2016-2017学年度沙河一中4月月考卷(普通用卷)

试卷第 1 页，总 9 页 外装订线 学校 :_ 姓名：_ 班级：_ 考号：_ 内装订线 绝密启用前 2016-2017 学年度沙河一高二 4 月月考卷 机械波、光学 注意事项： 1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2请将答案正确填写在答题卡上 第 I 卷（选择题） 请点击修改第 I 卷的文字说明 评卷人 得分 一、单选题：共 5 题 每题 6 分 共 30 分 1如图,含单色光 b 和 c 的一束复色光沿半圆柱玻璃的半径方向射入玻璃,在柱心 O 处分成两束光和,光中只有单色光 b,光中既有 b 也有 c,则 A.在玻璃中 b 的折射率比 c 的大 B.在玻璃中 b 的传播速度比 c 的小 C.让光的方向沿逆时针转动仍射到 O 处,光中可能出现 c D.保持光不变,让半圆柱玻璃以柱心 O 为轴沿顺时针转动 ,光可能消失 2如图所示为一列简谐横波在 t=0 时的波形图,此时介质中的质点 P 沿 y 轴正方向运动,其 振动周期为 0.4 s 则 A.波沿 x 轴负方向传播 B.波的传播速度为 10 m/s C.质点 P 的振幅为 20 cm D.质点 P 在一个周期内沿波传播方向移动了 4 m 3下列现象中,属于光的衍射的是 A.雨后天空出现彩虹 B.通过一个狭缝观察日光灯可看到彩色条纹 试卷第 2 页，总 9 页 C.海市蜃楼现象 D.日光照射在肥皂膜上出现彩色条纹 4如图所示，实线为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形，虚线是该 波在 t=0.20s 时刻的波形，则此列波的周期可能为 A.0.16s B.0.20s C.0.32s D.0.40s 5某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率 n。如图甲所示,O 是圆心,MN 是法线, AO、BO 分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。该同学测得多组入 射角 i 和折射角 r,作出 sin isin r 图象如图乙所示。则 A.光由 A 经 O 到 B,n=1.5 B.光由 B 经 O 到 A,n=1.5 C.光由 A 经 O 到 B,n=0.67 D.光由 B 经 O 到 A,n=0.67 评卷人 得分 二、多选题：共 5 题 共 24 分 6(本题 6 分) 一列简谐横波在某时刻的波形如图所示，此时刻质点 P 的速度为 v，经 过 0.2s 后它的速度大小、方向第一次与 v 相同，再经过 1.0s 它的速度大小、方向第二 次与 v 相同，则下列判断中正确的是 A.波沿 x 轴负方向传播，且波速为 10m/s B.若某时刻 N 质点到达波谷处，则 Q 质点一定到达波峰处 C.质点 M 与质点 Q 的位移大小总是相等、方向总是相反 D.从图示位置开始计时，在 3s 时刻，质点 M 偏离平衡位置的位移 y= -10cm 试卷第 3 页，总 9 页 外装订线 学校 :_ 姓名：_ 班级：_ 考号：_ 内装订线 7(本题 6 分) 如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 E 点, 并偏折到 F 点。已知入射方向与边 AB 的夹角为 =30,E、F 分别为边 AB、BC 的中点,则 A.该棱镜的折射率为 3 B.光在 F 点发生全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变小 D.从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行 8(本题 6 分) 如图所示,图甲为一列简谐横波在 t=0 时刻的波形图,P 是平衡位置为 x=1 m 处的质点,Q 是平衡位置为 x=4 m 处的质点,图乙为质点 Q 的振动图象。下列说法正 确的是 A.该波的波速是 40 m/s B.t=0.15 s 时,质点 Q 的加速度达到负向最大 C.从 t=0 到 t=0.15 s,该波沿 x 轴正方向传播了 6 m D.从 t=0 到 t=0.15 s,质点 P 通过的路程为 30 cm 请考生在第 9、10 二题中任选一道做答，注意：只能做所选定的题目。如果多做，则 按所做的第一个题目计分。 9(本题 6 分) 下列说法正确的是 A.只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 B.