2021-2022学年河北省邢台市四校高二（下）第二次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年河北省邢台市四校高二（下）第二次月考物理试卷

1.  交通电子警察向行驶中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化就能得出车辆的速度。这一技术主要利用的物理现象为(    )

A. 共振 B. 波的衍射 C. 波的干涉 D. 多普勒效应

2.  某质点自由振动时偏离平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，则(    )

A. 该质点的振幅为16cm
B. 该质点的振动频率为
C. 该质点1s内通过的路程一定为8cm
D. 若对该质点施加频率为的驱动力，则该质点将发生共振
 

3.  双缝干涉时测得相邻两条亮纹中心的距离为。已知双缝间距为，双缝到屏的距离为，则光的波长为(    )

A. 593nm
B. 653nm
C. 693nm
D. 723nm

4.  如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为M的物块甲，物块甲在光滑水平面上往复运动。当物块甲的速度为0时，偏离平衡位置的位移为A，此时把质量为m的物块乙轻放在其上，之后两个物块始终一起做振幅为A的简谐运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则它们之间的动摩擦因数至少为(    )

A.  B.  C.  D.

5.  如图所示，一玻璃球体的半径为R，球心为O，一细激光束沿与OA夹角为方向从A点射入玻璃球体，该光线经两次折射后从玻璃球体射出时，出射光线的方向相对于初始入射方向的偏角为，则玻璃球体的折射率为(    )
 

A.  B. 2 C.  D.

6.  做简谐运动的单摆，若摆长变为原来的m倍，摆球经过平衡位置时的速度变为原来的n倍，则单摆(    )

A. 周期变为原来的倍 B. 周期变为原来的倍
C. 摆动的高度差变为原来的倍 D. 摆动的高度差变为原来的倍

7.  高速公路上的标志牌都使用“回归反光膜”，这种膜是用球体反射元件制成的。如图所示，反光膜内均匀分布着球形的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，入射的车灯光线经玻璃珠折射反射折射后恰好和入射光线平行，则光进入玻璃珠后的折射角的正弦值为(    )

A.  B.  C.  D.

8.  图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。下列说法正确的是(    )
 

A. 该波的周期为4s B. 该波的波长为4m
C. 该波的波速为 D. 该波沿x轴正方向传播

9.  一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形图如图所示，且此时处的质点刚好起振。若该波的周期为4s，则(    )

A. 该波的传播速度为
B. 时刻，处的质点正向y轴正方向运动
C. 时，平衡位置在处的质点第一次到达波谷
D. 平衡位置在处的质点从图示时刻起经过，通过的路程为12cm

10.  如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，，一束单色光从AB边上的D点平行AC边射入棱镜，在AC边发生全反射，反射光线与AB边平行，已知，则下列说法正确的是(    )

A. 单色光在D点的折射角为 B. 三棱镜的折射率为
C. 三棱镜的折射率为 D. 单色光不能从BC边射出

11.  某同学用插针法测定玻璃的折射率。如图所示，他用两折射面平行的玻璃砖进行实验。
为了提高准确度，与及与之间的距离应适当______填“大些”或“小些”。
若入射角太大，则折射光线______填“会”或“不会”在平行玻璃砖的下表面发生全反射。

12.  某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验。
多选组装单摆时，下列器材更合适的是______。
A.长度约为100cm的无弹性细线
B.长度约为40cm的无弹性细线
C.直径为的带孔塑料球
D.直径为的带孔小钢球
为了减小周期的测量误差，摆球应在经过______填“最高点”或“最低点”位置时开始计时，并计数为1，之后摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为65时，所用的时间为t，则单摆周期为______。
若测得摆线长为、小球直径为d、单摆周期为T，则当地的重力加速度的计算式为______。
该同学通过多次实验后以摆长L为横坐标、周期的平方为纵坐标，作出图线如图所示，若他计算摆长时加的是小球直径，则所画图线应为图中的直线______填“甲”或“乙”。

13.  如图所示，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，其偏离平衡位置的位移随时间的变化规律满足以竖直向下为正方向。已知时一小球从与弹簧上端等高处由静止开始自由落下，时小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度大小。求：
时间内物块通过的路程s；
小物块的平衡位置到弹簧上端的距离d。

14.  图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。

求该列横波的波速大小v；
说明该列横波的传播方向并在图丙中作出时的波形图至少画一个波长；
写出质点P的振幅以及从0时刻开始计时的振动方程。

15.  有一用透明材料制成的中空圆柱体，内径为R，外径为2R，其截面如图所示。一束细单色光从圆柱面上的A点与AO直径成夹角射入，经折射后恰好与内柱面相切，已知真空中光速为c。求：
单色光在该材料中的折射率n；
单色光在该材料中传播的时间不考虑光在材料中的反射。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】

