2023-2024学年河南省南阳市高二（下）期中考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年河南省南阳市高二（下）期中考试物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.下列关于光现象的理解，下列说法正确的是(

)A.泊松首先在实验室中观察到了泊松亮斑

B.全息照相机利用了激光的相干性好的特性

C.在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉

D.光导纤维丝外套材料的折射率应比内芯材料的折射率大2.一列简谐波沿x轴方向传播，t=0时刻的波形图如图所示，此后质点N比质点M提前0.4s回到平衡位置。下列说法正确的是(

)

A.简谐波沿x轴正方向传播 B.简谐波的振幅为52cm

C.简谐波的波速为10m/s3.如图，一列简谐横波沿x轴的正方向传播，振幅为2cm。已知在t=0时刻平衡位置在x=5m的质点a的位移为y=3cm且正沿y轴负方向运动，平衡位置在x=11m的质点b的位移为A.质点a比质点b振动滞后1.5s

B.质点a的振动周期为1s

C.简谐波的波长为8m

D.某时刻，质点a、b的速度(4.一束只含两种频率的光，照射到底面有涂层的平行均匀玻璃砖上表面后，经下表面反射从玻璃砖上表面射出后，光线分为a、b两束，如图所示。下列说法正确的是(

)

A.增大从空气到玻璃的入射角(90°之内)，a、b光可能在玻璃内上表面发生全反射

B.用同一装置进行单色光双缝干涉实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距

C.a光的频率小于b光的频率

D.当从同种玻璃射入空气发生全反射时，5.以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是(

)

A.由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大

B.图乙观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少

C.图丙中，若将薄片向左移动，条纹间距将变小

D.图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动90°的过程中，光屏P6.如图甲所示，质量为m的物体B放在水平面上，通过轻弹簧与质量为2m的物体A连接，现在竖直方向给物体A一初速度，当物体A运动到最高点时，物体B与水平面间的作用力刚好为零。从某时刻开始计时，物体A的位移随时间的变化规律如图乙所示，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是

(

)

A.t1+0.25s∼t1+0.5s时间内，物体A的速度与加速度方向相反

B.物体A在任意一个1.25s内通过的路程均为50c二、多选题：本大题共4小题，共24分。7.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图(a)所示，x=2m处质点的振动图像如图(A.15m/s B.17m8.如图甲所示，水面下有一点光源S，同时发射出a光和b光后，在水面上形成一个被照亮的圆形区域(见图乙)，内圆区域为a，b两种单色光所构成的复色光，周边环状区域为b光，则下列说法正确的是(

)

A.a光的频率比b光的小 B.水对a光的折射率比对b光的大

C.a光在水中的传播速度比b光的大 D.真空中a光的波长小于b光的波长9.如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播，P与B相距40cm，B点的振动图像如图乙所示；沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距50cm，C点的振动图像如图丙所示。在t=0时刻，两列波同时分别经过B、C两点，两列波的波速都为20cmA.两列波的波长均为20cm

B.P点是加强点，振幅为70cm

C.4.5s时P点在平衡位置且向下振动10.如图，O点是一半径为R的匀质玻璃半球体的球心，半球体底部平面水平放置，有一束光线从距离O点为r=22R的P点入射，光线与竖直方向的夹角为θ，当θ=0∘A.玻璃的折射率为2

B.θ=0∘时光线在半球体内传播所用时间为22Rc

C.改变θ三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。(1(2)若将单缝远离双缝，干涉条纹宽度_________(填“变大”“变小”或“不变”(3)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，如图乙所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长λ12.用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径为_________(2)实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间(3)实验中测出单摆的周期和摆线的长度，利用图像法求重力加速度时，测量值与真实值相比_________。((4)如图所示的振动图像真实地描述了摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中坐标原点表示计时开始，A、B、C、D图反映了30次全振动的图像。已知sin5∘=A.

B．C.

D．

四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.2kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为8cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最高点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间t(1(2

14.如图所示，一由折射率n=85的材料制作的三棱镜水平放置，其横截面为直角三角形ABC，∠B=37∘，BC边长为a。一束与水平方向成37(1(2)射到AC中点D

15.如图所示为沿x轴传播的简谐波，实线为t1=0时刻的波形图，虚线为(1)若波沿(2)若波的周期大于2s，求波的传播速度大小及x

答案和解析1.【答案】B

【解析】B【详解】A.泊松亮斑是菲涅耳和阿拉戈发现的，故AB.全息照相技术要记录光波的相位信息，所以全息照相是利用了激光的相干性好的特点，故B正确；C.在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，故C错误；D.光导纤维是利用了光的全反射现象，根据全反射的条件可知，其内芯材料的折射率应比外套材料的折射率大，故D错误。故选B。2.【答案】C

【解析】C【详解】A.根据题意可知，

N

点比

M

点先回到平衡位置，可知，

t=0

时刻，质点

N

沿

y

轴负方向振动，质点

M

点沿

y

轴正方向振动，由同侧法可知，简谐波沿xC.质点

N

比质点

M

提前

0.4s

回到平衡位置，则该波从

N

传播到

M

的时间为

0.4sv故C正确；B.根据对称性可知，此时处于波峰的质点为

x=3m

，所以该波的波长为

T=λv=1210s=1.2s

x5解得A故B错误；D.经过时间t质点N的位移为

5cm

，故故选C。3.【答案】B

【解析】【分析】本题主要是考查了波的图象;解答本题关键是画出波形，能够根据，a、b两质点平衡位置间的距离与波长的关系求出波长和波动周期T=λv，知道波从a传播到b所用的时间可知质点a比质点b振动超前的时间；由于a、b两质点的平衡位置之间相距半波长的奇数倍，因此质点a【解答】

