2023-2024年河南省南陽市六校聯(lián)考高二下學期4月期中物理試題（解析版）

2023—2024學年（下）南陽六校高二年級期中考試物理一、單選題1.如圖所示，做簡諧振動的小球，平衡位置為點，關于小球，下列說法正確的是（）A.從點向右邊運動，速度逐漸增大 B.從左邊向點運動，加速度越來越小C.從點向左邊運動，位移越來越小 D.從右邊向點運動，位移越來越大【答案】B【解析】小球遠離平衡位置，速度減小、加速度和位移增大，故A、C錯誤；小球靠近平衡位置，速度增大，加速度和位移減小，故B正確，D錯誤。故選B。2.如圖所示為簡諧運動甲的振動圖像，另一簡諧運動乙的振動周期與甲相同，相位比甲落后，則在時，下列說法正確的是（）A.甲對應質點的動能最大 B.甲對應質點的加速度最大C.乙對應質點的相位為 D.乙對應質點的速度最大【答案】C【解析】簡諧運動的圓頻率，甲做簡諧運動的表達式為，乙做簡諧運動的表達式為，在時甲對應質點不在平衡位置，也不在最遠位置，速度不是最大，動能不是最大，加速度也不是最大，故A、B錯誤；乙對應質點的相位為，速度為零，故C正確，D錯誤。故選C。3.利用單色光進行兩次雙縫干涉實驗，在光屏中央附近取相同長度的區(qū)域如圖所示，發(fā)現(xiàn)亮條紋（圖中陰影部分）的數(shù)量正好由個變?yōu)閭€，則可能是下列哪個條件改變引起的（）A.僅使單色光的波長變?yōu)樵瓉淼谋?B.僅使雙縫的間距變?yōu)樵瓉淼腃.僅使雙縫到屏的距離變?yōu)樵瓉淼?D.僅使雙縫到屏的距離變?yōu)樵瓉淼摹敬鸢浮緽【解析】亮條紋為個時，相鄰明條紋間距的寬度為，亮條紋為個時，相鄰明條紋間距的寬度為，則亮條紋數(shù)量由個變?yōu)閭€后，相鄰亮條紋的寬度之比為，根據(jù)相鄰亮條紋的間距公式，可知，可能是單色光的波長之比為，故A錯誤；可能是雙縫的間距之比為，故B正確；可能是雙縫到屏的距離之比為，故C、D錯誤。故選B。4.如圖所示，某一時刻一列簡諧橫波沿軸正方向恰好傳播至處，、為介質中的兩個質點，從該時刻開始計時，時刻質點的位移為，經過第一次回到平衡位置，下列說法正確的是（）A.時刻質點的振動方向沿軸正方向 B.簡諧橫波的波源振動周期為C.波的傳播速度為 D.時質點的位移為【答案】D【解析】簡諧橫波沿方向，根據(jù)“同側法”可知該時刻質點沿方向振動，故A錯誤；依題意，可知質點經過，返回平衡位置，則波源振動周期為，故B錯誤；由圖知該列波波長，則波速，故C錯誤；時刻質點從平衡位置向上振動，經過，后將回到平衡位置，則位移為，故D正確。故選D。5.如圖所示，一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，圖中實線和虛線分別是和時刻的部分波形圖，下列說法正確的是（）A.波源振動的最大頻率為 B.經過，處的質點至少向右移動C.波在該介質中傳播的最小速度為 D.波源的起振方向沿軸正方向【答案】C【解析】簡諧橫波傳播的周期滿足，解得周期為，時周期最大，頻率最小為，故A錯誤；波上的質點不會隨波遷移，故B錯誤；波在介質中傳播的最小速度，故C正確；波源的起振方向無法判斷，故D錯誤。故選C。6.如圖1所示，豎直放置的彈簧振子靜止在平衡位置，激光測距儀與小球的位置齊平。將小球豎直向下拉動一段距離后釋放，小球開始向上運動，同時測距儀開始記錄從測距儀到遮擋物（彈簧、小球或墻壁）的距離數(shù)據(jù)，圖像經過優(yōu)化擬合后，測得距離與時間的圖像如圖2所示，彈簧始終在彈性限度內，下列說法正確的是（）A.彈簧振子的振動周期為 B.剛釋放時彈簧的彈性勢能最大C.時小球的機械能最大 D.時小球的動能減為【答案】B【解析】小球從最低點運動到平衡位置，小球從平衡位置到最高點再回到平衡位置，從平衡運動到最低點，所以彈簧振子的周期為，A錯誤；剛釋放時，彈簧伸長量最大，彈性勢能最大，B正確；時小球回到平衡位置將繼續(xù)向上運動，彈簧彈力仍做正功，小球機械能繼續(xù)增大，C錯誤；時小球回到平衡位置，速度最大，動能最大，D錯誤。