太原市第五中学校2022-2023学年高二下学期5月第二次月考物理试卷（含答案）

这是一份太原市第五中学校2022-2023学年高二下学期5月第二次月考物理试卷（含答案），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

太原市第五中学校2022-2023学年高二下学期5月第二次月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、两辆汽车甲与乙，在时刻，分别距十字路O处的距离为和。两车分别以速率和沿水平的、相互正交的公路匀速前进，如图所示。汽车甲持续地以固定的频率鸣笛，则在任意时刻t，汽车乙的司机所检测到的笛声频率将如何变化（已知声速为u，且有、）( )

A.当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
B.当两车均向O运动（在到达O之前）时，观察者接收到的频率可能等于波源发出的频率
C.当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低
D.当两车均向远离O的方向运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高
2、下列场景解释中正确的有( )
A.光导纤维内芯的折射率应小于外套的折射率
B.泊松亮斑是光的衍射现象
C.用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，观察到的中央衍射条纹越窄
D.激光是人类制造的，它与自然光的特性不同，不能发生偏振现象
3、如图所示的示意图或者实验装置，下列说法正确的是( )

A.甲图为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹
B.乙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转90°，条纹也跟着顺时针旋转90°
C.丙图为劈尖干涉检查平整度示意图，由条纹可以推断出P处凹陷，Q处凸起D.丁图汽车挡风玻璃是光的偏振应用，光的偏振表明光是一种纵波
4、如图所示，A、B两声源相距，它们同相位地发出频率为的声音，取声速。下列说法中正确的是( )

A.A、B连线上（不包含A、B点）有10个干涉极小点
B.A、B连线上（不包含A、B点）有13个干涉极大点
C.C、D连线上有5个干涉极大点
D.A、D连线上（不包含A点）有7个干涉极大点
5、如图所示，一轻弹簧上端与质量为m的物体A相连，下端与地面上质量为2m的物体B相连，开始时A和B均处于静止状态，现对A施加一向上的恒力F而使A从静止开始向上运动，弹簧始终处在弹性限度以内，重力加速度取g，为了保证运动中B始终不离开地面，则F最大不超过( )

A.mg B. C. D.
6、如图所示，有一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与小球连接。小球质量为m，带电量为。开始时小球静止在光滑绝缘水平面上，施加水平向右的匀强电场E后小球开始做简谐运动。小球经过O时加速度为零，A、B为小球能够到达的最大位移处。在小球做简谐运动过程中，下列正确的是( )

A.小球的速度为零时，弹簧伸长量是
B.小球和弹簧系统的机械能守恒
C.小球做简谐运动的振幅是
D.小球由O到B过程中，弹力做功的绝对值大于电场力做功的绝对值
7、一列简谐横波沿x轴正方向传播，位于坐标原点O的波源在时开始振动，其振动图线如图甲所示。时刻间第一次出现如图乙所示波形，其中虚线区域内由于障碍物遮挡无法观察波的形状。则下列正确的是( )

A.波的传播速度为
B.时间内，质点M通过的路程为
C.当波传播时，质点Q第一次到达波峰
D.当波传到Q点后，质点M通过平衡位置且向上振动时质点Q在波峰
8、如图所示为彩虹形成的原理示意图，一束白光水平射入球形的水滴，经过两次折射和一次反射后进入人的眼睛，由于不同色光在水滴的折射率不同，人在地面上逆着光线看过去就看到了按红橙黄绿青蓝紫顺序排列的彩带，其中α为光线入射角，出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，下列说法正确的是( )

A.红光在水中的折射率大于紫光在水中的折射率
B.红光在水中的波长小于紫光在水中的波长
C.紫光在B点可能发生全反射现象
D.红光的彩虹角大于紫光的彩虹角
二、多选题
9、将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。则以下说法正确的是( )

A.忽略空气阻力，秋千的回复力由重力和拉力的合力提供
B.当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力大于手机所受的重力
C.秋千摆动的周期为
D.该地的重力加速度
10、关于光现象及应用，下列说法正确的是( )
A.摄影师拍摄水中的游鱼时，常常在镜头前加装一块偏振镜，偏振镜旋转到合适角度时，经过水面的反射光通过偏振镜时减弱，拍摄效果较好
B.由于光的折射现象，空中的水鸟看到水里的鱼的像比实际位置偏高，而水里的鱼看到空中的水鸟的像比实际位置偏低
C.小孔成像现象说明当孔足够小，光线经过小孔时将发生明显衍射现象，形成物像
D.水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
11、一列简谐横波沿x轴正的方向传播，振幅为2cm，周期为T.在时刻波上相距50cm的两质点a、b的位移都是，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负方向运动，如图所示。下列说法正确的是( )

