河南省南阳市六校2023-2024学年高二下学期3月第一次联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年春期六校第一次联考高二年级物理试题（考试时间：75分钟试卷满分：100分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如下图所示，下列描述正确的是（）A．，振子的速度为零，加速度为正的最大值B．时，振子的速度为负，加速度为负的最大值C．时，振子的速度为零，加速度为正的最大值D．时，振子的速度为正，加速度为负的最大值2．下图是惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器摆钟，摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制．旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，为使钟走时准确，以下说法正确的是（）A．摆钟的快慢由圆盘质量决定B．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移C．由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆上移D．把摆钟从武汉移到北京应使圆盘沿摆杆上移3．如下图所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在水平固定的同一根绷紧的细钢丝上，当M在垂直于纸面的平面内摆动时，下列说法正确的是（）A．因两摆的摆长不同，故两摆的振动周期不同B．当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大C．悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变D．m摆的振幅不可能超过M摆的振幅4．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为10m/s，时刻的波形如下图所示．下列说法正确的是（）A．时间内，质点P运动的路程为4cmB．时刻，质点P相对平衡位置的位移是6cmC．时刻，质点Q加速度最大D．时刻，质点M沿x轴正方向运动5．光滑的水平面上放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如下图所示．已知两木块之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使这两个木块组成的系统一起振动，系统的最大振幅为（）A． B． C． D．6．一束光线射到一个折射率为玻璃球上，如下图所示．为使入射光线经玻璃球折射—反射—折射后恰好和入射光线平行，如下图所示，那么第一次入射的入射角应是（）A． B． C． D．7．一潜艇在海面下以40km/h的恒定速度行驶，向正前方发射15MHz的超声波，如果超声波被正前方物体反射回来时，传感器接收到的超声波频率为18MHz，说明前方物体（）A．可能静止不动B．可能与潜艇同向运动，速度大于40km/hC．一定与潜艇同向运动，速度大于40km/hD．一定与潜艇相向运动，速度大于40km/h二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）8．如图甲所示，为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图．图乙表示该波传播的介质中处的质点a从时开始计时的振动图像．则下列说法正确的是（）A．波传播的速度为20m/sB．波沿x轴负方向传播C．时，质点a的位移沿x轴正方向D．时，处的质点b的加速度沿y轴负方向9．周末，小陈和小李到南阳湿地公园去游园，他俩发现公园内湖面上有两只小船．游客周期性摇动双桨激起的水波源源不断地传向湖边，他俩用手机上的秒表记录了水面漂浮的树叶在12秒内共完成了6次全振动．他们又用手机上的“实用工具”中的“AR测量”测出树叶与他们所在的湖边距离是5m，树叶的振动状态传到湖边的时间是10s，小陈10秒内拍击水面10次，让手激起的振动向周围传播，他们最后讨论得到正确结论的是（）A．游客摇桨激起的水波波长是1mB．小陈用手激起的水波和桨激起的波叠加能产生干涉图样C．他们观察到桨激起的水波波长比手激起的水波波长长D．小陈用手激起的水波能够绕过漂浮在湖中长为的木板10．如下图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动，以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为．时刻，一小球从距物块h高处自由落下；时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小．以下判断正确的是（）A．B．简谐运动的周期是C．内物块运动的路程是D．时，物块与小球运动方向相同三、非选择题（本题共5小题，共计54分．）11．（8分）某同学利用单摆测量当地的重力加速度．（1）实验中，测出不同摆长对应的周期值T，作出图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像是图中的实线．与的关系式是________，利用图线上任两点A、B的坐标，可求出________．（2）某次实验测量时总是错误地把控线长加上球的直径当成了摆长，根据实验数据作出的图像是图中的虚线，没有能通过坐标原点．用上述方法求出的重力加速度g值与当地真实值相比________；利用，采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比________（均填“偏大”“偏小”或“不变”）．12．（8分）（1）某同学用“插针法”测定玻璃的折射率，实验中，在玻璃砖的一侧竖直插两个大头针、，在另一侧再竖直插两个大头针、．由于没有量角器，在完成了光路图以后，用圆规以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率________（保留两位有效数值）．（2）在用插针法测定玻璃砖的折射率的实验中，甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作均正确，且均以，为界面画光路图．甲、乙、丙同学测得的折射率和真实值相比：甲________；乙________；丙________（填选项前的字母）．A．偏大 B．偏小 C．不变 D．以上都可能13．（12分）如图所示，一列简谐波沿x轴负方向传播，在时刻的波形图线，虚线是该波在时刻的波形图线．P质点的坐标是．求：（1）波的传播速度大小v；（2）若该波的周期，质点P的位移随时间t的表达式．

14．（12分）如图所示为的直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出，已知光在真空中的传播速度为c，光在棱镜中的传播速度．求：（1）该棱镜材料的折射率；（2）光从三棱镜射出的偏转角．

15．（14分）如图所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球在水平x轴的光滑杆上，能够在杆上自由滑动，把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置．另一小球B在竖直平面内以为圆心，在电动机的带动下，沿逆时针方向做半径为R的匀速圆周运动，O与在同一竖直线上．用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x轴上的“影子”和小球A在任何脟间都重合．已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，是弹簧的形变量．（1）如图，若小球B以角速度在竖直面逆时针做半径为R的匀速圆周运动，从最低点开始计时，写出小球B在x轴上的投影坐标与时间的关系，判断小球B在x轴上的投影是否属于简谐振动；（2）求小球B的线速度大小；（3）推导出小球A的周期表达式为．

