湖北省武汉市2024_2025学年高二物理上学期10月月考试题含解析

这是一份湖北省武汉市2024_2025学年高二物理上学期10月月考试题含解析，共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，考试结束后，请将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
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2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
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一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 下列说法正确的是
A. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
B. 已知弹簧振子初始时刻的位置及振动周期，就可知振子任意时刻运动速度的方向
C. 当一列声波从空气中传入水中时，因水的阻力作用，波长一定会变短
D. 医院检查身体的“彩超”仪利用了超声波的多普勒效应
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据单摆的周期公式分析知，在同一地点，当摆长不变时，单摆做简谐振动的周期与摆球的质量无关，故A错误；
B．振动质点在同一位置振动方向有两种，所以已知弹簧振子初始时刻的位置，不知道初始时刻振子的振动方向，根据振动周期，不能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故B错误；
C．当声波由空气进入水中时，由于波速变化，频率不变；其波长会变长，故C错误；
D．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆（称为“驱动摆”）驱动另外几个单摆。下列说法中正确的是（ ）
A. 驱动摆只把振动形式传播给其它单摆，不传递能量
B. 如果驱动摆的摆长为L，则其它单摆的振动周期都等于
C. 某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度和加速度都相同
D. 如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的频率最大
【答案】B
【解析】
【详解】A．驱动摆不仅把振动形式传播给其它单摆，同时也把能量传递给其它单摆，故A错误；
BD．如果驱动摆的摆长为L，根据单摆的周期公式有
T＝2π
而其它单摆都做受迫振动，故振动周期都等于驱动摆的周期2π，振动频率也都等于驱动摆的频率，故B正确，D错误；
C．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同；根据
F=-kx
可得加速度
a=
所以加速度一定相同，故C错误。
故选B。
3. 如图，轻质弹簧下挂重为300N的物体A时伸长了3cm，再挂上重为200N的物体B时又伸长了2cm，现将AB间的细线烧断，使A在竖直平面内振动，则（ ）
A. 最大回复力为300N，振幅为2cm
B. 最大回复力为200N，振幅为3cm
C. 只减小A的质量，振动的振幅变小，周期不变
D. 只减小B的质量，振动的振幅变小，周期不变
【答案】D
【解析】
【详解】AB．轻质弹簧下挂重为300N的物体A，伸长了3cm，再挂上重为200N的物体B时又伸长了2cm，故弹簧劲度系数为
若将连接A、B两物体的细绳烧断，物体A将做简谐运动，烧断瞬间，合力充当回复力；由于细线烧断前是平衡，烧断后对A的拉力减小了200N，而弹力不变，故合力为200N，最大回复力为200N，刚剪断细线时物体的加速度最大，此处相当于是物体A到达简谐运动的振幅处，故振幅为2cm，故AB错误；
CD．细线烧断前，有
细线烧断后，A平衡位置时有
振幅
知只减小A的质量，振动的幅度不变，周期与A的质量和弹簧劲度系数有关，周期变化了；只减小B的质量，振动的幅度变小，而周期与振幅无关，所以周期不变，故C错误；D正确。
故选D。
4. 如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，ΔABC为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A. 该材质相对水是光密介质
B. a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C 增大入射角i，AC界面出射时a光先消失
D. 减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
【答案】C
【解析】
【详解】A．由光路图可知，光线在水中的入射角小于在介质中的折射角，可知该材质相对水是光疏介质，选项A错误；
B．因水相对该材料是光密介质，则a单色光在该材质中传播速度大于在水中传播速度，选项B错误；
CD．a光在界面AB上的折射角大于b光，可知a光的折射率较大，根据sinC=1/n可知，a光的临界角较小，则增大入射角i，AC界面出射时a光先消失，选项C正确，D错误；
故选C。
5. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号输入计算机，形成B超图像。血管探头发送的简谐超声波图像如图所示，时刻波恰好传到质点M，时刻恰好传到质点N。下列说法正确的是（ ）
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
B. 质点N开始振动的方向沿y轴负方向
C. 质点M的振动方程为
D. 时，质点M与质点N的位移大小相等、方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为
A错误；
B．在波的传播方向上，所有质点都在模仿波源，根据波动图像可知，质点M的起振方向为沿y轴正方向，所以质点N的起振方向也是沿y轴正方向，B错误；
C．根据时刻的波动图像可知，质点M的起振方向沿y轴正方向，图像可知，质点的振动振幅为
波长为
根据波长、波速和周期的关系，可知
质点M的振动方程为，C错误；
D．根据时刻的波动图像可知，质点M与质点N的平衡位置相差半个波长，所以两个质点的振动情况相差半个周期，两者的振动情况相反，因此在时，质点M与质点N的位移大小相等、方向相反，D正确。
