2024大连滨城高中联盟高二下学期4月月考试题物理含解析

这是一份2024大连滨城高中联盟高二下学期4月月考试题物理含解析，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
命题人：大连市第二十三中学备课组 校对人：大连市第二十三中学备课组
一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．如图所示，我爱发明节目《松果纷纷落》中的松果采摘机利用机械臂抱紧树干，通过采摘振动头振动而摇动树干，使松果脱落．下列说法正确的是（ ）
A．工作中，树干的振动频率可能小于采摘振动头的振动频率
B．若采摘振动头停止振动，则树干的振动频率逐渐减小
C．若采摘振动头振动频率增加，则落果效果更好
D．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，他会感到采摘机振动声调降低
2．一根同种材料粗细均匀的弹性绳，右端固定在墙上，抓着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示．下列说法中正确的是（ ）
A．此时刻质点P在做减速运动 B．波源的起振方向向上
C．波源振动的频率逐渐减小 D．波的传播速度逐渐减小
3．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A,由静止释放．以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立x轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移一时间图像如图乙所示．已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则（ ）
甲 乙
A．时刻钢球处于超重状态 B．时刻钢球的速度方向向上
C．时间内钢球的动能逐渐增大 D．时间内钢球的机械能逐渐减小
4．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图示为时刻的波形图．介质中处的质点Q沿y轴做简谐运动的表达式为,下列说法正确的是（ ）
A．时刻，质点Q速度最大
B．时刻，质点M向y轴正方向运动
C．质点M比质点P早到达平衡位置处
D．若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为,能发生明显衍射现象
5．如图所示，一细光束沿平行于直径的方向射入球形雨滴，入射角为，经两次折射和一次反射后离开雨滴，出射光线与直径成角．设真空中的光速为c,雨滴半径为，下列说法正确的是（ ）
A．光束在雨滴中的折射率为 B．光束在雨滴中经历的时间为
C．入射光光强一定弱于出射光光强 D．光束在雨滴内可能发生了全反射
6．如图所示，均匀介质中有两个振动情况相同的波源与,两波源相距,同时同方向起振，在介质中产生简谐横波．介质中的A点在两波源连线的中垂线上，且距两波源连线的中点O的距离为,两波源引起的振动传至A点用时,从质点A起振开始计时，A点的振动方程为．下列说法正确的是（ ）
A．振动在介质中传播的速度大小为
B．两波源之间的连线上距中点O距离为处的质点振幅为0
C．A点的位移大小不可能为0
D．两波源之间的连线上有3个振动加强点
7．如图甲所示，盛沙的漏斗下面的薄木板被沿箭头方向水平加速拉出时，漏斗漏出的沙在木板上形成的一段曲线如图乙所示，漏斗的运动可看作简谱振动．当该摆摆动经过平衡位置时开始计时（设为第Ⅰ次经过平衡位置），当它第30次经过平衡位置时测得所需的时间为（忽略摆长的变化）．根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．图甲中的箭头方向为图乙中从左到右的方向
B．该摆的周期为,是秒摆，摆长约为
C．当图乙中的C点通过沙摆正下方时，薄木板的速率约为
D．由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为
8．下列说法正确的是（ ）
A．光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
B．光由一种介质进入另一种介质时，光的传播方向一定发生改变
C．若观察者相对介质不动，波源运动时，空间传播的波长不发生变化
D．利用“声波”来探测海水深度利用了多普勒效应
9．光导纤维又称光纤，是传光的细圆玻璃丝，图（a）是光纤导光后的效果．由甲、乙两种单色光组成的复合光，从一根直的光纤端面以角射入，第一次折射后的光路如图（b）所示，两束单色光均在侧面发生全反射，下列说法正确的是（ ）
（a） （b）
