山西省朔州市應(yīng)縣第一中學2024-2025學年高二物理下學期期中試題含解析

PAGE16-山西省朔州市應(yīng)縣第一中學2024-2025學年高二物理下學期期中試題（含解析）一、選擇題（本題共14小題，每小題4分，共56分。1—10單項選擇題，11—14多項選擇題，多選題全部選對得4分，選對但選不全得2分，選錯或不答得0分）1.介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點A.它的振動速度等于波的傳播速度B.它的振動方向確定垂直于波的傳播方向C.它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長D.它的振動頻率等于波源振動頻率【答案】D【解析】A、在同種勻稱介質(zhì)中波的傳播過程中傳播速度為定值，而質(zhì)點的在平衡兩側(cè)做簡諧運動，其速度大小是變更的，和波速無關(guān)，故A錯誤；B、在縱波中質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向相同或相反，并不垂直，故B錯誤；C、質(zhì)點在一個周期內(nèi)走過的路程等于4個振幅的長度，并非一個波長，故C錯誤；D、每個質(zhì)點都在重復(fù)波源的振動因此質(zhì)點的振動頻率和波源的振動頻率是相同的，故D正確．點睛：波動過程是傳播波源的振動形式和能量的過程，振動質(zhì)點并不隨波一起傳播，二是在自己平衡位置振動，因此明確波的形成是解本題關(guān)鍵．2.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0s時波形如圖所示，已知波速為10m/s，則t=0.1s時正確的波形是圖中的（）A.B.C.D.【答案】C【解析】試題分析：因為波的波長為4m，波速為10m/s，故周期為0.4s，當t＝0.1s時正好經(jīng)過了1/4個周期，即處于x=0處的質(zhì)點向下移動到平衡位置，處于x=1m處的質(zhì)點向上振動到最大位置處，x=2處的質(zhì)點向上振動到平衡位置，故該波形是圖C的波形，選項C正確．考點：波形圖像．3.一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的A.速度變慢，波長變短 B.速度不變，波長變短C.頻率增高，波長變長 D.頻率不變，波長變長【答案】A【解析】【詳解】單色光由空氣射入玻璃時，依據(jù)v＝知，光的速度v變慢，光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，光的頻率不變，依據(jù)知光從空氣射入玻璃時，波長變短，A正確，BCD錯誤。故選A。4.一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖所示。下列說法中正確的是（）A.此介質(zhì)的折射率等于1.5B.此介質(zhì)的折射率等于C.當光線從今介質(zhì)射向真空中時，入射角大于等于45°時可發(fā)生全反射現(xiàn)象D.當光線從介質(zhì)射向真空中時，入射角小于30°時可能發(fā)生全反射現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】AB．依據(jù)折射定律故AB錯誤；CD．光從介質(zhì)射向真空中時，隨入射角增大折射角增大，當折射角等于時，即發(fā)生全反射，此時入射角為C，則有解得即入射角大于等于時發(fā)生全反射現(xiàn)象，故C正確，D錯誤。故選C。5.安靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動，測得兩個小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰．這列水面波A.頻率是30Hz B.波長是3m C.波速是1m/s D.周期是0.1s【答案】C【解析】【詳解】木塊的上下運動反映了所在位置水面質(zhì)點的振動狀況，即波傳播方向上的質(zhì)點每分鐘完成30次全振動，因此其周期為：T＝s＝2s，故選項D錯誤；頻率為：f＝＝0.5Hz，故選項A錯誤；又因為甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰，所以sAB＝，解得波長為：λ＝＝2m，故選項B錯誤；依據(jù)波長、波速、周期間關(guān)系可知，這列水面波的波速為：v＝＝m/s＝1m/s，故選項C正確．