2022-2023学年吉林省通化市梅河口市第五中学高二下学期5月月考物理试题 （解析版）

梅河口市第五中学2022～2023学年度上学期第二次月考

高二物理试题

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题：（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1. 如图所示是一弹簧振子，设向右为正方向，O为平衡位置，则（　　）

A. A→O时，位移为负，速度为正 B. O→B时，位移为正，加速度为负

C. B→O时，位移为负，速度为正 D. O→A时，位移为负，加速度为正

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】位移方向是从平衡位置指向振子所在位置的有向线段，加速度方向总是指向平衡位置，而速度方向要具体看弹簧振子的运动以及正方向的规定，规定向右为正方向，A→O位移为正，速度为负；O→B位移为负，加速度为正；O→A位移为正，加速度为负；B→O位移为负，速度为正。

故选C

2. 下列光线在空气和半圆形玻璃砖中传播的光路图中，玻璃的折射率为1.5，正确的是（　　）

A. 图乙、丙、丁

B. 图乙、丁

C. 图乙、丙

D. 图甲、丙

【答案】B

【解析】

详解】光线从空气射入半圆形玻璃砖时折射角应小于入射角，故甲图错误，乙图正确；

光线由玻璃砖射入空气时，设临界角为C，则有

则

C＜45°

由图知入射角

i=45°＞C

所以光线发生了全反射，故丙图错误，丁图正确。
故选B。

3. 某质点的简谐运动公式为，则下列说法正确的是（　　）

A. 该简谐运动的振幅为10cm

B. 该简谐运动的周期为0．02s

C. 该简谐运动的质点从平衡位置开始运动

D. 时质点离平衡位置最远

【答案】B

【解析】

【详解】A．由公式可知该简谐运动的振幅为20cm，故A错误；

B．该简谐运动的周期为

故B正确；

C．时

该简谐运动的质点从最大位移处开始运动。故C错误；

D．时

此时质点处于平衡位置。故D错误。

故选B。

4. 处于同一水平面的振源S1和S2做简谐运动，向四周分别发出两列振幅均为A的简谐横波，波在同一区域传播，形成如图所示稳定的干涉图样。图中实线表示波峰，虚线表示波谷，N点为波峰与波谷相遇点，M点为波峰与波峰相遇点。下列说法不正确的是（　　）

A. 两个振源S1和S2振动频率一定相同

B. M点为振动加强点，其振幅为A

C. N点始终处在平衡位置

D. 从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点竖直高度差为0

【答案】B

【解析】

【详解】A．因为振源S1和S2发出的两列波形成稳定的干涉图样，故两列波为相干波，两个振源S1和S2的振动频率一定相同，故A正确，不符合题意；

B．M点为振动加强点，其振幅为2A，故B错误，符合题意；

C．两列简谐横波的振幅均为A，且N点为振动减弱点，故N点始终处在平衡位置，故C正确，不符合题意；

D．从图示时刻开始经过四分之一周期，M、N两点均处在平衡位置，故竖直高度差为0，故D正确，不符合题意。

故选B。

5. 光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中下板是标准样板，上板是待检查的光学元件

B. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起

C. 若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄

D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是亮纹

【答案】C

【解析】

【详解】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件，A错误；

B．如果被检测的平面某处凹下，则对应明条纹（或暗条纹）提前出现，如果某处凸起，则对应的条纹延后出现，因此若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹下，B错误；

C．频率越大的单色光，其波长越小，因此若换用频率更大的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变窄，C正确；

D．牛顿环是一个薄膜干涉现象，其干涉图样，是一些明暗相间的同心圆环。用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的牛顿环中心是暗纹的，D错误。

故选C。

6. 如图，水平面上固定光滑圆弧面ABD，水平宽度为L，高为h且满足。小球从顶端A处由静止释放，沿弧面滑到底端D经历的时间为t，若在圆弧面上放一光滑平板ACD，仍将小球从A点由静止释放，沿平板滑到D的时间为（　　）

A. t B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】设该圆弧对应的半径为R，小球沿光滑圆弧面ABD运动到底端的时间相当于摆长为R的单摆周期的，则有

小球光滑斜面ACD滑到D的时间为t′，根据等时圆原理可得

所以

故选B。

7. 一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________．

A. 波速变大 B. 波速不变 C. 频率变高 D. 频率不变

【答案】BC

【解析】

【详解】在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互靠近时，观察者接受到的频率大于波源发出的频率，所以BC正确．