A．光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小
B．乙光在光纤中全反射的临界角比甲光大
C．乙光在光纤中传播时间比甲光长
D．乙光在光纤中传播速度比甲光大
10．一列单向传播的简谐横波某时刻于x轴上空间第一次形成如图甲所示的波形，该时刻平衡位置在C点的质点第一次运动到最高点；图乙为C点处质点起振后的振动图像．下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．该波向x轴正方向传播
B．以C处质点的起振时刻为计时零点，A处质点的振动方程为
C．C处质点再经过时间内沿x轴方向传播
D．若此波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则所遇到的波的频率一定为
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（8分）如图1所示，在利用单摆测量重力加速度的实验中，小白同学用测量范围为的米尺测量摆长，用停表测量摆动周期，再根据单摆周期公式计算重力加速度．
图1
（1）组装单摆时，应选用___________（选填选项前的字母）．
A．长度略大于的细线 B．长度略小于的细线
C．半径约为的橡胶球 D．半径约为的小钢球
（2）在测量过程中，下列操作合理的是___________．
A．先测好摆长，再将单摆悬挂到铁架台上
B．释放单摆时，摆角尽量大些，以便观察
C．单摆摆动稳定后，摆球经过平衡位置时开始计时
D．摆动过程中，若逐渐形成了圆锥摆，可以继续测量，不影响单摆周期
（3）小白同学通过实验测得：悬点O到小球球心的距离L;计时开始后，从小球第一次通过平衡位置到第n次通过平衡位置所用时间为t,则重力加速度___________（用L、n、t及常数表示）．
（4）小红同学通过改变摆长，测量多组数据，做出图像如图2所示，她发现图线起点位于原点上方，这可能是由于她在测量摆长时，从悬点量到了小球的___________（选填“上沿”或“下沿”），这将使根据图像得出的g的测量值___________（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）．
图2
（5）本实验测得的重力加速度一般略微偏小，这是由以下系统误差造成的___________．
A．小球经过平衡位置时计时，很难看准，造成较大的周期测量误差
B．小球球心位置较难确定，使摆长测量存在较大的系统误差
C．由于存在空气阻力，会减慢单摆的速度，使周期测量值比理论值偏大
D．单摆摆动过程中，摆线会稍稍伸长，造成摆长的测量值比实际值偏小
12．（6分）某同学用插针法做“测定玻璃砖折射率”的实验，如图所示，梯形是待测玻璃砖主截面的边界线，先在白纸上画出一条直线，让待测玻璃砖的界面与该线重合放置，再进行插针观察．A、B、C、D是该同学在某次实验时插入的4枚大头针的位置．
（1）在图中完成测量玻璃砖折射率的有关光路图，并标出光在界面的入射角和折射角;
（2）用和表示计算折射率的公式___________；
（3）若实验中所画的线比实际界面向外平移了一些，则测得的折射率将___________（填“偏小”“不变”或“偏大”）．
13．（10分）两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两波的波速均为,波源的振幅均为．如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动．质点M的平衡位置处于处．
（1）求两列波相遇的时刻；
（2）求M点的起振方向；
（3）求到时间内质点M运动的路程．
14．（12分）在河中用鱼叉捕鱼时，渔民们都知道不能直接向看到鱼的方向掷出鱼叉．如图所示，渔民的眼睛距河面1.5米，一条鱼在水面下2米，渔民看到这条鱼在视线与水面成的方向上，已知真空中光速为c,水的折射率为．
（1）求光在水中的传播速度；
（2）求鱼距渔民眼睛的实际水平距离；
（3）假设鱼叉掷出后做直线运动，渔民掷出鱼叉的方向应与水面成多少度角？
15．（18分）如图所示，质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接，将它们放在倾角为的光滑斜面上，静止时弹簧的形变量为．斜面底端有固定挡板D,物体C靠在挡板D上，质量也为m的物体A从斜面上的某点由静止释放．己知重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力．求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动，当A与B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力恰好为零，求C对挡板D压力的最大值；
