2023-2024年河南省南陽(yáng)市六校聯(lián)考高二下學(xué)期3月月考物理試題（解析版）

2024年春期六校第一次聯(lián)考高二年級(jí)物理試題一、單選題1.某彈簧振子沿軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像如下圖所示，下列描述正確的是（）A.，振子的速度為零，加速度為正的最大值B.時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為負(fù)的最大值C.時(shí)，振子的速度為零，加速度為正的最大值D.時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】C【解析】時(shí)，振子在正的最大位移處，振子的速度為零，由知，加速度為負(fù)的最大值，故A錯(cuò)誤；時(shí)，振子位于平衡位置，速度為負(fù)的最大值，加速度為零，故B錯(cuò)誤；時(shí)，振子在負(fù)的最大位移處，速度為零，加速度為正的最大值，故C正確；時(shí)，振子位于平衡位置，速度為正的最大值，加速度為零，故D錯(cuò)誤。故選C。2.下圖是惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器擺鐘，擺鐘運(yùn)行時(shí)克服摩擦所需的能量由重錘的勢(shì)能提供，運(yùn)行的速率由鐘擺控制。旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤(pán)沿?cái)[桿上下移動(dòng)，為使鐘走時(shí)準(zhǔn)確，以下說(shuō)法正確的是（）A.擺鐘的快慢由圓盤(pán)質(zhì)量決定B.擺鐘快了應(yīng)使圓盤(pán)沿?cái)[桿上移C.由冬季變?yōu)橄募緯r(shí)應(yīng)使圓盤(pán)沿?cái)[桿上移D.把擺鐘從武漢移到北京應(yīng)使圓盤(pán)沿?cái)[桿上移【答案】C【解析】圓盤(pán)中心到擺桿最上端的距離為擺鐘的擺長(zhǎng)，根據(jù)單擺的周期公式可知，調(diào)整圓盤(pán)位置即調(diào)整擺鐘的周期，周期與擺的質(zhì)量無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)單擺的周期公式可知，當(dāng)擺鐘快了應(yīng)使圓盤(pán)沿桿下移，慢了應(yīng)使圓盤(pán)沿桿上移，故B錯(cuò)誤；冬季變?yōu)橄募緯r(shí)由于熱脹冷縮，桿要變長(zhǎng)，因此為了走時(shí)準(zhǔn)確應(yīng)使圓盤(pán)沿桿上移，故C正確；從武漢到北京重力加速度增大，為了走時(shí)準(zhǔn)確應(yīng)使圓盤(pán)沿桿下移，增大擺長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。故選C。3.如下圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為和的小球，懸掛在水平固定的同一根繃緊的細(xì)鋼絲上，當(dāng)在垂直于紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.因兩擺的擺長(zhǎng)不同，故兩擺的振動(dòng)周期不同B.當(dāng)兩擺的擺長(zhǎng)相等時(shí)，擺的振幅最大C.懸掛的豎直細(xì)線長(zhǎng)度變化時(shí)，的振幅不變D.擺的振幅不可能超過(guò)擺的振幅【答案】B【解析】擺動(dòng)時(shí)，擺做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，擺的振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于擺的周期，故A錯(cuò)誤；當(dāng)擺長(zhǎng)與擺長(zhǎng)相等時(shí)，兩者的固有頻率相等，而擺的固有周期就是使做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期，可見(jiàn)擺處于共振狀態(tài)，故B正確；擺擺長(zhǎng)發(fā)生變化，就是使做受迫振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力周期發(fā)生變化，由于的固有周期不變，這樣兩個(gè)周期差別就發(fā)生了變化，因而的振幅也會(huì)發(fā)生變化，故C錯(cuò)誤；單擺振動(dòng)的能量不僅與振幅有關(guān)，還跟振動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量有關(guān)。如果的質(zhì)量比m的質(zhì)量大得多，從向傳遞的能量有可能使的振幅大于的振幅，故D錯(cuò)誤。故選B。4.一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播，其波速為，時(shí)刻的波形如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為B.時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移是C.時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)加速度最大D.