A.该列简谐横波波长可能为8cm
B.质点a、b的速度在某一时刻可能相同
C.当质点b的位移为时，质点a的位移为负
D.在时刻，质点b的速度最大
12、如图所示，长为2R、半径为R的玻璃圆柱，AB是玻璃圆柱中央轴线，现在下表面中央A点处放一个点光源，除玻璃圆柱体上表面发光外，整个侧面的下半部分也发光，光在真空中的传播速度为c，不考虑多次反射，则( )

A.玻璃圆柱体的折射率为
B.玻璃圆柱体的折射率为
C.从玻璃圆柱体上表面射出的光线在玻璃圆柱体内传播的最长时间
D.从玻璃圆柱体上表面射出的光线在玻璃圆柱体内传播的最长时间
三、实验题
13、某同学利用单摆测当地重力加速度。

（1）下面叙述正确的是_____.（选填选项前的字母）
A.1m和30cm长度不同的同种细线，选用30cm的细线做摆线
B.直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球
C.为方便改变摆长，多次实验，每次测量周期时，摆线上端可缠绕在铁架台的横杆上，悬点不必打结固定
D.当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50做为单摆振动的周期
（2）该同学采用如左图所示的实验装置。由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出图像，如右图所示。实验得到的图线是_____（填“a”“b”或“c”）。得出当地的重力加速度____，小球的半径是_____cm。（取，计算结果保留3位有效数字）若不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比是______的（选填“偏大”“偏小”或“一致”）；
14、如图1所示，某同学用“插针法”测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接O和。图中MN为分界面，虚线半圆与实线半圆对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。

（1）图1所示设AB的长度为a，AO的长度为b，CD的长度为m，DO的长度为n，则玻璃砖的折射率可表示为___________。
（2）同班小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图2所示。插针、的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图乙中右边的插针应该是___________（填“、”“、”“、”或“、”）；
（3）如图3所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则玻璃砖的折射率为___________。
（4）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图4实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
15、用题图甲所示装置测量某种色光的波长，选用缝间距的双缝屏并调节像屏与双缝屏间的距离。

（1）某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，第一次看到的干涉条纹如题图乙（a）所示，图乙中的数字是该同学各自条纹的编号，此时测量头的读数为14.6mm；接着再转动手轮，再次看到的干涉条纹如图乙（b）所示，此时测量头如题图丙所示，读数为___________mm；
（2）利用上述测量结果可得两相邻亮条纹间的距离为___________mm（保留三位有效数字）；
（3）这种色光的波长为___________m。（保留三位有效数字）
四、计算题
16、如图所示，相距2.5m的和是两个完全相同波源，两波源振动方程均为，波速。以两波源连线中点O为坐标原点过两个波源建立x轴，求：

（1）该波的波长λ.
（2）在、连线中间因干涉而静止的各点位置.
17、王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验。在空间站中的微重力环境下有一个水球，如果在水球中心注入空气，形成球形气泡，内外两球面球心均在O点，内球面半径为R，外球面半径为。现将一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，调整入射角，发现光线与AO直线所成夹角，经折射后恰好与内球面相切，已知真空中光速为c，，求：

（1）单色光在水中的折射率；
（2）单色光在水中的传播时间；
（3）能使光在内球表面上发生全反射的入射角i的取值范围（不考虑球内多次反射）.
18、如图所示，质量均为的物块a、b用劲度系数为的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上.物块a正上方有一个质量也为m的物块c，将c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面.忽略空气阻力，轻弹簧足够长且始终在弹性限度内，重力加速度g取，求：

