江苏省南京市第九中学2023-2024学年高二上学期10月月考物理试题

南京市第九中学阶段学情调研试卷

高二物理

2023.10

（命题人：丁忆梦 审核人：徐文晖>

注意事项：

1．本试卷包括单项选择题（第1题～第10题）、实验题（第11、12题）、解答题（第13题～第16题）四部分。本试卷满分为100分，考试时间为75分钟。

2．答卷前，考生务必将自己的姓名、学校、班级填在答题卡上指定的位置。

3．作答选择题时，选出每小题的答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。

4．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

一、单项选择题：本大题共10小题，每小4分，共40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。请把答案填涂在答题卡相应位置上.

1．庄子与惠子游于濠梁之上。庄子曰：“儵鱼出游从容，是鱼之乐也。”人在桥上观鱼（        ）

A．人能看到鱼，鱼不能看到人      B．人看到的鱼是经反射所成的像

C．鱼看到的人的位置比人的实际位置低    D．人看到的鱼的位置比鱼的实际位置高

2.下列图中器材对应的物理知识描述正确的是（        ）

甲   乙      丙       丁

A．甲图中，雷达测速应用了多普勒效应

B．乙图中，激光切割金属是利用激光平行度好的特点

C．丙图中，观看立体电影时配戴的特制眼锐利用了光的干涉原理

D．丁图中，光导纤维内窥镜应用了光的折射

3.如图所示，一束由红绿两种单色光组成的复色光射入半圆形透明介质，绿光的折射光线与底面平行。不考虑多次反射现象，红光从圆弧边射出的光线可能正确的是（        ）

A．①     B．②     C．③    D．④

4．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在其正下方的P点有一个钉子，现将小球拉开一定的角度后开始运动，小球在摆动过程中的偏角不超过5°。从某时刻开始计时，绳中的拉力大小F随时间t变化的关系如图乙所示，重力加速度g取10，忽略一切阻力。下列说法正确的是（        ）

甲      乙

A．小球位于B点      B．时小球位于C点

C．OA之间的距离为1.5m       D．OP之间的距为1.2m

5．两列横波在同种介质中相遇时某一时刻的情况如图所示，发生干涉现象，实线球波峰，虚线表示波谷，则（        ）

A．两列横波的波长一定相等      B．N点一定总是处于静止状态

C．N点到两波源的距离一定相等     D．四分之一个周期后M点的瞬时速度为0

6．简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播。若某时刻在波的传播方向上位于平衡位置的质点O、a之间只存在一个波峰，则从该时刻起，下列图中质点O最早到达波峰的是（        ）

A．      B．

C．       D．

7.以下四幅图都源自教材插图，下列说法正确的是（        ）

甲     乙      丙      丁

A．图甲为一定波长的光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样

B．图乙为双缝干涉示意图，双缝间距越大，则相邻亮条纹间距越大

C．图丙为光导纤维工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小

D．图丁为自然光照射两个竖直放置的偏振片，若只旋转其中一个偏振片，光屏上的亮度不变

8．如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和              的两质点。如图乙所示为质点Q的振动图像，则（        ）

甲        乙

A．波沿x轴负方向传播       B．波的传播速度为20m/s

C．时刻可能为0.35s       D．质点P的振动方程为

9.光的干涉现象在技术中有重要应用。一顶角极大的圆锥形玻璃体，倒立在表面平整的标准板上，其截面如图甲。单色光从上方垂直玻璃的上表面射向玻璃体，沿光的入射方向看到明暗相间的干涉条纹。下列说法正确的是（        ）

甲    乙

A．条纹是以顶点为圆心的同心圆，且中间疏、边缘密

B．产生干涉的两束光是来自玻璃体上表面和侧面的反射光

C．换用频率更大的光照射，条纹间距变大

D．若出现乙图所示条纹，则说明玻璃体侧面上有凸起

10．如图所示，图中阴影部分ABC为一折射率n＝2的透明材料做成的柱形光学元件的横截面，AC为一半径为R的四分之一圆弧，在圆弧面圆心D处有一点光源，ABCD构成正方形，若只考虑首次从AC直接射向AB、BC的光线，光在真空中的光速为c，则（        ）

A．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

B．点光源发出的光射到AB面上的最长时间为

C．从AB、BC面有光射出的区域总长度为

D．从AB、BC面有光射出的区域总长度为R

二、实验题（每空2分，共16分）

11．在测量玻璃折射率的实验中：

（1）小明同学在测某梯形玻璃砖的折射率，画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处：       

                                        .（写出一点即可）。

图甲

（2）小强同学在测量玻璃砖的折射率实验时，以通过入射光线（图片中未标出）的直线与玻璃砖的交点O为圆心，以某一适当长度R为半径画圆，与OA交于P，与OO＇的延长线交于Q，从P和Q分别作玻璃砖界面的法线NN＇的垂线，P＇和Q＇分别为垂足，如图乙所示，用刻度尺量得PP＇＝45mm，OO＇＝30mm，则玻璃砖的折射率n＝           。

图乙

（3）在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，小明、小强二位同学在纸上画出的界面aa＇、bb＇与玻璃砖位置的关系分别如图丙中①、②所示。其中小明同学用的是矩形玻璃砖，小强同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa＇、bb＇为界面画光路图。则小明同学测得的折射率与真实值相比           填（“偏大”、“偏小”或“不变”）；小强同学测得的折射率与真实值相比           （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