時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)沿軸正方向運(yùn)動(dòng)【答案】D【解析】簡(jiǎn)諧橫波的周期為，時(shí)間內(nèi)，即半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為，故A錯(cuò)誤；時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置，則此時(shí)相對(duì)平衡位置的位移是，故B錯(cuò)誤；由于，則時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，則此時(shí)加速度為零，故C錯(cuò)誤；由于，根據(jù)同側(cè)法，時(shí)刻向上振動(dòng)，經(jīng)歷，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置以下沿軸正方向運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選D。5.光滑的水平面上放有質(zhì)量分別為和的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為的彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如下圖所示。已知兩木塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，為使這兩個(gè)木塊組成的系統(tǒng)一起振動(dòng)，系統(tǒng)的最大振幅為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】質(zhì)量分別為和的兩木塊作為一個(gè)整體同步振動(dòng)，兩者具有共同的加速度。當(dāng)兩木塊之間靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，即時(shí)，木塊的加速度達(dá)到最大值，為，設(shè)系統(tǒng)的振幅為，此時(shí)兩木塊組成的系統(tǒng)有，聯(lián)立解得系統(tǒng)振幅最大為，故選C。6.一束光線射到一個(gè)折射率為玻璃球上，如下圖所示。為使入射光線經(jīng)玻璃球折射—反射—折射后恰好和入射光線平行，如下圖所示，那么第一次入射的入射角應(yīng)是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】作光路圖如圖所示，設(shè)入射角為，折射角為，則，根據(jù)折射定律，解得，故選D。7.一潛艇在海面下以的恒定速度行駛，向正前方發(fā)射的超聲波，如果超聲波被正前方物體反射回來(lái)時(shí)，傳感器接收到的超聲波頻率為，說(shuō)明前方物體（）A.可能靜止不動(dòng)B.可能與潛艇同向運(yùn)動(dòng)，速度大于C.一定與潛艇同向運(yùn)動(dòng)，速度大于D.一定與潛艇相向運(yùn)動(dòng)，速度大于【答案】A【解析】由多普勒效應(yīng)當(dāng)波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。當(dāng)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，觀察者觀察到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率。當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小。故前方物體可能靜止不動(dòng)，可能與潛艇同向運(yùn)動(dòng)，速度小于。故A正確。二、多選題8.如圖甲所示，為一列沿軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖。圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中處的質(zhì)點(diǎn)從時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像。則下列說(shuō)法正確的是（）A.波傳播的速度為B.波沿軸負(fù)方向傳播C.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移沿軸正方向D.時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)的加速度沿軸負(fù)方向【答案】A、D【解析】由乙圖知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為，由甲圖知波長(zhǎng)，則波速為，故A正確；由乙圖知時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)。根據(jù)同側(cè)法可知，該波沿軸正方向傳播，故B錯(cuò)誤；由乙圖知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為，所以質(zhì)點(diǎn)在的時(shí)刻的振動(dòng)情況與時(shí)刻的振動(dòng)情況相同，即處于負(fù)的最大位移處，所以的位移沿軸負(fù)方向，故C錯(cuò)誤；由圖甲可知，質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)點(diǎn)的平衡位置相距半個(gè)波長(zhǎng)，振動(dòng)情況總是相反，故在振動(dòng)過(guò)程中任意時(shí)刻的位移都相反，則時(shí)，質(zhì)點(diǎn)處于正的最大位移處，加速度沿軸負(fù)方向，故D正確。故選AD。9.周末，小陳和小李到南陽(yáng)濕地公園去游園，他倆發(fā)現(xiàn)公園內(nèi)湖面上有兩只小船。游客周期性搖動(dòng)雙槳激起水波源源不斷地傳向湖邊，他倆用手機(jī)上的秒表記錄了水面漂浮的樹(shù)葉在秒內(nèi)共完成了次全振動(dòng)。