河南省南陽市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中考試物理試題（解析版）

2024年春期高中二年級期中質(zhì)量評估物理試題注意事項(xiàng)：1.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2.選擇題答案使用2B鉛筆填涂，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號；非選擇題答案使用0.5毫米的黑色中性（簽字）筆或碳素筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3.請按照題號在各題的答題區(qū)域（黑色線框）內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效。4.保持卡面清潔，不折疊，不破損。5.本試卷分試題卷和答題卷兩部分，滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共44分）一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.白光通過三棱鏡出現(xiàn)色散現(xiàn)象，是因?yàn)楣馔ㄟ^三棱鏡時(shí)發(fā)生了（）A.折射 B.全反射 C.衍射 D.干涉【答案】A【解析】【詳解】白光通過三棱鏡出現(xiàn)色散現(xiàn)象，是因?yàn)楣馔ㄟ^三棱鏡時(shí)發(fā)生折射造成的。故選A。2.關(guān)于機(jī)械波，下列說法正確的是（）A.靜止的測速雷達(dá)向車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，測出反射波的頻率，就能得到車輛的速度B.當(dāng)機(jī)械波發(fā)生反射時(shí)，其頻率不變，波長、波速均發(fā)生變化C.當(dāng)兩列波發(fā)生干涉時(shí)，如果兩列波的波峰在某點(diǎn)相遇，則該處質(zhì)點(diǎn)的位移始終最大D.波長不同的機(jī)械波通過寬度一定的狹縫時(shí)，波長越小衍射現(xiàn)象越明顯【答案】A【解析】【詳解】A．測速雷達(dá)向行進(jìn)中的車輛發(fā)射頻率已知的超聲波，根據(jù)反射波的頻率變化判斷車速，這是利用了波的多普勒效應(yīng)，故A正確；B．波發(fā)生反射是在同一種介質(zhì)中，波的頻率、波長和波速均不變，故B錯誤；C．如果兩列波的波峰在某點(diǎn)相遇，振動總是加強(qiáng)，但質(zhì)點(diǎn)的位移有時(shí)最大，有時(shí)為0，故C錯誤；D．波長不同的機(jī)械波通過寬度一定的狹縫時(shí)波長越長衍射越明顯，故D錯誤。故選A。3.在同一個(gè)地方，測得四個(gè)單擺的自由振動圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示。現(xiàn)使其中一個(gè)單擺自由振動，帶動其他單擺振動，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）A.若用甲來帶動，穩(wěn)定時(shí)丁比乙的振幅小B.若用丙來帶動，穩(wěn)定時(shí)甲的振動周期為3sC.4個(gè)單擺中，乙的擺長最長D.甲與丁的擺長不等【答案】B【解析】【詳解】CD.由圖可知甲、丁的周期相等為丙的周期為乙的周期由單擺周期公式可知丙的擺長最長，甲、丁的擺長相等，乙的擺長最小。故CD錯誤；A.若用甲來帶動，乙、丙、丁做受迫振動，因?yàn)榧?、丁擺長相等，所以穩(wěn)定時(shí)丁由于共振，振幅最大。故A錯誤；B.若用丙來帶動，乙、甲、丁做受迫振動，穩(wěn)定時(shí)都為丙的頻率，所以穩(wěn)定時(shí)甲的振動周期為3s，故B正確。故選B。4.振源O的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為，產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸正向傳播，則時(shí)的波形圖為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由函數(shù)可知，0時(shí)刻，波源位移為0，速度方向沿-y方向。經(jīng)過一個(gè)周期，形成一個(gè)波長且波源振動方向仍然沿-y方向。故選A。5.如圖所示，一束復(fù)色光從兩面平行的玻璃磚上表面O點(diǎn)射入，進(jìn)入玻璃磚后分成兩束單色光a、b。