（3）求（2）情况下，A由静止释放的点与A、B相碰点间的距离．
滨城高中联盟2023-2024学年度下学期高二4月考试 物理答案
1．【答案】D
A．树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，故A错误；
B．采摘振动头停止振动，则树干的振动频率不变，振幅减小，故B错误；
C．当振动头的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，落果效果越好，则随着振动头频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故C错误；
D．为避免被落下的松果砸中，拾果工人快速远离采摘机，此时根据多普勒效应，他会感到采摘机振动频率减小，声调降低，故D正确；
2．【答案】C
A．根据上下坡法则，此时刻质点P在上坡阶段，则质点P向下振动，回到平衡位置，则做加速运动，所以A错误；
B．根据上下坡法则，刚要振动的质点处于上坡阶段，则波源的起振方向向下，所以B错误；
C．由图可知该波的波长逐渐增大，根据,波源振动的频率逐渐减小，所以C正确；
D．波的传播速度由介质决定，同一介质波速不变，所以D错误．
3．【答案】D
A．由图可知时刻位移向上，加速度向下，失重，所以A错误；
B．时刻速度向下，故B错误；
C．时间内钢球的动能先增大后减小，故C错误；
D．时间内弹簧的弹性势能增大，所以钢球的机械能逐渐减小，所以D正确．
4．【答案】B
A．由图可知该波的波长为,由表达式知周期为时刻Q点向下振动，所以时刻，即经过到达最大位移处，质点Q的速度为零，故A错误；
B．经过,波向前传播,则时刻的波形图如下图所示
由同侧法可知质点M向y轴正方向运动，故B正确；
C．时刻P点向下振动，M先向上振动，在向下振动，所以质点P比质点M早到达平衡位置处，故C错误；
D．发生明显衍射现象的条件障碍物的尺寸比波长小，由题可知障碍物的尺寸远大于波的波长，故不能发生明显的衍射现象，故D错误．
5．【答案】B
A．根据题意画出光路图，由几何知，,故A错误；
B．光在雨滴中传播的速度,传播的距离,故B正确；
C．D．，可知，,光在雨滴内没有发生全反射，有光从E点射出雨滴，根据能量守恒，出射光的能量小于入射光的能量，故C、D错误．
6．【答案】D
A．由勾股定理可知,所以,故A错误；
B．由A点振动方程可得,波长,两波源之间的连线上距中点O距离为处的质点距两振源的距离差为λ，为加强点，振幅为,故B错误；
C．A点的振动位移周期性变化，可以为0，所以C错误；
D．振动加强点到两波源的距离差应为半波长的偶数倍，故两波源之间连线O点及距离O点左右的位置为振动加强点，故D正确．
7．【答案】C
A．木板被沿图甲中箭头方向水平加速拉出，则沿箭头相反方向波形应该越来越长，即图甲中的箭头方向为图乙中从右到左的方向，故A错误；
B．设单摆的周期为T,则,解得,是秒摆，由单摆周期公式，可得摆长约为,故B错误；
C．匀变速直线运动在一段时间间隔的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，所以有,故C正确；
D．由图乙中数据可知，木板在连续且相等的时间段内的位移差恒定，由匀变速直线运动的规律可知木板做匀加速运动，加速度大小为,故D错误．
8．【答案】AC
A．光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角才能发生全反射，A正确；
B．光垂直于界面射入时，传播方向不变，B错误；
C．观察者不动，波源运动时，波源与观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生改变，但波源的频率不变，波在介质中的传播速度也不变，所以波长不发生变化，C正确；
D．利用“声波”来探测海水深度利用了波的反射，D错误．
9．【答案】AC
A．光从光密介质进入光疏介质，当入射角大于临界角时，在界面上发生全反射，光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率应比内芯的小，故A正确；
B．由图可知，甲、乙两光第一次折射的入射角相同，甲光的折射角大于乙光的折射角，根据折射定律，甲光的折射率小于乙光的折射率，即有，根据全反射临界角公式可知乙光在光纤中全反射临界角比甲光小；B错误；
C．设光纤的长度为L，光进入光纤的折射角为r，根据几何关系可知，光在光纤中传播的距离为,又,可知光在光纤中传播的时间为
由题意可知，由于乙光的折射角小于甲光的折射角，则有，可知乙光在光纤中传播时间比甲光长，故C正确．