他們又用手機(jī)上的“實(shí)用工具”中的“測(cè)量”測(cè)出樹(shù)葉與他們所在的湖邊距離是，樹(shù)葉的振動(dòng)狀態(tài)傳到湖邊的時(shí)間是，小陳秒內(nèi)拍擊水面次，讓手激起的振動(dòng)向周?chē)鷤鞑ィ麄冏詈笥懻摰玫秸_結(jié)論的是（）A.游客搖槳激起的水波波長(zhǎng)是B.小陳用手激起的水波和槳激起的波疊加能產(chǎn)生干涉圖樣C.他們觀察到槳激起的水波波長(zhǎng)比手激起的水波波長(zhǎng)長(zhǎng)D.小陳用手激起的水波能夠繞過(guò)漂浮在湖中長(zhǎng)為的木板【答案】A、C、D【解析】樹(shù)葉在秒內(nèi)共完成次全振動(dòng)，所以振動(dòng)周期為，樹(shù)葉與它們所在的湖邊的距離是米，樹(shù)葉的振動(dòng)狀態(tài)傳到湖邊的時(shí)間是秒，所以傳播速度，可得水波波長(zhǎng)，故A正確；槳激起的水波的頻率，小陳用手激起的水波的頻率為，兩列波的頻率不相等，所以小陳用手激起的水波與槳激起的水波疊加不能產(chǎn)生干涉圖樣，故B錯(cuò)誤；波速由介質(zhì)決定，同種介質(zhì)中由手激起的水波與槳激起的水波波速相同，由于波長(zhǎng)，而，可知槳激起的水波波長(zhǎng)比手激起的水波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，故C正確；一切波都會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，而當(dāng)波長(zhǎng)與障礙物的尺寸相近或大于障礙物尺寸時(shí)能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，因手激起的水波波長(zhǎng)為大于，因此能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D正確。故選ACD。10.如下圖所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，以豎直向上為正方向，物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為。時(shí)刻，一小球從距物塊高處自由落下；時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小。以下判斷正確的是（）A.B.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是C.內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是D.時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相同【答案】A、B、D【解析】時(shí)，物塊的位移為，則對(duì)小球，解得，故A正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是，故B正確；內(nèi)物塊經(jīng)歷，運(yùn)動(dòng)的路程是故C錯(cuò)誤；當(dāng)，此時(shí)物塊在平衡位置向下振動(dòng)，則此時(shí)物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相同，故D正確。故選ABD。三、實(shí)驗(yàn)題11.某同學(xué)利用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?）實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出不同擺長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的周期值，作出圖像，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，理論上圖像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像是圖中的實(shí)線。與的關(guān)系式是________，利用圖線上任兩點(diǎn)、的坐標(biāo)，可求出________。（2）某次實(shí)驗(yàn)測(cè)量時(shí)總是錯(cuò)誤地把控線長(zhǎng)加上球的直徑當(dāng)成了擺長(zhǎng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像是圖中的虛線，沒(méi)有能通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)。用上述方法求出的重力加速度值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比________；利用，采用公式法計(jì)算，則求出重力加速度值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比________（均填“偏大”“偏小”或“不變”）。【答案】（1）；；（2）不變；偏大；【解析】（1）根據(jù)單擺的周期公式，得，圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率，即；（2）根據(jù)單擺的周期公式，得，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，對(duì)于圖像來(lái)說(shuō)圖像的斜率不變，所以測(cè)得的值不變。若利用，采用公式法計(jì)算，擺長(zhǎng)變大，則求出重力加速度值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比偏大。12.