6.如圖所示，在水面下同一深度并排緊挨著放置分別能發(fā)出紅光、黃光、藍光和紫光的四個燈泡，一人站在這四盞燈斜上方離水面有確定距離處視察，他感覺離水面最近的那盞燈發(fā)出的光是（）A.紅光 B.黃光 C.藍光 D.紫光【答案】D【解析】【詳解】光線從水中射入空氣中折射時，折射角大于入射角，所以，水面上方的人看水中的燈覺得變淺。水對紫光的折射率最大，相同入射角時，折射角最大，水面上方的人看水中的紫光燈最淺。故ABC錯誤，D正確。故選D。7.雨后太陽光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹．設(shè)水滴是球形的，圖中的圓代表水滴過球心的截面，入射光線在過此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是A.紫光、黃光、藍光和紅光B.紫光、藍光、黃光和紅光C.紅光、藍光、黃光和紫光D.紅光、黃光、藍光和紫光【答案】B【解析】試題分析：由折射圖象可知a光的偏折程度最大，說明水滴對a的折射率最大，故a的頻率最大，由可知，a的波長最小，abcd偏折程度依次減小，故為紫光、藍光、黃光和紅光，B正確；考點：考查了光的折射名師點睛：依據(jù)折射圖象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，則可得頻率、波長等的大小時關(guān)系，即可推斷各光可能的依次．8.在探討材料A的熱膨脹特性時，可采納如圖所示的干涉試驗法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一個透亮的平行板B，B與A上表面平行，在它們中間形成一個厚度勻稱的空氣膜，現(xiàn)在用波長為λ的單色光垂直照耀，同時對A緩慢加熱，在B上方視察到B板的亮度發(fā)生周期性變更，當溫度為t1時最亮，然后亮度漸漸減弱至最暗；當溫度升到t2時，亮度再一次回到最亮，則A.出現(xiàn)最亮時，B上表面反射光與A上表面反射光疊加后加強B.出現(xiàn)最亮時，B下表面反射光與A上表面反射光疊加后相抵消C.溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加D.溫度從t1升至t2過程中，A的高度增加【答案】D【解析】【分析】該問題屬于薄膜干涉，當路程差（即薄膜厚度的2倍）等于半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，當路程差等于半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋，即可分析；【詳解】AB、出現(xiàn)最亮時，是B下表面反射光與A上表面反射光發(fā)生干涉，疊加后加強，故A、B錯誤；CD、溫度從t1升到t2的過程中，亮度由最亮又變到最亮，當路程差（即薄膜厚度的2倍）等于半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，知路程差減小λ，則A的高度增加，故D正確，C錯誤；故選D．【點睛】解決本題的關(guān)鍵駕馭薄膜干涉的原理．9.半徑為R的玻璃半圓柱體，截面如圖所示，圓心為O，兩束平行單色光沿截面射向圓柱面，方向與底面垂直，∠AOB=60°，若玻璃對此單色光的折射率，則兩條光線經(jīng)柱面和底面折射后的交點與O點的距離為（）A. B. C. D.R【答案】B【解析】【詳解】光路圖如圖所示可知，由折射率可得，，由幾何關(guān)系得：光線射究竟邊上時的入射角，光線在底邊折射時，由折射定律得可得，由幾何學問得，所以在中可得，所求距離ACD錯誤，B正確。故選B。10.簡諧橫波在同一勻稱介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v。