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度 C.鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大 D.任何惯性参考系中，物理规律都是相同的 10(本题 6 分)一列简谐横波沿 x 轴传播,周期为 T,t=0 时刻的波形如图所示。此时平衡 位置位于 x=3 m 处的质点正在向上运动 ,若 a、b 两质点平衡位置的坐标分别为 xa=2.5 m,xb=5.5 m,则 试卷第 4 页，总 9 页 A.当 a 质点处在波峰时,b 质点恰在平衡位置 B.t=T/4 时,a 质点正在向 y 轴负方向运动 C.t=3T/4 时,b 质点正在向 y 轴负方向运动 D.在某一时刻,a、b 两质点的位移和速度可能都相同 试卷第 5 页，总 9 页 外装订线 学校 :_ 姓名：_ 班级：_ 考号：_ 内装订线 第 II 卷（非选择题） 请点击修改第 II 卷的文字说明 评卷人 得分 三、实验题：共 2 题 共 15 分 11(本题 6 分)(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正 确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。此玻璃的折射率计算式为 n= (用图中的 1、 2 表示);如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误 差,应选用宽度 (填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。 (2)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约 200 mm 的橡皮筋 上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为 20 g),每增挂一只钩码均记 下对应的橡皮筋伸长量;当挂上 10 只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下 对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l 与 拉力 F 关系的图象如图所示。从图象中可以得出 。(填选项前的字母) A.增挂钩码时 l 与 F 成正比 ,而减挂钩码时 l 与 F 不成正比 B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大 C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等 D.增挂钩码时所挂钩码数过多 ,导致橡皮筋超出弹性限度 (3)如图所示是一些准备用来测量待测电阻 Rx 阻值的实验器材,器材及其规格列表如下: 试卷第 6 页，总 9 页 器 材 规 格 待 测 电 阻 Rx 阻 值 在 901 0 之 间 电 源 E 具 有 一 定 内 阻 ,电 动 势 约 9.0 V 电 压 表 V 1 量 程 2.0 V,内 阻 r1= 0 电 压 表 2 量 程 5.0 ,内 阻 r2= 50 电 流 表 A 量 程 3.0 A,内 阻 r=0.1 滑 动 变 阻 器 R 最 大 阻 值 约 10 ,额 定 电 流 0.5 A 开 关 S、 导 线 若 干 为了能正常进行测量并尽可能减小测量误差,实验要求测量时电表的读数大于其量程的 一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代替导线,在所给的 实验器材中选择若干合适的器材,连成满足要求的测量 Rx 阻值的电路。 12(本题 9 分)1.某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上 用测力计测量砝码的重力,示数为 G。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力,发现 测力计的示数小于 G,由此判断此时电梯的运动状态可能是 。 2.用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是 mm 。 3.某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的 位置如图中实线所示, 使大头针 P1、P 2 与圆心 O 在同一直线上,该直线垂直于玻璃砖的直径边,然后使玻璃砖 绕圆心 O 缓慢转动,同时在玻璃砖的直径边一侧观察 P1、P 2 的像,且 P2 的像挡住 P1 的像。 