——★参考答案★——题号12345678910〖答案〗CCBDCDAADACDABD1．〖答案〗C〖解析〗时，振子在正的最大位移处，振子的速度为零，由知，加速度为负的最大值，A项错误；时，振子位于平衡位置，速度为负的最大值，加速度为零，B项错误；时，振子在负的最大位移处，速度为零，加速度为正的最大值，C项正确；时，振子位于平衡位置，速度为正的最大值，加速度为零，D项错误．2．〖答案〗C〖解析〗圆盘中心到摆杆最上端的距离为摆钟的摆长，调整圆盘位置即调整摆钟的周期，周期与摆的质量无关．当摆钟快了应使圆盘沿杆下移，慢了应使圆盘沿杆上移；冬季变为夏季时由于热胀冷缩，杆要变长，应使圆盘沿杆上移；从武汉到北京重力加速度g增大，应使圆盘沿杆下移．3．〖答案〗B〖解析〗M摆动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆的振动周期等于驱动力的周期，即等于M摆的周期，故选项A错误；当m摆长与M摆长相等时，两者的固有频率相等，而M摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力周期，可见m摆处于共振状态，选项B正确；M摆摆长发生变化，就是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于m的固有周期不变，这样两个周期差别就发生了变化，因而m的振幅也会发生变化，选项C错误；单摆振动的能量不仅与振幅有关，还跟振动系统的质量有关．如果M的质量比m的质量大得多，从M向m传递的能量有可能使m的振幅大于M的振幅，选项D错误．4．〖答案〗D〖解析〗简谐横波的周期为，时间内，质点P运动的路程为，选项A错误；时刻，质点P到达平衡位置，则此时相对平衡位置的位移是0，选项B错误；因为，该时刻质点Q在平衡位置，则此时加速度为零，选项C错误；经过波向前传播，则此时刻，质点M在平衡位置以下沿y轴正方向运动，选项D正确．5．〖答案〗C〖解析〗质量分别为m和的两木块作为一个整体同步振动，两者具有共同的加速度．当两木块之间静摩擦力达到最大值时，木块的加速度达到最大值，设系统的振幅为A．此时两木块组成的系统有：，系统的最大值加速度，系统振幅最大．6．〖答案〗D〖解析〗作光路图如图所示，设入射角为，折射角为，则，，，，所以．7．〖答案〗A〖解析〗由多普勒效应当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率发生变化的现象．当波源与观察者相对静止时，观察者观察到的频率等于波源振动的频率．当波源与观察者相向运动时，观察到的频率增加；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率变小．故A正确．8．〖答案〗AD〖解析〗由乙图知，质点的振动周期为，由甲图知波长，则波速为．故A正确；由乙图知时刻，质点a向下运动．根据甲图可知，该波沿x轴正方向传播，故B错误；由乙图知质点的振动周期为，所以质点A在的时刻的振动情况与时刻的振动情况相同，即处于负的最大位移处，所以a的位移沿y轴负方向，故C错误；由图甲可知，a质点和b质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，所以时，质点b处于正的最大位移处．加速度沿y轴负方向，故D正确．9．〖答案〗ACD〖解析〗树叶在12秒内共完成6次全振动，所以振动周期为秒，树叶与它们所在的湖边的距离是5米，树叶的振动状态传到湖边的时间是10秒，所以传播速度，故水波波长，故A正确；桨激起的水波的频率，小陈用手激起的水波的频率为，两列波的频率不相等，所以小陈用手激起的水波桨激起的水波叠加不能产生干涉图样，故B错误；波速由介质决定，所以波速不变．由于波长，可知桨激起的水波波长比手激起的水波的波长长，故C正确；一切波都会发生衍射现象，因手激起的水波波长为大于．能发生明显的衍射现象，故D正确．10．〖答案〗ABD〖解析〗时，物块的位移为，则对小球，解得，选项A正确；简谐运动的周期是，选项B正确；内物块运动的路程是，选项C错误；，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D正确．11．〖答案〗（1）（2分）（2分）（2）不变（2分）偏大（2分）〖解析〗（1）根据单摆的周期公式得：；图像是一条过原点的直线，斜率，即；（2）根据单摆的周期公式得：，根据数学知识可知，对于图像来说图像的斜率不变，所以测得的g值不变．若利用，采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比偏大．12．〖答案〗（1）（2分）（2）B（2分）C（2分）D（2分）〖解析〗（1）图中作为入射光线，是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到：，，又，则折射率；（2）用图①测定折射率时，做出的折射光线与玻璃中的真实折射光线相比偏折大了，所以测量的折射角偏大了，折射率变小；用图②测定折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关；用图③测定折射率时，无法确定折射光线偏折的大小，所以测得的折射率可能偏大、可能偏小、可能不变．13．〖答案〗（1）波沿方向传播，（4分）（2）（8分）〖解析〗（1）方法一：波沿方向传播，由时间周期性：（1分）（1分）（1分）（1分）方法二：由空间周期性：（1分）（1分）（1分）（1分）（2）因（1分）（1分）结合，（2分）由图线可知：，（1分）（1分）．（2分）14．〖答案〗（1）（3分）（2）偏转角（9分）〖解析〗（1）光在棱镜中的传播速度．（3分）（2）作出完整的光路如图所示．根据几何关系可知，所以．（2分）根据折射定律有，得（3分）又因为，故（2分）根据折射定律有，偏转角．（2分）15．〖答案〗（1）小球x轴投影运动是简谐振动（3分）（2）（5分）（3）（6分）〖解析〗（1）如图设小球B逆时针转，小