（1）某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，實(shí)驗(yàn)中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個(gè)大頭針、，在另一側(cè)再豎直插兩個(gè)大頭針、。由于沒(méi)有量角器，在完成了光路圖以后，用圓規(guī)以點(diǎn)為圓心，為半徑畫(huà)圓，交延長(zhǎng)線于點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)和點(diǎn)作垂直法線的直線分別交于點(diǎn)和點(diǎn)，如圖所示，若他測(cè)得，，則可求出玻璃的折射率________（保留兩位有效數(shù)字）。（2）在用插針?lè)y(cè)定玻璃磚的折射率的實(shí)驗(yàn)中，甲、乙、丙三位同學(xué)在紙上畫(huà)出的界面、與玻璃磚位置的關(guān)系分別如圖①、②和③所示，其中甲、丙兩同學(xué)用的是矩形玻璃磚，乙同學(xué)用的是梯形玻璃磚。他們的其他操作均正確，且均以，為界面畫(huà)光路圖。甲、乙、丙同學(xué)測(cè)得的折射率和真實(shí)值相比：甲________；乙________；丙________（填選項(xiàng)前的字母）。A.偏大 B.偏小 C.不變 D.以上都可能【答案】（1）；（2）B；C；D【解析】（1）圖中作為入射光線，是折射光線，設(shè)光線在玻璃磚上表面的入射角為，折射角為，則由幾何知識(shí)得到，，又，則折射率；（2）三種情況下入射光線與折射光線之間的關(guān)系如圖所示，用圖①測(cè)定折射率時(shí)，做出的折射光線與玻璃中的真實(shí)折射光線相比偏折大了，所以測(cè)量的折射角偏大了，折射率變小，故選B；用圖②測(cè)定折射率時(shí)，只要操作正確，與玻璃磚形狀無(wú)關(guān)，故選C；用圖③測(cè)定折射率時(shí)，如果出射點(diǎn)為與玻璃磚下表面的交點(diǎn)，則測(cè)量值不變，如果出射點(diǎn)在交點(diǎn)的左側(cè)，測(cè)量值偏小，出射點(diǎn)在交點(diǎn)的右側(cè)，測(cè)量值偏大，所以測(cè)得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不變，故選D。四、解答題13.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧波沿軸負(fù)方向傳播，在時(shí)刻的波形圖線，虛線是該波在時(shí)刻的波形圖線。質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)是。求：（1）波的傳播速度大?。唬?）若該波的周期，質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的表達(dá)式?！敬鸢浮浚?）；（2）；【解析】（1）波沿方向傳播，由時(shí)間周期性，解得周期為，簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為，波的傳播速度大小為；（2）由（1）可得周期為，結(jié)合，可得，由圖線可知，簡(jiǎn)諧波沿軸負(fù)方向傳播，根據(jù)同側(cè)法，時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的表達(dá)式為，即；14.如圖所示為的直角三棱鏡的截面圖，一條光線平行于邊入射，經(jīng)棱鏡折射后從邊射出，已知光在真空中的傳播速度為，光在棱鏡中的傳播速度。求：（1）該棱鏡材料的折射率；（2）光從三棱鏡射出的偏轉(zhuǎn)角?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）光在棱鏡中的傳播速度，解得；（2）作出完整的光路如圖所示，根據(jù)幾何關(guān)系可知，所以，根據(jù)折射定律有，得，又因?yàn)?，故，根?jù)折射定律有，解得偏轉(zhuǎn)角；15.如圖所示，把一個(gè)有孔的小球裝在輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球在水平軸的光滑桿上，能夠在桿上自由滑動(dòng)，把小球沿軸拉開(kāi)一段距離，小球?qū)⒆稣穹鶠榈恼駝?dòng)，為振動(dòng)的平衡位置。另一小球在豎直平面內(nèi)以為圓心，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，沿逆時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖榈膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，與在同一豎直線上。用豎直向下的平行光照射小球，適當(dāng)調(diào)整的轉(zhuǎn)速，可以觀察到，小球在軸上的“影子”和小球在任何脟間都重合。已知彈簧勁度系數(shù)為，小球的質(zhì)量為，彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為，其中是彈簧的勁度系數(shù)，是彈簧的形變量。（1）如圖，若小球以角速度在豎直面逆時(shí)針做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出小球在軸上的投影坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系，判斷小球在軸上的投影是否屬于簡(jiǎn)諧振動(dòng)；（2）求小球的線速度大??；（3）推導(dǎo)出小球的周期表達(dá)式為。【答案】（1）小球軸投影運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)；（2）；（