山西省朔州市应县第一中学2024-2025学年高二物理下学期期中试题含解析

PAGE16-山西省朔州市应县第一中学2024-2025学年高二物理下学期期中试题（含解析）一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。1—10单项选择题，11—14多项选择题，多选题全部选对得4分，选对但选不全得2分，选错或不答得0分）1.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点A.它的振动速度等于波的传播速度B.它的振动方向确定垂直于波的传播方向C.它在一个周期内走过的路程等于一个波长D.它的振动频率等于波源振动频率【答案】D【解析】A、在同种匀称介质中波的传播过程中传播速度为定值，而质点的在平衡两侧做简谐运动，其速度大小是变更的，和波速无关，故A错误；B、在纵波中质点的振动方向和波的传播方向相同或相反，并不垂直，故B错误；C、质点在一个周期内走过的路程等于4个振幅的长度，并非一个波长，故C错误；D、每个质点都在重复波源的振动因此质点的振动频率和波源的振动频率是相同的，故D正确．点睛：波动过程是传播波源的振动形式和能量的过程，振动质点并不随波一起传播，二是在自己平衡位置振动，因此明确波的形成是解本题关键．2.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0s时波形如图所示，已知波速为10m/s，则t=0.1s时正确的波形是图中的（）A.B.C.D.【答案】C【解析】试题分析：因为波的波长为4m，波速为10m/s，故周期为0.4s，当t＝0.1s时正好经过了1/4个周期，即处于x=0处的质点向下移动到平衡位置，处于x=1m处的质点向上振动到最大位置处，x=2处的质点向上振动到平衡位置，故该波形是图C的波形，选项C正确．考点：波形图像．3.一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的A.速度变慢，波长变短 B.速度不变，波长变短C.频率增高，波长变长 D.频率不变，波长变长【答案】A【解析】【详解】单色光由空气射入玻璃时，依据v＝知，光的速度v变慢，光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，依据知光从空气射入玻璃时，波长变短，A正确，BCD错误。故选A。4.一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（）A.此介质的折射率等于1.5B.此介质的折射率等于C.当光线从今介质射向真空中时，入射角大于等于45°时可发生全反射现象D.当光线从介质射向真空中时，入射角小于30°时可能发生全反射现象【答案】C【解析】【详解】AB．依据折射定律故AB错误；CD．光从介质射向真空中时，随入射角增大折射角增大，当折射角等于时，即发生全反射，此时入射角为C，则有解得即入射角大于等于时发生全反射现象，故C正确，D错误。故选C。5.安静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列水面波A.频率是30Hz B.波长是3m C.波速是1m/s D.周期是0.1s【答案】C【解析】【详解】木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动状况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此其周期为：T＝s＝2s，故选项D错误；频率为：f＝＝0.5Hz，故选项A错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以sAB＝，解得波长为：λ＝＝2m，故选项B错误；依据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为：v＝＝m/s＝1m/s，故选项C正确．6.如图所示，在水面下同一深度并排紧挨着放置分别能发出红光、黄光、蓝光和紫光的四个灯泡，一人站在这四盏灯斜上方离水面有确定距离处视察，他感觉离水面最近的那盏灯发出的光是（）A.红光 B.黄光 C.蓝光 D.紫光【答案】D【解析】【详解】光线从水中射入空气中折射时，折射角大于入射角，所以，水面上方的人看水中的灯觉得变浅。水对紫光的折射率最大，相同入射角时，折射角最大，水面上方的人看水中的紫光灯最浅。故ABC错误，D正确。故选D。7.雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹．设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是A.紫光、黄光、蓝光和红光B.紫光、蓝光、黄光和红光C.红光、蓝光、黄光和紫光D.