精品解析：山东省师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

山东师范大学附属中学2023级高二第二学期阶段性检测 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项: 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。 2.回答选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3.回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 最近被发现的引力波不能发生干涉、衍射现象 B. 驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振 C. 介质中的简谐波在传播过程中，质点的运动方向与波的传播方向垂直 D. 一渔船向正在靠近的鱼群发出超声波，被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速和频率都不变 2. 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是（ ） A. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 B. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 C. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 D. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 3. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A. 换用更粗的头发丝 B. 换用红色激光照双缝 C. 增大纸板与墙面的距离 D. 减小光源与纸板的距离 4. 如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（ ） A. 振动减弱； B. 振动加强； C. 振动减弱； D. 振动加强； 5. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法错误的是（　　） A. 该材料对红光的折射率为 B. 若，光线c消失 C. 若入射光a变为白光，光线b为白光 D. 若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 6. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t =0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰（未画出），且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为0.75m/s C. 经1.2s质点P运动的路程为1.0m D. 质点Q的振动方程为 7. “冷光灯 ”照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在灯泡后面放 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表示此红外线在真空中的波长，n 为薄膜对该光的折射率，不计半波损失，则所镀薄膜的厚度最小应为（　　） A. B. C. D. 8. 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，波源的位移为负 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 二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部 选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图1所示是甲、乙两组同学做水平弹簧振子实验。如图2所示是甲、乙所做实验中弹簧振子的x-t图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙的周期之比为1:2 B. 甲、乙的振幅之比为2:1 C. t = 1 s时，甲的位移为1.5 cm，乙的位移为1cm D. t = 4 s时，甲、乙的加速度均为零 10. 如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为l，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光在透明介质中发生全反射的临界角为 B. 该透明介质的折射率为 C. 光在透明介质中的传播速度为 D. 光从射入AB面开始到射到E点的时间为 11. 如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 12. 如图所示，一竖直轻弹簧静止在水平面上，其上端位于O点，重力均为G的a，b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b，将a、b视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则a、b恰好在O点分离 B. 若，则a、b恰好在图示的初始位置分离 C. 若，则a，b在O点正下方某一位置分离 D. 若，则a，b在O点正下方某一位置分离 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用图装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 （1）关于本实验，下列说法正确的是_______________。（多选） A.小钢球摆动平面应与光电门形平面垂直 B.应在小钢球自然下垂时测量摆线长度 C.小钢球可以换成较轻的橡胶球 D.应无初速度、小摆角释放小钢球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图，小钢球直径_______________，记摆长。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期，并作出图像，如图。 根据图线斜率可计算重力加速度_______________（保留3位有效数字，取9.87）。 （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将_______________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示 ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为________。