2024-2025学年河南部分名校高二(下)期中考试物理试卷（4月）（含答案）

这是一份2024-2025学年河南部分名校高二(下)期中考试物理试卷（4月）（含答案），共9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。
1.下列说法正确的是( )
A. 图甲为泊松亮斑，其原理是光的全反射现象
B. 图乙为内窥镜，应用了光的干涉原理
C. 图丙中激光切割金属，利用了激光相干性好的特点
D. 图丁中观看立体电影需要佩戴偏振眼镜，说明光是横波
2.如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在BC两点之间做简谐运动，BC相距20cm，小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。下列说法正确的是( )
A. 小球振动的周期为2.0sB. 小球振动的振幅为20cm
C. 小球由B点到O点加速度不断减小D. 小球由O点到C点速度不断增大
3.一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动频率为0.5Hz。圆盘以某一转速匀速转动时，小球振动的图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 小球振动的固有周期是4s
B. 此时圆盘的转速为15r/s
C. 若圆盘的转速变为30r/min，小球振动的振幅会变大
D. 若圆盘的转速变为30r/min，小球振动的固有频率会变大
4.下列有关波的说法，正确的是( )
A. 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波是横波
B. 横波传播过程中，质点并不随波迁移，纵波传播过程中，质点随波迁移
C. 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个质点间的距离一定等于波长
D. 当波源与观察者相互远离时，观测到的频率变小
5.G1、G2为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体，为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行，检测员用一块标准的平行透明平板T压在G1、G2的上方，T与G1、G2之间分别形成尖劈形空气层，如图所示。G1、G2的上表面与平板T之间的夹角分别为α和β，P为平板T上表面上的一点。用单色光从上方照射平板T，G1、G2的上方都能观察到明显的干涉条纹，下列说法正确的是( )
A. 若α=β，则G1上方的干涉条纹间距大于G2上方的干涉条纹间距
B. 若α>β，则G1上方的干涉条纹间距小于G2上方的干涉条纹间距
C. 若将G1、G2的间距缩短些，则G1上方的干涉条纹分布变得更稀疏
D. 若在P处用较小的力下压平板T，则G1上方的干涉条纹分布变密
6.一列沿x轴传播的简谐横波在t=1s时刻的波形图如图甲所示，P和Q是这列简谐横波上的两个质点，从t=0时刻起质点Q在一段时间内的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的频率为2HzB. 该波的波速大小为1m/s
C. 该波沿x轴正向传播D. 0～1s时间内，质点P通过的路程为1m
7.如图甲所示，倾角为θ的光滑固定斜面顶端连接一劲度系数为k、原长为x0的轻质弹簧，弹簧另一端连接一质量为m的小球，小球处于静止状态。现将小球托起使弹簧恢复原长，然后由静止释放小球，小球在斜面上往复运动。以沿斜面向下为正方向，选取小球的平衡位置为坐标原点，小球由最高点运动到最低点过程中，其加速度a随x变化的图像如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。则( )
A. 小球处于平衡位置时，弹簧的长度为mgsinθk
B. 小球从最高点运动至最低点过程中，小球的回复力先变大后变小
C. 小球从最高点运动至平衡位置过程中，小球的回复力做的功为m2g2sin2θk
D. 小球处于平衡位置时，其速度大小为gsinθ mk
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，挡板N固定，挡板M可自由移动，将M、N两板间空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样。实验中观测到P点水面没有振动，为了使P点处能发生振动，可采用的办法是( )
A. 增大波源的频率B. 增大波源的周期
C. 将M板向下移动一些D. 将M板向上移动一些
9.利用如图甲所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，某同学用间距不同的双缝进行实验获得的干涉图样如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 实验中，应调节单缝与双缝相互平行
B. 图乙中，干涉图样a对应的双缝间距大
C. 若仅将滤光片由紫色换成绿色，相邻亮条纹间距变大
D. 若仅增大双缝到屏的距离，相邻亮条纹间距变大
10.一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有A、B两点，在t时刻A、B两点间形成如图甲所示的波形，在t+3s时刻A、B两点间形成如图乙所示的波形。已知A、B两点间的距离a=9m，下列说法正确的是( )
A. 若周期为0.8s，则波向右传播
B. 若周期为12s，则波向右传播
C. 若波速为8.5m/s，则波向右传播
D. 若波向左传播，则该波波速的最小值为0.5m/s
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“用插针法测定玻璃砖折射率”的实验中：