如此观察,当玻璃砖转到图中虚线位置时,上述现象恰好消失。此时只须测量出 ,即 可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率 n= 。 4.某同学测量阻值约为 25 k 的电阻 Rx,现备有下列器材: A.电流表(量程 100 A,内阻约 2 k); 试卷第 7 页，总 9 页 外装订线 学校 :_ 姓名：_ 班级：_ 考号：_ 内装订线 B.电流表(量程 500 A,内阻约 300 ); C.电压表(量程 15 V,内阻约 100 k); D.电压表(量程 50 V,内阻约 500 k); E.直流电源(20 V,允许最大电流 1 A); F.滑动变阻器(最大阻值 1 k,额定功率 1 W); G.电键和导线若干。 电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号) 该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小, 实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题: ; 。 评卷人 得分 四、计算题：共 5 题 共 41 分 13(本题 12 分)(1)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示,A、B 是波上的两个质点,从 该时刻开始,质点 A 第一次回到平衡位置需要 0.2 s,质点 B 第一次回到平衡位置需要 0.1 s,根据以上信息可以判断,这列波沿 x 轴 (填“正 ”或“ 负”)方向传播,传播周期为 s,波速为 m/s 。 (2)如图所示为折射率是 n 的某透明材料制成的圆柱体,其截面直径为 D,光从一端的中心 位置以某一角度 入射时,恰好能使光线在圆柱体内无“泄漏”地传播,经两次全反射后恰 好从另一端的中心位置射出,求: 入射角 的正弦值; 试卷第 8 页，总 9 页 光在圆柱体内传播所用的时间(已知光在真空中传播的速度为 c)。 14(本题 20 分)如图所示，是一种液体深度自动监测仪示意图，在容器的底部水平放 置一平面镜，在平面镜上方有一光屏与平面镜平行，激光器发出的一束光线以 60的入 射角射到液面上，进入液体中的光线经平面镜反射后再从液体的上表面射出，打在光 屏上形成一亮点，液体的深度变化后光屏上亮点向左移动了 2 dm，已知该液体的折3 射率 n= ，求：3 (1)液面高度的变化量； (2)液体的深度变化前后激光从发出到打到光屏上的时间变化了多少； 请考生在第 15、16、17 三题中任选一道做答，注意：只能做所选定的题目。如果多做， 则按所做的第一个题目计分。 15(本题 9 分)(1)如图所示,一个简谐横波在 t=0 和 t=0.25 s 时刻的波形图分别为 a 和 b, 则下列说法中正确的是 (填入选项前的字母,有填错的不得分) 。 A.经过 1 s, 在 x=4 m 处的质点通过的路程为 4 m B.这个波传播的波速为 4 m/s C.t=0.5 s 时,在 x=3 m 处的质点正处在波峰 D.经过 0.75 s 在 x=0 处的质点移动到 x=3 m 处 (2)如图所示,半径为 R 的四分之一圆柱形玻璃砖放在水平地面上,一束平行于地面的光 线照射在 A 点,A 点与圆心 O 的连线与水平地面间的夹角为 60,若该光在玻璃中的折射 率是 ,求:3 该束光在玻璃中的传播速度; 该束光透过玻璃砖后的出射角。 16(本题 9 分)宽度为 a 的由红光和蓝光组成的复色光束以入射角 =60射向足够长的 平行玻璃砖的上表面，为使复色光经折射后从玻璃砖下表面射出时分成两束间距也为 试卷第 9 页，总 9 页 外装订线 学校 :_ 姓名：_ 班级：_ 考号：_ 内装订线 a 的平行光，求玻璃砖的厚度 d。(已知玻璃砖对红光和蓝光的折射率分别为 n1= 和 62 n2= )3 17(本题 9 分)如图所示，真空有一个下表面镀反射膜的平行玻璃砖，其折射率 ，一束单色光与界面成 =45角斜射到玻璃砖上表面，最后在玻璃砖的右侧竖=2 直平面光屏上出现两个光点 A 和 B，A 和 B 相距 h=4.0 cm。已知光在真空中的传播速 度 m/s。=3.0108 画出光路图； 求玻璃砖的厚度。 参考答案 1.D 【解析】本题考查光的全反射现象和折射率等知识,意在考查考生对全反射现象、折射率等知 识的理解和应用。