2024~2025学年山东省潍坊市安丘市等四区县高二上学期12月月考物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年山东省潍坊市安丘市等四区县高二上学期12月月考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上， 如图所示为节拍器等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、选择题：（1-8单选，每个题3分，9-12为多选。每个4分，漏选2分，总共40分）
1. 如图所示，一轻质弹簧左端固定，右端与小滑块a相连，初始时刻小滑块a静止在光滑的水平面上的O点，质量相等的滑块b紧靠a的右侧，在外力作用下将两滑块推至M点，由静止释放两滑块，a运动至N点速度为0，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 滑块a、b在O点右侧某位置分离
C. 滑块a无法再次回到M点
D. 滑块a从M至O的时间小于O至N的时间
【答案】C
【解析】A．设两个滑块在O点时的速度为v，根据动能定理得

解得

即
A错误；
B．当弹簧恢复原长时弹簧的弹力为零，两个滑块之间没有作用力，两滑块开始分离，所以滑块a、b在O点分离，B错误；
C．在O、M之间有一点N'，N'和N关于O点对称，滑块a无法再次回到M点，只能回到N'点，滑块a在N'和N点之间往复运动，C正确；
D．根据简谐运动
又因为

所以
D错误。
故选C。
2. 某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的函数关系式为，下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧在第1s末与第3s末的长度相同
B. 简谐运动的周期为2s
C. 第3s末振子的位移为
D. 时，振子的加速度方向发生变化
【答案】D
【解析】AC．弹簧振子在第1s末与第3s末的位移分别为
弹簧振子在第1s末与第3s末相对平衡位置的位移不相同，弹簧振子不在同一位置，弹簧的长度不相同，AC错误；
B．根据题意得

解得

B错误；
D．时，弹簧振子的位移为
时，振子的位移等于零，表明振子在平衡位置处，加速度方向发生变化，D正确。
故选D。
3. 如图所示为节拍器。节拍器中有一摆杆，上有可沿摆杆上下移动的摆锤，摆锤位置所对标尺数，表示每分钟振动的节拍数（一次全振动有两次节拍数），调节好摆锤位置，拨动摆杆，摆锤就按照单摆运动规律摆动。忽略一切阻力，摆杆质量不计、长度很长，摆锤几何尺寸很小，则以下说法正确的是（ ）
A. 摆锤在最高点时加速度为零
B. 摆角越大，节拍数越大
C. 摆锤位置上移时摆锤的节拍数变小
D. 摆锤沾染杂物变重，实际节拍数会偏大
【答案】C
【解析】A．摆锤在最高点时做圆周运动，故合力不为0，加速度不为零，故A错误；
B．根据单摆周期
可知，周期与摆角无关，故节拍数不变，故B错误；
C．摆锤位置上移时，相当于摆长变长，周期变大，故摆锤的节拍数变小，故C正确；
D．摆锤沾染杂物变重，以上分析可知，不会影响单摆周期，故实际节拍数不变，故D错误。
故选C 。
4. 如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（ ）
A. 钢片a的振动频率约为90HzB. 钢片b的受到的驱动力最大
C. 钢片c的振幅最小D. 电动机的转速为100r/s
【答案】A
【解析】AB．因b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，可知b钢片与电动机接近共振，即电动机的振动频率接近90Hz，则其它钢片在电动机带动下做受迫振动，则振动频率接近90Hz，且驱动力都是一样大，选项A正确，B错误；
C．因钢片d的固有频率最远离驱动力的频率90Hz，则振幅最小，选项C错误；
D．电动机的转速为n=f=90r/s
选项D错误。
故选A。
5. 一列周期为沿轴方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，、、为波上三个质点，已知该时刻质点、坐标分别为、，质点正沿轴负方向振动，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的波长为12m
C. 该波的波速为
D. 在0~3s时间内，质点通过的路程为20cm
【答案】C
【解析】A．由于该时刻质点正沿轴负方向振动，根据波形平移法可知，波沿轴负方向传播，故A错误；
BC．质点经过
回到平衡位置，再经过位移为
可见，质点的振动经过传到质点，、两质点所在平衡位置之间的距离为，即
解得
波速
故B错误，C正确；
D．由
可知在0~3s时间内，质点通过的路程为
故D错误。
故选C。
6. 如图，P为桥墩，A为靠近桥墩漂浮的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是（ ）

