河南省南阳市六校联考2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份河南省南阳市六校联考2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），共19页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意）
1. 关于简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 只要振动的图像是正弦函数曲线，物体一定做简谐运动
B. 物体做简谐运动时得到正弦曲线是轨迹线
C. 简谐运动只能是水平方向或竖直方向的运动
D. 简谐运动的回复力是物体所受到的合外力
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 机械波的波速和频率成正比
B. 机械波的波长和传播的介质有关
C. 海面物体随波漂流到海岸可知，参与波动的质点会朝着波传播的方向运动
D 观察发现水波被大石头阻挡后就消失不见了，说明障碍物尺寸过大，不再发生衍射
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 根据可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比
B. 根据可知，介质的折射率与光在真空中的速度成正比
C. 介质的折射率总大于1，因此入射角总大于折射角
D. 介质的折射率是反映介质的光学性质，与入射角，折射角均无关
4. 某单摆的振幅随频率的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该单摆固有周期
B. 摆长近似为2m
C 共振时偏角正切值大约0.1
D. 共振时偏角正切值大约0.2
5. 已知水波的传播速度是，如图所示，甲乙两人在相距15.1m的池塘边用振动发生器同时击打水面，振动方向一致，振动频率，甲同学抬头看去从他到对岸的垂直方向上有若干个点的振动非常明显，已知水面宽20m，在这一垂直方向上这样的点甲同学能看到几个（ ）
A. 3个B. 4个C. 5个D. 6个
6. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时第一次出现的波形图，已知波速，质点Q与O相距3.2m，波源O点在时刻开始振动，当Q点第二次出现波峰时，则P点已经振动的路程为（ ）
A. 24cmB. 26cmC. 28cmD. 20cm
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的选项中有多个选项符合题意，全部选对得6分，选对但选不全得3分，错选、不选得0分）
7. 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。以O为坐标原点，取向左为正，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 和时，振子的加速度相同
B. 到时间内，振子的速度逐渐增大
C. 当振子到A位置时将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，则振子振幅不变
D. 当振子到O位置时将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，则振子振幅不变
8. 一列简谐横波沿x轴传播，图1、图2分别是x轴上相距3m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点的振动方向始终相反
B. 该简谐横波的波长可能为4m
C. 该简谐横波的波长可能为2m
D. 该简谐横波的波长可能为12m
9. 如图所示，小明参加开心大闯关，要在一个光滑的斜面上抱着摆过来的小球，摆到对面平台上，小明的摆动过程可看为一个简谐运动，已知摆绳长为L，摆到对面的时间为t，当地的重力加速度为g，斜面的倾角为，下列说法正确的是（ ）
A. 摆球在最高点的加速度为，在最低点的加速度为零
B. 小明自身质量过大会导致摆到对岸的时间变长
C. 若小明摆动的同时减小斜面的倾角，小明到对岸的时间变长
D. 小明在摆动过程中摆长可表示为
10. 一列简谐横波沿x轴方向传播，时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，根据图像可知（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波波速为
C. 质点P的横坐标为
D. 质点P的横坐标为
三、非选择题（本题共5小题，共计52分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，只写答案不得分。）
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面和（如图甲）。
实验小组内两位学生在实验中：
（1）甲小组同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图。作图分析这样会造成测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”），在乙图上作图（注意光路图各要素）。
（2）乙小组同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样会造成测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）（不再作图，只回答）。
12. 如果1969年美国人成功登上了月球，宇航员登月后很想知道月球的重力加速度。于是他设计了以下实验步骤：