故選B。7.如圖所示為一種嵌在地面下的彩燈簡化示意圖，橫截面規(guī)格為的透明介質中央豎線上有間隔均勻的個燈槽，在燈槽位置放入燈珠，發(fā)出的光線恰好在透明材質的上表面邊緣發(fā)生全反射?，F(xiàn)準備將第二顆另一種顏色的燈珠放入燈槽內，接通電源后，兩燈珠發(fā)出的光線均能從材料上表面邊緣射出。已知透明材料對光的折射率是對光折射率的倍（不考慮光在介質中的多次反射），則下列安裝方法可能滿足條件的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】如圖1所示，燈珠安裝在燈槽位置安裝，恰好在材料表面邊緣發(fā)生全發(fā)射，材料對燈的折射率為，根據(jù)全反射規(guī)律可知，可知燈與邊緣連線小于時，材料上表面將不能被全部照亮，所用燈需要安裝在燈槽、、的位置；材料對燈的折射率為，根據(jù)題意可知，則，解得燈與材料邊緣的連線長度為，即燈如果和邊緣連線小于，材料表面將不能被全部照亮；如圖2所示，燈安裝在燈槽位置時，燈與邊緣連線的距離，滿足要求；若安裝在燈槽的位置時，燈與邊緣連線的距離，不滿足要求，因此燈只能安裝在和的位置。故選A。二、多選題8.下列說法正確的是（）A.受迫振動的驅動力不一定是周期性變化的 B.無論是機械波還是光，都可以發(fā)生衍射C.光的偏振現(xiàn)象證明光是橫波 D.發(fā)生多普勒效應是因為改變了波源的頻率【答案】B、C【解析】受迫振動的驅動力一定是周期性變化的。故A錯誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，機械波和光都可以發(fā)生衍射。故B正確；光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波。故C正確；多普勒效應的產生是波源和接收者的相對位置發(fā)生變化，不是波源的頻率改變。故D錯誤。故選B、C。9.如圖所示為材料的同心圓弧橫截面，為圓心，。一束光垂直從點入射，進入材料后在界面發(fā)生全反射后從點射出，已知這種材料對該種光的折射率為，光速為，則（）A.光在這種材料的臨界角為 B.入射點距離的長度為C.光在這種材料中傳播的路程為 D.光在這種材料中傳播的時間為【答案】A、B【解析】光路圖如圖所示，設光在界面的全反射點為，根據(jù)全反射定律，可知臨界角，故A正確；入射點到的距離，故B正確；光在這種材料傳播的路程，故C錯誤；光在這種材料中的速度為，傳播時間為，故D錯誤。故選A、B。10.如圖所示，和為某介質中水平線上相距的兩個振動頻率相同的波源，振幅均為，為介質中連線上的中垂線，長為。某時刻和同時開始做簡諧運動，經過后處質點開始起振，經過一段時間位移大小為；和連線上共有個振動加強點，其中距離最近振幅為的質點在處（圖中未畫出），與相距。下列說法正確的是（）A.某時刻連線上的所有質點位移可能均為 B.和在介質中的波速為C.與的距離為 D.和的波長均為【答案】C、D【解析】根據(jù)題意可知處質點為振動加強點，和同時起振，因此和的振動步調一致，波源到上質點的波程差均為，因此連線上質點均為振動加強點，振幅均為，位移周期性變化。故A錯誤；波傳播至點用時，波速，故B錯誤；如圖所示，為和連線上距離最近的加強點，，，可知，故C正確；若設為和連線上左側的某個加強點，則，當時即為處的質點，時為處質點，有，解得，故D正確。故選C、D。三、實驗題11.實驗室有塊長寬比為的矩形玻璃磚，某同學準備利用激光筆測量該玻璃磚的折射率。由于缺少標準測量工具，該同學將紙張裁成和玻璃磚一樣大，通過對折產生折痕對紙張進行等分，將紙張變?yōu)闇y量工具。（1）利用紙張折痕確定法線，調整激光筆的位置如圖1所示，入射點為，出射點為，可知入射角為______；（2）如圖2所示，將紙張放在玻璃磚另一側，對齊確定點位置，可知玻璃磚的折射率______；（3）在此實驗基礎上，下列方法最能有效減小實驗誤差的是______（單選，填選項序號）。A.