2021-2022学年山东省莱芜市第四中学高二下学期第一次质量检测物理试题 解析版

山东省莱芜市第四中学2021-2022学年高二下学期第一次质量检测物理试题

一、单选题（共8小题，每小题3分，共24分）

1．关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（　　）

A．简谐运动是匀变速运动

B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量

C．简谐运动的回复力可以是恒力

D．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动

2．某弹簧振子在0~5s内的振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．振子的振动周期为4s，振幅为8cm

B．第3s末，振子的加速度为正向的最大值

C．从第1s末到第2s末，振子在做加速运动

D．第2s末，振子的速度为正向的最大值

3．下列关于简谐运动的说法正确的是（　　）

A．弹簧振子在平衡位置时，加速度最大，速度最大，动能最大

B．弹簧振子在振动过程中机械能守恒，动能和重力势能相互转化

C．在同一地点，单摆的周期随摆长增长而增大

D．单摆运动到平衡位置时受到的合力为零

4．一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置分别位于和处，时刻，P、Q两质点离开平衡位置的位移相同，质点P比质点Q振动超前，则下列说法正确的是（　　）

A．波沿x轴负向传播   B．波传播的速度大小为   C．质点P振动的周期为

D．质点P沿y轴负方向回到平衡位置时，质点Q处于波谷

5．人在室内讲话的声音比在空旷的室外讲话声音要洪亮，是因为(   　　)

A．室内空气不流动          B．室内声音多次被反射

C．室内声音发生折射        D．室内物体会吸收声音

6．下列说法中不正确的是（　　）

A．发生多普勒效应时波源的频率保持不变

B．只有声波会发生多普勒效应

C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动

D．机械波、电磁波和光波都会发生多普勒效应

D．一直比飞机实际发出的声音音调高，但音调逐渐变低

7．光在某种玻璃中的传播速度是m/s，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成90°夹角，则入射角应是（　　）

A．30° B．37° C．45° D．60°

8．图示为某透明介质的截面图，圆弧的半径为R，O点为圆心，D点为半径OB的中点，OC=R。某一光线沿P1P2射入介质，射到C点时恰好发生全反射，且从D点射出介质。则透明介质的折射率n和光线P1P2的入射角θ为（　　）

A．，30° B．，30° C．，45° D．，45°

二、多选题（每小题4分，共16分，选不全的得2分）

9．很多高层建筑都会安装减震耗能阻尼器，用来控制强风或地震导致的振动。某大楼使用的阻尼器是重达660吨的调谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反方向摆动，会使大楼摆动的幅度减小。关于调谐质量阻尼器下列说法正确的是（　　）

A．阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同

B．阻尼器与大楼摆动幅度相同

C．阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反

D．阻尼器摆动幅度不受风力大小影响

10．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.3s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（　　）

A．周期为1.2s      B．波速为10m/s

C．x=4m处的质点在t=1.5s时位于波峰

D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大

11．关于折射率，下列说法中不正确的是 （　　）

A．根据n=可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

B．根据n=可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比

C．介质的折射率由介质本身决定，与入射角、折射角均无关

D．根据n=可知，介质中的光速与介质的折射率成反比

12．光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其纤芯和包层材料不同，光在纤芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是（ ）

A．纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

B．纤芯的折射率比外套的小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射

C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大

D．频率越低的光在光纤中传播的速度越大

三、实验题（13题8分，14题6分，共14分）

13．某同学用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。

（1）以下说法正确的是________。

A．实验所用小球的密度和体积都要大

B．测量周期时只需测得小球做一次周期性运动的时间即可

C．实验时小球的摆动幅度应大些

D．悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些

（2）图乙和图丙为细线上端的两种不同的悬挂方式．应该选图______所示的悬挂方式。

（3）该同学用游标卡尺测量小球的直径．测量的刻度部分如图丁所示，则小球的直径为_______。

（4）该同学通过改变细线长度进行多次测量，记录每次测得的周期T和对应的细线长度L，画出的图像如图戊所示，，由此得当地重力加速度为_______（结果保留三位有效数字）。

14．某同学用插针法测量圆柱形玻璃砖的折射率，先在白纸上作一与圆形玻璃砖同半径的圆，圆心为O，后将玻璃砖平放在白纸上，使其边界与所画的圆重合。在玻璃砖左侧竖直插两枚大头针和，接着在玻璃砖右侧先、后插上两枚大头针、，使挡住、的像，使挡住和、的像，在纸上标出大头针位置和圆柱形玻璃砖的边界如图所示。