若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，下列四副波形中質(zhì)點a最早到達波谷的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】由圖A知，波長，周期由圖知質(zhì)點a向上振動，經(jīng)第一次到達波谷，用時B圖對應(yīng)波長，周期由圖知質(zhì)點a向下振動，經(jīng)第一次到達波谷，用時C圖對應(yīng)波長，周期由圖知質(zhì)點a向上振動，經(jīng)第一次到達波谷，用時D圖對應(yīng)波長，周期由圖知質(zhì)點a向下振動，經(jīng)第一次到達波谷，用時所以D波形中質(zhì)點a最早到達波谷，故選D。【點睛】11.以下關(guān)于光學學問的敘述中，正確的是A.甲圖是聞名的泊松亮斑圖案，這是光波的衍射現(xiàn)象B.乙圖中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C.丙圖的照相機鏡頭上涂有一層增透膜，增透膜利用了光的偏振原理D.丁圖是醫(yī)學上內(nèi)窺鏡，其核心部件光導(dǎo)纖維能傳輸光像信號，是利用光的全反射【答案】ABD【解析】【詳解】A．甲圖是聞名的泊松亮斑圖案，這是光波的衍射現(xiàn)象，選項A正確；B．乙圖中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的，選項B正確；C．丙圖的照相機鏡頭上涂有一層增透膜，增透膜利用了光的干涉原理，選項C錯誤；D．丁圖是醫(yī)學上的內(nèi)窺鏡，其核心部件光導(dǎo)纖維能傳輸光像信號，是利用光的全反射，選項D正確。故選ABD。12.如圖所示，從點光源S發(fā)出的一束復(fù)色光，以確定的角度斜射到玻璃三棱鏡的表面，經(jīng)過三棱鏡的兩次折射后分為a、b兩束光．下面的說法中正確的有________．A.在三棱鏡中a光的傳播速率大于b光的傳播速率B.a光頻率大于b光頻率C.若變更復(fù)色光的入射角，可在入射面發(fā)生全反射D.a、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa<Δxb【答案】BD【解析】【詳解】由光路圖可知，棱鏡對a光的折射率較大，則依據(jù)n=c/v可知，在三棱鏡中a光的傳播速率小于b光的傳播速率，選項A錯誤；a光頻率大于b光頻率，選項B正確；發(fā)生全反射的條件之一就是光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，則即使變更復(fù)色光的入射角，也不行能在入射面發(fā)生全反射，選項C錯誤；a光頻率大于b光頻率，則a光的波長較小，依據(jù)可知，a、b兩束光分別通過同一雙縫干涉裝置產(chǎn)生的干涉條紋的間距Δxa<Δxb，選項D正確；故選BD.13.一列簡諧橫波，沿軸正方向傳播，傳播速度為，在時的波形圖如圖所示，則下列說法正確的是（）A.此時處的質(zhì)點正在做加速度減小的加速運動B.處質(zhì)點比處的質(zhì)點先運動到波峰的位置C.處的質(zhì)點再經(jīng)過時間可運動到波峰位置D.處的質(zhì)點在做簡諧運動，其振動方程為【答案】AC【解析】【詳解】A．由波形圖可知，此時處的質(zhì)點在x軸上方向下振動，則其做加速度向下減小的加速運動，選項A正確；B．此時刻x=0.7m處的質(zhì)點和x=0.6m處的質(zhì)點都在x軸下方向下振動，因x=0.6m處的質(zhì)點位置比x=0.7m處的質(zhì)點位置距離平衡位置較遠，故x=0.6m處的質(zhì)點比x=0.7m處的質(zhì)點先運動到波峰的位置，選項B錯誤；C．周期則處的質(zhì)點在t=0時刻在平衡位置向上振動，則再經(jīng)過的時間可運動到波峰位置，選項C正確；D．因則x=1m處的質(zhì)點在做簡諧運動，其振動方程為選項D錯誤；故選AC.14.一列簡諧橫波沿x軸傳播．它在傳播過程中先后到達相距4.0m的兩個質(zhì)點a、b．從質(zhì)點a起先振動的瞬間計時，a、b兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖中的甲和乙所示．則以下說法正確的是A.此列簡諧橫波的波長確定為8mB.此列簡諧橫波可能的傳播速度為m/s，其中n=0、1、2、3、……C.