下列說法正確的是（）A.a光的折射率小于b光的折射率 B.a光的波長大于b光的波長C.a光的頻率大于b光的頻率 D.a光在玻璃中的傳播速度大于b光【答案】C【解析】【詳解】ABC．光從空氣進(jìn)入介質(zhì)，兩束光入射角相等，光折射角更小，根據(jù)折射率可知玻璃對光折射率較大，則光頻率更高，由可知，玻璃中光的波長較小，玻璃中光的波長小于光的波長，故AB錯誤、C正確；D．由n玻璃對光折射率較大，玻璃中光的速度小于光的速度，故D錯誤。故選C。6.均勻介質(zhì)中的兩個(gè)振源、的振動情況完全相同，產(chǎn)生波長均為12cm的簡諧波，已知、之間的距離為1m，則兩列波疊加后在、之間有幾個(gè)振動加強(qiáng)的區(qū)域（）A.8 B.9 C.16 D.17【答案】D【解析】【詳解】設(shè)距離波源S1的距離為x的位置振動加強(qiáng)，則（n=0、1、2、3……）則當(dāng)n分別為0、1、2、3、4、5、6、7、8時(shí)，對應(yīng)的x的值分別為：0.5m、0.44m、0.38m、0.32m、0.26m、0.20m、0.14m、0.08m和0.02m共9個(gè)加強(qiáng)點(diǎn)；由對稱性可知在兩波源連線的中點(diǎn)的S2一側(cè)也有8個(gè)振動加強(qiáng)點(diǎn)，則共有17個(gè)振動加強(qiáng)點(diǎn)。故選D。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對得5分，選對但不全得3分，有選錯或不選得0分）7.某同學(xué)在研究機(jī)械波的形成與傳播規(guī)律時(shí)，將一根粗細(xì)均勻的彈性繩右端固定在墻上，手握著繩子左端S點(diǎn)上下振動，產(chǎn)生向右傳播的繩波，某時(shí)刻的波形如圖所示。下列說法中正確的是（）A.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動 B.S點(diǎn)的起振方向向上C.S點(diǎn)此時(shí)速度為0 D.S點(diǎn)已經(jīng)振動一個(gè)周期【答案】BD【解析】【詳解】同側(cè)法可知P向下運(yùn)動。波最右端質(zhì)點(diǎn)此時(shí)向上振動，可知所以質(zhì)點(diǎn)起振方向向上。S位于平衡位置，速度最大。一個(gè)完整波形說明已經(jīng)振動一個(gè)周期。故選BD。8.如圖所示，小球（視為質(zhì)點(diǎn)）在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動，O點(diǎn)是它振動的平衡位置。若從小球經(jīng)過O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻小球第一次經(jīng)過O、B兩點(diǎn)間的M點(diǎn)（圖中未畫出），在時(shí)刻小球第二次經(jīng)過M點(diǎn)，則下列說法正確的是（）A.彈簧振子的周期可能為B.彈簧振子的周期可能為1.28C.在時(shí)刻，小球可能第三次經(jīng)過M點(diǎn)D.O、M兩點(diǎn)間的距離可能為5cm【答案】AC【解析】【詳解】AB．第一種情況：若從O點(diǎn)開始向右第一次經(jīng)過M點(diǎn)，由題意有從M點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動時(shí)間為那么從O點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動時(shí)間為周期為第二種情況：若從O點(diǎn)開始先向左運(yùn)動再向右第一次經(jīng)過M點(diǎn)，由題意有從M點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動時(shí)間為那么得周期故A正確，B錯誤；C．若是第一種情況，那么在時(shí)，小球第三次經(jīng)過M點(diǎn)，故C正確；D．越靠近O點(diǎn)運(yùn)動速度越大，由上分析知，若是第一種情況，O、M兩點(diǎn)間的距離大于為5cm。若是第二種情況，O、M兩點(diǎn)間的距離大于為5cm，故D錯誤。故選AC。9.一列沿x軸方向傳播的簡諧橫波在時(shí)刻的部分波形如圖所示，M、Q為波上兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其中Q比M晚回到平衡位置，則下列說法正確的是（）A.該波的波長為32cmB.該波沿x軸正方向傳播C.從該時(shí)刻起，再經(jīng)，質(zhì)點(diǎn)M通過的總路程為35cmD.