根据题意和图可知,单色光 c 已经发生了全反射现象,而单色光 b 还没有发生 全反射现象,说明单色光 c 发生全反射现象的临界角小于单色光 b 发生全反射现象的临界角,又 根据临界角与折射率的关系 sin C= 可知,在玻璃中单色光 c 的折射率大于单色光 b 的折射率, 1 故 A 选项错误;根据折射率与光速的关系 n= 可得,在玻璃中单色光 c 的传播速度小于单色光 b 的传播速度,故 B 选项错误;当光的方向沿逆时针转动仍射到 O 处时,入射角不断增大,单色光 c 仍发生全反射现象,则光中不会出现单色光 c,故 C 选项错误;保持光不变,让半圆柱玻璃以 柱心 O 为轴沿顺时针方向转动 ,入射角也不断增大,单色光 c 仍发生全反射现象,单色光 b 可能发 生全反射现象,当单色光 b 发生全反射现象时,光就消失了,故 D 选项正确。 【备注】无 2.B 【解析】根据“同侧原理” 可知波沿 x 轴正向传播,选项 A 错误;由图象可知该简谐波的波长为 4 m,根据 v= 可得波的传播速度为 10 m/s,选项 B 正确; 从图象可以看出该机械波的振幅为 10 cm, 选项 C 错误;机械波在传播的过程中,介质中各质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动 ,并不随 波迁移,选项 D 错误。 【备注】无 3.B 【解析】本题考查光的衍射现象,意在考查考生对衍射现象的基本理解。雨后的彩虹是光的色 散,则 A 错误;通过一个狭缝观察到的彩色条纹属于光的衍射,则 B 正确; 海市蜃楼是全反射和折 射,则 C 错误;日光下的肥皂膜出现的彩色条纹是薄膜干涉现象 ,则 D 错误 【备注】无 4.A 【解析】本题考查了波长、频率、和波速的的关系，横波的图像等知识点，意在考查学生的理 解能力。 设波的周期为 ，波沿正方向传播，则 ，得 ，(n=0,1,2, )， =(+14) = 44+1= 0.84+1 当 n=1 时，T=0.16s ，由于 n 是整数，周期不可能等于 0.20s，0.32s，0.40s ，故 A 正确， B、C、D 错误。综上本题选 A。 【备注】无 5.B 【解析】由题图乙可知,入射角 i 小于折射角 r,则可知光是从玻璃砖进入空气,即光由 B 经 O 到 A;由折射率公式,n= =1.5,B 项正确。 =0.90.6 【备注】无 6.BD 【解析】本题考查了机械波在传播过程中常见的问题，包括如何判断周期、传播方向、机械波 某些质点之间的关联等。 假设 P 点向下振动，则第一次速度与 v 相同需要经过超过半个周期的时间，第二次速度与 v 相 同需要经过小于半个周期的时间，但与题目中给的时间不符合，所以 P 点应向上振动，根据同 侧法判断该机械波应该向右传播，A 错。根据题目要求，两次速度与 v 相同时间加在一起共一 个周期即 1.2s，波长为 12m，所以波的传播速度为 12m/s。由于对称性，N 、 Q 速度大小相对 称，速度方向相反，所以 N 到波谷， Q 到波峰，B 对。经过 0.75T 周期可以发现波向右平移 0.75 波长，可以发现 M、 Q 均为正位移，所以 C 错。3s 相当于经历了 2 个周期加半个周期， 所以图形正好与本题图关于 x 对称，所以此刻 M 的位移-10cm，D 对。本题正确答案为：BD 【备注】无 7.AC 【解析】由几何知识可知三角形 EBF 为等边三角形,故从 E 点入射的光线,入射角为 60,折射角 为 30,由折射定律可知 n= = ,A 正确;光射在 F 点时 ,入射角为 30,故不发生全反射,折射 60303 角为 60,BD 错;光从空气中进入棱镜中,光速减小,而光的频率不变,所以光在棱镜中的波长变小, C 正确。 【备注】无 8.AC 【解析】本题考查波动图象问题,意在考查考生运用波动知识进行实际问题的分析和判断的能 力。由图甲知波长 =8 m,由图乙知周期 T=0.2 s,得波速 v= = m/s=40 m/s,则选项 A 正确; 由 80.2 振动与波的传播方向的关系知波沿+x 方向传播,当 t=0.15 s= T 时,质点 Q 在波谷处,它的加速度 34 达到正向最大值,则选项 B 错误 ;从 t=0 到 t=0.15 s,该波沿+x 方向传播了 x=vt=400.15 m=6 m,则 选项 C 正确;因质点 P 原先不在平衡位置以及波峰和波谷处,它通过的路程不是 s= 4A=3A=310 cm,则选项 D 错误。 34 【备注】无 9.CD 【解析】本题考查共振、多普勒效应、光的偏振。 