山东省实验中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题

这是一份山东省实验中学2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题，共9页。
注意事项：
1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证、座号填写在规定的位置上。
2．回答选择题时，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
3．回答非选择题时，必须用0.5毫米黑色签字笔作答（作图除外），答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不能使用涂改液，胶带纸，修正带和其他笔。
一、单项选择题（1-8小题，每小题3分，共24分，只有一项正确，选错或多选都不得分。）
1．近年来我国的航空事业迅速发展，战机的超音速飞行已十分普遍。当战机在上空返航时，地面上的人经常会听到一声雷鸣般的巨响，引起房屋门窗的剧烈颤动。这是因为飞机返航加速过程中，当飞机速度接近声速时会使发动机发出的声波波面在飞机的前方堆积形成音障，当飞机加速冲破音障时而发出的巨大响声，称为音爆。关于音障的形成与下列哪种现象的形成原理最为相近（ ）
A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话
2．做简谐运动的物体其位移随时间变化的规律为，则下列正确的是（ ）
A．它的振幅为4cmB．它的周期为0.02s
C．它的初相位是D．它在周期内通过的路程可能是
3．如图所示为水面上的两列相互干涉的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示该时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），已知的振幅为4cm，的振幅为5cm，下列说法正确的是（ ）
A．质点A、D在该时刻的高度差为18cmB．再过半个周期，质点B是振动加强点
C．质点C的振幅为0D．图中ABDC围成的区域为振动加强区
4．井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井（水面在井口之下），两井底部各有一只青蛙，则（ ）
A．水井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
B．枯井中的青蛙觉得井口大些，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
C．水井中的青蛙觉得井口小些，晴天的夜晚，枯井中的青蛙能看到更多的星星
D．两只青蛙觉得井口一样大，晴天的夜晚，水井中的青蛙能看到更多的星星
5．如图所示，有一条均匀的弹性绳，0、1、2、3、……、16是绳上一系列等间隔的点。现有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻，绳上点9的位移向上且达到最大值、点12的位移为零且向上运动．则再经过个周期，下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向（只画出其中一段绳上某四个质点的情况）的四个图中可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
6．一列波长大于1m的横波沿着x轴正方向传播。处在和的两质点A、B的振动图象如图所示．由此可知（ ）
A．波长为B．波速为1m/s
C．3s末A、B两质点的位移相同D．1s末A点的振动速度大于B点的振动速度
7．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图，波的周期，则（ ）
A．波的周期为2.4sB．在时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.4s，P点经过的路程为4mD．在时，Q点到达波峰位置
8．某同学在探究简谐振动的规律时做了如下实验：如图，将弹簧的上端与力传感器相连，下端与一小球连接，小球质量为m，静止在O点，现让小球做简谐运动，振幅为A，以O点为坐标原点，竖直向上为正方向，并取小球经过O点向上运动时为计时零点，描绘出了小球所受弹力与时间的关系变化图像，其中正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多项选择题（本题9-12小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分）
9．如图所示，两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于和处，振幅均为，波速均为。时，平衡位置处于和的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于处，以下说法正确的是（ ）
A．时，处质点的位移为
B．时，质点P振动方向向上，质点Q振动方向向下
C．两列波相遇分开后，各自的振幅，周期均保持不变
D．时，平衡位置处于0.3～0.5m之间的质点位移均为0
10．一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，A质点的振动图象如图乙所示．则（ ）
A．波沿x轴正向传播B．波速是25m/s
C．经过，质点A通过的路程是4mD．质点P比质点Q先回到平衡位置
11．一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置在处的P点。已知平衡位置在处的Q点在0～8s内运动的路程为0.2m，则下列说法正确的是（ ）
A．P点的起振方向沿y轴负方向
B．P点振动的周期为4s
C．该波的传播速度大小为1m/s
D．质点Q的振动方程为
12．在O点有一波源，时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波。时，距离O点为3m的A点第一次达到波峰；时，距离O点为4m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是（ ）
A．该横波的波长为2m
B．该横波的周期为4s
C．该横波的波速为1m/s
D．距离O点为7m的质点第一次开始向上振动的时刻为5s末
三、实验题（共2个小题，13题6分，17题8分，共14分，把答案填在答题卡中的横线上或者按题目要求作答。）
13．用插针法测定透明玻璃的折射率时，O为半圆形玻璃砖截面的圆心，使入射光跟玻璃砖的平面垂直，在如图所示的四个图中，、、和是学生实验插针的结果。
（1）在这四个图中，肯定把针插错了的是______。
（2）在这四个图中，可比较准确地测出玻璃折射率的是______。在该图中画出光路图，并标出需要测量的折射角和入射角。计算玻璃折射率的公式是______。