僅適當增加紙張的等分折痕 B.僅適當減少紙張的等分折痕 C.僅適當減小光線的入射角【答案】（1）；（2）；（3）A【解析】（1）玻璃磚的長寬比為，根據(jù)圖可知入射角為；（2）根據(jù)紙張的折痕位置，畫出光在玻璃磚中傳播的光路圖，如圖所示，根據(jù)幾何關系可知折射角正弦值為，可知折射率。（3）適當增加紙張的等分折痕能夠提高距離測量的精確度，能夠有效減小實驗誤差；改變入射光的入射角，不一定能夠對上紙張折痕的位置，反而使距離測量誤差變大，增大了實驗誤差，故選A。12.某實驗小組利用單擺測量重力加速度，由于使用一根線拴接小球時，擺動過程中不夠穩(wěn)定，因此可采用雙擺線的測量裝置進行實驗，如圖1所示，兩等長懸線一端拴接小球，另一端固定在水平桿上。（1）實驗中使用的小球最好選用______（單選，填選項序號）；A.質量較小，體積較大的塑料球 B.質量較大，體積較小的鋼球 C.質量較小，體積較小的木球（2）將小球拴接好后，開始實驗，測量單擺全振動的周期之后，還需要測量______（單選，填選項序號），改變的長度并測量對應的周期，最終繪制出如圖2所示的圖像；A.拴接點到水平桿的間距 B.一側懸線的長度 C.兩懸線在水平桿上的間距（3）圖2中所標注的數(shù)據(jù)已知，則測得的重力加速度______；（4）下列操作能一定減小實驗誤差的是______（單選，填選項序號）。A.多次測量周期求平均值 B.多次測量小球的直徑求平均值 C.盡量增大擺角使小球擺動更明顯【答案】（1）B；（2）A；（3）；（4）A【解析】（1）實驗中采用質量較大，體積較小的鋼球，能夠有效減小空氣阻力對實驗的影響，B正確，A、C錯誤；（2）當時，周期不為，利用圖像分析數(shù)據(jù)時可以不用測量小球球心到懸點的距離，只需要測量拴接點到水平桿的間距即可，設小球的半徑為，根據(jù)單擺周期公式，可知，A正確，B、C錯誤；（3）結合圖像斜率可知，解得。（4）多次測量周期T求平均值能夠減小偶然誤差，A正確；實驗中不需要測量小球的直徑，B錯誤；增大擺角后該裝置可能不再單擺，會增加測量誤差，C錯誤。故選A。四、解答題13.如圖1所示的水上浮橋是由一個個浮筒組成，拆下其中單個浮筒如圖2所示。單個浮筒的橫截面積一定，在水面上的上下浮動可視為振幅為的簡諧運動，浮筒的質量為，浮筒做簡諧運動時最大排水體積為靜止時排水體積的倍。已知重力加速度為，求：（1）浮筒做簡諧運動時回復力的最大值；（2）浮筒做簡諧運動時回復力與位移的比例系數(shù)?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）浮筒靜止時，排水體積為，可知，排水體積最大時，回復力為，解得。（2）根據(jù)回復力與位移的關系可知，解得。14.如圖所示，豎直放置的光學器件由和組成，為橫截面是半圓形的透明介質，圓心為，半徑為，虛線為半圓的水平半徑，為真空矩形區(qū)域，長為?，F(xiàn)有一束關于虛線對稱的平行光束由左側水平射入，當光束寬度為時，恰好能全部照亮區(qū)域右側。已知對該光的折射率為，光速為，不考慮光在中的反射，求：（1）光線穿過區(qū)域最長時間；（2）矩形區(qū)域的寬度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）光在中傳播的速度，光在中傳播的最長路程為，所用時間為，解得。（2）光束寬度為時，距離水平虛線最遠的光線如圖所示，光線在圓弧的折射點為，作，可知，在中，，則，可知光線在圓弧面的入射角為，根據(jù)折射率，解得折射角，光線在、界面上的折射點為，入射角為，折射角為，在中，，可知，根據(jù)折射率，解得，則，在中，，則Ⅱ的寬度d滿足，解得。15.一列簡諧橫波沿軸傳播，在時的波形如圖1所示，、是介質中的兩個質點，此時點的位移為。圖2為質點的振動圖像?；卮鹣铝袉栴}：（振動方程均使用正弦函數(shù)表示，初相位在到之間）（1）判斷波的傳播方向，并寫出質點的振動方程；（2）若波速，求時刻質點、對應的橫坐標