A、波从a传播到b所用的时间为t=△xv=1.5 s，则质点a比质点b振动超前1.5 s，故A项错误;

BC、由题意可知，a、b两质点平衡位置间的距离为32λ，即32λ=6m，解得λ=4m，因此波动周期T=λ4.【答案】D

【解析】D【详解】A.因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，由光路可逆性原理可知，光一定能射出，不会发生全反射。故ABC.根据光路图，a光的偏折程度较大，则n折射率大的频率大，故f根据c可知a光波长短，根据双缝干涉条纹间距公式Δ可知a光的条纹间距小于b光的条纹间距。故BC错误；D.根据临界角与折射率的关系sin由于a光5.【答案】B

【解析】.【详解】A.由图可知，当驱动力频率小于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大；当驱动力频率大于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越小，振动幅度越小，故AB.由多普勒效应可知，观察者不动，波源

S

向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少，故B正确；C.若将薄片向左移动，即减小空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会变大，故C错误；D.当

M

固定不动，缓慢转动

N

时，从图示位置开始转动90°的过程中，光屏

P

上的光亮度逐渐变暗，则

M

、

N

的振动方向垂直时光屏P上的光亮度最暗，故D故选B。6.【答案】D

【解析】【分析】本题为简谐振动与力学的综合问题，要知道A做简谐运动，在最高点与最低点的加速度等大反向。质点做简谐运动的表达式y=Asin (ωt+φ0)，其中：A为振幅，ω为圆频率，ω【解答】

A.(t1+0.25)s∽(t1+0.5)s的时间内，物体A由负的最大位移向平衡位置运动，回复力指向平衡位置，即物体A的速度与加速度方向均沿y轴正方向，故A错误;

B.物体A由特殊位置(平衡位置或最大位移处)开始计时，在任意一个1.25s=114T内，质点通过的路程等于振幅的5倍，除此外在1.25s的时间内通过的路程不等于振幅的5倍，故B错误;

C.由图乙可知振幅为A=10cm，周期为T=1.0s，角速度为ω=2πT=2πrad/s，规定向上为正方向，t=0时刻位移为0.05m，表示振子由平衡位置上方0.05m处开始运动，所以初相为φ0=π67.【答案】AB【解析】【分析】

根据“同侧法”可知x=2m处的质点可能的位置，根据图乙可得该波的周期，根据波速的计算公式求解波速。

本题主要是考查了波的图像；解答本题关键是要理解波的图像的变化规律，要理解振动图像和波动图像各自的物理意义，知道波速、波长和周期之间的关系。

【解答】

x=2m处的质点在t=2s时处于平衡位置向下振动，根据“同侧法”可知x=2m处的质点可能处于(n+12)λ处，即(n+12)λ=2m，解得：λ=42n+1m，8.【答案】BD【解析】B【详解】ABC.因单色光

tan可知，

a

光的全反射临界角较小，即

a

光比

b

光更容易全反射，根据sin可知水对

a

光的折射率更大。根据各色光特性可知，则

a

光频率比

b

光的大。又因为v可知，

b

光在水中的传播速度较大。故B正确，AC错误；D.真空中

a

光的频率大于

b

光的频率，根据c可知，a光的波长小于

b

光的波长，故D正确。故选BD。9.【答案】AB【解析】【分析】

根据图象分析周期，由λ=vT求解波的波长；

分析B到P与P到C的距离差，分析PB与PC的差与波长的关系从而判断P点是加强点还是减弱点；

分析波传播到P点的时间从而判断P点的振动时间，根据振动时间与周期的关系分析P质点的振动状态；

根据波的波长分析波遇到40cm的障碍物是否会发生明显衍射现象。

解决该题需要掌握振动加强点与振动减弱点的的判断方法，掌握在振动图象中判断质点的的振动方向的方法，熟记波速的计算公式。

【解答】

A.根据图可知，两列波的周期都是T=1s，则波长λ=vT=0.2×1m=0.2m=20cm，故A正确；

B.根据题意PC−PB=50cm−40cm=10cm=0.1m=0.5λ，而t=0时刻两波的振动方向相反，则P是振动加强的点，振幅等于两波振幅之和，即为10.【答案】AD【解析】A.当

θ=0∘

时光线恰好在球面发生全反射，即在球面处入射角恰好等于全反射临界角C，光路图如图根据全反射临界角C满足的条件可得sin解得n故A正确；B.

θ=0∘传播所用时间为t故B错误；C.若要使光线从球面出射后恰好与入射光平行，那么出射光线与入射光线，以及法线必在同一平面内，且入射点与出射点的法线平行，入射光线必须在竖直平面内，光路图如图2所示，出射点必在O点的正上方。根据几何关系可得sin根据折射定律n解得sin故C错误；D.光线从球面出射后恰好与入射光平行，光线在半球体内传播的路程s所用时间为t故D正确。故选AD。11.【答案】(1(2(3)【详解】(1(2Δ可知，将单缝远离双缝，式中

l

、

d

、

λ

均不变，则干涉条纹宽度不变。(3)第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为

xΔ结合Δ可得λ

【解析】详细解答和解析过程见答案12.【答案】((2)(3(【详解】(1d(2)摆球运动到最低点时光照增强，光敏电阻阻值T(3)设摆线长为L，由

TT利用

T2−k若把摆线的长度当作摆长，则T则k图像的斜率不变，利用图像法求重力加速度时，测量值与真实值相比相等。(4)当摆角小于等于1当小球摆到最低点时开始计时，误差较小，测量周期时要让小球做30次全振动，求其平均值，所以A图符合实验要求且误差最小。故选A。

【解析】详细解答和解析过程见答案13.【答案】(1)

6.25m/s【详解】(1)小球在平衡位置时弹簧伸长量

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