2025_2026学年山东省菏泽市鄄城县第一中学高二上学期1月月考物理试卷 [含解析]

这是一份2025_2026学年山东省菏泽市鄄城县第一中学高二上学期1月月考物理试卷 [含解析]，共41页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，劲度系数为的轻弹簧上端固定，下端连有质量为的小球，初始时刻弹簧处于原长状态，由静止释放小球，随后的过程中弹簧一直处于竖直状态且始终在弹性限度内。已知重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球振动的振幅为B. 小球振动的振幅为
C. 小球的最大加速度为D. 小球的最大加速度为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．振子平衡位置处，弹簧伸长量为
故小球振动的振幅为，故A正确，B错误；
CD．初始位置为小球的最大位移处，此时加速度最大，为，故CD错误。
故选A。
2. 如图所示为一列向x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形，此时质点a、b、c、d的位置如图中所示。若时刻质点a第一次具有正方向的最大速度，下列说法正确的是（ ）

A. 时刻质点b向下运动
B. 该波的波速大小为
C. 时刻质点b速度最大
D. 1.5s~1.6s内质点c和质点d运动方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．波向x轴正方向传播，根据同侧法可知时刻质点b向上运动，故A错误；
B．由于时刻质点a第一次具有正方向的最大速度，可得
解得
则波速为
故B错误；
C．由于
可知时刻质点b位于负的最大位处，其速度为零，故C错误；
D．1.5s~1.6s内时间间隔为0.1s，间隔等于四分之一个周期，结合上述可知1.5s~1.6s内质点c从平衡位置运动到负的最大位移处，质点d从正的最大位移处运动到平衡位置，它们均向下运动，故D正确。
故选D。
3. 均匀介质中的两个振源、的振动情况完全相同，产生波长均为12cm的简谐波，已知、之间的距离为1m，则两列波叠加后在、之间有几个振动加强的区域（ ）
A. 8B. 9C. 16D. 17
【答案】D
【解析】
【详解】设距离波源S1的距离为x的位置振动加强，则
（n=0、1、2、3……）
则当n分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8时，对应的x的值分别为：0.5m、0.44m、0.38m、0.32m、0.26m、0.20m、0.14m、0.08m和0.02m共9个加强点；由对称性可知在两波源连线的中点的S2一侧也有8个振动加强点，则共有17个振动加强点。
故选D。
4. 为了从坦克内部观察外部目标，在坦克壁上开了一个小孔。已知坦克壁厚，孔的左右两边距离12，孔内镶嵌一折射率为1.6的玻璃，其厚度与坦克壁厚相同，大小、形状与小孔一致。，，下列说法正确的是（ ）
A. 坦克内部人员可以看到外界角度的范围是
B. 坦克壁厚度不变，适当增加孔的左右宽度，可增大外界角度的观察范围
C. 孔的左右宽度不变，适当增加坦克壁的厚度，可增大外界角度的观察范围
D. 更换折射率更小的玻璃，可能看到外界角度的范围是
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图所示，从左侧位置观察时光路如图所示：
由几何关系可知
可知r=30°
根据
解得sinθ=0.8
则θ=53°
坦克内部人员可以看到外界角度的范围是，选项A错误；
B．坦克壁厚度不变，适当增加孔的左右宽度，可知r角变大，θ变大，即可增大外界角度的观察范围，选项B正确；
C．孔的左右宽度不变，适当增加坦克壁的厚度，可知r角变小，θ变小，可减小外界角度的观察范围，选项C错误；
D．更换折射率更小的玻璃，根据可知r角一定，则θ减小，即可能看到外界角度的范围减小，不可能是，选项D错误。
故选B。
5. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入一薄片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后，可观察到如图所示的干涉条纹，若将薄片向左移动，则（ ）
A. 条纹变密B. 条纹疏密不变C. 条纹变疏D. 条纹整体向右平移
【答案】A
【解析】
【详解】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为Δx=2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差Δx=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然将薄片向左移动后空气层的倾角变大，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变小，干涉条纹条纹变密。
故选A。
6. 如图所示，空气中有一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°，半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角射到OA上，OB不透光，若考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上没有光透出的部分的弧长为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据折射定律有
可得光进入玻璃后光线与竖直方向夹角为30°；过点的光线垂直入射到界面上的点射出，到之间没有光线射出，越接近A的光线入射角越大，全反射的可能性越大，根据临界角公式
可得临界角为
如果界面上临界角为，此光线在界面上的点入射，在三角形中可求得与水平方向夹角为，所以没有光线射出的圆弧对应圆心角为，所以没有光透出的部分弧长为。
故选B。
【点睛】
7. 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损伤视力，有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛伤害的眼镜。他选用的薄膜材料对紫外线的折射率为n，所要消除的紫外线的频率为f，那么他设计的这种“增反膜”的厚度至少是（设紫外线在真空中速度为c）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两表面的反射光的叠加后加强以加强光的反射，因此光程差应该是光的波长的整数倍，即
（m=1，2，3，…）
而
由波长、频率和波速的关系
v=λf
在膜中光的波长为
联立可得
所以当m=1时，膜的厚度最小，即
故选B。