A.拿出一根较长的细线将一个月球石块系好，结点为M，将细线的上端固定于返回架上
B.用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长
C.由于月球没有空气阻力，为使摆动明显，将石块拉至摆角约，静止释放
D.从石块摆到最低点时开始计时，测出50次全振动总时间，由得出周期
（1）以上实验步骤中错误的是________（多选）。
（2）若宇航员用OM的长l作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。
（3）如果宇航员对实验步骤进行修正，使石块做简谐运动，并改变OM间细线长度后再做两次实验，记下每次相应的细线长度、和周期、，则由上述四个量得到的月球重力加速度g最合理的表达式是________。用这种方法得到的数据测量值与真实值相比________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。
13. 如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形。一单色光束从空气射到柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2。入射角为，对应的折射角为（）。求
（1）玻璃柱体的折射率；
（2）现保持入射光束方向不变，将半圆柱绕通过O点垂直于横截面的轴线沿顺时针转过，此时折射光线转过了多少度？
14. 已知某一沿x轴正方向传播的机械波，波速，其在时刻的波形图如图所示，求：
（1）该机械波波长；
（2）写出处的质点从开始计时的振动方程。
15. 某工厂在卸货时需要一个缓冲装置，货物落入平台卡槽并卡在一起，平台通过强力弹簧装置连在一个稳定底座上，已知底座质量，平台质量，假如货物质量也为m，当货物落下后和平台结合在一起振动，最后逐渐停止，可认为刚开始时是简谐振动，振动过程中稳定底座始终没离开地面。g取（弹簧始终在弹性限度内，劲度系数，弹性势能公式）。求：
（1）货物振动的最大振幅及弹簧最大形变量；
（2）货物下落时离平台高度不能超过多少？
2025年春期六校第一次联考
高二年级物理试题
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。
2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意）
1. 关于简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 只要振动的图像是正弦函数曲线，物体一定做简谐运动
B. 物体做简谐运动时得到正弦曲线轨迹线
C. 简谐运动只能是水平方向或竖直方向的运动
D. 简谐运动的回复力是物体所受到的合外力
【答案】A
【解析】
【详解】A．只要振动的图像是正弦函数曲线，回复力就一定满足F=-kx，物体一定做简谐运动，选项A正确；
B．物体做简谐运动时，位移随着时间按照正弦规律变化，轨迹直线，故B错误；
C．简谐运动可以是水平方向的运动，也可以是竖直方向的运动，也可能是倾斜方向的振动，只要回复力满足F=-kx即可，故C错误；
D．回复力也不一定就是合外力。例如在单摆中，单摆的回复力是重力沿轨迹切线方向的分力，并非是重力与绳子拉力的合力，故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 机械波的波速和频率成正比
B. 机械波的波长和传播的介质有关
C. 海面的物体随波漂流到海岸可知，参与波动的质点会朝着波传播的方向运动
D. 观察发现水波被大石头阻挡后就消失不见了，说明障碍物尺寸过大，不再发生衍射
【答案】B
【解析】
【详解】A．机械波的波速只与介质有关，与频率无关，选项A错误；
B．根据可知，机械波的波长与波速有关，而波速与介质有关，则波长和传播的介质有关，选项B正确；
C．参与波动的质点只在自己平衡位置附近振动，不会随波迁移，选项C错误；
D．观察发现水波被大石头阻挡后就消失不见了，说明障碍物尺寸过大，衍射不明显，并不是不发生衍射，选项D错误。
故选B。
3. 下列说法正确的是（ ）
A. 根据可知，介质的折射率与入射角的正弦值成正比
B. 根据可知，介质的折射率与光在真空中的速度成正比
C. 介质的折射率总大于1，因此入射角总大于折射角
D. 介质的折射率是反映介质的光学性质，与入射角，折射角均无关
【答案】D
【解析】
【详解】AB．介质的折射率由介质决定，与入射角的正弦值无关，与光在真空中的速度无关，选项AB错误；
C．介质的折射率总大于1，光由光疏介质斜射向光密介质时入射角大于折射角；光由光密介质斜射向光疏介质时入射角小于折射角，选项C错误；
D．介质的折射率是反映介质的光学性质，与入射角，折射角均无关，选项D正确。
故选D。
4. 某单摆的振幅随频率的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该单摆固有周期
B. 摆长近似2m
C. 共振时偏角正切值大约0.1
D. 共振时偏角正切值大约0.2
【答案】C
【解析】
【详解】A．由共振曲线可知，该单摆固有频率f=0.5Hz，周期，选项A错误；
B．根据
可得
摆长近似为1m，选项B错误；
CD．共振时偏角正切值大约
选项C正确，D错误。
故选C。
5. 已知水波的传播速度是，如图所示，甲乙两人在相距15.1m的池塘边用振动发生器同时击打水面，振动方向一致，振动频率，甲同学抬头看去从他到对岸的垂直方向上有若干个点的振动非常明显，已知水面宽20m，在这一垂直方向上这样的点甲同学能看到几个（ ）
A. 3个B. 4个C. 5个D. 6个
【答案】C
【解析】
【详解】根据波速公式
可求得波长
甲乙两人在相距15.1m的池塘边用振动发生器同时击打水面，振动方向一致，所以两列波发生干涉时，振动加强点的条件是该点到两波源的路程差