测得为 （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式________ ；由测得的数据可得折射率为________（结果保留3位有效数字） （4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。 15. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在4s内通过的路程； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 16. 如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。 已知水的折射率，求: （1）tanθ的值； （2）B位置到水面的距离H。 17. 如图所示是一列沿轴方向传播的机械波图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求： （1）该列波的波长、周期和波速； （2）若波速为，其传播方向和从时刻起质点运动到波谷的最短时间分别是多少？ 18. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东师范大学附属中学2023级高二第二学期阶段性检测 物理试题 本试卷满分100分。考试用时90分钟。 注意事项: 1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、座号填写在规定的位置上。 2.回答选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3.回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。 一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 最近被发现的引力波不能发生干涉、衍射现象 B. 驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振 C. 介质中的简谐波在传播过程中，质点的运动方向与波的传播方向垂直 D. 一渔船向正在靠近的鱼群发出超声波，被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比波速和频率都不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．干涉、衍射现象是波的特有性质，故引力波也能发生干涉、衍射现象，A错误； B．发生共振现象的条件就是当驱动力频率等于物体固有频率，B正确； C．介质中的横波在传播过程中，质点的运动方向与波的传播方向垂直，但介质中的纵波在传播过程中，质点的运动方向与波的传播方向相同或相反，C错误； D．一渔船向正在靠近的鱼群发出超声波，超声波的波速由介质决定，是不变的，根据多普勒效应的原理，被鱼群反射回来的超声波频率变高，D错误。 故选B。 2. 抽制高强度纤维细丝可用激光监控其粗细，如图所示，根据激光束越过细丝后在光屏上产生的条纹变化判断细丝的粗细变化，下列说法正确的是（ ） A. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 B. 运用了光的衍射现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 C. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变细 D. 运用了光的干涉现象，屏上条纹变宽，说明细丝变粗 【答案】A 【解析】 【详解】当障碍物的尺寸与波的波长相当或小于波的波长，会发生明显的衍射现象，该装置的原理是光的衍射现象，如果屏上条纹变宽，则细丝变细，故BCD错误，A正确。 故选A。 3. 某同学自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮纹中央间距变小的是（　　） A. 换用更粗的头发丝 B. 换用红色激光照双缝 C. 增大纸板与墙面的距离 D. 减小光源与纸板的距离 【答案】A 【解析】 【详解】由于干涉条纹间距，可知： A．换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮纹中央间距变小，故A正确； B．换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮纹中央间距变大，故B错误； C．增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮纹中央间距变大，故C错误； D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。 故选A。 4. 如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是（ ） A. 振动减弱； B. 振动加强； C. 振动减弱； D. 振动加强； 【答案】A 【解析】 【详解】根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为 又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长 结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为 故两个反射信号的路程差 解得 两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。 故选A。 5. 如图为一半圆柱形均匀透明材料的横截面，一束红光a从空气沿半径方向入射到圆心O，当时，反射光b和折射光c刚好垂直。下列说法错误的是（　　） A. 该材料对红光的折射率为 B. 若，光线c消失 C. 若入射光a变为白光，光线b为白光 D. 若入射光a变为紫光，光线b和c仍然垂直 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据几何关系可知从材料内发生折射时光线的折射角为，故折射率为 故A正确，不符合题意； B．设临界角为C，得 故，故若，会发生全反射，光线c消失，故B正确，不符合题意； C．由于光线b为反射光线，反射角等于入射角，故当入射光a变为白光，光线b为白光，故C正确，不符合题意； D．对同种介质，紫光的折射率比红光大，故若入射光a变为紫光，折射角将变大，光线b和c不会垂直，故D错误，符合题意。 本题选择错误选项，故选D。 6. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t =0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点P位于平衡位置，质点Q位于波峰（未画出），且质点P比质点Q先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为0.75m/s C. 经1.2s质点P运动的路程为1.0m D. 