红光、黄光、蓝光和紫光【答案】B【解析】试题分析：由折射图象可知a光的偏折程度最大，说明水滴对a的折射率最大，故a的频率最大，由可知，a的波长最小，abcd偏折程度依次减小，故为紫光、蓝光、黄光和红光，B正确；考点：考查了光的折射名师点睛：依据折射图象可得出各光的偏折程度，即可得出折射率的大小，则可得频率、波长等的大小时关系，即可推断各光可能的依次．8.在探讨材料A的热膨胀特性时，可采纳如图所示的干涉试验法，A的上表面是一光滑平面，在A的上方放一个透亮的平行板B，B与A上表面平行，在它们中间形成一个厚度匀称的空气膜，现在用波长为λ的单色光垂直照耀，同时对A缓慢加热，在B上方视察到B板的亮度发生周期性变更，当温度为t1时最亮，然后亮度渐渐减弱至最暗；当温度升到t2时，亮度再一次回到最亮，则A.出现最亮时，B上表面反射光与A上表面反射光叠加后加强B.出现最亮时，B下表面反射光与A上表面反射光叠加后相抵消C.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加D.温度从t1升至t2过程中，A的高度增加【答案】D【解析】【分析】该问题属于薄膜干涉，当路程差（即薄膜厚度的2倍）等于半波长的偶数倍，出现明条纹，当路程差等于半波长的奇数倍，出现暗条纹，即可分析；【详解】AB、出现最亮时，是B下表面反射光与A上表面反射光发生干涉，叠加后加强，故A、B错误；CD、温度从t1升到t2的过程中，亮度由最亮又变到最亮，当路程差（即薄膜厚度的2倍）等于半波长的偶数倍，出现明条纹，知路程差减小λ，则A的高度增加，故D正确，C错误；故选D．【点睛】解决本题的关键驾驭薄膜干涉的原理．9.半径为R的玻璃半圆柱体，截面如图所示，圆心为O，两束平行单色光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，∠AOB=60°，若玻璃对此单色光的折射率，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离为（）A. B. C. D.R【答案】B【解析】【详解】光路图如图所示可知，由折射率可得，，由几何关系得：光线射究竟边上时的入射角，光线在底边折射时，由折射定律得可得，由几何学问得，所以在中可得，所求距离ACD错误，B正确。故选B。10.简谐横波在同一匀称介质中沿x轴正方向传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】由图A知，波长，周期由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时B图对应波长，周期由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时C图对应波长，周期由图知质点a向上振动，经第一次到达波谷，用时D图对应波长，周期由图知质点a向下振动，经第一次到达波谷，用时所以D波形中质点a最早到达波谷，故选D。【点睛】11.以下关于光学学问的叙述中，正确的是A.甲图是闻名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象B.乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的C.丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的偏振原理D.丁图是医学上内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光像信号，是利用光的全反射【答案】ABD【解析】【详解】A．甲图是闻名的泊松亮斑图案，这是光波的衍射现象，选项A正确；B．乙图中的彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的，选项B正确；C．丙图的照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理，选项C错误；D．丁图是医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光像信号，是利用光的全反射，选项D正确。故选ABD。12.如图所示，从点光源S发出的一束复色光，以确定的角度斜射到玻璃三棱镜的表面，经过三棱镜的两次折射后分为a、b两束光．下面的说法中正确的有________．A.在三棱镜中a光的传播速率大于b光的传播速率B.a光频率大于b光频率C.若变更复色光的入射角，可在入射面发生全反射D.a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa<Δxb【答案】BD【解析】【详解】由光路图可知，棱镜对a光的折射率较大，则依据n=c/v可知，在三棱镜中a光的传播速率小于b光的传播速率，选项A错误；a光频率大于b光频率，选项B正确；发生全反射的条件之一就是光从光密介质到光疏介质，则即使变更复色光的入射角，也不行能在入射面发生全反射，选项C错误；a光频率大于b光频率，则a光的波长较小，依据可知，a、b两束光分别通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa<Δxb，选项D正确；故选BD.13.