該波的周期為【答案】BD【解析】【詳解】A.由波形圖可知可得該波的波長為λ=24m選項(xiàng)A錯誤；B.Q比M晚回到平衡位置，可知Q沿y軸正向振動，M沿y軸負(fù)向振動，則該波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)B正確；CD.由題意可知波速為可得周期從該時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)M經(jīng)過回到平衡位置，再經(jīng)，即從平衡位置向下振動，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M正由波峰向下振動（還沒有回到原來的位置），則質(zhì)點(diǎn)M通過的總路程大于35cm，選項(xiàng)C錯誤，D正確。故選BD。10.如圖所示，是一透明材料制成的圓柱體的縱截面圖，一束黃光從圓柱體圓面上的中心O點(diǎn)折射入光導(dǎo)纖維，恰好在側(cè)面上的A點(diǎn)發(fā)生全反射，已知圓柱體對黃光的折射率為n，圓柱體長度為L，光在真空中的傳播速度為c。則下列說法正確的是（）A.此單色光在圓柱體中的傳播時(shí)間為B.入射角的正弦值C.減小入射角，此單色光在圓柱體中傳播的時(shí)間變短D.換用紅光以相同的入射角從O點(diǎn)射入圓柱體，紅光會從A點(diǎn)右側(cè)折射出圓柱體【答案】BC【解析】【詳解】A．黃光在圓柱體中的傳播速度此光束在圓柱體中傳播的距離可得此單色光在圓柱體中傳播時(shí)間為故A錯誤；B．根據(jù)折射定律可得根據(jù)臨界角公式可得解得故B正確；C．若減小入射角，可知光束射到側(cè)面上時(shí)的入射角變大，光在圓柱體中的傳播路徑變短，此單色光在圓柱體中傳播時(shí)間變短，故C正確；D．換用紅光以相同的入射角從O點(diǎn)射入圓柱體，因紅光的折射率更小，角度變小，但臨界角更大，紅光將從A點(diǎn)左側(cè)折射出圓柱體，故D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）三、填空題（本題共2小題，共14分。把答案填在答題卡上對應(yīng)位置）11.某同學(xué)用如圖甲所示的單擺來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋啻胃淖兗?xì)線的長度L（懸點(diǎn)到小球上方的距離），做出L與單擺周期的平方之間的關(guān)系圖像如圖乙所示。（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測得小球直徑如圖丙所示，則小球的直徑為d=______cm。（2）對乙圖，若圖線斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開_____（用k來表示），圖像橫軸的截距為______（用k、d表示）?！敬鸢浮浚?）0.820（2）①.②.【解析】【小問1詳解】根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該讀數(shù)為【小問2詳解】[1]擺長等于細(xì)線長與小球半徑之和，則有根據(jù)周期公式有解得幾何圖像有解得[2]結(jié)合上述，令縱坐標(biāo)等于0，解得橫坐標(biāo)截距為12.某實(shí)驗(yàn)小組在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中，用圖甲所示裝置測量某種單色光的波長。（1）為了增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，可。A.將光源和凸透鏡向?yàn)V光片靠近B.使用間距稍大些的雙縫C.將毛玻璃屏向靠近雙縫的方向移動D.將毛玻璃屏向遠(yuǎn)離雙縫的方向移動（2）光屏上出現(xiàn)的明暗相間條紋如圖所示，光屏上P、、處是亮條紋，、處是暗條紋，P到、的距離相等。某同學(xué)突發(fā)奇想，如果在遮光筒內(nèi)裝滿水，其他條件不變，則光屏上。A.明暗相間的條紋間距變窄 B.P處可能出現(xiàn)暗條紋C.不再出現(xiàn)明暗相間的條紋 D.原處的亮條紋向P點(diǎn)靠近（3）當(dāng)測量頭中的分劃板中心刻線對齊某條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，該讀數(shù)為____mm。