山东省鄄城县第一中学2023-2024学年高二上学期1月月考物理试卷(含答案)

这是一份山东省鄄城县第一中学2023-2024学年高二上学期1月月考物理试卷(含答案)，共19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。


一、单选题
1．2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法，正确的是( )
A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B.在干涉图样中，振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C.当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
2．关于光的偏振、干涉与衍射、激光，下列说法正确的是( )
A.偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
B.在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
C.自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
D.泊松亮斑是衍射现象，用白光照射单缝时将得到彩色条纹
3．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是( )
A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，b光的折射角小
B．水对a光的折射率大于水对b光的折射率
C．a光在水中传播速度大于b光在水中传播速度
D．a光在水面发生全反射临界角小于b光在水面发生全反射临界角
4．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。以竖直向上为正方向，物块的简谐运动表达式为。时刻，一小球从距物块高h处自由落下；时，小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度的大小。以下判断正确的是( )
A.B.简谐运动的周期是0.8s
内物块运动的路程是0.2mD.时，物块与小球运动方向相反
5．如图所示，由四段粗细相同的同种材料导体棒构成等腰梯形线框，其中，，水平方向的匀强磁场垂直线框所在平面，当在线框中两端加恒定电压时，水平导体棒受安培力大小为，以下说法正确的是( )
A.棒受安培力为，方向向上
B.棒受安培力为，方向向下
C.整个线框受的安培力大小为，方向向上
D.整个线框受的安培力大小为，方向向下
6．用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的( )
A.倍B.倍C.2倍D.3倍
7．一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A。上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则( )
A.由Q振源产生的波先到达弹簧振子处
B.两列波可能形成干涉
C.由Q振源产生的波的波速较接近4m/s
D.绳上不会出现振动位移大小为2A的点
8．如图所示为固定的某介质半圆柱的横截面，O点为圆心，OO'为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠半圆柱右侧且垂直于MN。一束绿光沿半径方向射向O点，入射光线与OO'的夹角时，光屏出现两个光斑，两个光斑到N点的距离之比为1∶；入射光线与OO'的夹角为α时，光屏上恰好只出现一个光斑。下列说法正确的是( )
A.该介质对绿光的折射率为
B.若θ减小，则光屏上两个光斑的距离会减小
C.如果换成红光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
D.如果换成紫光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
9．如图所示的速度选择器两板间有互相垂直的匀强电场和磁场，电荷量为的带电粒子，以水平速度从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力，在其他条件不变的情况下( )
A.若仅改为电荷量的粒子，将仍沿直线飞出
B.若仅将电荷量变为，则不能沿直线飞出
C.若仅将该粒子改为从右侧射入，仍沿直线飞出
D.若仅将磁场方向反向，仍沿直线飞出
10．如图甲所示，一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度抛出，离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场，最后落到地板上，此过程中，M在水平方向的分速度一直向右；如图乙所示，一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度抛出，离开桌面后进入水平向右的匀强电场，最后落到地板上。甲、乙两图，桌面离地的高度相同，两球的质量和电荷量均相同，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.M的落地时间比N长
B.M的落地速度比N大
C.M在水平方向的分速度越来越小，N在水平方向的分速度越来越大
D.落地时的速度方向可能相同
二、多选题
11．如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，摆球质量均相同，其中摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则稳定后( )
A.其他各摆振动周期跟A摆相同
B.其他各摆振动的振幅大小相等
C.其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大
D.三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小
12．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，弹簧振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.时，弹簧振子的速度方向向左
B.时，弹簧振子在O点右侧处
C.和时，弹簧振子的加速度完全相同
D.到的时间内，弹簧振子的速度逐渐增大
13．图甲表示一列简谐横波在时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是( )
A.该波的波长为1.5m
B.该波的振幅为0.1cm
C.该波的传播速度为，方向沿x轴正方向
D.质点P在时沿y轴负方向运动
14．如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时，如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲)，下列说法正确的是( )
A.该现象是因为样板下表面和被检查平面的上表面反射的两列光波发生了干涉
B.薄片越厚，观测到的条纹越宽
C.如果干涉条纹发生如图乙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
D.如果干涉条纹发生如图乙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
15．A、B、C三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线B正好过圆心O，光线A、C从光线B的两侧对称入射，光线A、C从玻璃砖右表面进入空气后与光线B交于D、E。下列说法正确的有( )
A.玻璃对A光的折射率大于对B光的折射率
B.玻璃对A光的折射率大于对C光的折射率
C.玻璃对三种光的折射率关系为
D.A光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比C光长