A. 减小波源周期
B. 增大波源周期
C. 减小波源与桥墩的距离
D. 增大波源与桥墩的距离
【答案】B
【解析】为使水波能带动叶片振动，要让水波能发生明显衍射，即增大水波的波长，根据
λ=vT
可知，在波速不变的情况下可增大水波的周期，故选B。
7. 关于下列四幅图片所对应的物理规律，说法正确的是（ ）
A. 如图甲为汽车消音器结构简化图，声音从入口进入，经a，b传播后从出口排出，消音原理主要是波的衍射
B. 如图乙，观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的多
C. 如图丙为利用水波槽观察到的水波衍射图样，从图样可知B侧波是衍射波，增大挡板之间的间隙，衍射现象将更明显
D. 如图丁为某位同学在“用单摆测重力加速度”实验中根据测量数据作出的摆长L与周期T的L-T2图像，图线不过原点是因为摆长测短了
【答案】D
【解析】A．消音原理主要是波的干涉，故A错误；
B．观察者不动，波源S向右运动，左边观察者离波源越来越远，所以相等的时间内左边观察者接收到波的个数比右边的少，故B错误；
C．从图样可知A侧波是衍射波，减小挡板之间的间隙，衍射现象将更明显，故C错误；
D．根据单摆的周期公式
可得
结合图线可知，图线不过原点是因为摆长测短了，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿与上表面成角的PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃砖的上表面，经镀银的玻璃砖下表面反射后从上表面射出，得到三束光线I、II、III。玻璃砖的上下表面较宽，则下列说法正确的是（ ）
A. 光束I为单色光
B. 光束III在玻璃中的传播速度比光束Ⅱ的大
C. 改变角，光束I、II、III可能不平行
D. 通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的干涉条纹宽度大于光束Ⅲ产生的宽度
【答案】B
【解析】A．所有色光都能反射，反射角相同，则由图可知光束I是复色光，故A错误；
B．根据题意做出光路图
可知光线II的偏折较大，光线II的折射率较大，根据
可知光束III在玻璃中的传播速度比光束Ⅱ的大，故B正确；
C．光束I发生反射，光束II、III由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的，根据光的可逆性以及对称性，可知光束I、II、III仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光，故C错误；
D．光线II的折射率较大，光线II的频率较大，根据
可知光线II的波长较小，根据双缝干涉条纹间距公式
通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的干涉条纹宽度小于光束Ⅲ产生的宽度，故D错误。
故选B。
9. 某学习小组利用假期往返海南，北京两地，研究了单摆周期与摆长关系，图甲是两地的—L图像，图乙是在海南绘制的不同摆长的振动图像，关于本次实验，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中A代表重力加速度小，是海南测量的图像
B. 图甲中B代表重力加速度小，是海南测量的图像
C. 图乙中a、b对应的摆长比为2∶3
D. 图乙中a、b对应的摆长比为4∶9
【答案】AD
【解析】AB．根据
可得
图甲中A斜率大，则代表重力加速度小，是海南测量的图像，选项A正确，B错误；
CD．图乙中a、b对应的周期之比为2:3，根据
可知摆长比为4∶9，选项C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示为钓鱼时圆柱形鱼漂静浮于水面的示意图。某次鱼咬钩时将鱼漂往下拉一小段距离后松口，鱼漂做上下振动，一定时间内鱼漂的运动可看作简谐运动。鱼漂运动过程中，露出水面的最大长度为6cm，最小长度为2cm，则（ ）
A. 鱼漂露出水面的长度为6cm时速度最大
B. 鱼漂露出水面的长度为5cm时加速度方向竖直向下
C. 鱼漂露出水面的长度为4cm时的动能是露出水面的长度为3cm时的2倍
D. 鱼漂露出水面的长度为2cm时的回复力是露出水面的长度为3cm时的2倍
【答案】BD
【解析】A．鱼漂露出水面的长度为6cm时，鱼漂处于最高点，速度为零，故A错误；
B．鱼漂运动过程中，露出水面的最大长度为6cm，最小长度为2cm，根据对称性可知，鱼漂露出水面的长度为4cm时，鱼漂位于平衡位置。鱼漂露出水面的长度为5cm时，鱼漂的位移竖直向上，根据
可知加速度方向竖直向下，故B正确；
C．作出图像，根据
可知图像与坐标轴围成的面积表示速度的平方，鱼漂露出水面的长度为4cm时的动能为
露出水面的长度为3cm时的动能为
则
故C错误；
D．鱼漂露出水面的长度为2cm时的位移大小为，露出水面的长度为3cm时的位移大小为，根据