质点Q的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图丙可得，0时刻，质点P向上振动，再结合乙图可得，该波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图丙可得，A=0.2m 由题意可知 该波波长在0.5m至1m之间，可得λ=0.6m 则该波的传播速度为 故B正确； C．经1.2s=1.5T 则质点P运动的路程为6A=1.2m，故C错误； D．因 质点Q的振动方程为 故D错误。 故选B。 7. “冷光灯 ”照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低。这种灯是在灯泡后面放 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表示此红外线在真空中的波长，n 为薄膜对该光的折射率，不计半波损失，则所镀薄膜的厚度最小应为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当薄膜前后表面反射光线的光程差为半波长的奇数倍时，薄膜两个界面上的反射光相干涉后互相削弱，减少了反射光中的红外线，从而减少了反射光的能量，则 （n=0，1，2，3…） 解得 （n=0，1，2，3…） 故厚度d的最小值为，其中为红外线在薄膜中的波长，由题意可知 则 故选A。 8. 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，波源的位移为负 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】D 【解析】 【详解】A．波从波源发出后，向x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，根据周期性并结合波的图像可知，此时波源处于平衡位置上方且向上运动，即位移为正，故B错误； C．波的波速 波源停止振动，到质点a停止振动的时间 即质点a还在继续振动，t=2.1s到t=2.25s时间波传播的距离为 即x轴正方向的波由题干图中向右平移0.375m，结合图象可知质点a位移为正且向y轴正方向运动，故C错误； D．波传到点b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D。 二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部 选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图1所示是甲、乙两组同学做水平弹簧振子实验。如图2所示是甲、乙所做实验中弹簧振子的x-t图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙的周期之比为1:2 B. 甲、乙的振幅之比为2:1 C. t = 1 s时，甲的位移为1.5 cm，乙的位移为1cm D. t = 4 s时，甲、乙的加速度均为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图像可知甲、乙的周期之比为，A错误； B．由图像可知振幅之比为，B正确； C．设甲的振动方程为 如图所示，， 则 时，，故 解得 则时，甲的位移为 同理可得乙的振动方程为 则时，乙的位移为，C错误； D．时，甲、乙均在平衡位置，加速度均为零，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为l，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　） A. 光在透明介质中发生全反射的临界角为 B. 该透明介质的折射率为 C. 光在透明介质中的传播速度为 D. 光从射入AB面开始到射到E点的时间为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．画出光路图如图所示 在界面AC恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角 则折射率 故A错误；B正确； C．又 则光在透明介质中的传播速度为 故C正确； D．由几何关系可得 ， 则 光从射入AB面开始到射到E点的时间为 故D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．若平衡位置在A的左侧，根据题意有， 由于A、B两点相距L，则有 解得 以平衡位置为起点，以向右运动为正方向，则振动方程为 则有， 由于质点经过A点时开始计时，时刻第二次经过B点，解得 解得 故A错误，B正确； CD．若平衡位置在AB之间，根据题意有， 由于A、B两点相距L，则有 解得 以平衡位置为起点，以向右运动为正方向，则振动方程为 根据对称性有， 根据图像，由于质点经过A点时开始计时，时刻第二次经过B点，解得 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图所示，一竖直轻弹簧静止在水平面上，其上端位于O点，重力均为G的a，b两物体叠放在轻弹簧上并处于静止状态。现用一恒力F竖直向上拉b，将a、b视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 若，则a、b恰好在O点分离 B. 若，则a、b恰好在图示的初始位置分离 C. 若，则a，b在O点正下方某一位置分离 D. 若，则a，b在O点正下方某一位置分离 【答案】BD 【解析】 【详解】A．a、b两物体叠放在轻弹簧上，并处于静止时，此时弹簧弹力等于重力 得到压缩量x为 若，则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，对b物体，根据牛顿第二定律得到 此时对a物体，根据牛顿第二定律可得 解得 所以a，b在O点正下方某一位置分离，A错误； B．若，则a、b两物体要分离时，两者间的相互作用力为0，对b物体，根据牛顿第二定律得到 对a根据牛顿第二定律得 解得 则a、b恰好在图示的初始位置分离，B正确； C．当拉力较小时要考虑物体整体做简谐振动的情况。若，系统做简谐振动，对a、b两物体整体进行分析，平衡位置时，弹簧的压缩量为，则 解得 此时振幅为 则最高点时的弹簧压缩量为 根据A、B两个选项的过程，同理可以求得时，两物体作用力为0时，弹簧压缩量为 因为 所以物体不会分离，两物体将一起做简谐振动，C错误； D．若，系统做简谐振动，对a、b两物体整体进行分析，平衡位置时，弹簧的压缩量为，则 解得 则此时的振幅为 则最高点时的弹簧压缩量为 根据A、B选项过程，同理可以求得时，两物体作用力为0时，弹簧压缩量为 因为 所以两物体不能一起简谐振动，在做完整简谐振动之前时就已经分离，故若，则a，b在O点正下方某一位置分离，D正确； 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组利用图装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 （1）关于本实验，下列说法正确的是_______________。