此列簡諧橫波從質(zhì)點a傳播到質(zhì)點b的時間段內(nèi)，質(zhì)點a振動經(jīng)過的路程為2cmD.t=1s時刻，質(zhì)點a向下振動，而質(zhì)點b向上振動【答案】AD【解析】【詳解】AB．由題意，波速所以波長λ=vT=4×2=8m所以A正確B錯誤；C．從a到b，a經(jīng)驗了半個周期，所以經(jīng)過路程是2倍振幅，即4cm，所以C錯誤；D．t=1s時，由圖象可知a向下振動，b向上振動，所以D正確；故選AD．點睛：本題關(guān)鍵是波的傳播規(guī)律和質(zhì)點的振動規(guī)律，從題意得到波的傳播距離和時間，求解出波速，再分析a、b兩點的運動狀況．二、試驗填空題（15題每空3分，16題每空2分，共12分）15.如圖,a、b、c、d是勻稱介質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點.相鄰兩點的間距依次為2m、4m和6m.一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時刻到達質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置起先豎直向下運動，t=3s時a第一次到達最高點，則波的頻率是____Hz，在t=5s時質(zhì)點c向____(填“上”“下”“左”或“右”)運動.【答案】(1).0.25(2).上【解析】【詳解】[1][2]．t=3s時a第一次到達最高點T=4s依據(jù)波傳到C點后，C振動了2s，即半個周期，所以5s時C經(jīng)平衡位置向上運動．【名師點睛】由題“在t=0時刻到達質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置起先豎直向下運動，t=3s時a第一次到達最高點”可確定出該波的周期和頻率．依據(jù)a與c間的距離，求出波從a傳到d的時間．依據(jù)時間t=5s與周期的關(guān)系，分析質(zhì)點c的狀態(tài)．16.用“插針法”測定透亮半圓柱玻璃磚的折射率，O為玻璃截面的圓心，使入射光線跟玻璃磚的平面垂直，如圖所示的4個圖中P1、P2、P3和P4是4個學生試驗插針的結(jié)果．(1)在這4個圖中確定把針插錯了的是________．(2)在這4個圖中可以比較精確地測出折射率的是________，計算玻璃的折射率的公式是_____．【答案】(1).A(2).D(3).【解析】【分析】）光線通過玻璃磚后，會發(fā)生折射，光線方向可能發(fā)生變更；要比較精確地測定折射率，折射角不能太大，也不能太小．依據(jù)折射定律寫出計算折射率n的公式；【詳解】(1)確定把針插錯了位置的是圖是A，因為此光線通過玻璃磚后，會發(fā)生折射，光線方向會發(fā)生變更．(2)要比較精確地測定折射率，折射角不能太大，也不能太小，所以比較精確地測定折射率的D，計算玻璃的折射率的公式是．三、計算題（本題共4小題，共42分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位）17.如圖所示，是一種折射率n=1.5的棱鏡，用于某種光學儀器中，現(xiàn)有一束光線沿MN方向射到棱鏡的AB面上，入射角的大小滿意0.75，求：（1）光在棱鏡中傳播的速率．（2）畫出此束光線射出棱鏡后的方向，要求寫出簡要的分析過程．（不考慮返回到AB和BC面上的光線）．【答案】（1）2×108m/s；（2）?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）光在棱鏡中傳播的速率m/s=2×108m/s（2）由題光在AB面上入射角的正弦0.75由折射定律得：得即AB面上的折射角r=30°由幾何關(guān)系得，BC面上的入射角θ=45°全反射臨界角光在BC面上發(fā)生全反射，光路如圖所示18.如圖，一半徑為R，高度也為R的圓柱形勻稱透亮體的底面中心處有一點光源S，在圓柱體的上表面有一點M，M離上表面中心O的距離d=R，經(jīng)過M點射出的光線其折射角為60°(i)求透亮體的折射率n；(ii)從透亮體上表面視察，若要看不到光源，可用不透亮的黑紙覆蓋上表面，求黑紙的最小面積Smin．【答案】(i)(ii)【解析】【詳解】（1）如圖，連接OS可得：解得入射角i=θ=300折射