（1）整个过程中轻弹簧的最大弹力；
（2）c与a粘合后做简谐运动的振幅；
（3）刚开始释放物块c时，c离a的高度.
参考答案
1、答案：C
解析：AB、根据多普勒效应，当两车均向O运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率高，故AB错误；
CD、根据多普勒效应，当两车均远离O运动时，观察者接收到的频率一定比波源发出的频率低，故C正确，D错误；
故选：C。
2、答案：B
解析：A.光导纤维主要利用全反射传递信息，故内芯的折射率应大于外套的折射率，A错误；
B.泊松亮斑是光的衍射现象，B正确；
C.用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越窄，衍射现象越明显，观察到的中央衍射条纹越宽，C错误；
D.横波可以发生偏振现象，故激光可以发生偏振现象，D错误。
故选B。
3、答案：C
解析：A.甲图为双缝干涉示意图，如果用白炽灯直接照射双缝，可知白炽灯光是由多种单色光组成，各单色光的波长不同，由双缝干涉条纹间距公式可知，不同波长的光，产生的条纹间距不同，因此会产生彩色条纹，在屏上不可以得到等宽、等亮的干涉条纹，A错误；
B.乙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转90°，肥皂泡薄膜仍然是上薄下厚，条纹不会跟着顺时针旋转90°，B错误；
C.丙图为劈尖干涉检查平整度示意图，由干涉原理可知，若某处凹陷，则对应条纹提前出现，若某处凸起，则对应的条纹延后出现，因此由条纹可以推断出P处凹陷，Q处凸起，C正确；
D.丁图是光的偏振应用，只有横波会产生偏振现象，因此光的偏振表明光是一种横波，D错误。
故选C。
4、答案：C
解析：声波波长为

设某点到声源A、B的距离分别为，其差为，当（，2，3…）时，此位置为干涉极大点，当（，3，5…）时，此位置为干涉极小点。
AB.A、B连线上（不包含A、B点），满足，解得，。所以k可取值有6个，即1，3，5，7，9，11，对应的的值有12个，所以应有12个干涉极小点。n可取值有6个，即0，1，2，3，4，5，对应的的值有11个，所以应有11个极大值点，故AB错误。
C.由图可知AC、BD长度均为5m，所以在C、D连线上，满足，解得，n可取值有3个，即0，1，2，对应的的值有5个，所以应有5个干涉极大点，故C正确。
D.设对角线AC、BD相交于点O。在AO段（包含点O），有，解得，n可取值有6个，在此段只能取零或负值，所以在AO段有6个干涉极大点。在OD段（不包含点O），有，解得，n可取值有2个，此段只能取正值，所以在OD段有2个干涉极大点。所以A、D连线上（不包含A点）共有8个干涉极大点，故D错误。
故选C。
5、答案：B
解析：物体B始终不离开地面物体，则A在弹簧弹力和恒力F的作用下做简谐振动，其运动如图所示：

