河南省部分学校2024-2025学年高二下学期下4月质量检测物理试卷（解析版）

这是一份河南省部分学校2024-2025学年高二下学期下4月质量检测物理试卷（解析版），共14页。试卷主要包含了本卷主要考查内容等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容：选择性必修第一册第二~四章。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 利用单缝衍射实验装置可以观察金属的热胀冷缩现象。如图所示，挡光片a固定，挡光片b放置在一金属棒上端，让绿色激光通过a、b间的平直狭缝后在光屏上形成衍射图样。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A. 激光通过狭缝后在光屏上可以形成明暗相间的等距条纹
B. 其他实验条件不变，使用红色激光，中央亮条纹宽度变大
C. 其他实验条件不变，对金属棒加温，中央亮条纹宽度变小
D. 其他实验条件不变，对金属棒降温，中央亮条纹宽度变大
【答案】B
【解析】A．激光通过狭缝后在光屏上得到的是中间宽、两侧窄的明暗相间的条纹，故A错误；
B．其他实验条件不变，使用红色激光，则激光的波长更大，衍射现象更明显，中央亮条纹宽度变大，故B正确；
C．其他实验条件不变，对金属棒加温，则单缝宽度变小，中央亮条纹宽度变大，故C错误；
D．其他实验条件不变，对金属棒降温，则单缝宽度变大，中央亮条纹宽度变小，故D错误。
故选B。
2. 水平均匀弹性轻绳右端固定，左端a与波源相连，绳上a、b间距是b、c间距的2倍。波源振动一段时间后的波形如图所示（d为ab的中点），下列说法正确的是（ ）
A. 波的传播速度减小
B. 波源的振动频率减小
C. 当波刚传播到c点时，c点将向下运动
D. 当波刚传播到c点时，b点将向下运动
【答案】D
【解析】AB．波速由介质决定，故波速不变，波长减小，根据可得周期减小，频率增大，故AB错误；
CD．介质中各质点起振的方向与振源起振方向相同。由图知，b向上振动，则振源起振方向向上，当波传播到c点时，c点将向上运动，由于b、c间距为半波长，所以b点将向下运动，故C错误，D正确。
故选D。
3. 用平行单色光竖直向下照射一形状如图所示的透明薄膜，形成的干涉图样可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】薄膜干涉是光照射到薄膜上时，薄膜上下表面反射的两列光相叠加，发生干涉现象，由图可知，从左到右薄膜厚度变化越来越小，相邻亮条纹或暗条纹间的薄膜厚度差相等，可知相邻亮条纹或暗条纹间的距离变大，干涉条纹越来越宽。
故选A。
4. 如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则a、b两束光相比（ ）
A. 该透明材料对这两种光折射率
B. 从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大
C. 通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a照射时相邻亮纹间距小
D. 在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度
【答案】C
【解析】A．根据折射定律
可知，该透明材料对这两种光的折射率
故A错误；
B．根据临界角与折射率的关系
可知，b光的临界角较大，故B错误；
C．根据前面分析可知a光频率比b光的频率大，所以a光波长比b光波长小，根据
可知通过同一装置发生双缝干涉，用单色光a照射时相邻亮纹间距小，故C正确；
D．根据
可知在该透明材料中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故D错误。
故选C。
5. 坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻第一次出现如图甲所示的波形图（未画全），M是这列简谐横波上的质点，波源的振动图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为2.0m/s
B. 从时刻，再过2s时质点M距离平衡位置最远，其加速度最大，方向沿y轴正方向
C. 时刻，该波恰好传播至x＝12m处
D.