【学科网考点】多普勒效应

【方法技巧】本题主要是识记，记住多普勒效应，能利用多普勒效应分析问题

8. 受迫振动和共振的理解某振动系统的固有频率为，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为。若驱动力的振幅保持不变，则下列说法正确的是（　　）

A. 当时，该振动系统的振幅随增大而减小

B. 当时，该振动系统的振幅随减小而增大

C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于

D. 当时，该振动系统一定发生共振

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．振动系统做受迫振动的振幅随驱动力的频率变化的规律如图所示，则当时，该振动系统的振幅随增大而增大，当时，该振动系统的振幅随减小而增大，选项A错误，B正确；

C．稳定时系统的频率等于驱动力的频率，选项C错误；

D．根据共振产生的条件可知，当时，该振动系统一定发生共振，选项D正确。

故选BD。

9. 如图所示，直角三角形ABC为固定的玻璃三棱镜的截面，∠ACB=90°，∠A=37°，P是AB面上的一点。由a、b两种单色光组成的一束光射向P点，入射光与AB面的夹角θ=53°时，a、b光均从AC边射出，逐渐增大θ角，当θ=90°时，恰好只有b光从AC边射出。sin53°=0.8，sin37°=0.6，则下面选项正确的是（　　）

A. a光的频率小于b光的频率

B. 在棱镜中a光的传播速度大于b光的传播速度

C. 棱镜对a光的折射率为

D. 用同一台双缝干涉器材做实验，a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距

【答案】C

【解析】

【详解】C．当a光恰好发生全反射时，光路图如图所示

由几何关系可知，a光发生全反射时的临界角为37°，所以

故C正确；

A．a光发生全反射时，b光从AC边射出，说明棱镜对a光的折射率大于b光，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误；

B．根据公式

a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的传播速度小于b光的传播速度，故B错误；

D．由于a光的折射率大于b光的折射率，所以a光的波长小于b光的波长，根据公式

可知，a光相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，故D错误。

故选C。

10. 如图甲是一列简谐横波在t=0.2 s时刻的波形图，P是平衡位置距离原点1.5 m的一个质点，Q是平衡位置距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像。则（　　）

A. 这列简谐波的波速为10 m/s

B. 这列简谐波的传播方向为+x方向

C. 0.3 s时P的速度正在增大，加速度正在减小

D. t=0.4 s到t=0.6 s质点P通过的路程为4 cm

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由甲、乙两图可知T=0.4 s，λ=4 m，则由波速与波长、周期的关系可得

v==10 m/s

故A正确；

B．乙图为Q点的振动图像，由图可知，当t=0.2 s时，Q点的振动方向沿着y轴的负方向，对甲图，由同侧法可知，这列简谐波的传播方向为-x方向，故B错误；

C．与0.2 s时相比，0.3 s时这列波向左传播了

x=vt=1 m

此时P点正在远离平衡位置向下振动，可知此时P点的速度在减小，加速度在增大，故C错误；

D．从t=0.4 s到t=0.6 s，P点振动了半个周期，故P点通过的路程为

s=2A=4 cm

D正确。

故选AD。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分。请将答案直接填写在答题卡内指定处。）

11. 某同学利用如图所示的装置来测量某种单色光的波长。接通电源，规范操作后，在目镜中观察到清晰的干涉条纹。

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可___________。

A．使用间距更大的双缝

B．将单缝向靠近双缝方向移动

C．将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动

（2）测量中，分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时，游标卡尺的游标尺位置如图所示，则读数为___________ cm。

（3）该同学已测出图中装置中单缝、双缝、毛玻璃屏、目镜之间的距离分别为L1、L2、L3，又测出她记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为Δx，若双缝间距为d，则计算该单色光波长的表达式为___________（用题中所给字母表示）。