D．根据，可知乙光在光纤中传播速度比甲光小，故D错误．
10．【答案】BD
A．由C点的振动图像可知，C点起振的方向沿y轴负向，起振后第一次到达最高点，波传播而某时刻于x轴上空间第一次形成如图甲波形，可知该波向x轴负方向传播，选项A错误；
B．若以C起振为计时零点，在时刻C点在平衡位置向下振动，而此时处的质点A在最高点，,可知质点A的振动方程为，选项B正确；
C．质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移，选项C错误；
D．因,则若此波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则所遇到的波的频率一定为,选项D正确．
11．【答案】（1）BD（1分） （2）C（1分） （3）（2分） （4）上沿，不受影响（2分） （5）CD（2分）
（1）考虑重力对摆线长度的影响，应选择长度略小于的细线不能伸长的轻质细线做摆线，故选B．为减小空气阻力的影响应选择质量大而体积小的球做摆球，摆球应选择D;
（2）先将单摆悬挂到铁架台上，然后测好摆长，故A错误；释放单摆时，摆角不能大于，否则就不是简谐振动，故B错误；单摆摆动稳定后，摆球经过平衡位置时开始计时，故C正确；摆动过程中，若逐渐形成了圆锥摆，不可以继续测量，这样会影响单摆周期，故D错误．
（3）单摆振动的周期根据，可得
（4）若在测量摆长时，从悬点量到了小球的上沿，则表达式应为，解得,则图像与纵轴上方有截距，故由图像可知他在测量摆长时，从悬点量到了小球的上沿；但是图像的斜率不变，即这样将使根据图像得出的g测量值不受影响．
（5）小球经过平衡位置时计时，很难看准，造成较大的周期测量误差，这样测得的重力加速度可能偏大，也可能偏小，选项A错误；小球球心位置较难确定，使摆长测量存在较大的系统误差，这样测得的重力加速度可能偏大，也可能偏小，选项B错误；由于存在空气阻力，会减慢单摆的速度，使周期测量值比理论值偏大，根据，可知重力加速度的测量值偏小，选项C正确；单摆摆动过程中，摆线会稍稍伸长，造成摆长的测量值比实际值偏小，根据，可知重力加速度的测量值偏小，选项D正确．
12．【答案】（1） （2） （3）偏大（每空2分）
（1）连接作为入射光线，入射点为E,连接作为出射光线，出射点为F,连接,即为作出玻璃砖内折射光线．光路图如图所示．
（2）根据折射定律：
（3）若所画的线比实际界面向外平移，则入射角不变，折射角偏小，根据，测得的折射率偏大．
13．【答案】（1） （2）y轴负方向 （3）
（1）两列简谐波的波前相距,设两列波经时间t相遇，则,解得（2分）
（2）时刻P、Q两质点刚开始振动，且沿y轴负方向，两列波同时传到M点，所以M点的起振方向为y轴负方向．（2分）
（3）两列波经相遇在的中点M,所以M点在时开始振动．
两列波的周期（2分）
由图可知，两列波同时到达M点时，引起质点振动的方向均沿y轴负方向，所以两列波在M点的振动加强，即M点的振幅．（2分）
时，M点振动了,即．根据简谐运动的周期性，M点运动的路程．（2分）
14．【答案】（1） （2） （3）
（1）根据可得，（2分）
（2）光路如图所示（2分）
根据
解得（2分）
根据几何关系（2分）
即鱼距离他的实际水平距离（1分）
（3）因为（2分）
故与水平面夹角为，即应瞄准与水平面成的方向掷出鱼叉（1分）
15．【答案】（1） （2） （3）
（1）物体B静止时，弹簧形变量为,物体B受力如图所示：
由物体平衡条件得：（1分）
解得弹簧的劲度系数（1分）
（2）A与B碰后一起做简谐运动到最高点时，物体C对挡板D的压力最小为0对C,弹簧弹力：（1分）
对A、B,回复力最大：（1分）
由简谐运动的对称性，可知A与B碰后一起做简谐运动到最低点时，回复力也最大，
即,（1分）
此时物体C对挡板D的压力最大
对物体A、B有：,则弹簧弹力：（2分）
对物体C,设挡板D对物体C的弹力为N,则：（2分）
由牛顿第三定律可知，物体C对挡板D的压力大小：（1分）
物体C对挡板D压力的最大值为
（3）设物体A释放时A与B之间距离为x,A与B相碰前物体A的速度大小为对物体A,从开始下滑到A、B相碰前的过程
由机械能守恒定律得：,解得：（2分）
设A与B相碰后两物体共同速度的大小为，A与B发生碰撞的过程动量守恒，以碰前A的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：,解得：（2分）
物体B静止时弹簧被压缩，形变量为,在此位置A与B碰后瞬间速度大小为；A与B碰后一起做简谐运动到最高点时，弹簧被拉长，形变量也为，这两个位置弹簧的弹性势能相等．对A、B和弹簧这一系统，由机械能守恒定律得：（3分）
解得：（1分）