故选D。
6. 甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图、所示，图中有一半圆玻璃砖，O是圆心，是法线，是足够长的光屏。甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点，折射角为。则下列说法正确的是（ ）
A. 乙光以入射时一定发生全反射
B. 甲光的频率比乙光的频率小
C. 甲光在玻璃砖中的临界角满足
D. 若绕点逆时针旋转玻璃砖，上一定能接收到甲光
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．对同一种介质，甲的折射率大，设全反射的临界角为，根据
可知甲的临界角小，乙的临界角大，当甲单色光以入射角由玻璃砖内部射向点发生折射时，乙光以入射时一定不会发生全反射，故A错误；
B．根据双缝干涉相邻亮条纹的间距公式
知甲的波长较小，乙的波长较大，所以甲的频率大，乙的频率小，故B错误；
C．对甲光有
可得
故C正确；
D．绕点逆时针旋转玻璃砖，随着的增大，甲光可能会发生全反射，所以上可能接收不到甲光，故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示，均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波源起振方向垂直水平面向上，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。T=0时刻，波峰恰好第一次传到了A点。A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列判断正确的是（ ）
A. t=2s时， B、F两处质点位于波谷B. s时， C、G两处质点位于波峰
C. t=8s时，D处质点位移方向竖直向上D. t=8s时，H处质点振动速度方向竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有
图乙为质点P的振动图像，则
根据波速计算公式有
最近的波谷传到B、F两处质点所需要的时间
A错误；
B．由图甲可知，最近的波谷传到C、G点时，波形移动的距离为
则需要的时间为
B正确；
C．在t=8s恰好是两倍周期，根据波的传播图形，D处质点位移方向竖直向下，C错误；
D．同C选项可得，H处质点振动速度方向竖直向下，D错误。
故选B。
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是（ ）
A. 图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B. 图乙中若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移动，条纹间距将变大
D. 若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据图像可知
由于a光的折射率较小，入射时折射角较大，根据可知临界角较大，第一次出射时入射时较大，而b光的折射率较大，则临界角较小，出射时入射角较小，故无法确定哪种光先发生全反射，A错误；
B．由于条纹间距
可知只减小屏到挡板的距离L，相邻亮条纹间距离将减小，B正确；
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移动，即增大空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距将会变小，C错误；
D．自然光通过M后变成偏振光，若N的偏振方向与M的偏振方向相同，光屏上光斑最亮；若N的偏振方向与M的偏振方向垂直，光屏上几乎没有亮斑，因此当M和N发生相对转动时，光屏上的光斑亮度会发生变化，D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t=2s时的波形图，图乙为x=2m处的质点P的振动图像，质点Q的平衡位置为x=3.5m。下列说法正确的是（ ）

A. 波的传播速度为1m/s
B. 波沿x轴负方向传播
C. t=3.5s时刻，质点Q经过平衡位置
D. t=2s时刻后经过2.5s，质点P通过的路程等于0.25m
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由甲图像可知波长为4m，由乙图像可知周期为4s，则波的传播速度为
故A正确；
B．由图像乙可知质点P在t=2s时的振动方向向上，根据“同侧法”由图像乙可知波沿x轴正方向传播，故B错误；
C．Q点平衡位置距P点平衡位置的距离为1.5m，所以Q点运动滞后P点时间为
因此Q点在t=3.5s时刻与P点在t=2s时刻位置一样，图中P点刚好经过平衡位置，故t=3.5s时刻质点Q也经过平衡位置，故C正确；
D．t=2s时刻后经过，质点P通过的路程为
故D错误。
故选AC。
10. 春、夏季节的晴天，我们有时可以观察到在太阳周围形成的光晕圈，如图甲所示。这种天文现象是由太阳光线在卷层云中的冰晶折射后，而产生的以太阳为中心的内红外紫的彩色光环，如图乙所示。为了理解光晕现象，我们将问题简化为二维，假设卷层云中的冰晶可以在二维上看成一个正六边形，如图丙所示，为一束太阳光经过冰晶后，形成的折射光线中的a、b两束光线的光路图。不考虑光的反射和其他侧面的光的折射。则以下说法中正确的是（ ）
A. 可能a光是紫光，b光是红光
B. a光在冰晶中的传播速度比b光在冰晶中的传播速度大
C. a、b光从冰晶中射出时，a光更容易发生全反射
D. 若，则冰晶对b光折射率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据丙图，由折射定律可知
红光折射率小于紫光折射率，则入射角相同，红光的折射角大于紫光的折射角，故a光是红光，b光是紫光，故A错误；
B．由
可知，红光折射率小于紫光折射率，则红光在介质中的速度大于紫光的，故a光在冰晶中的传播速度比b光在冰晶中的传播速度大，故B正确；
C．红光折射率小于紫光折射率，紫光容易发生全反射，故a、b光从冰晶中射出时，b光更容易发生全反射，故C错误；
D．若，则
由几何关系可知
则折射率为
故D正确。
故选BD。
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