16．在垂直纸面向里的匀强磁场中放置一足够长的绝缘棒，棒与水平方向夹角为θ，将带电小球套在棒上，小球质量为m，带电量为，小球与棒间动摩擦因数为μ，小球由静止开始下滑的过程中( )
A.先加速后匀速B.先加速后减速最终匀速
C.最大速度为D.最大加速度为
三、实验题
17．某同学做《用单摆测定重力加速度》实验的装置如图甲所示，请回答下面的问题：
（1）在实验中，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是______。（填正确答案标号）
A.为了便于测量周期，可适当缩短摆线，从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线，密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，摆长是摆线长度和小球半径之和
D.测量周期时，当单摆经过平衡位置时开始计时，测量经过30~50次全振动的总时间算出周期
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得小钢球的直径______mm。
（3）除了已测摆球直径d，还已知细线长，完成35次全振动的时间是70 s，由这些数据计算得出重力加速度大小______。（π取3.14，结果保留三位有效数字）
四、计算题
18．如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源和分别置于和处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，时刻，和处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：
（1）甲、乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从到，原点处的质点O经过的路程。
19．间距为L的光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量为m、电阻为R、长为L的导体棒，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，空间有竖直方向的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时细线水平，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，不考虑导体棒切割磁感线的影响，导轨电阻不计，重力加速度为g。
(1)磁场方向如何？
(2)求电源电动势E的大小。
(3)求导体棒在向上摆动过程中的最大动能是多大？
参考答案
1．答案：C
解析：两列波在同一空间相遇，需要波的频率相等，才能形成稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，两种质点的位移不能比较大小，则B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；衍射是波特有的现象，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。
2．答案：D
解析：A.光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；
B.在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是相等的，选项B错误；
C.激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是波就能发生衍射现象，选项C错误；
D.泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象，用白光照射单缝，将得到彩色的衍射条纹，选项D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：AB.b光先发生全反射，b光折射率大，故Ⅰ区域的某点倾斜射出时b光折射角大，故A、B均错误；
C.由可知，b光在水中传播速度小，故C正确；
D.设全反射临界角为C，由可知，b光在水面发生全反射临界角小，故D错误；
故选C。
4．答案：B
解析：A.由振动方程可知，时，物块的位移为
则对小球，有
解得
故A错误；
B.简谐运动的周期为
故B正确；
C.振幅，由
物块路程为
D.根据
可知此时物块在平衡位置向下振动，则物块与小球运动方向相同。
故D错误。
5．答案：C
解析：AB.设导体棒，由几何关系得
通过棒电流强度为，棒受安培力
又
由于并联，则通过棒电流强度
棒受的安培力
由左手定则，方向向上，故AB错误；
CD.则棒的有效长度为2L，受的安培力
根据左手定则，安培力方向竖直向上，故C正确，D错误。
故选C。
6．答案：B
解析：光的双缝干涉条纹中，相邻亮(暗)条纹之间的距离为，式中L为双缝到光屏的距离，d为双缝的间距，λ为光的波长；根据题图可知与λ相同，则，B对，ACD错。
7．答案：C
解析：A.因为小球第一次振动时起振方向向上，根据P、Q振源产生波的波形可知，由P振源产生的波先到达弹簧振子处，故A错误；
BC.由题意可知，P、Q两振源的频率不等，所以不能形成干涉。其中Q的频率比较接近小球振动的固有频率2Hz，所以由Q振源产生的波的波速较接近于
故B错误，C正确；
D.虽然两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉，但根据波的叠加原理，在绳上一定会有这两列波的波峰与波峰相遇、波谷与波谷相遇的位置，此位置质点振动位移大小为2A，故D错误。
故选C。
8．答案：C
解析：A．由题意知。当入射角为45°时，光屏上出现的两个光斑分别是反射光线和折射光线形成的如图所示，
设折射角为β，则由几何知识得
，
又
解得
所以介质对绿光的折射率为
故A错误。
B．若入射角θ减小，则反射角和折射角都变小，NE和NF都增大，即光屏上两个光斑的距离会增大。故B错误。
CD．由题意知当入射角为α时，绿光恰好发生全反射，因为介质对绿光的折射率小于紫光折射率，大于红光折射率，故绿光发生全反射时，紫光一定发生全反射，红光没有发生全反射，故如果换成红光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑，而如果换成紫光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会只出现一个光斑。故C正确；D错误。
故选C。
9．答案：A
解析：AB.粒子在板间运动时电场力等于洛伦兹力，改为电荷量的粒子，根据受力分析，电场力和洛伦兹力仍可平衡；根据题意同时有
可知
与粒子带电量无关，A正确，B错误；
CD.若仅将该粒子改为从右侧射入或仅将磁场方向反向，受力分析可得此时电场力和洛伦兹力不能平衡，所以粒子不能沿直线飞出，CD错误。
故选A。
10．答案：C
解析：A.M在下落过程中，在竖直方向，要受重力和洛伦兹力竖直向下分力共同作用，加速度大于重力加速度，N在下落过程中，在竖直方向，只受重力的作用，加速度等于重力加速度，下落的高度相同，初速度都为0，M的落地时间比N短，A错误；
B.根据动能定理得
解得
B错误；
CD.M在下落过程中，洛伦兹力斜向左下方，重力竖直向下，水平方向减速，落地时水平方向的分速度小于在下落过程中，电场力水平向右，重力竖直向下，水平方向加速，落地时水平方向的分速度大于，落地时，M在竖直方向的分速度大于N在竖直方向的分速度，落地时的速度方向不可能相同，C正确，D错误。
故选C。
11．答案：ACD
解析：A.A摆振动后迫使水平绳摆动，水平绳又迫使四摆做受迫振动，由于物体做受迫振动的周期总是等于驱动力的周期，因此，四摆的周期跟A摆相同，故A正确；
BCD.驱动力的频率等于A摆的固有频率
其余四摆的固有频率与驱动力的频率关系是
可见只有E摆的固有频率与驱动力的频率相等，它发生共振现象，其振幅最大；三个摆均不发生共振，振幅各异；C摆的固有频率与驱动力的频率相差比D摆的固有频率与驱动力的频率相差小，C的振幅比D大；而D摆的固有频率与驱动力的频率相差比B摆的固有频率与驱动力的频率相差小，D的振幅比B大，故B错误，CD正确。
故选ACD。
12．答案：AD
解析：时向左运动，A正确；在处，B错误；和加速度方向相反，C错误；到向平衡位置运动，速度变大，D正确.