设甲同学到对岸垂直方向上某点为P，甲为波源，乙为波源，则
由几何关系可知，当n=0时，是​的中垂线与对岸垂直方向的交点，为振动加强点
当时，是以为焦点的双曲线与对岸垂直方向的交点为振动加强点
考虑n的取值范围，因为
即
解得
n只能取整数，所以n最大取5
又因为n可以取0，，，，，但在甲同学到对岸的垂直方向上，n=0对应1个点在连线上，此时在直线上不能观察到加强点
所以只有n=，，，，在上分别对应1个加强点，所以满足条件的点的个数为5个。
故选C。
6. 如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时第一次出现的波形图，已知波速，质点Q与O相距3.2m，波源O点在时刻开始振动，当Q点第二次出现波峰时，则P点已经振动的路程为（ ）
A. 24cmB. 26cmC. 28cmD. 20cm
【答案】C
【解析】
【详解】由题意
可知T=0.8s
Q点起振方向沿y轴负向，可知当Q点第二次出现波峰时，Q点振动了T，波从P传到Q点用时间
可知P点已经振动的路程为
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的选项中有多个选项符合题意，全部选对得6分，选对但选不全得3分，错选、不选得0分）
7. 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。以O为坐标原点，取向左为正，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 和时，振子的加速度相同
B. 到时间内，振子的速度逐渐增大
C. 当振子到A位置时将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，则振子振幅不变
D. 当振子到O位置时将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，则振子振幅不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．和时，振子距离平衡位置距离相同，但振子的加速度方向均指向平衡位置，所以振子的加速度大小相等，方向不相同，A错误；
B．到的时间内，振子从最大位移向平衡位置移动，振子的速度逐渐增大，B正确。
C．若在振子到A位置时将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，此时振子的速度为零，系统的总能量全部为弹簧势能并未因碰撞损失而减少，故振幅保持不变，故C正确；
D．若当振子到O位置时（速度最大处）将一小块黏胶由振子正上方滴粘在上表面，则会发生非弹性碰撞，系统的动能减小，则最大位移也将减小，振幅会变小，故D错误。
故选BC。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，图1、图2分别是x轴上相距3m的M、N两点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. M、N两点的振动方向始终相反
B. 该简谐横波的波长可能为4m
C. 该简谐横波的波长可能为2m
D. 该简谐横波的波长可能为12m
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，M、N两点振动方向并不始终相反，例如2～3s内M、N两点的振动方向相同，故A错误；
BCD．在t=0时刻，质点M通过平衡位置向上振动，质点N位于波谷，若波从M传到N，则M、N两点的平衡位置相距Δx=3m=（n+）λ，（n=0，1，2，3，⋯）
解得：
当n=0时，λ=12m；不可能为4m、2m；
若波从N传到M，则M、N两点的平衡位置相距Δx=3m=（n+）λ，（n=0，1，2，3，⋯）
解得：
n是整数，λ不可能为4m、2m和12m；
故选D。
9. 如图所示，小明参加开心大闯关，要在一个光滑的斜面上抱着摆过来的小球，摆到对面平台上，小明的摆动过程可看为一个简谐运动，已知摆绳长为L，摆到对面的时间为t，当地的重力加速度为g，斜面的倾角为，下列说法正确的是（ ）
A. 摆球在最高点的加速度为，在最低点的加速度为零
B. 小明自身的质量过大会导致摆到对岸的时间变长
C. 若小明摆动同时减小斜面的倾角，小明到对岸的时间变长
D. 小明在摆动过程中摆长可表示为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设最大摆角为α，可知摆球在最高点的加速度为
在最低点的速度不为零，根据可知，加速度不为零，选项A错误；
B．根据单摆周期公式
单摆的周期与质量无关，则小明自身的质量过大不会导致摆到对岸的时间变长，选项B错误；
C．该单摆的周期
若小明摆动的同时减小斜面的倾角，则周期变大，则小明到对岸的时间变长，选项C正确；
D．单摆的周期为T=2t
则
小明在摆动过程中摆长可表示为
选项D正确。
故选CD。
10. 一列简谐横波沿x轴方向传播，时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，根据图像可知（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波波速为
C. 质点P的横坐标为
D. 质点P的横坐标为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．时刻质点P沿y轴正向振动，结合波形图可知，该波沿x轴负方向传播，选项A正确；
B．该波波长，周期T=12s，则波速为
选项B错误；
CD．t=0时刻质点P纵坐标
解得
质点P的横坐标为
选项C正确，D错误。
故选AC。
三、非选择题（本题共5小题，共计52分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，只写答案不得分。）