甲图为初始状态，此时A刚开始向上运动，弹簧处于压缩状态，设弹簧的劲度系数为k，甲状态下弹簧的压缩量为，则有，整理解得，丙图为末状态，此时B准备离开地面，弹簧处于拉伸状态，丙状态下弹簧的伸长量为，则有，整理解得，乙图为平衡位置，根据简谐振动的对称性可知，平衡位置关于初末位置对称，平衡位置时弹簧处于拉伸状态，伸长量为，则，整理可得，平衡位置的受力关系为，解得，故ACD错误，B正确。
故选：B。
6、答案：D
解析：
7、答案：B
解析：A.由题图可知波的波长，波的周期，解得波速，故A错误；
B.根据时刻OP间第一次出现如图乙所示波形，可知，波传到所需时间，再经过0.5s即，质点M通过的路程，故B正确；
C.当波传播到质点Q所用时间，再经过0.5s，即，质点Q第二次到达波峰，故C错误；
D.从到时间为1.3s，即，质点M在波峰处，再经过个质点M通过平衡位置且向上振动，质点Q在波谷，故D错误。
故选：B。
8、答案：D
解析：A.在同一介质中，从红光到橙、黄、绿、青、蓝、紫光的顺序，频率逐渐增大，折射率逐渐增大，可知红光在水中的折射率小于紫光在水中的折射率，故A错误；
B.不同颜色的光在水中的波长不相等，红光最长，紫光最短，故B错误；
C.光线第一次折射时，折射角必定小于临界角，故在B点光的入射角必定小于临界角，所以紫光在B点不会发生全反射，故C错误；
D.根据出射光线与水平面的夹角β称为彩虹角，可知由于红光的折射率小于紫光的折射率，则红光的彩虹角大于紫光的彩虹角，故D正确。
故选：D。
9、答案：BC
解析：
10、答案：AD
解析：A.经过水面的反射光是偏振光，当偏振片方向与反射光的方向垂直时，可以大大减弱发射光，拍摄效果好，A正确；
B.光从空气射入水中，光线折向法线，所以水里的鱼看到空中的鸟的像比实际位置偏高，B错误；
C.小孔成像说明光沿直线传播，C错误；
D.射入水中的光在气泡的界面发生全发生，看起来特别明亮，D正确。
故选AD。
11、答案：ABD
解析：A.设质点的起振方向向上，a、b两点的振动方程分别为，，a点振动时间比b点长，则，，两质点的时间差为，间距为，则，得，波长为8cm时，，A正确；
B.两质点分别处于平衡位置上、下方时，速度可能相同，B正确；
C.由A选项分析可知，当b点处于波峰时，a点恰处于平衡位置，位移为0，C错误；
D.在时刻，b点运动至波峰后又回到平衡位置，速度最大，D正确。
故选ABD。
12、答案：AD
解析：AB.整个侧面上半部分没有光射处，则光在侧面高中点发生全反射，则临界角为45°，根据，折射率为，A正确，B错误；
CD.当光恰好发生全发射，反射光从上表面射出时，光程最大，时间最长，根据，，最长时间为，C错误，D正确。
故选AD。
13、答案：（1）B（2）c；9.86；0.6；一致
解析：（1）A.1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线，故A错误；
B.直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球，故B正确；
C.每次测量周期时，摆线上端可缠绕在铁架台的横杆上，悬点必需打结固定，保证摆长不变，故C错误；
D.当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，相邻两次经过平衡位置的时间是半个周期，正确的方法是用此时间除以25作为单摆振动的周期，故D错误。
故选：B。
（2）由，得，则由数学关系得斜率为：，截距为，所以；，，同时可知得图的截距为正，则图象为c符合实际；
14、答案：（1）（2）、（3）（4）小于
解析：（1）根据折射定律可得玻璃砖的折射率为

（2）由题意，根据几何关系以及对称性作出光路图如图所示：

可知在图乙中右边的插针应该是、；
（3）如图所示：

当光线从P点垂直界面入射后，其入射角恰好等于全反射临界角，即

当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，根据折射定律以及对称性可知

而
根据折射定律有

解得
（4）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图4实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），作出光路图，如图所示：

入射角不变，而折射角的测量值偏大，则折射率的测量值小于真实值。
15、答案：（1）22.3（2）1.28（3）
解析：
16、答案：（1）（2）和
解析：（1）由两声源振动方程

得
根据公式

得
又

（2）设、连线上A点为振动减弱点，则
（、1、2……）
由几何关系得

即有2个振动减弱点，坐标分别为
和
17、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据题意，设光线在A点折射角为，由几何关系有

由折射定律有

（2）根据题意，由几何关系可知，单色光在水中的传播距离为

由公式可得，单色光在水中的传播速度为

传播时间为

（3）根据题意，设在A点的入射角为α时，恰好在C点发生全反射，如图所示：

则有

由正弦定理有

联立解得

解得
则能使光在内球表面上发生全反射的入射角i的取值范围

18、答案：（1）25N（2）0.3m（3）0.8m
解析：（1）物体b恰好不脱离地面，所以a、c整体向上到最高点时，弹簧是伸长状态，弹力大小为

a、c整体向下运动到最低点时，弹簧是压缩状态，弹力设为，碰后a、c整体在竖直方向做简谐运动，最高点、最低点的回复力大小相等，方向相反，则有

解得
最低点时，弹簧的弹力最大，所以弹簧的最大弹力为25N。
（2）c与a粘合后做简谐运动过程中，两物体在平衡位置时，设弹簧形变量为x，则有

设两物体在最低点时，弹簧形变量为，有

可知振幅为

（3）设刚开始释放物块c时，c离a的高度为h，则c与a碰前速度大小为

c与a碰撞时间极短，由动量守恒定律可得

解得碰后a、c共同速度大小为

从a、c碰后瞬间到反弹至最高点的过程，a、c整体上升的高度为

对a、c整体由机械能守恒定律可得

解得