2023菏泽一中高二上学期12月月考物理试题含解析

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班级 ________ 姓名____________
一、单选题（每题只有一个选项正确，每题3分，共24分）
1. 下列说法不符合物理学史的是（ ）
A. 法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“ 电场”“磁场”的概念
B. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了麦克斯韦的预言
C. 通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，爱因斯坦受此启发，提出了分子电流假说
D. 奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克提出了能量子的概念ε＝hν
【答案】C
【解析】
【详解】A．法拉第发现了电磁感应现象，并提出了“ 电场”“磁场”的概念，故A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C．通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似，安培受此启发，提出了分子电流假说，故C错误；
D．奥斯特发现了电流的磁效应，普朗克基于黑体辐射实验提出了能量子的概念ε＝hν，故D正确。
故选C。
2. 关于四幅图所涉及物理知识的论述中，正确的是（ ）

A. 甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的干涉现象引起的
B. 乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，则由图像测简谐运动的周期较大
C. 丙图中，检查样品的平整度，正常情况条纹是平行的
D. 丁图中，由图可知当驱动力的频率f越大，振幅越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图中，沙漠中的“蜃景”现象是光的全反射现象引起的，A错误；
B．乙图中，演示简谐运动的图像实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导致图像的横坐标变大，可对应的时间仍不变，不会影响单摆的固有振动周期，简谐运动的周期与单摆的固有周期相同，所以则由图像测得简谐运动的周期不变。B错误；
C．丙图中，检查样品的平整度，正常情况条纹是平行的，C正确；
D．当驱动力的频率f跟固有频率f0相同时，出现共振现象。当驱动力的频率f跟固有频率f0相差越大，振幅越小，D错误。
故选C。
3. 一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在t从0到2 s时间内，弹簧振子做加速运动
B. 在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大
C. 在t1＝3 s和t2＝5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反
D. 在t2＝5 s和t3＝7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．在t从0到2 s时间内，弹簧振子所受的回复力增大，说明位移在增大，振子做减速运动，故A错误；
B． t＝2 s时刻弹簧振子所受的回复力最大，振子的速度为零，则回复力做功的功率为零，故B错误；
C．从图中可以看出，在t1＝3 s和t2＝5 s时，振子所受的回复力大小相等，可知振子的速度大小相等，方向相同，故C错误；
D．在t2＝5 s和t3＝7 s时，回复力大小相等，方向相同，则有弹簧振子的位移大小相等，方向相同，故D正确。
故选D。
4. 如图，在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波，波已经传到Q点右侧，波速为1m/s，振幅5cm，频率为2.5Hz，在t=0时刻，P点位于其平衡位置下方最大位移处，则距P点为0.2m的Q点（ ）
A. 在0.1s时的速度最大
B. 在0.1s时的速度向上
C. 在0.1s时的位移是5cm
D. 在0到0.1s时间内经过的路程是10cm
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．周期为
波长为
λ=vT=0.4m
PQ相隔为，波向右传播，当P位于其平衡位置下方最大位移处时，Q点处于其平衡位置上方最大位移处，则再过0.1s（即），Q点回到平衡位置，速度达到最大，方向向下，加速度为零，位移为0，A正确，BC错误；
D．Q在0到0.1s时间内的路程为5cm，D错误。
故选A。
5. 四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形abcd的四个顶点处，导线中通有方向如图所示的电流，若每根通电导线在正方形中点处产生的磁感应强度大小均为B，则正方形中点处实际磁感应强度的大小为（ ）
A. 0B. 2BC. BD. B
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由右手螺旋定则可知，a、c导线在中点处的场强均指向右下方，场强均为B，b、d导线在中点处的场强均指向左下方，场强均为B，故中点处的场强为
C正确。
故选C。
6. 如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸．当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中的y1、y2、x0、2x0、3x0为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为y1和y2的两个点．若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则
A. 该弹簧振子的振动周期为x0/v
B. 该弹簧振子的振幅为y1- y2
C. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零
D. 在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块做功为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．该弹簧振子的振动周期为，选项A错误；
B．该弹簧振子的振幅为，选项B错误；
C．因在PQ两点振子的速度为零，则动量为零，则在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块动量的变化为零，根据动量定理可知，物块所受合力的冲量为零，选项C正确；
D．根据动能定理，在记录笔留下PQ段印迹的过程中，合力对物块做功为零，而合力功等于弹力功与重力功之和，重力功不为零，则弹力对物块做功不为零，选项D错误．
7. 彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（ ）
A. 水滴对a光的折射率小于对b光的折射率
B. a光在水滴中的传播速度大于b光在水滴中的传播速度
C. 用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距
D. a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，a、b光第一次进入水滴发生折射时，a光的折射角较小，即
再根据折射率公式
可得
A错误；
B．根据折射率与光在介质中传播速度的关系
可得
B错误；
C．双缝干涉相邻亮条纹间距公式
因为
则可得（把a光看成紫光，b光看成红光）
即a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，C正确；
D．a、b光在水滴中传播的速度减小，光的频率不变，由

则波长都比各自在真空中传播的波长要短，D错误。
故选C。
8. 在“测定玻璃砖的折射率”的实验中，某同学在画玻璃砖下界面bb′时，上界面与aa′直线离开了一段距离，但aa′与bb′仍然平行，如图所示．如果其他操作不变，他测得玻璃砖的折射率比真实值将：（ ）
A. 偏大B. 偏小
C. 仍然准确D. 以上均有可能
【答案】B
【解析】
【详解】光路如图所示：
实线是实际光线，虚线是该同学所作的光线，可见，该同学利用插针法确定入射光线、折射光线后，按虚线光路测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实的折射角偏大，根据折射定律，可知，测得的折射率偏小，故B正确，ACD错误．
二、多选题（每题4分，共16分。每个题目有多个选项正确，少选得2分，错选不得分）
9. 下列关于机械波的说法，正确的是（ ）
A. 两列波叠加就一定会出现稳定的干涉图样
B. 在干涉图样中，振动加强区域的质点的位移不可以为零
C. 只有障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小得多，波才能发生明显衍射
D. 当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
【答案】CD
【解析】
【详解】A．两列相干波叠加后才会出现稳定的干涉图样，故A错误；
B．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移不是始终保持最大，但振动方向却是相同，所以也可能为零，故B错误；
C．只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显衍射现象，故C正确；
D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示为在同一绳上相向传播的甲、乙两列简谐横波某时刻的波形图，其中a、b是甲波上的两个点。下列说法正确的是（ ）
A. 这两列波相遇时不能发生干涉现象
B. 甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大
C. 质点a比质点b先回到平衡位置
D. 若v甲＝20 m/s，再经t＝0.15 s，位于原点的质点位移是10 cm
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．波速是由介质决定的，可知两列波的波速相等，根据相邻波峰或波谷间的距离等于波长，由图知，甲波的波长与乙波的大，由波速公式
v=λf
可知，两波的频率不等，不能发生干涉现象，故A正确，B错误；
C．甲波向右传播，由上下坡法可知，此时质点a正向上运动，质点b正向下运动，所以质点a比质点b后回到平衡位置．故C错误；
D．若v甲=20m/s，则v乙=20m/s，则再经t=015s，则两列波分别传播
此时由甲波在坐标原点处的质点引起的位移为10cm，乙波在坐标原点处的质点引起的位移为0，则此时位于原点的质点位移是10cm，选项D正确。
故选AD。
11. 如图所示，S为位于泳池底部的一点光源，当泳池注入部分水时，从泳池上方观察发现，被光源照亮的水面为一直径等于d的圆形区域，若想让被照亮区域的面积增大，则可采取的方法是（ ）
A. 继续向泳池注水，增加水深
B. 放出部分池水，减小水深
C. 将水换成折射率比水大的某种液体
D. 将水换成折射率比水小的某种液体
【答案】AD
【解析】
【详解】A．设临界角为，为水的深度，液面上形成的光斑边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角，根据几何关系知
继续向泳池注水，增加水深，临界角不变，被光源照亮的水面的直径增大，被照亮区域的面积增大，故A正确；
B．放出部分池水，减小水深，临界角不变，根据可知，被光源照亮的水面的直径减小，被照亮区域的面积减小，故B错误；
CD．根据可得
将水换成折射率比水大的某种液体，临界角减小，根据可知，被光源照亮的水面的直径减小，被照亮区域的面积减小；将水换成折射率比水小的某种液体，临界角增大，根据可知，被光源照亮的水面的直径增大，被照亮区域的面积增大，故C错误，D正确；
故选AD。
12. 如图甲所示，一简谐横波沿x轴传播，其波源位于坐标原点，t=0时刻，波源开始振动，振动图像如图乙所示。当t=0.25s时，该波传播到的质点Q处。质点P位于x=15m处，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波长为4m
B. t=2.5s时P点第一次到达波谷
C. P点第一次到达波谷时，Q运动的时间为2.25s
D. P点第一次到达波谷时，Q通过的路程为0.8m
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由乙图知振动（波动）周期T=0.50s，波经过0.25s=，传播到的质点，波在介质中匀速运动，所以经过一个T，将传播到处质点，所以波长为4m，故A正确；