受迫振动的频率总是等于驱动力的频率，选项 A 错误； 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减小透射光的强度，选项 B 错误； 鸣笛汽车驶近路人的过程中，人和波源的相对距离减小，所以路人听到的声波频率与该波源的 相比增大，选项 C 正确； 任何惯性参考系中，物理规律都是相同的，选项 D 正确； 综上本题选 CD。 【备注】无 10.AC 【解析】本题考查机械波的图象问题,意在考查考生的推理能力和分析综合能力。由图可看出 波长 =4 m,t=0 时刻 x=3 m 处的质点向上振动,可得该波向左传播,即波沿 x 轴负方向传播。 a、b 两质点相距 ,故当 a 质点处在波峰时,b 质点恰好在平衡位置,选项 A 正确;波传播 ,即将 34 4 图象整体向左平移 1 m,此时,a 质点的振动状态与 t=0 时刻平衡位置在 3.5 m 处质点振动状态一 样,即处在平衡位置上方并向 y 轴正方向运动,选项 B 错误; 波传播 ,即将图象整体向左平移 3 34 m,此时,b 质点的振动状态与 t=0 时刻平衡位置在 8.5 m 处质点振动状态一样,向 y 轴负方向运动,选 项 C 正确;a 、b 两质点相距 ,位移和速度不可能相同,选项 D 错误。 34 【备注】无 11.(1) (或 ) 大 (2)D 1 2 (901)(90 2) (3)连线如图 【解析】(1)本题意在考查学生对入射角、折射角、折射率的理解和应用。光线由空气射入 玻璃的入射角 i= -1,折射角 r= -2,由折射率的定义可得:n= = = ,根据平 2 2 (21) (22)12 行玻璃砖对光线的影响可知,玻璃砖宽度越大,侧移量越大,折射角的测量误差越小。 (2)本题意在考查学生的识图、用图能力。图中两条线都不是直线,故 l 与 F 不成正比,A 项错; 比较两条曲线可知,在拉力相等时,减挂钩码时橡皮筋的伸长量大于增挂钩码时的伸长量,B、C 项错,故 D 项正确。 (3)本题意在考查学生在电学实验中按需要选择器材、电路的综合分析能力。因为电源电动势 为 9 V,而待测电阻约为 1 000 ,所以不可能使量程为 3.0 A 的电流表读数超过量程的一半,故电 流表舍弃不用;滑动变阻器总阻值小于待测电阻阻值 ,只能采用分压式电路接法。由于电压表内 阻已知,故可将两电压表当做“电流表”来使用。 【备注】无 12.(1)减速上升或加速下降 (2)1.706(1.704 1.708 均可) (3)玻璃砖直径边绕 O 点转过的角度 1 (4)B C 电流表应采用内接的方法 滑动变阻器应采用分压式接法 【解析】(1)本题考查失重现象,意在考查考生根据超、失重现象判断运动状态的能力 ,容易遗漏 两种情况中的一种。测力计示数减小,处于失重状态,加速度方向向下,所以可能是减速上升也可 能是加速下降。 (2)本题考查螺旋测微器的读数,意在考查考生对仪器的使用和读数能力 ,螺旋测微器的读数是高 考高频考点,读数过程中极易疏漏半毫米刻度线、单位和估读等问题。半毫米刻度线已露出,读 出固定刻度为 1.5 mm,可动刻度为 20.6 mm=0.206 mm,两数相加可得结果,一定要记录到毫 0.550 米的千分位。 (3)本题考查实验测定玻璃的折射率,意在考查考生应用光的全反射测定玻璃折射率的实验技能。 “P2 挡住 P1 的像的现象恰好消失”意味着刚好发生全反射现象,此时玻璃砖内光线的入射角恰好 等于临界角 C,玻璃砖转过 ,入射光路的法线也转过同样的角度,入射角 = C。根据 n= 得 1 n= 。 1 (4)本题考查电学典型实验: 伏安法测电阻,意在考查考生对伏安法测电阻实验中电流表、电压表 的选择,电路设计和滑动变阻器的使用技能。根据电源电动势先选择电压表,再根据电路中的最 大电流选择电流表,根据电流表、电压表的内阻选择电流表内接法,滑动变阻器内阻远小于待测 电阻,故采用分压式接法。 【备注】无 13.(1) 正 0.6 5 (2)光线在圆柱体中传播的光路图如图所示,当光线在上表面发生全反射时 ,sin C= 1 由折射定律得 =n (2) 联立这两式可得 sin = 21 经作图可知,光线在圆柱体中走过的路程 L= = 2 221 又因为 v= 所以 t= = 2221 【解析】(1)本题主要考查波形图,意在考查考生对波形图的理解和灵活应用图象解决问题的能 力。根据题意,结合题图可知,图示时刻 A 点向上振动,B 点向下振动,所以这列波沿 x 轴正方向传 播;根据题图可知,这列波的周期为 2(0.1+0.2) s=0.6 s;因为波长为 3 m,所以波速 v= =5 m/s。 (2) 本题主要考查光的折射定律和光的全反射现象,意在考查考生对光的折射定律和全反射的 掌握情况。 【备注】无