（多选） A.小钢球摆动平面应与光电门形平面垂直 B.应在小钢球自然下垂时测量摆线长度 C.小钢球可以换成较轻的橡胶球 D.应无初速度、小摆角释放小钢球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图，小钢球直径_______________，记摆长。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期，并作出图像，如图。 根据图线斜率可计算重力加速度_______________（保留3位有效数字，取9.87）。 （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将_______________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. ABD ②. 20.035##20.036##20.034 ③. 9.87 ④. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]A．使用光电门测量时，光电门形平面与被测物体的运动方向垂直是光电门使用的基本要求，故A正确； B．测量摆线长度时，要保证绳子处于伸直状态，故B正确； C．单摆是一个理想化模型，若采用质量较轻的橡胶球，空气阻力对摆球运动的影响较大，故C错误； D．无初速度、小摆角释放的目的是保持摆球在竖直平面内运动，不形成圆锥摆，且单摆只有在摆角很小的情况下才可视为简谐运动，使用计算单摆的周期，故D正确。 故选ABD。 （2）[2]小钢球直径为 （3）[3]单摆周期公式 整理得 由图像知图线的斜率 解得 （4）[4]若将摆线长度误认为摆长，有 则得到的图线为 仍用上述图像法处理数据，图线斜率不变，仍为，故得到的重力加速度值不变。 14. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下： （1）将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界 （2）①激光笔发出的激光从玻璃砖上的点水平入射，到达面上的点后反射到点射出．用大头针在白纸上标记点、点和激光笔出光孔的位置 ②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作连线的延长线与面的边界交于点，如图（a）所示 ③用刻度尺测量和的长度和．的示数如图（b）所示，为________。测得为 （3）利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式________ ；由测得的数据可得折射率为________（结果保留3位有效数字） （4）相对误差的计算式为。为了减小测量的相对误差，实验中激光在点入射时应尽量使入射角________。 【答案】 ①. 2.25 ②. ③. 1.51 ④. 稍小一些 【解析】 【详解】（2）③[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，为2.25cm； （3）[2][3]玻璃砖折射率的表达式 带入数据可知 （4）[4]相对误差的计算式为，为了减小测量的相对误差，实验中要尽量稍大一些，即激光在点入射时应尽量使入射角稍小一些。 15. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在4s内通过的路程； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 【答案】（1）λ = 2m；（2）s = 16cm；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由题知图（a）为波源的振动图像，则可知 A = 4cm，T = 4s 由于波的传播速度为0.5m/s，根据波长与速度关系有 λ = vT = 2m （2）由（1）可知波源的振动周期为4s，则4s内波源通过的路程为 s = 4A = 16cm （3）由题图可知在t = 0时波源的起振方向向上，由于波速为0.5m/s，则在4s时根据 x = vt = 2m 可知该波刚好传到位置为2m的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿正方向传播，则根据“上坡、下坡”法可绘制出t = 4s时刻的波形图如下图所示 16. 如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为θ。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为θ。 已知水的折射率，求: （1）tanθ的值； （2）B位置到水面的距离H。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由平抛运动的规律可知 解得 （2）因可知，从A点射到水面的光线的入射角为α，折射角为，则由折射定律可知 解得 由几何关系可知 解得 17. 如图所示是一列沿轴方向传播的机械波图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。求： （1）该列波的波长、周期和波速； （2）若波速为，其传播方向和从时刻起质点运动到波谷的最短时间分别是多少？ 【答案】（1）4m，周期和波速见解析；（2）波沿轴正方向传播， 【解析】 【详解】（1）由图可知波长 若波沿轴正方向传播 则波速 若波沿轴负方向传播，周期 则波速 （2）若波速为，由知 所以波沿轴正方向传播。 由，质点振动到波谷位置，最短经过时间 18. 一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为，折射率为n（）。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。 （1）从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的正弦值； （2）被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围（只考虑在被测物体表面反射一次的光线）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知当光在两侧刚好发生全反射时从M下端面出射的光与竖直方向夹角最大，设光在M下端与竖直方向的偏角为α，此时 可得 又因为 所以 （2）根据题意要使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，光路图如图所示 则玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围应该为 当距离最近时有 当距离最远时有 根据（1）可知 联立可得 所以满足条件的范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $