2022-2023学年甘肃省金昌市永昌县第一高级中学高二下学期第一次月考物理试题 （解析版）

永昌县第一高级中学2022-2023-2月考试卷

高二物理

一、选择题（1至7题为单项选择题每小题5分，8至10题为多项选择题每小题6分，共53分）

1. 某弹簧振子的振动图像如图所示，将小球从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，则（　　）

A. 一次全振动小球的路程为16cm B. 振动的周期为0.2s

C. 0.1s小球的速度为零 D. 0.2s小球的加速度为零

【答案】A

【解析】

【详解】A．由图可知，振幅为4cm，则一次全振动的路程为

A正确；

B．由图可知，振动周期为0.4s，B错误；

C．0.1s小球处在平衡位置，速度最大，C错误；

D．0.2s小球处在最大位移处，加速度最大，D错误。

故选A。

2. 有一弹簧振子做简谐运动，则（　　）

A. 加速度最大时，速度最大

B. 速度最大时，位移最大

C. 位移最大时，回复力最大

D. 回复力最大时，加速度不一定最大

【答案】C

【解析】

【详解】C．根据回复力公式可知，位移最大时，回复力最大，故C正确；

D．根据牛顿第二定律可得，回复力最大，加速度最大，故D错误；

AB．加速度最大时，位移最大，速度最小，故AB错误；

故选C。

3. 为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为，一辆固有频率为的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（　　）

A. 当汽车以的速度行驶时，其振动频率为

B. 当汽车以的速度行驶时颠簸最弱

C. 当汽车以的速度行驶时颠簸最厉害

D. 汽车速度从减速到通过减速带的过程中，颠簸会越来越厉害

【答案】D

【解析】

【详解】A．当汽车以的速度行驶时，减速带产生的驱动力的周期和频率为

，

此时汽车做受迫振动，其振动频率为驱动力的频率，即，A错误；

BC．当减速带产生驱动力的频率等于汽车的固有频率时，振幅最大颠簸最厉害，此时速度为

BC错误；

D．根据前面分析，汽车速度从减速到通过减速带的过程中，减速带产生的驱动力的频率越来越接近汽车的固有频率，所以颠簸会越来越厉害，D正确。

故选D。

4. 图所示，光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，忽略弹簧质量。小球以点为平衡位置，在A、两点之间做往复运动，它所受的回复力随时间变化的图像如图，则在的时间内，振子的动能，和势能的变化情况是（　　）

A. 变小，变大 B. 变大，变小

C. ，均不变 D. ，均变大

【答案】B

【解析】

【详解】在的时间内，振子的回复力减小，振子向平衡位置运动，则速度增加，动能变大，势能变小。

故选B。

5. 1801年，英国物理学家托马斯·杨完成了著名的双缝干涉实验。如图所示为双缝干涉实验的原理图，单缝S0、屏上的P0点均位于双缝S1和S2的中垂线上。在双缝与屏之间充满折射率为n的均匀介质，屏上P点是P0点上方的第4条暗条纹的中心，P点到P0点的距离为x。已知入射光在真空中的波长为λ，双缝与屏之间的距离为L，则双缝S1和S2的距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】P点为第4条暗条纹的中心，设相邻暗条纹间距为，有

光在介质中的波长为，波速为，光在真空中速度为，根据光射入介质中频率不变，有

，，

可得

根据公式

代入解得

故选A。

6. 很多公园的水池底部都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，下列光路图中可能存在的一种情况是

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【分析】光线射到水面时一定有反射．红光的折射率比蓝光小，临界角比蓝光大，根据折射定律可分析折射角的关系，即可进行选择．

【详解】光线射到水面时一定有反射，所以反射光中红光和蓝光都有，故B、D图不可能．

由于红光的折射率比蓝光小，由临界角公式可知，红光的临界角比蓝光大，所以在水面上若蓝光不发生全反射，则红光也一定不会发生全反射．故B图是不可能的，C可能．

当两种色光都能折射到空气中时，根据折射定律可知，红光与蓝光的折射率不同，由于红光的折射率比蓝光小，在入射角相等时，红光折射角小，故A不可能．

故选C．

【点睛】对于几何光学，要掌握不同色光的折射率、临界角等物理量之间的关系，这是考试的热点．

7. 在水波槽的衍射实验中，若打击水面的振子振动频率是5Hz，水波在水槽中的传播速度为0.05m/s，为观察到显著的衍射现象，小孔直径d应为（　　）

A. d＝100cm B. d＝5m C. d＞1m D. d＜1cm

【答案】D

【解析】

【详解】水波的频率与振子的频率一样，根据波速公式得

当小孔与障碍物的尺寸比波长小或差不多时，能发生明显的衍射现象。

故选D。

8. 如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点的振动情况下列说法中正确的是（    ）

A. b、c、d点均为振动加强的点

B. b、c、d点振动位移总为两列波的振幅和

C. a点的位移可能不等于零

D. 经四分之一周期后，b、c两点均到达平衡位置，但a、d点不在平衡位置

【答案】A

【解析】

【详解】A．d点和b、c点一样是振动加强点，A项正确；

BC．b、c、d的位移并不是始终处于最大值，a的位移始终等于零，B、C项错误；

D．由题图可知，a点为振动减弱的点，b、c、d点均为振动加强的点，经四分之一周期后，a、b、c三点均到达平衡位置，但d点不在平衡位置，D项错误。

故选A。

9. 静止在站台上火车鸣笛，站在远处的人听到了汽笛声。后来他又听到这列火车行驶时的汽笛声。他根据听到的汽笛声音判断火车行驶的方向。以下判断正确的是（    ）

A. 当听到的声音频率减小，则火车离他远去

B. 当听到的声音频率减小，则火车向着他驶来

C. 当听到的声音频率增大，则火车离他远去

D. 当听到的声音频率增大，则火车向着他驶来

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．当听到的声音频率减小，根据多普勒效应可知，火车离他远去，故A正确，B错误；

CD．当听到的声音频率增大，根据多普勒效应可知，火车向着他驶来，故C错误，D正确。

故选AD。

10. 在机械波形成的过程中，以下说法正确的是（  ）

A. 媒质中的质点也沿波的方向传播

B. 媒质中的质点并没有传播，只是在平衡位置附近往复运动

C. 机械波是传播能量的一种方式

D. 机械波传播的是机械振动的形式

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．在机械波的传播过程中，媒质中的质点只在平衡位置来回振动，不随着波迁移，故A错误，B正确；

CD．机械波是机械振动在介质中传播过程，它是传递能量的一种方式，同时波动过程也是传播的振动这种形式，故CD正确。

故选BCD。

二、实验题（每空2分，共16分）

11. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出、两亮纹间的距离________。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两亮条纹间的距离），则该激光的波长________。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会________填“变大”、“变小”或不变）。

【答案】    ①. 65.0    ②.     ③. 变小

【解析】

【详解】[1]刻度尺的最小刻度值为1mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。

[2]由图乙可知

由可得

[3]如果用紫色激光重新实验，由于紫色激光的波长较小，由可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小。

12. 在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，

（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为________；

A．20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台

B．100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台

C．100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台

D．100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台

（2）若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为________；

（3）为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最________（填“高”或“低”）点时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为________秒；

（4）实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是________；

A．测量摆长的时候，未加小球半径

B．停止计数时，未及时按下秒表

C．测出n次全振动时间为t，误作为（n + 1）次全振动时间进行计算

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了

【答案】    ①. B    ②.     ③. 低    ④.     ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1]为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为：100cm长的结实的细线、为减小振动过程中空气阻力的影响，可用小钢球，除此之外还用秒表、米尺、铁架台。

故选B。

（2）[2]若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为，单摆的摆角满足条件。

（3）[3][4]为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最低点的位置时开始计时，并计数为1；摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为

（4）[5]实验时某同学测得的g值偏大，根据

A．测量摆长的时候，未加小球半径测得的g会偏小，故A错误；

B．停止计数时，未及时按下秒表，计算周期偏大，测得g会偏小，故B错误；

C．测出n次全振动时间为t，误作为次全振动时间进行计算，则周期偏小，则g值偏大，故C正确；

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，则测得的周期偏大，则测得的g值偏小，故D错误。

故选C。

三、计算题（13题9分，14题11分，15题11分）

13. 如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B，C是摆球所能到达的最远位置，设向右为正方向，图乙是这个单摆的振动图像，根据图像回答：

（1）单摆振动的频率是多大？

（2）开始时摆球在何位置？

（3）若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？（计算结果保留两位有效数字）

【答案】（1）1.25Hz；（2）B位置；（3）0.16m

【解析】

【详解】（1）由乙图可知，单摆振动的周期，故其振动的频率为

（2）由乙图可知，开始时刻摆球位移为负向最大，以向右为正，故开始时刻摆球位于B位置。

（3）由单摆的周期公式

可得

14. 如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖ABC放置在水平面上，。一束频率为f的光沿平行于AB方向从AC边上P点射入玻璃砖，从BC边上的M点射出，且，光在空气中传播的速度为c。求：

（1）光射出玻璃砖的偏转角；

（2）光在玻璃砖中传播的波长。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）作出光路图如图所示

光射入玻璃砖的入射角为

由几何关系得

由光的折射定律可得，玻璃砖折射率为

解得

即光射出玻璃砖的偏转角为。

（2）由（1）可知，该玻璃砖的折射率为，光在玻璃砖中的传播速度为

光在玻璃砖中传播的波长为

15. 一列简谐横波沿x轴传播，时的波形图如图甲所示，图乙为介质中质点A的振动图像。

（1）求波的传播方向及波速；

（2）时，质点B处于平衡位置其坐标，求：质点B处于波峰位置的时刻。

【答案】（1）沿x轴正方向传播，；（2）

【解析】

【详解】（1）时，质点A由图乙振动图像可得，正经过平衡位置沿y轴正方向运动，结合图甲可得，波沿x轴正方向传播；

由图甲可知波长，由图乙可知周期为，波速为

（2）时，质点B离开平衡位置向下运动，到波峰位置所需时间为

所以质点B处于波峰位置的时刻