重庆市实验中学2023-2024学年高二物理上学期第一次月考试题（Word版附解析）

这是一份重庆市实验中学2023-2024学年高二物理上学期第一次月考试题（Word版附解析），共20页。试卷主要包含了5s时的位移等内容，欢迎下载使用。

注意事项∶
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列选项符合实际应用的是（ ）
A. 全息照相是利用光的干涉
B. 光学镜头上的增透膜是利用光的偏振
C. 在光导纤维内传送图像是利用光的色散
D. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
【答案】A
【解析】
【详解】A．全息照相是利用光的干涉，全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物的反射后再射向感光片，两束光在感光片上叠加产生干涉，选项A正确；
B．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，选项B错误；
C．在光导纤维内传送图像是利用光的全反射，选项C错误；
D．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射，选项D错误。
故选A。
2. 2023年诺贝尔物理学奖颁发给“为研究物质中电子动力学，而产生阿秒激光的实验方法”方面所做出贡献的三位科学家。下列激光的特性及其应用，正确的是（ ）
A. 实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高
B. 医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的相干性
C. 激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的平行度好
D. 激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的亮度高
【答案】A
【解析】
【详解】A．实验室里用激光更容易完成双缝干涉实验和衍射实验，是利用激光纯净度高，频率单一，相干性好的特点，选项A正确；
B．医学上用激光“焊接”剥落的视网膜，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，选项B错误；
C．激光束很容易给坚硬的材料上打孔，是利用激光的亮度高，强度大，能量集中的特点，选项C错误。
D．激光能够比较精确测量地球到月球的距离，是利用激光的平行度好，选项D错误。
故选A。
3. 如图所示，是一个弹簧振子的振动图像，则下列说法正确的是（ ）

A. 该小球振动的圆频率大小数值是4
B. 小球在60.5s时的位移
C. 前10s内小球通过的路程1m
D. 在2~3s时间内，小球的加速度和速度都在增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图可知小球振动的周期T = 4s，则该小球振动的圆频率大小数值是
故A错误；
B．由图可知，小球的振幅和周期分别为
A = 5cm，T = 4s
所以小球位移随时间的变化关系式为
则小球在60.5s时的位移为
故B正确；
C由于
所以小球通过的路程为
故C错误；
D．在2 ~ 3s内小球由平衡位置向负方向运动，速度逐渐减小，但加速度不断增大，故D错误。
故选B。
4. 一列简谐横波某时刻波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ）

A. 该简谐横波沿x轴负方向传播B. 此时K质点沿y轴正方向运动
C. 此时K质点的加速度比L质点的小D. 此时K质点的速度比L质点的小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则K质点应向下振，再根据“上坡、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；
C．由于质点在竖直方向做机械振动，根据
F = - ky，F = ma
结合波图像可看出 yL > yK 则，此时K质点的加速度比L质点的小，C正确；
D．由AB选项可知K质点应向下振，而L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，D错误；
故选C。
5. 某透明介质横截面为半圆，小明将一束平行单色光线垂直于半圆的直径AB射入透明介质，如图所示，发现在半圆弧上恰好有占半圆周长的三分之一的圆弧部分没有光透出，则透明介质的折射率为（ ）