12.实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示，其中光源发出单色光。

甲

（1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为           。

（2）实验时，若观察到较模糊的干涉条纹，可以调节拨杆使单缝和双缝平行，从而使条纹变得清晰。要想增加从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向           （填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。

（3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹。此时手轮上的示数为2.320mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示，为

           mm。求得相邻亮纹的间距△x。已知双缝间距m，测得双缝到屏的距离L＝1.000m，求得所测单色光的波长为           m（结果保留2位有效数字）

乙

三、解答题（第13题12分、第14题10分、第15题12分、第16题10分，共44分）

13.（12分）

如图所示，实线是简谐横波在时刻的波形图，虚线是在时刻的波形图。

（1）求此列波传播速度的可能值；

（2）若波速为65m/s，求x＝3m处的质点N在时刻的振动方向；

（3）在到时间内，x＝5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播逃度。

14.（10分）

光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图如图所示。玻璃丝长为L，AB、CD为其左、右平行的两端面。一单色光以入射角（可调整）从AB端面射入玻璃丝，且全部从CD端面射出。已知玻璃丝对该单色光的折射率为n，光在真空中的速度为c。求：

（1）的取值范围；

（2）光在玻璃丝中传播的最长时间。

15.（12分）

在光滑的水平地面上，质量均为m＝1kg的滑块B和C中间夹一轻弹簧，轻弹簧处于原长状态，左端固定在B上，右端与C接触但不固定，质量为M＝2kg、半径为R＝1m的四分之一光滑圆弧形滑块D放置在C的右边，C、D间距离足够远，质量为kg的滑块A以初速度m/s向右运动与B发生碰撞，碰撞过程时间极短，碰后A被反弹，速度大小为m/s，重力加速度g取10。求：

（1）A、B碰撞时损失的机械能；

（2）弹簧的最大弹性势能；

（3）试判断C是否能达到圆弧形滑块D顶端？若不能到达，请计算C能达到的最大高度；若能达到，请计算C到达D顶端的速度大小。

16.（10分）

2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶兆富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气池，形成了两个同心的球。如图所示AB是通过球心O的一条真线，有一束宽为8R的单色光沿着水球的水平轴纹射向水球左侧表面，光的中轴线与AB重合，内球面半径为3R，外球面半径为5R，边界光线经折射后恰好与内表面相切，已知，求：

（1）单色光在水中的折射率n；

（2）有多宽范围内的光线不能进入水球中的气泡。

南京市第九中学阶段学情调研试卷

高二物理答案及评分标准

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分

1.D  2.A  3.B  4.D  5.A  6.A  7.A  8.D  9.D  10.C

二、实验题：共8空，每空2分，共16分

11.①用手直接触摸玻璃砖的光学面；②用玻璃砖代替直尺画边界线（写出一点即可） 1.5 偏小 不变

12.透镜 靠近 15.920mm 

三、解答题：共4题，第13题12分、第14翔10分、第15题12分、第16题10分，共44分

13.（12分）

（1）（4分）从波的图像可以看出，波长

若波沿x轴正方向传播，则波传播的距离（，1，2，3，……）

波传播的速度（，2，3，……）

若波沿x轴负方向传播，则波传播的距离（，1，2，3，……）

波传播的速度（，2，3，……）

（2）（4分）由（1）知：若波沿x轴负方向传播，无论n取值多少，都不能求出波速为65m/s，若被沿x轴正方向传播n＝3时，解得

则波沿x轴正方向传播，根据波速与质点的振动方向的关系，则质点N沿y轴负方向振动。

（3）（4分）从波的图像可以看出振幅A＝20cm＝0.2m

M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离

波速大小

14.（10分）

（1）；（2）

（1）玻璃丝对该单色光的折射率为n，令临界角为C，则有

作出光路如图所示

由于一单色光以入射角（可调整）从AB端面射入玻璃丝，且全部从CD端面射出，则

由于，

解得

（2）光在玻璃丝中传播的距离

光在速度的大小为

结合上述可解得光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为

由于

在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，结合上述，解得

15.（12分）

（1）6J；（2）9J；（3）1.2m

（1）（3分）A与B碰撞时动量守恒

解得

损失的机械能

（2）（3分）弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能最大，B、C的速度相等，设此时速度为，由动量守恒可得

解得

则弹簧的最大弹性势能为

（3）（6分）设C与弹簧分开时B、C速度分别为和，由动量守恒和能量守恒可得

解得，

以地面为零势能面，则滑块C的机械能为

假设C上升高度为R时二者相对静止，C在竖直方向速度为0，则系统水平方向由动量守恒可得

设滑块能上升的最大高度为h，由机械能守恒定律有

解得

C能达到D顶端

滑块离开D顶端后做斜抛运动，离开D时竖直方向的速度

可得

则滑块离开D顶端时，、，由勾股定理

滑块离开D顶端时，（用能量守恒做也可）

16.（10分）

（1）；（2）2R

（1）（5分）由题知，上边界光线进入水球后的光路如图

设入射角为i，折射角为r，由图中几何关系可知

单色光在水中的折射率为

（2）（5分）当光线由水进入中间的空气达到全反射的临界角时，再往上射入的光线就要发生全反射，不能进入气泡中，恰好在气泡位置发生全反射的光路如图

设发生全反射时的入射角为i＇，折射角为r＇，则

在气泡位置恰好发生全反射时，有

由几何关系知

可解得

故不能进入水球中的气泡的光线宽度为