角边AC垂直射出。已知棱镜折射率为。
(1)求θ;
(2)保持AB边上光线的入射点不变,逐渐减小入射角,发现当入射角小于α时,斜边BC上才有光线射出,求sinα。
【答案】(1)60° (2)
【解析】
【小问1详解】
由图可知
由几何关系得β=30°,γ+β=60°
得γ=30°
由折射定律可得
解得θ=60°
【小问2详解】
由,解得
又
得
保持AB边上光线的入射点不变,逐渐减小入射角,解析图中的角分别变成由几何关系
γ'+β'=60°,C+β'=90
得γ'=C-30°
解得
由,解得
14. 一个在地球表面上做简谐运动的单摆,其振动图像如图甲所示,现将此单摆移至某一行星表面上,其简谐运动图像如图乙所示。取π2=10,地球表面重力加速度g1取10m/s2,求:
(1)此单摆的摆长;
(2)在地球上将摆长缩短到原摆长的,则此单摆的频率是多少?
(3)该行星表面重力加速度g2。
【答案】(1)1m (2)1Hz
(3)2.5m/s2
【解析】
【小问1详解】
由题图甲知,单摆在地球表面上的振动周期
根据
代入数据解得
【小问2详解】
当摆长缩短为时,周期
此单摆的频率是
【小问3详解】
由题图乙知,单摆在该行星表面上的振动周期
所以
所以
15. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,波源的振幅均为,传播速度相同。如图所示为时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动,且时,质点P第一次到达波峰处,质点M的平衡位置处于处.求:
(1)简谐波的传播速度;
(2)质点M第一次到达波峰所需要的时间;
(3)从到内,质点M运动的路程。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
时刻,质点P第一次到达波峰处,则有
解得周期为
由题图可知波长为,则简谐波的传播速度为
【小问2详解】
由题图可知,右侧波峰第一次到达M点,质点M第一次到达波峰,则质点M第一次到达波峰所需要的时间为
【小问3详解】
左侧波传到M点的时间为
右侧波传到M点的时间
可知在内,质点M不动;在内,质点M运动了半个周期,则运动的路程为
时,左侧波传到M点使M点从平衡位置向上振动,此时右侧波使M点从平衡位置向下振动,则两列波分别在质点M的振动情况恰好相反,所以在内,即质点M不动;故从到内,质点M运动的路程为
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2024—2025学年度第二学期高二月考试卷高二物理
一、单选题(每小题4分,6小题共24分。)
1. 分析下列物理现象:①水塘中的水波绕过障碍物继续传播;②雷声在云层里轰鸣不绝;③彩超测出反射波频率的变化,从而知道血液流速;④具有主动降噪功能的耳机,根据收集到的噪声信息发出特定声波可以抵消噪声。这些物理现象分别属于波的( )
A. 多普勒效应、干涉现象、衍射现象、反射现象
B. 衍射现象、反射现象、多普勒效应、干涉现象
C. 多普勒效应、反射现象、衍射现象、干涉现象
D. 衍射现象、干涉现象、多普勒效应、反射现象
2. 如图所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在BC两点之间做简谐运动,BC相距,小球经过点时开始计时,经过首次到达C点。下列说法正确的是( )
A. 小球振动的周期为
B. 小球由C点到B点加速度不断减小
C. 小球的位移-时间关系为
D. 末小球位移为
3. 如图所示,一块横截面为半圆形的柱形玻璃砖置于水平桌面上,其圆心为O、半径为R。若一细束光从P点垂直界面入射后,恰好在玻璃砖圆形侧表面的A点发生全反射;当光从P点以入射角入射时,光将从玻璃砖圆形侧表面上的B点(图中未画出)射出。已知长为,真空中的光速为c,则( )
A. 玻璃砖的折射率为1.5
B. 当入射角时的折射角为45°
C. 光在玻璃砖内的传播速度为
D. 从B点射出的光一定与从P点射入的光不平行
4. 绿光在水中波长和紫光在真空波长相等,水对绿光折射率( )
A. 水对紫光折射率略小于 B. 绿光与紫光频率比
C. 绿光与紫光在真空波长比 D. 绿光在真空速度大于紫光的
5. 一列沿轴传播的简谐横波,在时的波形如图甲,、是波上的两个质点,此时质点沿轴负方向运动,图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴负方向传播 B. 图乙可能为点的振动图像
C. 时,质点加速度方向向下 D. 该波的波速为
6. 关于下面四幅图片所示的现象或解释,下列说法正确的是( )
A. 图甲中光学镜头上的增透膜利用的是光的折射现象
B. 图乙所示的泊松亮斑是小孔衍射的图样
C. 图丙用标准样板检查厚玻璃板的平整程度利用的是薄膜干涉
D. 图丁中使摆球C先摆动,稳定后摆球A的振动周期小于摆球B的振动周期
7. 如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两单摆的摆长之比为
B. 乙单摆的振动方程
C. 甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能
D. 内,甲摆球的重力势能增大,乙摆球的重力势能减小