(1)某同学画出的光路图如图甲所示，下列说法中正确的是______。
A.为减小测量误差，大头针P1、P2的连线与法线NN′的夹角应尽量小些
B.若大头针P1、P2的连线与法线NN′夹角较大，有可能在bb′面发生全反射
C.插上大头针P4，应使P4挡住P1、P2的像和P3
D.为了减小作图误差，大头针P3和P4的距离应适当取大些
(2)根据图甲可知，该玻璃砖的折射率n=_____(用图中角度表示)。
(3)若该同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中①中用的是矩形玻璃砖，②中用的是梯形玻璃砖。其它操作均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图。则①中测得的折射率与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；②中测得的折射率与真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
12.某实验小组用图甲所示的器材做“用单摆测量重力加速度”的实验：
(1)图乙为细线的两种悬挂方式，正确的是_____(选填“1”或“2”)。
(2)下列说法正确的是______。
A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些
B.选择质量大、体积小的小球，有利于减小实验误差
C.摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察
D.在摆球某次通过最低点时，开始计时，用停表测量单摆完成一次全振动所用的时间
(3)用游标卡尺测量摆球的直径d，示数如图丙所示，则d=_____mm。
(4)某同学测出不同摆长L对应的周期T，作出T2−L图线，如图丁所示，利用图线上任意两点A、B的坐标x1,y1、x2,y2，可求得g=_____；若该同学测摆长时漏加了摆球的半径，其他测量、计算均无误，则用上述方法算得的g值和真实值相比_____(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，直角三角形ABC为三棱镜的横截面，一束单色光从AC边的中点垂直射入棱镜，在AB边上恰好发生全反射，然后从BC边射出。AC边长为4a，∠A=37 ∘，真空中的光速为c，取sin37 ∘=0.6，cs37 ∘=0.8。求：(结果可用分式表示)
(1)该三棱镜对单色光的折射率n；
(2)单色光在该三棱镜中传播的时间t。
14.如图甲所示，在x轴上有两个波源S1和S2，两波源在纸面内做垂直于x轴的简谐运动，其振动图像分别如图乙、丙所示，两波源形成的机械波沿x轴传播的速度均为0.25m/s。
(1)请写出波源S1的振动方程；
(2)求波源S1形成的波的波长；
(3)求振动稳定后，x=0处质点的振幅；
(4)求0～20s内，x=0处质点振动的路程。
15.如图甲，有一单摆，悬点为O，摆长为L。将摆球(可视为质点)拉到A点后由静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，最大摆角为α，摆球质量为m。在O点接有一力传感器，图乙表示从某时刻开始计时，细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，其中t0为已知量，不计空气阻力。求：
(1)当地重力加速度的大小；
(2)摆球在A点时，回复力的大小；
(3)细线对摆球拉力的最小值和最大值。
参考答案
1.D
2.C
3.C
4.D
5.B
6.B
7.D
8.BC
9.ACD
10.AD
11.(1)CD
(2) sinθ1sinθ2
(3) 偏小 不变
12.(1)2
(2)AB
(3)14.50
(4) 4π2x2−x1y2−y1 不变
13.解：(1)根据几何关系可知，单色光发生全反射的临界角 C=37 ∘ ，则 sinC=1n
解得 n=53
(2)单色光在三棱镜中传播的速度 v=cn
单色光在三棱镜中传播的距离 s=2atan37 ∘+2acs37 ∘×12sin37 ∘=43a12
单色光在三棱镜中传播的时间 t=sv
解得 t=215a36c
14.解：(1)由图乙、图丙可知两列波的周期均为 T=4s
振幅分别为 A1=2m ， A2=4m
设波源 S1 的振动方程为 y=A1sin2πTt+φ
由于 t=0 时， y=2m ，代入振幅和周期可得 y=2sinπ2t+π2m
(2)两列波的波长均为 λ=vT
解得 λ=1m
(3) x=0 点到两波源的波程差 Δs0=4m−2m=2m=2λ
由于两波源的起振方向相同，可知 x=0 点为振动加强点，振幅 A0=4m+2m=6m
(4)波源 S1 形成的波传播到 x=0 处需要的时间 t1=x1v
解得 t1=8s
波源 S1 带动质点振动的时间 t2=12s=3T
振动的路程 s1=12A1
解得 s1=24m
波源 S2 形成的波传播到 x=0 处需要的时间 t3=x2v
解得 t3=16s
波源 S2 带动质点振动的时间 t4=4s=T
振动的路程 s2=4A2
解得 s2=16m
质点振动的总路程 s=s1+s2=40m
15.解：(1)由图像乙可得，单摆周期为 T=2t0
根据单摆周期公式 T=2π Lg
联立可得 g=π2Lt02
(2)摆球在A点时，回复力的大小为 F回=mgsinα
解得 F回=mπ2Lt02sinα
(3)当摆球位于最高点时，绳子的拉力最小 Fmin=mgcsα
整理得 Fmin=mπ2Lcsαt02
当摆球位于最低点时，绳子拉力和重力的合力提供向心力，此时绳子拉力最大，根据牛顿第二定律有 Fmax−mg=mv2L
摆球从最高点运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有 mgL1−csα=12mv2
联立可得 Fmax=mπ2L3−2csαt02