（1）在答题纸方框处画出本题所需的光路，并在图中标记需测量的物理量_________。

（2）写出计算折射率的公式_______（用标记的物理量表示）

（3）下列哪些措施能够提高实验准确程度________

A．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量小些

B．选用细的大头针完成实验

C．在白纸上放置玻璃砖，用铅笔贴着光学面画出界面

D．选用半径较大的玻璃砖

E．判断像与针是否在同一直线上时，应该观察大头针的头部

四、解答题（15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，要有必要的文字叙述）

15．在用单摆测量重力加速度的实验中，测得悬线长为l，摆球直径为d，完成n次完整振动所用时间为t，求重力加速度g。

16．一列简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，A、B两点坐标分别为1m和5m，质点振动的振幅为10cm。P、Q两点的坐标分别为-1m和-9m，波传播方向由右向左，已知t=0.7s时，P点第二次出现波峰。试计算：

（1）这列波的传播速度多大?

（2）从t=0时刻起，经多长时间Q点第一次出现波峰?

（3）当Q点第一次出现波峰时，P点通过的路程为多少?

17．如图所示，实线和虚线分别是沿x轴方向传播的一列简谐横波在t1=0和t2=0.06s时刻的波形图。

（1）求该波的波长λ、可能的周期T和可能的速度v；

（2）若2T<0.06s<3T，求该波的波速大小v0。

18．如图所示，半径为R的四分之一圆是某玻璃砖的横截面，该玻璃砖放置在真空中，ab两束单色光同时从A点发出，a光射出玻璃砖时平行于OG，已知两束光在玻璃砖中的传播路径平行，FG， ∠BAO=60°，∠DAO=45° ，光在真空中的传播速度为c，求∶

（1）玻璃砖对a b光的折射率；

（2）a光从A点出射到射出玻璃砖的时间。

参考答案：

1．B【详解】A. 简谐运动的加速度是不断变化的，不是匀变速运动，选项A错误；

B. 周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，选项B正确。

C. 简谐运动的回复力F=-kx可知，回复力随位移逐渐变化，不是恒力，选项C错误；

D. 单摆只有在摆角小于5°时才能认为是简谐运动，选项D错误。

2．A【详解】A．振幅是位移的最大值的大小，故振幅8cm，而周期是完成一次全振动的时间，振动周期为4s，A正确；

B．由图像可知，第3s末，振子的加速度为零，B错误；

C．由图像可知，从第1s末到第2s末振子在做减速运动，C错误；

D．由图像可知，第2s末，振子的速度为零，D错误。

3．C【详解】A．弹簧振子在平衡位置时，回复力为零，故加速度最小为零。此时振子的速度最大，动能最大。A错误；

B．弹簧振子在振动过程中机械能守恒，小球的动能和弹簧的弹性势能相互转化，并非重力势能，B错误；

C．由单摆的周期公式可知，单摆的周期随摆长的增大而增大，C正确；

D．单摆运动到平衡位置时，由于需要有指向圆心的合力提供向心力，故在平衡位置受到的合力不为零，D错误。

4．C【详解】A．因为质点P比质点Q振动超前，可知振动先传到P点后传到Q点，波沿x轴正向传播，A错误；

B．波的传播速度为B错误；

C．P、Q两质点的平衡位置相距，由解得C正确；

D．波向右传播时，质点P处于平衡位置，质点Q处于波峰，D错误。故选C。

5．B【详解】在室内说话，说话的声音传到墙壁上又反射回来，时间差太短，我们不能分辨出回声与原声，我们听到的是回声与原声的混合，因此我们听到的响亮，在空旷的场合我们说话，声音传播出去，周围没有高大的建筑物，声音不能反射回来，我们听到的只是原声，因此听起来就没有室内响亮，综上分析，ACD错误，B正确。故选B。

6.B【详解】A．多普勒效应是一种现象，发生多普勒效应时，波源的频率没有发生改变，A不符合题意；

BD．机械波、声波、电磁波和光波都会发生多普勒效应，D不符合题意，B符合题意；

C．要发生多普勒效应，波源和观测者间必须有相对运动，观察者接收到波的频率发生变化，C不符合题意。

7．A【详解】依题意做出光路图，如图所示

折射率为设入射角为，，则有解得故选A。

8．B【详解】光线在介质中的光路图如图所示

设光线在该介质发生全反射的临界角为α，则解得

在△OCP2中，根据正弦定理有根据折射定律有

解得故B正确，ACD错误。

9．AC  A．由题意可知阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同，故A正确；

B．阻尼器与大楼摆动幅度不相同，故B错误；

C．由题意可知，大楼对阻力器的力与阻尼器对大楼的力为一对相互作用力，根据回复力

可知阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反，故C正确；

D．阻尼器的摆动幅度会受到风力的影响，故D错误。故选AC。

10．BCD【详解】A．由题意知可得周期T=s

知该简谐波的周期大于0.3s，则n取0，T=0.4s，故A错误；

B．波速为故B正确；

C．x=4m处的质点在t=0时位于平衡位置且向下振动，则它在

时位于波峰处，故C正确；

D．若位于x=10m处的观察者沿x轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故D正确。故选BCD。