B．波速为，波传播到P点经过，由于振源起振方向是向上的，所以时P点开始向上振动，再经过第一次到达波谷，即P第一次到达波谷所用时间为，故B错误；
C．由B中分析可知，P点第一次到达波谷时是时刻，波传播到Q用时，所以在时间内，Q已运动了，故C错误；
D．在时间内，Q已运动了，所以通过的路程为16A=16×5cm=0.8m，故D正确。
故选AD
三、实验题（共12分）
13. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
①为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是___________；
A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的角度
②该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图乙所示，读出小球直径为d=________cm；
③该同学用米尺测出悬线的长度为L，让小球在竖直平面内摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数为1、2、3……。当数到40时，停止计时，测得时间为t。改变悬线长度，多次测量，利用计算机作了t2-L图线如图丙所示。根据图丙可以得出当地的重力加速度g=___________m/s2（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. BC ②. 0.810 ③. 9.80
【解析】
【分析】
【详解】①[1]A．为减小空气阻力对实验的影响，减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径较小的摆球，故A错误；
B．为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长细线，故B正确；
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；
D．单摆最大摆角应小于5°，摆长一定的情况下，摆的振幅尽量小些，故D错误。
故选BC。
②[2]由图示游标卡尺可知，其精确度为0.05mm，所以小球直径为
d=8mm+2×0.05mm=8.10mm=0.810cm
③[3]摆线长度与摆球半径之和为单摆摆长，其周期为
由单摆周期公式可得
解得
t2-L图线的斜率
解得重力加速度为
14. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中(a)、(b)所示给出，则：
(1)相邻两条纹间距Δx＝__________mm；
(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；
(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)
【答案】 ①. 0.75 ②. ③. ④. 变小
【解析】
【详解】(1)[1]．A位置游标卡尺的读数为：11mm+0.1×3mm=11.3mm；
B位置游标卡尺的读数为：15mm+0.1×8mm=15.8mm；
相邻亮条纹的间距为
．
(2)[2]．根据知，波长的表达式
[3]．解得波长为
(3)[4]．根据知，频率变高，波长变小，则干涉条纹的间距变小．
四、计算题（共48分，写出必要的文字说明和解题步骤，只写结果不得分）
15. 如图所示，某复合光经过半圆形玻璃砖后分成a、b两束光，其中光束a与法线的夹角为60°，光束b与法线的夹角为45°，已知光在真空中的速度c=3.0×108m/s，则：
（1）a光在玻璃中的传播速度是多少？
（2）入射光绕O点逆时针至少再旋转多大角度就无折射光？
【答案】（1）（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，根据折射定律可得
可得
所以a光在玻璃中传播速度
（2）由图可知b光的折射率为
可得
根据
可知b光的折射率小，则临界角大，故当b光发生全反射时，折射光线全消失，设此时入射光绕O点逆时针旋转角，则有
解得
16. 如图所示，边长为L的正方体透明介质放在水平面上，在地面上离AB面距离为的P点有一个光源，向透明介质的左侧AB面射出一束光，当此光线与水平面夹角i=53°时，在AB面的折射光线刚好照射到C点，求该透明介质的折射率。（sin53°=0.8，cs53°=0.6）
【答案】
【解析】
【详解】根据题意画出光路图如图所示，设光在AB面的入射点为E，由题意可知入射角
i=53
根据几何关系可知
故
设折射角为r，根据几何关系有
因此折射率
解得
17. 如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=l.0m和x2=4.0m的两质点．图(b)为质点Q的振动图像，求：
(1)波的传播速度和t2的大小；
(2)质点P的位移随时间变化的关系式．
【答案】（1）40m/s； （n=0、1、2、3……）（2）
【解析】
【详解】（1）由图可知波长：λ=8m，质点振动的周期：T=0.2s
传播速度
结合图像可知，横波沿x正向传播，
故t1=0和时刻： 解得 （n=0、1、2、3……）
（2）质点P做简谐振动位移表达式：
由图可知，时cm且向-y方向运动，
解得
18. 如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h．物块B质量是小球的5倍，至于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ．现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为．小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t．
【答案】 t=
【解析】
【详解】试题分析：设小球的质量为，运动到最低点与物块B碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律得：解得：，设碰撞后小球反弹的速度大小为，由机械能守恒定律得：解得：．
设碰撞后物块B的速度大小为，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律得：
解得：，对物块B，由动量定理得：，解得：；
考点：动量守恒定律、机械能守恒定律
【名师点睛】本题考查了求物体的速度、物块B的滑行时间，分析清楚物体的运动过程，应用机械能守恒定律、动量守恒定律、动量定理即可正确解题．