11. “用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示。关于该实验，有下列步骤：
（1）测单摆周期时，为减小测量误差，应________。
A. 以平衡位置作为计时起点
B. 以最大位移处作为计时起点
C. 可以以任意位置作为计时起点
（2）测出摆线长L，小球直径d，及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________。（用L、d、n、t表示）
（3）如图所示，用游标卡尺测得小球的直径为______ mm。
（4）某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T与L的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度________。（填“能”或“不能”）
【答案】（1）A （2）
（3）20.3 （4）能
【解析】
【小问1详解】
测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，经过相等的距离所用时间较短，引起的时间误差较小，故A正确。
故选A。
【小问2详解】
单摆完成n次全振动所用的时间t，则周期为
根据单摆周期公式可得
联立可得重力加速度为
【小问3详解】
10分度游标卡尺的精确值为，由图可知小球的直径为
【小问4详解】
根据单摆周期公式可得
可得
所以作出图像，得到图像的斜率，则有
可得当地的重力加速度为
所以该同学能能求得当地的重力加速度。
12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中：
（1）下列说法正确的是______。
A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B．测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐
C．为减小测量误差，测出n条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹的距离
（2）测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图，其示数为______mm。
（3）测得相邻两条亮条纹间的距离Δx=2.6×10-3m，且已知双缝间距d为2.0×10-4m，双缝到毛玻璃屏的距离l为0.800m，由计算式λ=______，求得所测光的波长为______m。
【答案】 ①. B ②. 1.970 ③. ④. 6.5×10-7
【解析】
【详解】（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放单缝和双缝，故A错误；
B．测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐，故B正确；
C．为减小测量误差，测出n条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹的距离为
故C错误。
故选B。
（2）[2]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度读数之和，故手轮上的示数为
（3）[3][4]根据公式
可得
代入数据解得
四、计算题（本大题共3小题，共42分）
13. 如图（a）所示为在某介质中传播的一列简谐横波在t＝0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。求：
（1）波的传播方向
（2）在0.20~0.30s时间内，该波传播的距离；
（3）质点Q做简谐运动的表达式。
【答案】（1）沿x轴正向传播；（2）4m；（3）y＝0.10sin10πt（m）
【解析】
【详解】（1）由Q点的振动图像可知，t＝0.20s时质点Q向y轴正方向振动，由题图（a）、（b）可知，波沿x轴正向传播；
（2）由题图（a）、（b）可知，波长λ＝8.0m，波周期为T＝0.20s，波速为
v＝＝m/s＝40 m/s
故在0.20~0.30s时间内，该波沿x轴正方向传播的距离为
x＝vΔt＝40×0.1m＝4m
（3）质点Q做简谐运动的表达式为
y＝Asin（t）＝0.10sin（t）（m）＝0.10sin10πt（m）
14. 如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角θ＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。
(1)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；
(2)求该棱镜的折射率n；
(3)求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×108m/s)。
【答案】(1)光路图如图所示
(2)；(3)×108m/s
【解析】
【详解】(1)光路图如图所示
(2)光线在BC面上恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则
在AB界面上发生折射，折射角
由折射定律
由以上几式解得
(3)光线在该棱镜中传播的速度大小
15. 如图甲所示，在波传播方向上有A、B、C三点，其中AB=BC=10m，t=0时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。
（1）该波的波速可能为多少？
（2）假设振源位于C点。起振方向向上，且3λ＜AC＜4λ（λ为波长），那么从振源起振开始计时，经过多长时间B处质点第二次到达波峰?
【答案】（1）（n=0，1，）或（n=0，1，）；（2）25s
【解析】
【详解】（1）由图乙、丙可得
当波向右传播时
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
此种情况下，波速为
（n=0，1，2，3…）
当波向左传播时
（n=0，1，2，3…）
解得
（n=0，1，2，3…）
此种情况下，波速为
（n=0，1，2，3…）
综上所述，波速可能为（n=0，1，2，3…）或（n=0，1，2，3…）；
（2）由题意可得，波向左传播，又因为，所以
取，此时
设波从波源传播到B点所用时间为，则
B点起振后到第二次到达波峰所用时间为，则
从振源起振开始计时，B处质点第二次到达波峰所用时间为