一列简谐横波，沿轴正方向传播，传播速度为，在时的波形图如图所示，则下列说法正确的是（）A.此时处的质点正在做加速度减小的加速运动B.处质点比处的质点先运动到波峰的位置C.处的质点再经过时间可运动到波峰位置D.处的质点在做简谐运动，其振动方程为【答案】AC【解析】【详解】A．由波形图可知，此时处的质点在x轴上方向下振动，则其做加速度向下减小的加速运动，选项A正确；B．此时刻x=0.7m处的质点和x=0.6m处的质点都在x轴下方向下振动，因x=0.6m处的质点位置比x=0.7m处的质点位置距离平衡位置较远，故x=0.6m处的质点比x=0.7m处的质点先运动到波峰的位置，选项B错误；C．周期则处的质点在t=0时刻在平衡位置向上振动，则再经过的时间可运动到波峰位置，选项C正确；D．因则x=1m处的质点在做简谐运动，其振动方程为选项D错误；故选AC.14.一列简谐横波沿x轴传播．它在传播过程中先后到达相距4.0m的两个质点a、b．从质点a起先振动的瞬间计时，a、b两质点的振动图像分别如图中的甲和乙所示．则以下说法正确的是A.此列简谐横波的波长确定为8mB.此列简谐横波可能的传播速度为m/s，其中n=0、1、2、3、……C.此列简谐横波从质点a传播到质点b的时间段内，质点a振动经过的路程为2cmD.t=1s时刻，质点a向下振动，而质点b向上振动【答案】AD【解析】【详解】AB．由题意，波速所以波长λ=vT=4×2=8m所以A正确B错误；C．从a到b，a经验了半个周期，所以经过路程是2倍振幅，即4cm，所以C错误；D．t=1s时，由图象可知a向下振动，b向上振动，所以D正确；故选AD．点睛：本题关键是波的传播规律和质点的振动规律，从题意得到波的传播距离和时间，求解出波速，再分析a、b两点的运动状况．二、试验填空题（15题每空3分，16题每空2分，共12分）15.如图,a、b、c、d是匀称介质中x轴上的四个质点.相邻两点的间距依次为2m、4m和6m.一列简谐横波以2m/s的波速沿x轴正向传播，在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置起先竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点，则波的频率是____Hz，在t=5s时质点c向____(填“上”“下”“左”或“右”)运动.【答案】(1).0.25(2).上【解析】【详解】[1][2]．t=3s时a第一次到达最高点T=4s依据波传到C点后，C振动了2s，即半个周期，所以5s时C经平衡位置向上运动．【名师点睛】由题“在t=0时刻到达质点a处，质点a由平衡位置起先竖直向下运动，t=3s时a第一次到达最高点”可确定出该波的周期和频率．依据a与c间的距离，求出波从a传到d的时间．依据时间t=5s与周期的关系，分析质点c的状态．16.用“插针法”测定透亮半圆柱玻璃砖的折射率，O为玻璃截面的圆心，使入射光线跟玻璃砖的平面垂直，如图所示的4个图中P1、P2、P3和P4是4个学生试验插针的结果．(1)在这4个图中确定把针插错了的是________．(2)在这4个图中可以比较精确地测出折射率的是________，计算玻璃的折射率的公式是_____．【答案】(1).A(2).D(3).【解析】【分析】）光线通过玻璃砖后，会发生折射，光线方向可能发生变更；要比较精确地测定折射率，折射角不能太大，也不能太小．依据折射定律写出计算折射率n的公式；【详解】(1)确定把针插错了位置的是图是A，因为此光线通过玻璃砖后，会发生折射，光线方向会发生变更．(2)要比较精确地测定折射率，折射角不能太大，也不能太小，所以比较精确地测定折射率的D，计算玻璃的折射率的公式是．三、计算题（本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位）17.如图所示，是一种折射率n=1.5的棱镜，用于某种光学仪器中，现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上，入射角的大小满意0.75，求：（1）光在棱镜中传播的速率．（2）画出此束光线射出棱镜后的方向，要求写出简要的分析过程．（不考虑返回到AB和BC面上的光线）．【答案】（1）2×108m/s；（2）。【解析】【详解】（1）光在棱镜中传播的速率m/s=2×108m/s（2）由题光在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°由几何关系得，BC面上的入射角θ=45°全反射临界角光在BC面上发生全反射，光路如图所示18.如图，一半径为R，高度也为R的圆柱形匀称透亮体的底面中心处有一点光源S，在圆柱体的上表面有一点M，M离上表面中心O的距离d=R，经过M点射出的光线其折射角为60°(i)求透亮体的折射率n；(ii)从透亮体上表面视察，若要看不到光源，可用不透亮的黑纸覆盖上表面，求黑纸的最小面积Smin．【答案】(i)(ii)【解析】【详解】（1）如图，连接OS可得：解得入射角i=θ=300折射