【答案】D
【解析】A．由甲图可知，该简谐波的波长为8m，质点振动的周期为T＝8s，故波速为
故A错误；
B．因该简谐波沿x轴正方向传播，故质点M向y轴正方向运动，经2s后，即四分之一个周期后，到达波峰位置，加速度最大，方向沿y轴负方向，故B错误；
C．图乙可知波源起振方向沿y轴负方向，所以时刻波传到的质点也应是正从平衡位置沿y轴负方向振动，补全图甲波形可知，该波恰好传播至x＝16m处，故C错误；
D．结合以上分析，可知，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道固定在水平桌面上，小球甲从弧面上的A点由静止释放，在弧面上A、B之间来回运动，已知远小于轨道半径，甲从A点释放的同时从轨道的最低点C以某初速度竖直上抛小球乙，一段时间后小球乙第一次下落至C点恰好与甲球相碰，已知重力加速度为g，不计空气阻力，两小球均可视为质点。则可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】小球乙上抛再落回C点的时间为
小球甲做简谐运动的周期
有，其中n＝0，1，2…
解得
当n=2时
故选C。
7. 鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩信息的工具。鱼漂静止时，鱼漂上O点刚好与水平面对齐，如图甲所示，由于受到微小扰动，鱼漂上下振动（可以看成简谐运动）。鱼漂到最低点时，P点与水平面对齐；鱼漂到最高点时，Q点与水平面对齐。P、Q间的距离为4cm，其振动的加速度随时间变化的图像如图乙所示，以向上为正方向，则下列说法错误的是（ ）
A. t＝0.2s时刻，鱼漂上P点与水平面对齐
B. t＝0.8s时刻，鱼漂上O点与水平面对齐且鱼漂正向上运动
C. 鱼漂在任意0.4s内运动的路程一定是4cm
D. 鱼漂的振动方程为y＝2sin（2.5πt）cm
【答案】A
【解析】A．t＝0.2s时刻，鱼漂的加速度最大且向下，因此鱼漂上Q点与水平面对齐，A错误；
B．t＝0.8s时刻，鱼漂上O点与水平面对齐，这时加速度开始沿负方向增大，鱼漂正向上运动，B正确；
C．鱼漂振动的周期为0.8s，因此鱼漂0.4s运动的路程一定是2倍振幅，即为4cm，C正确；
D．t＝0时刻，鱼漂由平衡位置向上运动，其振动方程为
D正确。
此题选择不正确的，故选A。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某同学研究液晶显示屏的结构时发现，显示屏的表面有一层偏光膜，如果将其撕下，显示屏就不能正常显示画面，如图所示。下列选项中的原理与上述原理相同的是（ ）
A. 照相机镜头前加滤光片后拍摄玻璃橱窗内物品更清晰
B. 观看立体电影时必须戴特制眼镜
C. 在显微镜镜头表面镀一层增透膜，以增加光的透射
D. 用光导纤维传输信号
【答案】AB
【解析】AB．液晶显示屏发出的光为偏振光，偏光膜的作用是减少光线的散射和折射，为光的偏振原理；照相机镜头前加滤光片后拍摄玻璃橱窗内物品更清晰与观看立体电影时必须戴特制眼镜均为光的偏振原理，故AB正确，
CD．增透膜为光的干涉，光导纤维为光的全反射，故CD错误。
故选AB。
9. 如图甲所示，公园里的装饰灯在晚上通电后会发出非常漂亮的光。该装饰灯可简化为图乙所示棱长为L（足够长）的立方体模型，该装饰灯的透明材料对绿光折射率n＝1.5，立方体的中心有一个发绿光的点光源O，不考虑光的反射，真空中光速为c，则（ ）
A. 立方体某一面有光射出部分的图形是圆形
B. 光线从透明材料射出的最长时间为
C. 从外面看透明材料被照亮的总面积为
D. 若点光源发出的光由绿光变为红光，表面有光射出的区域面积将增大
【答案】ABD
【解析】A．当从O点射出的光线射到侧面上的入射角等于临界角时发生全反射，可知立方体某一面有光射出部分的图形是圆形，故A正确；
B．考虑射到侧面上一条发生全反射的光线，临界角
则，，
联立解得
故B正确；
C．每一侧面被照亮的半径
面积为
从外面看透明材料被照亮的总面积为
故C错误；
D．若点光源发出的光由绿光变为红光，因绿光折射率大于红光，可知绿光临界角小于红光，根据，表面有光射出的区域半径增大，即面积将增大，故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，某均匀介质由A、B、C三点构成一个边长为4m的正三角形，O为三角形的中心。D为AB边的中点，E为AB边上的点，且AE＝1.5m，在A、B、C三点各有一个波源，振动方向垂直纸面且振动方程均为y＝Asin2πt，波在介质中传播的速度为1m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 三列波的波长均为1mB. O点的振幅为A
C. E点为加强点D. D点的振幅是3A
【答案】AC
【解析】A．由振动方程可知波的周期为
则波长为λ＝vT＝1m
A正确；
B．O点到三个波源的距离都相等，则O点为振动加强点，振幅为3A，B错误；
C．根据余弦定理有
解得CE＝3.5m
因E点到AB的距离之差等于一个波长，则根据波的叠加可知A、B两处的波源先在E点振动加强，B处波源传到E点后再过一个周期后C处波源也在E点振动加强，故E点为振动加强点，C正确；
D．根据几何关系可知，A、B两处的波源先在D点振动加强，但C处波源振动传到D点后振动不再加强，则D点并非振动加强点，振幅不等于3A，D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学要用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
（1）图甲中虚线框位置的组件名称是__________，它的作用是获得___________光；
（2）做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为___________mm；
（3）该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是17.332mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m（保留两位有效数字）；
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_________（填“变大”“变小”或“不变”）.