13．答案：BC
解析：AB.由题图甲可知，波长，振幅，A错误B正确；
C.由题图乙可知，周期，故波速时，质点P在平衡位置向下振动，故波向右传播，C正确；
D.根据题图乙可知，质点P在时位移为正，在向上振动，D错误。
故选BC。
14．答案：AD
解析：A.在样板下表面和被检测平面上表面反射的两列光波发生干涉现象。故A正确；
B.薄片越厚，空气薄膜厚度变化越快，则观测到的干涉条纹越窄。故B错误；
CD.条纹左移，条纹提前出现，说明被检测平面对应位置向下凹。故C错误；D正确。
故选AD。
15．答案：BD
解析：A C.由于B光入射角为0°，故无法判断玻璃对B光的折射率大小，A、C错误；
B.由图可知，A光和C光入射角相同，但A光折射角较小，根据折射率公式可知，玻璃对A光的折射率大于对C光的折射率，B正确；
D.根据公式
由于A光的折射率大，则A光在玻璃中的传播速度较小，又由图可知A光在玻璃砖中的传播路径较长，故A光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比C光长，D正确。
故选BD。
16．答案：AD
解析：ABD项，由右手定则可知，小球受到的洛伦兹力方向垂直绝缘棒向上，则随着小球速度的增大，洛伦兹力逐渐增大，洛伦兹力逐渐代替绝缘棒对小球的支持力，当绝缘棒对小球的支持力为0时，小球具有最大加速度，在此之后，小球速度继续增大时，绝缘棒对小球的支持力垂直斜面向下，此时出现摩擦力，当摩擦力大小等于重力沿绝缘棒的分力时，小球沿绝缘棒方向加速度为0，做匀速直线运动，所以小球先加速后匀速，故AD项正确，B项错误。
C项，当小球沿绝缘棒方向加速度为0，即时，小球具有最大速度，此时有，解得，故C项错误。
综上所述，本题正确答案为AD。
17．答案：（1）BCD
（2）20.2
（3）9.86
解析：（1）A.由
可得
适当加长摆线，可增加单摆的周期，便于测量周期，从而减小测量周期的相对误差，故A错误；
B.为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，为减小空气阻力对实验的影响，组装单摆需选用密度大而直径较小的摆球，故B正确；
C.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确，摆长是摆线长度和小球半径之和，故C正确；
D.当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动后停止计时，求出平均周期，故D正确。
故选BCD。
（2）用游标卡尺测得小钢球的直径
。
（3）由单摆的周期公式
有
。
18．答案：（1）1:1
（2）2m/s
（3）48cm
解析：（1）两列波同时传到O点，由，得出
根据题图可知
又
联立可得
（2）由题可得质点P向上运动，因此质点运动的路程3cm为先向上运动到波峰1cm在回到平衡位置走了2cm，因此可知P点当前的位移为1cm，则有
结合P点向上运动有，因此
可得
根据题图可知，则乙波在右侧绳子中的传播速度大小为
（3）由上述分析可得，则经过1s后两列波均刚好到达O点，且两列波在О点叠加后振动最强，故О点做振幅为4cm的振动，周期不变，从到，原点处的质点O经过的路程为
19．答案：(1)方向竖直向上
(2)
(3)
解析：(1)当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，导体棒受向右的安培力，导体棒中电流方向从b到a，根据左手定则知磁场方向竖直向上。
(2)导体棒从开始到细线水平的过程中，由动能定理得
又
根据闭合电路的欧姆定律得
代入数据解得
(3)导体棒受力平衡时具有最大速度，设导体棒所在位置切线方向与水平方向夹角为θ时受力平衡。则有
解得
设导体棒的最大速度为，由动能定理得
最大动能