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，实验小组在白纸上放好玻璃砖MNPQ，画出玻璃砖与空气的两个界面和（如图甲）。
实验小组内的两位学生在实验中：
（1）甲小组同学为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面，画出的和都比实际的折射面向外侧平移了一些（如图乙所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图。作图分析这样会造成测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”），在乙图上作图（注意光路图各要素）。
（2）乙小组同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和，在后面的实验中因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图丙所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样会造成测量值________（填“偏大”“偏小”或“不变”）（不再作图，只回答）。
【答案】（1）偏小 （2）不变
【解析】
【小问1详解】
第一位同学实验的光路图如下图所示
由图可知入射角不变，折射角变大，根据折射定律可知n减小，即测量值偏小；
【小问2详解】
第二位同学实验的光路图如下图所示
由图可知入射角和折射角都不变，根据折射定律可知n的值不变；
12. 如果1969年美国人成功登上了月球，宇航员登月后很想知道月球的重力加速度。于是他设计了以下实验步骤：
A.拿出一根较长的细线将一个月球石块系好，结点为M，将细线的上端固定于返回架上
B.用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长
C.由于月球没有空气阻力，为使摆动明显，将石块拉至摆角约，静止释放
D.从石块摆到最低点时开始计时，测出50次全振动总时间，由得出周期
（1）以上实验步骤中错误的是________（多选）。
（2）若宇航员用OM的长l作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。
（3）如果宇航员对实验步骤进行修正，使石块做简谐运动，并改变OM间细线长度后再做两次实验，记下每次相应的细线长度、和周期、，则由上述四个量得到的月球重力加速度g最合理的表达式是________。用这种方法得到的数据测量值与真实值相比________（选填“相等”“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）BC （2）偏小
（3） ①. ②. 相等
【解析】
【小问1详解】
B．应该用刻度尺测量O点与石块重心间的距离作为摆长；
C．即使月球没有空气阻力，摆角也不应该超过5°，否则就不是简谐振动；
实验步骤中错误的是BC。
【小问2详解】
根据
可得
若宇航员用OM的长l作为摆长，则摆长偏小，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比偏小。
【小问3详解】
[1]设M点到石头重心的距离为r，由单摆周期公式得，
解得
[2]用这种方法没有系统误差，即得到的数据测量值与真实值相比相等。
13. 如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形。一单色光束从空气射到柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2。入射角为，对应的折射角为（）。求
（1）玻璃柱体的折射率；
（2）现保持入射光束方向不变，将半圆柱绕通过O点垂直于横截面的轴线沿顺时针转过，此时折射光线转过了多少度？
【答案】（1）
（2）9°
【解析】
【小问1详解】
根据折射率公式可得玻璃柱体的折射率为
【小问2详解】
偏转后，入射角为60°，设折射角为θ，则由
解得θ=30°
由几何关系可知，光束2转过的角度为α=15°+24°-θ=9°
14. 已知某一沿x轴正方向传播的机械波，波速，其在时刻的波形图如图所示，求：
（1）该机械波波长；
（2）写出处的质点从开始计时的振动方程。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
题图可知质点0m处与质点处之间的距离
可知波长
【小问2详解】
机械波周期，同侧法可知，0时刻处的质点振动方向向上，经过回到平衡位置，且正向y轴正方向运动，故处的质点从开始计时的振动方程
15. 某工厂在卸货时需要一个缓冲装置，货物落入平台卡槽并卡在一起，平台通过强力弹簧装置连在一个稳定底座上，已知底座质量，平台质量，假如货物质量也为m，当货物落下后和平台结合在一起振动，最后逐渐停止，可认为刚开始时是简谐振动，振动过程中稳定底座始终没离开地面。g取（弹簧始终在弹性限度内，劲度系数，弹性势能公式）。求：
（1）货物振动的最大振幅及弹簧最大形变量；
（2）货物下落时离平台高度不能超过多少？
【答案】（1），
（2）
【解析】
【小问1详解】
当货物落下后和平台结合在一起振动，振动过程中稳定底座始终没离开地面，当货物与平台振动到最高点时，此时底座恰好没有离开地面，以底座为对象，根据平衡条件可得
解得此时弹簧的最大伸长量为
货物与平台一起做简谐振动经过平衡位置时，有
解得此时弹簧的压缩量为
则货物振动的最大振幅为
货物与平台振动到最低点，弹簧的压缩量最大，则弹簧的最大形变量为
【小问2详解】
设货物下落时离平台最大高度为，货物做自由落体过程有
解得
货物与平台碰撞过程，根据动量定理可得
解得
设碰撞位置弹簧的压缩量为，则有
解得
从碰撞后到最低点过程，根据能量守恒可得
联立解得
则货物下落时离平台高度不能超过。