【分析】
当波源与观察者之间有相对运动时，观察者会感到波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应，可判断题目中的现象是多普勒效应的应用。
明确多普勒效应的概念，知道多普勒效应的应用。
【解答】
交通电子警察向行驶中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波的频率变化就能得出车辆的速度，其工作原理利用的是多普勒效应，故D正确，ABC错误。  

2.【答案】D 

【解析】解：AB、由图可知质点的振幅，周期，则，故AB错误；
C、若质点在平衡位置或最大位移处时1s内通过的路程为8cm，若质点在其他位置时1s内通过的路程不为8cm，故C错误；
D、由上分析可知质点的频率为，所以对该质点施加频率为的驱动力，则该质点将发生共振，故D正确；
故选：D。
根据图像可知振子振动的振幅和周期，若质点在平衡位置或最大位移处时1s内通过的路程为8cm，根据频率可判断共情况。
本题考查简谐运动的振动图像，根据图像可知其振幅与周期，掌握共振的条件。
 

3.【答案】A 

【解析】解：根据得：。故BCD错误，A正确。
故选：A。
根据双缝干涉条纹的间距公式推导波长的表达式，并求出波长的大小．
解决本题的关键掌握双缝干涉的条纹间距公式，明确相邻亮纹的间距与亮纹中心间距的关系。
 

4.【答案】C 

【解析】解：物块乙和物块甲一起振动，即加速度相同。当两物块的位移等于振幅A时，加速度最大，由牛顿第二定律，系统的最大加速度为，临界值情况下对应的最大静摩擦力提供物块乙的加速度，即，所以，故C正确，ABD错误；
故选：C。
简谐运动是物体在平衡位置附近的振动，回复力满足的特点，结合牛顿第二定律列式分析。
本题考查简谐运动的特点，关键是受力分析后结合牛顿第二定律列式分析，明确乙物体的最大加速度。
 

5.【答案】D 

【解析】光路图如图所示：

由图可知ABCO是菱形，所以：，
根据折射定律得：
故ABC错误，D正确。
故选：D。
光线由A点射入后发生折射，由几何关系可求得光线射到球体内表面时的折射角，由折射定律可求得折射率。
本题是几何光学问题，作出光路图是解题的基础，要掌握折射定律公式，运用几何关系分析光线的偏折角与折射角和入射角的关系是本题的关键。
 

6.【答案】C 

【解析】

【分析】
由单摆的周期公式周期可以判断单摆的周期的变化，由可以判断单摆的能量的变化，从而可以判断高度差的变化。
单摆的摆长和重力加速度的大小决定单摆的周期的大小，单摆的能量决定单摆的振幅的大小。
【解答】
AB、由单摆的周期公式可知，单摆摆长摆长变为原来的m倍，则周期变为倍；故AB错误；
CD、摆球经过平衡位置的速度变为原来的n倍，根据可知动能变为倍，由于振动过程中机械能守恒，由，可知高度差变为原来的倍；故C正确，D错误。  

7.【答案】C 

【解析】解：由题意分析：光线照射在玻璃球上，最终能沿原方向相反方向射出，说明入射光路与出射光路平行对称，作出平行返回的光线的光路如图，

则：
由几何关系知，出射光线与入射光线平行的条件为：12
联立根据数学知识解得：2
故ABD错误，C正确。
由题，光线照射在玻璃珠上，出射光线与入射光平行反向，说明入射光路与出射光路对称，作出光路图，由几何知识得到入射角1与折射角2的关系，由解得。
本题的解题关键是抓住光路的对称性，画出光路图，再通过几何关系确定入射角与折射角的关系，进行求解。
 

8.【答案】ABD 

【解析】解：由图乙知，该波的周期为4s，故A正确；
B.由图甲知，该波的波长为4m，故B正确；
C.该波的波速为，故C错误；
D.在时刻质点P向上振动，则该波沿x轴正方向传播，故D正确；
故选：ABD。
由图乙得到周期、质点振动方向；即可由图甲得到波的传播方向及波长，从而得到波速。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：A、由图可知该波的波长，则该波的传播速度为，故A错误；
B、简谐横波沿x轴正方向传播，根据“上下坡法”判断可知，时刻处的质点正向y轴正方向运动，故B正确；
C、当图中处波谷传到处的质点时，该质点第一次到达波谷，所用时间为，即时，平衡位置在处的质点第一次到达波谷，故C正确；
D、因，所以平衡位置在处的质点从图示时刻起经过，通过的路程为，故D错误。
故选：BC。
由图读出波长，由计算波速；简谐横波沿x轴正方向传播，利用“上下坡法”判断时刻处的质点运动方向；当图中处波谷传到处的质点时，该质点第一次到达波谷，根据波传播的距离和波速求传播的时间；根据时间与周期的倍数关系求质点通过的路程。
对于波动图象问题，要能熟练运用“上下坡法”判断质点的振动方向，利用波形平移法分析波的形成过程。
 