可知鱼漂露出水面的长度为2cm时的回复力是露出水面的长度为3cm时的2倍，故D正确。
故选BD。
11. 在y轴左右两侧存在两种不同的均匀介质，有两列持续传播的简谐横波沿x轴相向传播，甲向右传播、乙向左传播，t=0时刻的波形如图所示，甲波恰好传至x=0处，乙波恰好传至x=5m处，已知波在负半轴的波速大小为0.5m/s，在正半轴的波速大小为0.25m/s，下列说法中正确的是（ ）
A. t=0时刻x=-2.6m处质点与x=5.1m处质点的振动方向相同
B. x轴上第一个位移到+6cm质点的横坐标为x=2.75m
C. 较长时间后x=2.5m处的质点是振动减弱点
D. 0~50s内，x=2m处质点的路程为0.6m
【答案】AC
【解析】A．根据题意，由图可知，甲在轴左侧的波长为4m，则甲的频率为
乙的波长为2m，则乙的频率
甲、乙频率相同，可以发生干涉现象，根据题意，由同侧法可知，x=-2.6m处质点与x=5.1m处质点的振动方向都向下，相同，故A正确；
B．根据题意可知，甲的波峰传到x=0时，需要的时间为
此时，乙的波峰传到x=6m处，由于波速相等，两个波峰同时到达x=3m处，两列波在此处叠加，使该点的位移为+6cm，故B错误；
C．根据题意可知，t=0时，x=0处质点开始向上振动，x=5m处的质点开始向下振动，则距两处相等位置x=2.5m处的质点，在较长时间后是振动减弱点，故C正确；
D．x=2m处的质点是振动加强点，根据题意可知，甲波x=2m处的质点在0~50s内，振动周期，则路程为
乙波x=2m处的质点在0~50s内，振动周期，则路程
则0~50s内，x=2m处质点的路程
故D错误。
故选AC。
12. 如图示为一正三角形玻璃砖，边长为l，AO为三角形的中线。现有a、b两束不同频率的可见细光束垂直于BC边从真空射入该三角形玻璃砖，入射时两束光到O点的距离相等，两束光经玻璃砖折射后相交于中线AO的右侧P处，则以下判断正确的是（ ）
A. 在真空中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 在真空中，a光波长小于b光波长
C. a光通过玻璃砖的时间小于b光通过玻璃砖的时间
D. 若a、b两束光从同一介质射入真空中，则a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角
【答案】BD
【解析】A．光在真空中的传播速度均为光速，所以选项A错误；
B．由题意可知，玻璃砖对光的折射率大于对光的折射率，所以光的频率大于光的频率光在真空中传播时的波长
小于光在真空中传播的波长
选项B正确；
C．光在玻璃砖中的传播速度
小于光在玻璃砖中的传播速度
又因为两束光在该玻璃砖中传播的距离相等，所以
选项C错误；
D．当两束光从同一介质射入真空中时，由
可知，光发生全反射的临界角小于光发生全反射的临界角，选项D正确。
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共18分）
13. 甲、乙两位同学分别用如图甲所示装置测当地的重力加速度。
（1）甲同学先用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径______cm；
（2）甲同学用秒表测量单摆的周期。当单摆振动稳定且到达最低点时开始计时并记数为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数为50.50s，该单摆的周期是______s。测得摆线长，则求得当地重力加速度______。（结果均保留三位有效数字）
（3）乙同学为了提高实验的准确度，多次改变摆长L进行实验，并测出相应的周期T，根据得出的几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，该同学实验时忘记测小球的直径，以摆线的长作为摆长，得到的图像应是图丙中的______（填“①”“②”或“③”），若图像的斜率为k，则求得当地的重力加速度______；若测摆长时未考虑小球的半径，则对重力加速度测量的结果______（填“有影响”或“无影响”）。
【答案】（1）1.07 （2）2.02 9.67 （3）③ 无影响
【解析】（1）该游标卡尺的游标尺为10分度值，因此精确度为0.1mm，则摆球直径
（2）[1]周期
[2]重力加速度
（3）[1][2][3]由
可知，图线与纵轴有交点，为图线③
由题意
解得
摆长中未考虑小球的半径，对实验测量的结果没有影响。
14. “测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，和分别是玻璃砖与空气的两个界面，且。实验中用A、B两个大头针确定入射光路，两个大头针确定出射光路，和分别是入射点和出射点，如图甲所示
（1）在插大头针和时，应使（ ）
A. 只挡住的像
B. 只挡住的像
C. 同时挡住的像
（2）关于该实验的操作，以下说法正确的是（ ）
A. 在界面，入射角应尽量小些，可以减小误差