A. 3B. 1.5C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，光线射入透明介质后，从圆弧面AB射出时，有部分光线发生全反射，因在AB面上恰好有占半圆周长的的圆弧部分有光透出则恰好发生全反射时入射光对应的入射角为60°，折射率为
故选D。
6. 如图所示，三个绝缘带电小球处于竖直平面内，三个小球的连线构成直角三角形，。用竖直向上的力F作用在小球A上，三个小球恰好处于静止状态。下列关于三个小球所带电荷量的关系中正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由平衡条件可知，AB间、AC间必是引力，BC间必是斥力，故B、C带同种电荷，与A相反，对B球受力分析，如图所示
由平衡条件可得
同理可得，对于C球满足
设A、B距离为l，则A、C距离为l，B、C距离为2l，由库伦定律可得、、，联立可得
D正确。
故选D。
7. 水袖是中国古典舞中用于情感表达和抒发的常用技巧，舞者的手有规律的振动传导至袖子上，给人营造出一种“行云流水”的美感，这一过程其实就是机械波的传播。现有一列简谐波某时刻的波形如图中实线所示。经过0.5s后的波形如图中的虚线所示。已知波的周期为T，且0.25sA. 当波向－x方向传播时，波速等于10m/s
B. 不论波向x轴哪一方向传播，在这0.5s内x＝1m处的质点M通过的路程都相等
C. 当波沿＋x方向传播时，x＝1m处的质点M和x＝2.5m处的质点N在这0.5s内通过的路程不相等
D. 当波沿－x方向传播，经过0.1s时，质点M离开平衡位置的位移一定为零
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．若波沿－x方向传播，则
由于0.25s得
由题图可知波长λ＝4m，故波速
A错误；
D．波沿－x方向传播
故质点M离开平衡位置的位移不为零，D错误；
BC．若波沿－x方向传播，在0.5s内，x＝1m处质点M通过的路程
若波沿＋x方向传播，则
由题知n＝1，解得
x＝1m处的质点M通过的路程为
x＝2.5m处质点N通过的路程
故两质点通过的路程不相等， B错误C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列关于振动和波的说法，正确的是（ ）
A. 速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动
B. 做简谐运动时，位移减小时，加速度增大，速度增大
C. 声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射
D. 当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，故A正确；
B．当位移减小时，回复力减小，则加速度在减小，物体正在返回平衡位置，速度在增大，故B错误。
C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，波长大于障碍物的尺寸，容易发生衍射，故C正确；
D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点振动加强，振幅最大，但是位移不是始终最大，故D错误。
9. 图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（ ）
A. 波的周期为0.2s
B. 在时，的质点P沿y轴正方向运动
C. 经过的质点Q经过的路程为50cm
D. 从到，该波沿x轴正方向传播了10m
【答案】AD
【解析】
【详解】A．从图乙可知，波的周期为0.2s，A正确；
B．根据乙图可知，整周期之后Q点沿y轴正方向运动，结合甲图可知，波沿x轴正方向传播。所以P点在0.4s时，沿y轴的负方向运动，B错误；
C．经过0.3s，质点Q从平衡位置开始运动了1.5个周期，所以路程为
C错误；
D．由甲图可知，波长为8m，则波速为
B选项中已经知道波沿x轴正方向传播，这段时间的传播路程为
D正确；
故选AD。
10. 竖直面内有一半径为R光滑圆弧轨道AB，其对应的圆心角为，A、B两点等高，CD为竖直直径。在A、D两点间固定光滑直斜面，直斜面在D处与光滑圆弧轨道DB平滑相接，将一小球由A点静止释放沿直斜面AD下滑，小球可视为质点，则下列说法正确的是（ ）