10.【答案】AB 

【解析】解：A、根据题意画出光路图如图所示，因为反射光线EF与AB边平行，则，结合反射定律和几何知识可知，。在中，由几何知识可知，单色光在D点的折射角为，故A正确；
BC、单色光在D点的入射角为，则三棱镜的折射率为，故B正确，C错误；
D、设全反射临界角为C，则。反射光线EF在BC边上的入射角，则，单色光在BC边不能发生全反射，将从BC边射出，故D错误。
故选：AB。
根据题意画出光路图，由几何关系求单色光在D点的折射角，再由折射定律求三棱镜的折射率；由求出全反射临界角C，将单色光在BC边上的入射角与临界角比较，判断单色光能否发生全反射。
对于几何光学，根据题意和折射定律作出光路图是解题的关键，能根据几何关系分析入射角、折射角与三角形的三个角的关系，运用折射定律解答。
 

11.【答案】大些  不会 

【解析】解：与及与之间的距离应适当大些，可以减少相对误差，提高实验的精确度；
入射角对应的折射角为临界角，折射光线在平行玻璃砖的下表面的入射角等于临界角，所以不会发生全反射。
故答案为：大些不会
玻璃砖两折射面不一定要相互平行；与及与之间的距离适当大些，玻璃砖的厚度尽可能大一些，这样引起的角度的误差较小，可提高精度；根据全反射的条件分析能否发生全反射。
本题关键要懂得该实验的原理：折射定律；对于误差分析，要知道该实验误差产生的原因，然后分析减少实验误差的方法。
 

12.【答案】AD 最低点    乙 

【解析】解：实验中要选用长1m左右、不易变形的细线，小球选用质量大、体积小的小钢球，故选AD；
小球经过最低点的位置速度最大，所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置开始计时；由试题分析可知，小球全振动的次数为32次，所以周期为；
由单摆周期公式可知单摆周期为，解得；
由单摆周期公式，可得，若该同学计算摆长时加的是小球直径，则有，由图像可知乙正确。
根据实验原理和实验注意事项可分析本题的前两问，根据单摆的周期公式，将公式变形后根据题干图像需要整理出函数方程，可分析应选乙图像，结合该题可测的当地的重力加速度。
本题为测当地重力加速度的实验需要学生对该实验要熟记实验原理、注意事项以及误差分析，同时对单摆周期要熟练应用。
 

13.【答案】解：根据可知，则物块的振动周期为
  
则，故时间内物块通过的路程
将代入，得
时间内小球下落的高度
故小物块的平衡位置到弹簧上端的距离
答：时间内物块通过的路程s为；
小物块的平衡位置到弹簧上端的距离d为。 

【解析】根据确定物块振动的圆频率，从而求得物块的振动周期，根据时间与周期的关系求时间内物块通过的路程s；
将代入，求出小物块在时的位移。由求时间内小球下落的高度，即可求得小物块的平衡位置到弹簧上端的距离d。
解决本题时，一要把握物块振动的周期性，根据时间与周期的关系求其通过的路程。二要把握小球与物块运动的同时性，分析两者的位移关系。
 

14.【答案】解：由题图可得，
根据
解得：。
处的质点P在时向上振动，根据平移法可知横波向右传播，时的波形图如图所示。

由题图质点P的振幅，
从0时刻开始计时的振动方程为。
答：该列横波的波速大小为；
该列横波向右传播，图见解析；
质点P的振幅为8cm，从0时刻开始计时的振动方程为。 

【解析】由图得到周期、波长，从而得到波速；
根据处的质点P在时向上振动判断波的传播方向；
根据质点振动时间，结合周期及振幅得到运动路程。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
 

15.【答案】解：根据题意画出光路图如图所示。在A点，入射角，折射角
由几何关系有：
由折射定律有：
解得：
光在透明材料中的传播速度
光射到C点时入射角等于r，则光将从C点射出圆柱体，由几何关系可得：
则单色光在该材料中传播的时间
答：单色光在该材料中的折射率n为；
单色光在该材料中传播的时间t为。 

【解析】根据题意画出光路图，然后确定光在A点的入射角和折射角，即可求出折射率n。
由求出光在透明材料中的传播速度，根据几何知识求光在该材料中传播路程，即可求出传播时间t。
本题是几何光学问题，关键要画出光路图，运用几何知识求相关角度和距离，要掌握折射定律，会用求出光在透明材料中的传播速度。