11．AB【详解】

ABC．折射率是一个表明介质的光学特性的物理量，由介质本身决定，与入射角、折射角无关，故A、B说法错误，C说法正确；

D．由于真空中光速是一个定值，由n=可知v与n成反比，故D说法正确。

此题选择不正确的选项，故选AB。

12．AD【详解】AB．光发生全反射的必要条件是光必须从光密介质（折射率较大的介质）射向光疏介质（折射率较小的介质），所以纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射，故A正确，B错误；

CD．光频率越低（即波长越长），介质对其的折射率n越小；光频率越高（即波长越短），介质对其的折射率n越大。根据

可知波长越短的光在光纤中传播的速度越小，频率越低的光在光纤中传播的速度越大，故C错误，D正确。故选AD。

13．     D     丙     0.965     9.86

【详解】（1）[1]A．实验所用小球的密度要大，体积要小，选项A错误；

B．为了减小误差，测量周期时要测量至少30次全振动的时间，然后计算周期的平均值，选项B错误；

C．实验时小球的摆动幅度不大于5°，否则就不是简谐振动了，选项C错误；

D．为了减小误差，悬挂小球的细绳的质量要尽可能小些，选项D正确。

故选D。

（2）[2]图乙和图丙为细线上端的两种不同的悬挂方式．乙图中当摆球摆动时会导致摆长变化，则应该选图丙所示的悬挂方式。

（3）[3]小球的直径为0.9cm+0.05mm×13=0.965cm。

（4）[4]根据可得

由图像可知解得g=9.86m/s2

14．               BD

【详解】（1）[1]光路图如下图所示

（2）[2]根据折射定律有

（3）[3]A．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，这样确定的光线方向比较准确，A错误；

B．应选用细的大头针完成实验，这样在画光线时更精确，B正确；

C．为了防止弄脏玻璃砖，不能铅笔贴着光学面画出界面，C错误；

D．选用半径较大的玻璃砖能够使光在玻璃中的折射光线长一些，使折射角的测量能够更加精确，D正确；

E．判断像与针是否在同一直线时，应该观察大头针的整个部分，不能只观察其头部，E错误。故选BD。

15．【详解】由题意可知单摆周期单摆摆长单摆周期公

联立以上式子，可求得

16．（1）10m/s；（2）1.1s；（3）0.9m

【解析】（1）由题图知：这列波的波长λ＝4 m又得T＝0.4 s

由波速公式得

（2）第一个波峰传到Q点的距离为x＝11 m，所需时间

（3）振动传到P点需个周期，所以当Q点第一次出现波峰时，P点已振动了

则P点通过的路程为

17．（1）1.2m；若波沿x轴正方向传播， （n=0，1，2，…）；若波沿x轴负方向传播， （n=0，1，2，…）；若波沿x轴正方向传播，（n=0，1，2，…）；若波沿x轴负方向传播， ；(2) 若波沿x轴正方向传播，55m/s；若波沿x轴负方向传播，45m/s

【详解】(1) 由波形图可知，该波的波长为

若波沿x轴正方向传播，则（n=0，1，2，…）

解得（n=0，1，2，…）

则波速为（n=0，1，2，…）

若波沿x轴负方向传播，则（n=0，1，2，…）解得（n=0，1，2，…）

则波速为（n=0，1，2，…）

(2) 若波沿x轴正方向传播，则（n=0，1，2，…）解得

则此时的波速大小为

若波沿x轴负方向传播，则（n=0，1，2，…）解得

则此时的波速大小为

18．（1），；（2）

【详解】（1）画出光路图如图所示

对a光，根据题设条件可得∠5=60°=∠4

a光的入射角也为60°，则∠2=∠3=30°

a光的折射率

两光束在玻璃砖中的传播路径平行，则b光的折射角也为30°，有

（2）由几何关系可得

△OBC为等腰三角形，故

a光在介质中传播速度

a光传播所需要时间