8. 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，经两次反射后光线垂直于射出，且在、边只有a光射出，光路图如图所示，则a、b两束光（ ）
A. a光的频率比b光的频率大
B. b光比a光更容易发生明显的衍射现象
C. 在真空中，a光的传播速度比b光的大
D. 以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】在边和边都只有a光射出，说明b光发生了全反射，而a光没有发生全反射，说明b光的临界角较小，由临界角公式，可知b光的折射率较大。
A．a光的频率比b光的频率小，A错误；
B．根据可知，a光波长比b光的大，故a光的波长更接近障碍物的尺寸，所以b光比a光更难发生明显的衍射现象。B错误；
C．根据可知，在棱镜内，a光的传播速度比b光的传播速度大，真空中速度一样，C错误；
D．以相同的入射角从空气斜射入水中，根据折射定律，折射率越大，折射角越小，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
9. 图示为一列简谐波在t=0时刻的波形图，Q、P是波上的两质点。此刻，质点P沿y轴正方向运动，且t=3s时第一次运动到波谷位置。则下列判断正确的是（ ）
A. t=1s时，质点Q沿y轴正方向运动B. 该波的传播速度大小为1m/s
C. 8s内，质点Q通过的路程为1. 8mD. 质点P的振动方程为（m）
【答案】AB
【解析】
【详解】A．t=0时刻质点P沿y轴正方向振动，根据波动规律可知，波沿x轴负方向传播，t=3s时，质点P第一次运动到波谷位置，则，周期T=4s，t=1s时，质点Q沿y轴正方向运动，故A正确。
B．波长λ=4m，则波速为
故B正确。
C．8s内，即2个周期内，质点Q通过的路程为8A=1.6m，故C错误。
D．圆频率为
质点P的振动方程为
y=0.2sin0.5πt（m）
故D错误。
故选AB。
10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻波传播到处的M点，波形如图1所示；图2是处质点N的振动图像，Q是位于处的质点。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的传播速度是1m/s
B. 该简谐横波的起振方向为y轴正方向
C. 时质点Q首次到达波谷位置
D. 从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为50cm
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图1可知波长
由图2可知周期
所以这列波的传播速度是
故A正确；
B．由图1可知质点M的起振方向是y轴负方向，所以该简谐横波的起振方向为y轴负方向，故B错误；
C．波从M传播到Q的时间
时质点Q振动的时间
时质点Q首次到达波峰位置，故C错误；
D．从开始计时到波刚传到Q点用时
从开始计时到波刚传到Q点时，P点通过的路程为
故D正确。
故选AD。
11. 如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )
A. 减小S1与S2的间距
B. 减小双缝屏到光屏的距离
C. 将绿光换为红光
D. 将整个装置放在水中
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝间的距离，即d变小，则干涉条纹间距减大，故A正确；
B.根据双缝干涉条纹的间距公式知，减小双缝到屏的距离，即l减小，干涉条纹间距减小．故B错误；
C.根据双缝干涉条纹的间距公式知，将绿光换为红光，波长变长，则干涉条纹间距变大．故C正确；
D. 因，所以
则光进入水中的波长
光进入水中波长变短，根据双缝干涉条纹的间距公式知，波长变短，则干涉条纹间距变小．故D错误．
12. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料对红光的折射率n=2，AC为一半径为R的四分之一圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形。在D处有一红色点光源，在纸面内照射弧面AC，若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，已知光在真空中速度为c，则以下说法正确的是（ ）
A. 红光在该材料中传播的速度为
B. 点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
C. 照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出
D. 将点光源换成紫光，则AB边上有光射出的长度增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由可知，红光在该材料中的传播速度为，A正确；
B．由题意可知，沿DB方向到达AB面上的光在材料中的传播距离最大，时间最长，做出如图所示光路图，有几何关系可知光从光源到AC面的传播距离为R，材料中的传播距离为
在材料中的传播时间为
光在空气中传播的时间为
点光源发出的光射到AB面上的最长时间为
B错误；
C．根据
可知临界角为
C=30°
如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则，同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则，故
即照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边直接射出，选项C正确；
D．将点光源换成紫光，因紫光的折射率比红光的大，根据
知紫光的临界角比红光的小，所以AB边上刚好发生全反射的入射点将左移，AB边上有光射出的长度减小，D错误。
故选AC。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）
13. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和，为直线与的交点，在直线上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________。
A. 插上大头针，使仅挡住的像
B. 插上大头针，使挡住的像和的像
C. 插上大头针，使仅挡住
D. 插上大头针，使挡住和的像
（2）如图所示，该同学在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________准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（3）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，玻璃折射率，对实验中的一些具体问题，下列说法中错误的是________。