（4）只将单色红光源换成单色蓝光源，从目镜中观察到的条纹数量会___________（选填“增加”“减少”或“不变”）。

【答案】    ①. A    ②. 1.07    ③.     ④. 增加

【解析】

【详解】（1）[1]A．根据双缝干涉间距公式，增大双缝间距，则Δx减小，则观察到的条纹数量增多，故A正确；

B．将单缝向双缝靠近，不影响间距，观察到的条纹数量不变，故B错误；

C．将屏远离双缝，则l增大，由双缝干涉间距公式可知，Δx增大，则观察到的条纹数量减少，故C错误。

故选A。

（2）[2]游标卡尺的精度为0.1 mm，读数为

10 mm＋7×0.1 mm=10.7 mm=1.07 cm

（3）[3]由题意可知

所以波长

（4）[4]换成蓝光后，频率变高，波长变短，则条纹间距变小，观察到的条纹数量增加。

12. 如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验．

（1）若用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t．请写出周期的表达式T＝_____

（2）若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T＝_____s

（3）在多次改变摆线长度测量后，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆线长度的关系（T2﹣L）图线，并根据图线拟合得到方程T2＝kL+b，由此可以知当地的重力加速度g＝_____，摆球半径r＝_____（用k、b、π表示）

【答案】    ①.     ②. 2.0    ③.     ④.

【解析】

【详解】第一空.单摆完成n次全振动所用的时间t，则周期的表达式T；

第二空.单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为1.0s，故单摆的摆动周期为2.0s；

第三空.根据T＝2π 得：T2′，知图线的斜率：k，因此g；而L′＝L+r，图线拟合得到方程T2＝kL+b，因此摆球半径r．

三、解答题（本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题14分，共36分。解答时要求有必要的文字说明、重要方程式和演算步骤，有数值计算的题要有最后结果和单位，只有最后结果没有过程的不能得分。）

13. 如图所示为一块横截面为直角三角形的玻璃砖。一束单色光从边的中点M垂直射入玻璃砖，在边恰好发生全反射，然后从边上的N点（图中未标出）射出，已知边的长度为L，，，求：

（1）玻璃砖对该单色光的折射率；

（2）的长度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光在边恰好发生全反射时的入射角为，所以

解得

（2）作出光路图，可知E点起AC的中点，所以

为等腰三角形，作EN垂直于AC，则

14. 测量小球振动的周期，完成下面题目。

将质量为的钢块放在质量为、倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）上，已知钢块通过劲度系数为、自然长度为的轻质弹簧与斜面顶端的挡板相连，斜面放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为，如图所示。压缩弹簧使其长度为时将钢块由静止开始释放，且钢块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为。

（1）求钢块处于平衡位置时弹簧的长度。

（2）选钢块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用表示钢块相对于平衡位置的位移，证明钢块做简谐运动。

（3）求弹簧的最大伸长量。

【答案】（1）；（2）见解析；（3）

【解析】

【详解】（1）钢块平衡时，受重力、支持力、弹簧的弹力，根据平衡条件有

解得

故钢块处于平衡位置时，弹簧的长度为。

（2）钢块到达平衡位置下方位置时弹力为

故沿斜面方向合力为

符合简谐振动回复力特征，所以是简谐振动。

（3）钢块做简谐振动的振幅为

由对称性可知，最大伸长量为

15. 如图所示，某介质中有一质点P从其中心位置开始做振幅A=0.3m的简谐振动，M是P在振动过程中经过的位置，MP=0.15m。已知P开始振动后第一次经过M点的时间t =0.1s，P的振动在介质中激起一列沿PQ方向传播的简谐波，PQ⊥PM。当质点P在上方最大位移处时，Q正通过平衡位置向下运动，PQ 之间的距离x=0.6m。求：

（1）质点振动周期的可能值；

（2）质点P激起的简谐波的最大传播速度；

（3）简谐波以最大速度传播时，质点P自开始振动至t =0.1s时经过的路程。

【答案】（1）1.2s或；（2） ；（3）0.75m

【解析】

【详解】（1）质点初始时刻从中心位置开始振动，振幅A=0.3m，质点振动位移为

或

分别对应初始时刻向上或向下运动的情况。质点开始振动后经过M点时

x=0.15m

代入上式．考虑到第一次经过M点，相位取大于0的最小值

或

结合，可计算出周期

  或

（2）经分析，中心位置和Q点之间最少有3/4个波长，此时波长最大，满足

 可解出

取（1）中初始时刻质点向下振动的情况（周期较小），可得到简谐波最大传播速度

（3）要求简谐波以最大速度传播，取初始时刻质点向下振动的情况。T=0.1s时刻质点经过的路程为