B. 在界面，若入射角太大，光会在玻璃砖的下表面发生全反射
C. 在确定界面时，可以用铅笔沿着玻璃砖的边画线
D. 选择玻璃砖时，其两个界面和可以不平行
（3）若实验中测得玻璃砖厚度到过点的法线的距离到玻璃砖的距离到的距离，则玻璃砖的折射率__________。
（4）如图乙所示，实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）准确值。
【答案】（1）C （2）D （3） （4）小于
【解析】（1）在“测定玻璃砖的折射率”实验中，由折射的光路可知插针时应使同时挡住的像，同时挡住和的像，故选C。
（2）A．在界面，入射角适当大些，可以减小误差，A错误；
B．由于玻璃砖上下表面平行，光在下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆可知，光在玻璃砖的下表面的折射角等于上表面的入射角，即不会发生全反射、B错误；
C．不可以用铅笔沿着玻璃砖的边画线，防止滑伤和污染玻璃砖光学面，C错误；
D．实验选择玻璃砖只要可以得到入射角和折射角即可，其两个界面和可以不平行，D正确
故选D。
（3）从点射入时，设入射角为，折射角为。根据题中所给数据可得
再由折射定律可得玻璃砖的折射率
（4）光路如图所示，这种做法使折射角测量值偏大，由折射定律
知折射率测量值小于真实值。
三、解答题（共42分）
15. 如图所示，将质量的平台A连接在劲度系数的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长为。A的厚度可忽略不计，g取。
（1）当振子做小振幅简谐运动时，A的平衡位置离地面有多高？
（2）当振幅为0.5cm时，B对A的最大压力有多大？
【答案】（1）4cm （2）
【解析】（1）令原长，对A、B进行分析，根据平衡条件有
解得
（2）振幅为A=0.5cm，即相对于平衡位置的最大位移为0.5cm，当处于平衡位置下侧的振幅位置时，加速度方向向上，此时B对A的压力达到最大，对A、B进行分析有
对B进行分析有
根据牛顿第三定律有
解得
16. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴正方向运动。
（1）判断该波的传播方向及波长；
（2）若，求该波的波速；
（3）若，求介质中处的P质点在内通过的路程。
【答案】（1）沿x轴负方向传播， （2） （3）0.5米
【解析】（1）已知在时刻，介质中处的质点P沿y轴正方向运动，根据平移法可知，波沿x轴负方向传播。波长为
（2）若，由图可知
解得
由
解得
（3）若，由上述可知
介质中处的P质点在内通过的路程
17. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴－0.2 m和1.2 m处，两波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm。如图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴0.2 m和0.8 m的P、Q两质点开始振动。质点M、N的平衡位置分别处于x轴0.5 m和0.6 m处。求：
（1）左侧波引起的平衡位置在x＝0处质点的振动方程；
（2）t＝1 s时，质点M的位移；
（3）0~3 s内质点N运动的路程。
【答案】（1）y＝2sin 2πt(cm) （2）－4 cm （3）4 cm
【解析】（1）由题图图像可得，波长为
λ＝0.4 m
周期为
T＝＝1 s
ω＝＝2π rad/s
左侧波引起的平衡位置在x＝0处质点的振动方程为
y＝2sin 2πt(cm)，
（2）由图像可得，两列波同时到达M点，有
t′＝＝0.75 s
t＝1 s时，有
t－t′＝T
则t＝1 s时质点M的位移为－4 cm；
（3）右侧波传到N点的时间
t1＝＝0.5 s
左侧波传到N点的时间
t2＝＝1.0 s
1.0 s后，N点始终处于振动减弱状态，静止不动，所以N点实际振动时间为0.5 s，即半个周期，则N点运动的路程为
s＝2A＝4 cm
18. 如图所示，三角形ABC为三棱镜横截面，真空中一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射，改变入射角i，当AC侧面的折射光线与BC边平行时，恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜，已知，且，，真空中的光速为c，结果可以使用分数表示，求：
（1）该棱镜对该单色光的折射率；
（2）该单色光从D点入射到第一次从棱镜中射出传播的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意画出该单色光在三棱镜中的光路图
单色光在AB边恰好发生全反射，由几何关系可得
又
可得
（2）由几何关系可得单色光的三棱镜中的传播距离为
已知可得，单色光的三棱镜中的传播速度为
单色光的三棱镜中的传播时间为