14．某同学用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）实验中优先选用的摆球是______。
A．钢球B．塑料球C．橡胶球
（2）该同学用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球的直径______mm，摆长______（用字母l、d表达）。
（3）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期图像，如图丙，根据图像求出重力加速度______（取，结果保留三位有效数字）。
（4）图丙中P点不在图线上，导致该点偏离图线的原因可能是______。
A．实验中将40次全振动记为41次B．实验中将39次全振动记为40次
C．实验中将摆线长作为摆长D．实验中将摆线长与摆球直径之和作为摆长
四、计算题（共4题，合计46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示。
（1）从该时刻开始计时，画出处质点做简谐运动的振动图象（至少一个周期）。
（2）现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s，求鱼群与渔船间的距离（忽略船和鱼群的运动）。
16．（10分）振源在坐标原点O，沿x轴正、负方向传播的简谐横波，在时x轴正方向的波形如图所示，此时，波传播到处的质点B，而平衡位置为处的质点A正好位于波谷位置。再经0.2s，质点A恰好第一次到达波峰。求：
（1）该波的波速；
（2）在时，平衡位置为处的质点C的位移；
（3）请在坐标系中画出时完整的波形图像。
17．（12分）一列简谐横波图像如图所示，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，已知．
（1）这列波的周期可能是多大？
（2）这列波可能的波速表达式是怎样的？
（3）若波向左传播，且，波速为多大？
（4）若波速，则波向哪个方向传播？
18．（14分）图为某一报告厅主席台的平面图，是讲台，、是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问：
（1）声波的波长是多少？
（2）讲台上的中点O和B点是加强点还是减弱点？
（3）讲台上因干涉而相消的位置有多少个和讲台上因干涉而加强的位置有多少个？
物理试题答案
1．C 解：A．音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声音的干涉现象，故A错误；
B．敲响一只音叉，不远处的另一只音叉也发出声音，这是声音的共振现象，故B错误；
C．火车进站时鸣笛的音调会变高，出站时会变低，音调会变低表示远离，音调会变高表示靠近，该现象与音障的形成类似，故C正确；
D．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声音衍涉现象，故D错误。
2．D
3．A 解：A．在两列波叠加的区域里，波峰和波峰相遇，波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，A是波峰与波峰叠加，D是波谷与波谷叠加，是振动的加强点，的振幅，的振幅，质点A是处于波峰与波峰叠加位置，在平衡位置上方9cm处，而质点D处于波谷与波谷叠加位置，在相对平衡位置下方9cm处，因此质点A、D在该时刻的高度差为18cm，故A正确；
B．B点是振动减弱点，再过半个周期，质点B是振动仍是减弱点，故B错误；
C．点C是振动减弱点，其振幅为两列波振幅的差，为1cm，故C错误；
D．在ABCD区域，只有在A、D两点是加强点，但并不是整个区域是加强区，故D错误。
4．B 解：光在枯井中沿直线传播，在水井中发生折射。青蛙感觉井口的大小与它的视角有关，它看到的星星的多少，跟它的视野有关。作出两口井的光路图如图所示，从图中可知，枯井中青蛙的视角比水井中青蛙的视角要大，所以枯井中的青蛙觉得井口大些：而青蛙看到井外的范围是在两条实线所示光线的范围内，由图可知水井中青蛙的视野要大些：
故B正确，ACD错误。
5．C 依题意，波向右传播，点9到点12之间为四分之一波长，此时，点3在波谷处，再过个周期，点3运动到平衡位置且向下运动，点6运动到正向最大位移处，图示波形A、B错误；点12运动到波谷处，点15运动到平衡位置且向下运动，所以图示波形C正确，D错误．
6．A 由A、B两质点的振动图象及传播方向可画出时刻的波动图象如图，由此可得，A选项正确；由振动图象得周期，故，B选项错误：由振动图象得3s末A点位移为，B点位移为0，故C选项错误；由振动图象知1s末A点处于波峰，振动速度为零，B点处于平衡位置，振动速度最大，故D选项错误．
7．D 波向x轴负方向传播，，由波形图可知，，，A错；，P点沿y轴负方向运动，B错；经过0.4s，P点运动半个周期，经过的路程为0.4m，C错；，处质点处在波峰，经0.5s，波峰向左传播了，故D正确．
8．B 解析：小球以O点为平衡位置做简谐运动，在O点时弹力，从O点向上运动时弹力先减小后反向增大，故B正确．
9．ACD
解：A．两列波的周期为：，时，两列波各自向前传播一个波长，由波的叠加原理可知，处质点的位移为，故A正确；
B．由“同侧法”可知，时，质点P振动方向向下，质点Q振动方向向上，故B错误；
C．根据波的独立传播原理可知，两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变，故C正确；
D．时，两列波各自向前传播个波长，则根据波的叠加原理可知，平衡位置处于0.3~0.5m之间的质点位移均为0，故D正确。
10．BC
11．BD
12．BC
，联立得，，
距离O点7m的质点第一次向上振动需要7s
13．（8分）（1）AB；（2）C；
14．（8分）（1）A；（2）12.0；；（3）9.65-9.90（4）ABD；
15．（8分）（1）如图所示．
（2）由波形图读出波长
由波速公式得①
鱼群与渔船的距离为②
联立①②式，代入数据得
16．（10分）（1）
（2）
所以1m处的振动形式传到该点，则C位于波谷。
（3）
17．（1）若向左传播：，，
若向右传播：，，
（2），
若向左传播：，
若向右传播：，
（3）若向左传播：，，
（4）假设波若向右传播：，
假设正确向右传播
18．解：（1），
（2）在图中，O是的中点，取上任一点P，将表示为，
当，2，4，6，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；
当，3，5，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消；
由此可知，O是干涉加强点。
对于B点，则有，所以，B点也是干涉加强点
（3）因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，上有4个干涉相消点；上有5个干涉加强点。