【答案】（1）滤光片 单色 （2）2.331##2.332##2.333##2.334 （3）6.0×10-7 （4）变大
【解析】（1）[1][2]图甲中虚线框位置组件名称是滤光片，它的作用是获得单色光；
（2）手轮上的刻度读数为2mm+0.01mm×33.2=2.332mm
（3）条纹间距
根据
可得
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光的波长换成较大的做实验，根据
则光屏上相邻两亮条纹的中心间距变大。
12. 某小组同学用如图甲所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力），实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动，系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图乙所示，在运动轨迹上选取适当区域后，点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能，并绘出对应的图线，如图丙所示。（当地的重力加速度）
（1）此单摆的周期为______s；（此结果保留三位有效数字）。
（2）此单摆的摆长约为______m（此结果保留两位有效数字）。
（3）发射器的质量为______kg（此结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）1.12 （2）0.32 （3）0.060
【解析】（1）从平衡位置出发，一个周期内，两次通过平衡位置，由图丙可知，此单摆周期为
（2）根据
此单摆的摆长
（3）在丙图取0.3s时刻可得
则
13. 坦克行军时，坦克内的士兵需要通过圆形玻璃窗观测外部环境。如图所示，玻璃窗的直径L＝10cm，厚度，该玻璃的折射率，光在真空中传播的速度为，求：
（1）光在玻璃中的传播速度；
（2）若坦克内士兵眼睛紧贴玻璃窗的中心处，通过玻璃能看到外部环境的最大张角为多少？
【答案】（1） （2）120°
【解析】（1）光在玻璃中传播速度
（2）根据题意作出光路图
根据几何关系可得
解得最大入射角为α＝30°
设折射角为β，由折射定律有
解得β＝60°
故最大张角为2β＝120°。
14. 一列简谐横波沿x轴传播，a、b分别为x轴上平衡位置为和处的质点，振动图像分别如图甲、乙所示，求：
（1）这列波的波长；
（2）这列波的波速。
【答案】（1）当波沿x轴正方向传播时，；当波沿x轴负方向传播时，
（2）当波沿x轴正方向传播时，；当波沿x轴负方向传播时，
【解析】（1）由题图可知，质点a与质点b的距离为或
若质点a与质点b的距离为，即波沿x轴正方向传播，有
可得波长为
若质点a与质点b的距离为，即波沿x轴负方向传播有
可得波长为
（2）当波沿x轴正方向传播时有
当波沿x轴负方向传播时有
15. 如图所示，光滑水平地面上有滑块A、B，质量均为，一劲度系数k＝200N/m的轻弹簧右端固定于墙面上，左端与滑块B相连。现给滑块A水平向右的初速度，与静止的滑块B发生碰撞（碰撞时间很短）后粘在一起开始做简谐运动。两滑块均可视为质点，在运动过程中，弹簧的形变始终在弹性限度内，已知弹簧的形变量为x时，弹性势能。求：
（1）两滑块碰撞过程中损耗的机械能的大小；
（2）两滑块碰后运动半个周期的路程；
（3）滑块B从开始运动到运动到最左端所用的时间。（已知，T为简谐运动周期，k为劲度系数，m为振子质量）
【答案】（1）4J （2）0.4m （3）
【解析】（1）设滑块A与滑块B碰撞后速度为v，规定水平向右为正方向，由动量守恒得
解得v＝2m/s
由能量守恒定律可得两滑块碰撞过程中损耗的机械能为
解得
（2）A、B滑块一起做简谐运动，碰撞位置为平衡位置。A、B滑块碰后一起向右运动，设弹簧的最大形变量为x，由能量守恒得
解得x＝0.2m
简谐运动的振幅为A＝0.2m
半个周期的路程s＝2A＝0.4m
（3）简谐运动的周期为
滑块B运动到最左端的位移为
由振动方程有
可得
解得