A. 小球从A到D的时间等于从D到B的时间
B. 小球从A到D的时间大于从D到B的时间
C. 由题中数据可以求得小球在DB圆弧轨道上通过D点时对轨道的压力
D. 若将两个小球分别从A、C两点同时由静止释放，它们会同时到达D点
【答案】BD
【解析】
【详解】C．小球在DB圆弧轨道上从B到D点过程，根据动能定理可得
在D点根据牛顿第二定律可得
解得
由于不知道小球的质量，故不能求出小球通过D点时对轨道的压力，故C错误；
D．小球从A点静止释放到D点过程，做匀加速直线运动，加速度大小为
根据运动学公式可得
，
解得
小球从C点静止释放到D点过程，做自由落体运动，则有
解得
可得
若将两个小球分别从A、C两点同时由静止释放，它们会同时到达D点，故D正确；
AB．小球从D到B的过程，根据单摆周期公式可得所用时间为
可知
故小球从A到D的时间大于从D到B的时间，故A错误，B正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共57分。
11. 如图甲所示为重庆市实验中学高二年级的物理实验小组同学探究“利用单摆测重力加速度”的实验装置。将选好的一根长约左右的细线穿过带孔的小钢球，在细线的下端打一个比小球上的孔径稍大些的结。把细线的上端固定在铁架台上，铁架台放在实验桌边，使悬点伸到桌面以外，摆线自然下垂。
（1）将下列实验步骤补充完整：
①用游标卡尺测出小球的直径如图乙所示，则小球直径d=_________。
②接着测量了摆线的长度为，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图丙所示，写出重力加速度与、、的关系式：________。
③多次改变摆长，重复前面实验过程。
（2）根据多次改变摆线长度得到的数据作出（l为摆长）图像，即可求
出当地的重力加速度。理论上图像是一条经过坐标原点的直线，实验时
某同学误把记作摆长l，绘出图像如图丁所示。请你判断用该图像_________（填“能”或“不能”）计算出当地重力加速度g。若能，计算出g的数值，（结果保留到小数点后两位）；若不能，简要说明理由：_________。
【答案】 ①. 2.030 ②. ③. 能 ④. 9.76
【解析】
【详解】（1）①[1]游标卡尺的读数即小球直径为
②[2]单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，则单摆摆长为
由图乙所示图像可知，单摆的周期
由单摆周期公式
可知重力加速度
（2）[3][4]根据单摆周期公式
可得
解得
所以误把记作摆长l，绘出图像，可以根据图像的斜率求出重力加速度，可知图像斜率
解得
根据图像可得
解得
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种色光的波长。
（1）图甲中单缝前标示的器材“A”应为________。

（2）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，读数为________mm。

（3）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图丙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为________。

【答案】 ①. 滤光片 ②. 0.820 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根根据实验原理知，实验器材的放置顺序是滤光片、单缝、双缝，所以图甲中单缝前标示的器材“A”应为滤光片。
（2）[2]读数为
0.5mm+32.0×0.01mm=0.820mm
（3）[3]由
，
解得
13. 如甲图所示，放在水平地面上质量为M的物体上方连着一劲度系数为k的轻质弹簧，将一质量为m的物块无初速放到弹簧上端，此后物块将做简谐运动，其振动图象如乙图所示（规定向上为正）。
（1）求振动图象中的振幅A；
（2）从0～t4一个周期内，哪一时刻物体M对地面的压力最大？其最大值为多少？

【答案】（1）；（2）Mg＋2mg
【解析】
【详解】（1）在平衡位置，物体m受重力和支持力，根据平衡条件，有
kA=mg
解得
（2）对m和M整体，当具有向上的最大加速度时，对地压力最大，故从0～t4一个周期内，在t2时刻对地的压力最大。
根据牛顿第二定律，有：
FN-（M＋m）g=ma
其中
a=g
解得
FN=Mg＋2mg
根据牛顿第三定律，物体M对地面的压力最大为Mg＋2mg。
14. 如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，，C=90°，真空中一束与BC边成θ=30°角的单色光线从BC边的中点O射入棱镜，在AC边反射后从AB边射出。已知BC边长为，光在真空中传播的速度，棱镜对该光的折射率为。求：
（1）光在AC边的反射角；
（2）光在三棱镜中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，根据
可得
可画出光路图如图所示，利用光的反射定律
i=60°
（2）根据几何关系可得，，则光在三棱镜中传播时间为
代入相关已知数据解得
15. 如图甲所示，介质中振源O的振动图象如图乙所示，与O点在同一直线上有P、Q两个质点，P质点距离O点l1＝8m，Q质点距O点l2＝5m，振源振动所形成的机械波在传播过程中两相邻波谷之间的距离为d＝0.8m。求：
（1）振源的振动方程yt；
（2）从振源振动开始计时，P质点第一次到达波谷时所需要的时间t；
（3）P质点第一次经过平衡位置向下运动时Q质点的位置。
【答案】（1）（m）；（2）4.3s；（3）Q点在正向的最大位移处
【解析】
【详解】（1）根据简谐振动规律和振动图象得
（m）
（2）设波速为v，波传到P点用时t1，由题意和波的传播规律有
联立解得
t=4.3s
（3）设质点P从起振到第一次经过平衡位置向下运动为t2，波传到Q点用时t3，Q点振动时间为t4，有
联立解得