二、多选题
8. 水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时的一种夸张技法。某次表演中,演员抖动长袖一端,随之舞动的长袖形成了一列简谐横波(如图),其中实线为时刻波的图像,虚线为时刻波的图像,波的周期。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A. 波长为2m B. 周期一定为1.2s
C. 频率可能为2.5Hz D. 若波沿x轴正方向传播,则波速可能为
9. 将某新材料压制成半圆柱体,横截面如图甲所示。一束红光从真空沿半圆柱体的径向射入,并与底面上过圆心点的法线成角,为足够大的光学传感器,可以探测从面反射光的强度,反射光强度随变化规律如图乙所示。已知,下列说法正确的有( )
A. 新材料对红光的折射率为
B. 图甲中,红光反射光线的频率大于折射光线的频率
C. 图甲中,红光在半圆柱体中传播速度比在真空中传播速度小
D. 图甲中,入射角减小到0时,光将全部从界面透射出去
10. 如图为一列简谐横波在时刻的波形图,、是波传播路径上的两个质点,质点平衡位置的横坐标为。质点的振动方程为。则下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 质点振动的频率为
C. 质点平衡位置的坐标为
D. 时刻,质点正在向轴正方向运动
11. 某实验小组利用单摆测重力加速度。
(1)用毫米刻度尺测得单摆的悬线长为,用20分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图甲所示,则摆球的直径________,则摆长________。
(2)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,实验中为了减少摆长的测量误差对实验精度的影响,小组决定改变摆长的大小测出对应的单摆周期,并绘出图线,从而间接测定当地的重力加速度。
A.若图线的斜率为,当地的重力加速度计算公式为________;
B.实验小组测得相关数据,绘制出图线如图乙所示;
C.若取,请根据图乙的图线算出当地重力加速度值为________(保留三位有效数字)。
(3)地面上周期为的单摆经常被称为秒摆。若把该秒摆放在“天问一号”探测器中,探测器刚发射离开地球表面时,此秒摆的周期________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、实验题
12. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中,画出的光路如图甲所示.
(1)下列关于大头针、的位置,说法正确的是__________(填字母).
A. 插上大头针,使挡住、的像
B. 插上大头针,使仅挡住的像
C. 插上大头针、使挡住、的像和
D. 插上大头针、使仅挡住
(2)该实验小组的同学在甲图的基础上,以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再过A、B点作法线的垂线,垂足分别为C、D点,如图乙所示,则玻璃的折射率__________(用图中线段的字母表示).
(3)若该组同学在正确画出两界面后,不小心将玻璃砖平移了一些,如图丙所示(虚线表示平移后玻璃砖边界),其他操作无误,则他测得的折射率将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)下列措施能够减小实验误差的是__________(填字母).
A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B. 选用较粗的大头针完成实验
C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些
四、解答题
13. 实验室中有一直角三棱镜,其横截面ABC如图所示,∠B=30°。光线从直角边AB上的某点以入射角θ射入棱镜时,恰好能从另一直角边AC垂直射出。已知棱镜折射率为。
(1)求θ;
(2)保持AB边上光线的入射点不变,逐渐减小入射角,发现当入射角小于α时,斜边BC上才有光线射出,求sinα。
14. 一个在地球表面上做简谐运动的单摆,其振动图像如图甲所示,现将此单摆移至某一行星表面上,其简谐运动图像如图乙所示。取π2=10,地球表面重力加速度g1取10m/s2,求:
(1)此单摆的摆长;
(2)在地球上将摆长缩短到原摆长的,则此单摆的频率是多少?
(3)该行星表面重力加速度g2。
15. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播,两波源分别位于和处,波源的振幅均为,传播速度相同。如图所示为时刻两列波的图像,此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动,且时,质点P第一次到达波峰处,质点M的平衡位置处于处.求:
(1)简谐波的传播速度;
(2)质点M第一次到达波峰所需要的时间;
(3)从到内,质点M运动的路程。
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