A. 为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
B. 如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖
C. 不论光以什么角度从射入，经一次折射后达到界面都能射出
D. 当光在界面的入射角的正切值，反射光线跟折射光线恰好垂直
【答案】（1）BD （2）小于 （3）B
【解析】
【小问1详解】
该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针，使挡住的像和的像；插上大头针，使挡住和的像；故选BD。
【小问2详解】
如图所示
这种做法使出射光线对应的入射角偏大，折射角不变，故折射率测量值小于真实值。
【小问3详解】
A．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，可以提高准确度，故A正确，不符题意；
B．在界面光的入射角大于临界角，也不会在玻璃砖的上表面发生全反射，一定进入玻璃砖，故B错误，符合题意；
C．根据光路可逆性原理可知，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，光线一定会从下表面射出，故C正确，不符题意；
D．设光在界面的入射角为时，反射光线跟折射光线恰好垂直，则有
解得，故D正确，不符题意。
故选B。
14. “张衡”实验小组用如图甲所示的装置做双缝干涉实验。
（1）安装实验装置时，单缝要放置在______（填“A”或“B”）处。
（2）实验时，目镜中能观察到的条纹数量过多，为减少目镜中能观察到的条纹数量，以下操作可行的是（ ）
A. 增大双缝到光屏的距离
B. 增大单缝到双缝的距离
C. 增大双缝间距离
D. 将红色滤光片更换为绿色滤光片
（3）某次实验时分划板中心刻线对准某条亮条纹中心，手轮的示数如图乙所示，则此时读数______mm。实验测得双缝到光屏的距离为L，双缝间的距离为d，n条亮条纹间的距离为x，则发生干涉的光的波长______（用给定的物理量符号表示）。
【答案】（1）A （2）A
（3） ①. 5.810 ②.
【解析】
【小问1详解】
单缝要放置在双缝与滤光片之间，因此单缝要放置在A处。
【小问2详解】
A．根据双缝干涉相邻亮条纹间距公式有
可知，增大双缝到光屏的距离时，相邻亮条纹间距增大，则目镜中能观察到的条纹数量减少，故A正确；
B．结合上述可知，相邻亮条纹间距与单缝到双缝的距离无关，则增大单缝到双缝的距离时，目镜中能观察到的条纹数量不变，故B错误；
C．结合上述可知，增大双缝间的距离时，相邻亮条纹间距减小，则目镜中能观察到的条纹数量增多，故C错误；
D．结合上述可知，将红色滤光片更换为绿色滤光片，波长变短，相邻亮条纹间距减小，则目镜中能观察到的条纹数量增多，故D错误。
故选A。
【小问3详解】
[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
[2]n条亮条纹间的距离为x，则有
根据
解得
四、解答题（本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要计算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，用力传感器测量细线拉力。现将摆球拉到A点，释放摆球，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。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻， g取10m/s2。
（1）求单摆的摆长；
（2）求摆球的质量。
【答案】（1）2.5m
（2）0.1kg
【解析】
【小问1详解】
由图可知，单摆的振动周期T=π
根据
解得摆长l＝2.5m
【小问2详解】
设拉力最大时为F2，摆球做圆周运动经过最低点时，则F2－mg＝
设拉力最小时为F1，摆球做圆周运动到达最高点，速度为0，则F1－mg csθ＝0
摆球从最低点到最高点的过程中机械能守恒
解得m＝0.1kg
16. 一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上A、B两质点的振动图像，且xAB=3 m。
（1）求这列波波长的可能值；
（2）若这列波从质点A向质点B传播，求波速的最大值。
【答案】（1）λ==m（n=0、1、2、3、…），λ== m（n=0、1、2、3、…）；（2） 3 m/s
【解析】
【详解】（1）在t=0时刻，质点A位于平衡位置且沿y轴负方向振动，质点B位于正向最大位移处
丙
①若波从质点A向质点B传播，则A、B间可能的波形如图丙所示
xAB=（n+）λ
解得
λ==m（n=0、1、2、3、…）
②若波从质点B向质点A传播，则A、B间可能的波形如图丁所示
丁
xAB=（n+）λ
解得
λ== m（n=0、1、2、3、…）
（2）由振动图像可知
T=4 s
若这列波从质点A向质点B传播，由（1）可知
波长
λ=m（其中n=0、1、2、3、…）
波速
v==m/s（n=0、1、2、3、…）
n=0时，波速最大，且最大值等于3 m/s。
17. 如图所示，一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，一束光从点恰能照到桶底边缘的点；当桶内油的深度为时，光线沿方向射入，恰好照到桶底上的点，、两点相距，真空中的光速为。求：
（1）油的折射率；
（2）到达点的光线在油中传播的时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据光路可逆性，光线如图所示
底面直径与桶高相等，所以图中折射角为，入射角为，则有
折射角
油的折射率
【小问2详解】
光在油中传播速度为
光在油中传播距离为
光在油中传播时间为
18. 图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）示意图，玻璃丝长为9×105km，折射率为，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s。
（1）为使光线能在玻璃丝内发生全反射，光线在端面AB上的入射角的正弦值应满足什么条件；
（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间。
【答案】（1）；（2）4s
【解析】
【详解】（1）设入射角为，折射角，光线到达上界面的入射角为，全反射临界角为C，由折射定律

由几何关系

即

当时发生全反射，又因为

联立得
代入折射率可得
（2）当折射光线发生全反射后，光在介质中传播的速度

在介质中传播的距离为
越小sin也越小， 最小等于临界角C时光在介质中传播最长的距离
所以最长时间