（4）1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用平面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果（稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)），洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡，S發(fā)出的光直接照在光屏上，同時(shí)S發(fā)出的光還通過平面鏡反射到光屏上，這樣形成了兩個(gè)相干光源。設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為，在光屏上形成干涉條紋。則相鄰兩條亮紋（或暗紋）中心間距離____?！敬鸢浮浚?）BC（2）AD（3）9.761##9.762##9.763##9.764（4）【解析】【小問1詳解】為了增加從目鏡中觀察到的條紋個(gè)數(shù)，可減小條紋間距，根據(jù)條紋間距表達(dá)式可知A．將光源和凸透鏡向?yàn)V光片靠近不影響條紋間距，選項(xiàng)A錯誤；B．使用間距稍大些的雙縫，即d增加，則條紋間距減小，選項(xiàng)B正確；CD．將毛玻璃屏向靠近雙縫的方向移動，則l減小，條紋間距減小，選項(xiàng)C正確，D錯誤；故選BC。小問2詳解】如果在遮光筒內(nèi)裝滿水，光所通過的介質(zhì)的折射率變大，則光在水中傳播時(shí)波長變短，其他條件不變，在屏上仍會出現(xiàn)明暗相間的條紋，P點(diǎn)到雙縫的距離之差仍為零，則P點(diǎn)仍是亮條紋，根據(jù)可知波長變短，相鄰亮條紋的間距的間距變小，原P1處的第一級亮條紋會向P點(diǎn)靠近，明暗相間的條紋間距會變窄。故BD錯誤，AD正確。故選AD?！拘?詳解】手輪上的示數(shù)9.5mm+0.01mm×26.2=9.762mm【小問4詳解】光源S發(fā)出的光通過平面鏡反射到光屏上，可看作是由光源S經(jīng)平面鏡所成的虛像發(fā)出的光直線傳播到光屏上，這樣光源S和其虛像可看作是雙縫干涉的雙縫，光源S和其虛像之間的距離（即等效為雙縫的間距）為d=2a，光源到屏的距離（即雙縫到屏的距離）為L，根據(jù)雙縫干涉的相鄰亮條紋間距公式可得四、計(jì)算題（本題共3小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為，振幅為5cm，P、Q是平衡位置相距為1m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在時(shí)，P通過平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動，Q位于其平衡位置下方最大位移處，求：（1）該波的周期；（2）若波長大于1m，質(zhì)點(diǎn)P在3s內(nèi)通過的路程?！敬鸢浮浚?）（n=0，1，2……）；（2）【解析】【詳解】（1）波沿x軸正方向傳播，有（n=0，1，2……）解得s（n=0，1，2……）（2）若λ＞1m，則n=0T0=1sλ0=4m3s內(nèi)的路程是S0=3×4×0.05=0.6m14.如圖所示為一等腰直角棱鏡的截面圖，一細(xì)光束從直角邊AB上的D點(diǎn)以角度入射，已知棱鏡的折射率為，邊AB的長為L，AD的距離為，光在真空中的傳播速度為c，（可能使用的數(shù)據(jù)，）問：（1）光束從棱鏡射出時(shí)的入射角；（2）光束在棱鏡中的傳播時(shí)間。（不考慮光在棱鏡中的多次反射）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）光路圖如圖所示由折射定律可得玻璃折射率為可得根據(jù)幾何關(guān)系可得可得全反射定律因此全反射臨界角因此在E點(diǎn)發(fā)生全反射（2）光在玻璃中的傳播速度光從傳播到所需的時(shí)間根據(jù)幾何關(guān)系可得在中可得解得15.如圖所示，水平地面上放置著用輕質(zhì)彈簧豎直連接的A、B物塊（兩端栓接），其中A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k。壓縮彈簧后釋放，A開始做簡諧運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)彈簧恰好為原長，此時(shí)，質(zhì)量為m的物塊C以豎直向下的速度與A發(fā)生碰撞后粘在一起做簡諧運(yùn)動（碰撞時(shí)間極短），當(dāng)它們運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，物塊B恰好對地面無壓力。已知彈簧彈性勢能的表達(dá)式為（其中x為彈簧的形變量），質(zhì)量為m的彈簧振