2022-2023学年河南省洛阳市第一中学高二下学期4月月考物理试题（解析版）

洛阳市第一中学2022-2023学年高二下学期4月月考物理试题一、单选题1.下列说法正确的是（）A.受迫振动的周期一定等于物体固有周期B.我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在靠近我们C.“未见其人，先闻其声”的现象，说明在日常生活中，声波比光波更易发生明显衍射D.只要是两列波叠加，都能产生稳定的干涉图样【答案】C【解析】【详解】A．物体做受迫振动的周期，等于驱动力的周期，与物体的固有周期无关，故A错误；B．根据多普勒效应，我们在地球上接收到来自遥远星球的光波的频率变低，可以判断该星球正在远离我们而去，选项B错误；C．“未见其人，先闻其声”的现象，说明在日常生活中，声波比光波更易发生明显衍射，选项C正确；D．两列波叠加，只有当两列波的频率相同时才能产生稳定的干涉图样，选项D错误。故选C。2.弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使它们一起在光滑水平面上运动，如图所示。木块的回复力F也满足，x为离开平衡位置的位移，那么为（  ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】整体做简谐运动，则对整体有木块做简谐运动，则对木块有故由于木块加速度与整体加速度相同，故故故选B。3.如图，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A和B，A质量为0.4kg，B质量为0.8kg，弹簧的劲度系数。现将一个质量也为0.4kg的物体C从A的正上方一定高度处由静止释放，C和A相碰后立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。在简谐运动过程中，物块B对地面的最小弹力为6N，则（）A.物块AC做简谐运动的振幅为0.2mB.弹簧的最大压缩量为0.4mC.B对地面的最大压力为26ND.弹簧压缩量为0.15m和0.25m时，物块AC速度相等【答案】C【解析】【详解】A．物体B对地面的弹力最小时B受到的支持力最小，此时弹簧对B的作用力为拉力，对B解得平衡位置解得弹簧被压缩所以物块AC做简谐运动的振幅为故A错误；B．根据对称性可知，弹簧的最大压缩量为故B错误；C．B对地面的最大压力为故C正确；D．根据对称性可知，平衡位置在压缩量为0.2m处，所以弹簧压缩量为0.15m和0.25m时，物块AC速度大小相等，方向相反，故D错误。故选C。4.利用如图所示的装置进行单摆实验。将小球拉离平衡位置释放，摆角小于。借助传感器可知最大拉力为，最小拉力为，这两个数据出现的时间间隔为t。当地重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.单摆的振动周期为B.单摆摆长为C.用所给数据可以表示出最大摆角的余弦值D.传感器的示数增大时，小球的势能在变大【答案】C【解析】【详解】A．由题意可得，单摆的振动周期为，A错误；B．由周期公式可得，单摆的摆长为B错误；C．摆球重力沿切线方向的分力提供回复力，摆球在最低点时，由牛顿第二定律从最高点到最低点的过程中，由机械能守恒定律得在最高点时，摆线的拉力为联立解得，最大摆角的余弦值为C正确；D．传感器的示数增大时，由牛顿第二定律及向心力公式得小球的速度在变大，则小球的势能在变小，D错误。故选C。5.如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，O为平衡位置，现将弹簧振子从平衡位置向下拉一段距离，释放后振子在M、N间振动，且MN=40cm，振子第一次由M到N的时间为0.2s，不计一切阻力，下列说法中正确的是（）A.振子振动的振幅为40cm、频率为5HzB.振子由M到O的时间为0.05sC.从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10mD.从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为20cm【答案】D【解析】【详解】A．从题图可知，振子振动的振幅为，由于所以则频率为A错误；B．根据简谐运动的对称性可知，振子由M到O的时间与振子由O到N的时间相等，均为，B错误；C．弹簧振子的振幅。振子在1个周期内通过的路程为4A，故在（）内通过的路程为C错误；D．10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，D正确。故选D。6.如图所示，A、B两方物块（可视为质点）在半径为R的光滑球面内C与两点间一起做简谐运动，O为最低点，当位移为x时，A、B系统的回复力为F。A、B的总重量为G，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.A、B经过O点时均处于平衡状态B.C.由O点向C点运动的过程中，A受到的摩擦力逐渐增大D.经过O点时，将A取走，B振幅将增大【答案】B【解析】【详解】A．A、B经过O点时的向心加速度不为零，处于非平衡状态，故A错误；B．设当位移为x时，摆线与竖直方向夹角为，当夹角较小时，有

对两物块进行受力分析可得

联立得回复力的大小为

考虑回复力的方向，故B正确；C．由O点向C点运动的过程中，位移为y，摆线与竖直方向的夹角为，以A、B整体为研究对象，在速度方向有

对A进行受力分析可得

由题意可得

联立解得

故C错误；D．单摆的振幅与物体的质量无关，所以将A取走，B的振幅不变，故D错误。故选B。7.一列简谐横波沿x轴传播在时刻的波形如图中实线所示，P点此时正沿y轴负方向运动，时刻的波形第一次如图中虚线所示，虚线恰好过质点P的平衡位置。已知质点P平衡位置的坐标。下列说法正确的是（）A.波源振动的周期为B.该波传播的速度为C.时O点的位移为D.在内，质点P运动路程为【答案】D【解析】【详解】B．时，P向下运动，根据同侧法可知波沿方向传播，经第一次形成虚线波形，由于波形第一次如图中虚线所示，则0.7s内波传播的距离为则有B错误；A．根据上述可知周期为A错误；C．0时刻O点从平衡位置向上振动，O点的振动方程为则时O点的位移为C错误；D．根据图像可知质点P首次到达平衡位置的时间为从平衡位置开始振动的位移大小为由于则在内，质点P运动路程为D正确。故选D。8.某透明均匀介质截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形的直径重合，，半圆形的半径为R，一束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R。已知光线在E点的折射角为，真空中的光速为c，则光线在该透明均匀介质中运动的时间为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】由几何关系可得，光线在E点的入射角为由题意知，光线在E点的折射角为由折射定律可得光的传播路径如图由几何关系可得，E点的折射光线EM和BC垂直。由几何关系可得，光在M点的入射角为30°，由折射定律可得，光线在M点的折射角为60°。光线在该透明均匀介质中的传播速度光线在该透明均匀介质中运动的路程为所以光线在该透明均匀介质中运动的时间为故选A。二、多选题9.自然界中有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用或者试图避免共振现象。如乐器的音响共振、太阳系一些类木行星的卫星之间的轨道共振、动物耳中基底膜的共振、磁共振等等。关于共振现象的利用和防止，下列说法正确的是（）A.秋千越荡越高、喇叭常放在音箱内是利用共振现象的实例B.战舰上的机关炮正连续向敌人射击时的振动是利用共振现象的实例C.为了避免桥梁发生共振现象，部队过桥不能齐步走而要便步走D.长江大桥上正通过一列火车时的振动中表现为共振现象【答案】AC【解析】【详解】A．当物体发生共振时，驱动力的频率等于物体的固有频率，此时振动物体的振幅最大，能量最大，秋千越荡越高、喇叭常放在音箱内是利用共振现象，故A正确；B．机关炮正连续向敌人射击时的振动，该振动与机关枪在射击时的反冲运动有关，与共振无关，选项B错误；C．部队过桥不能齐步走而要便步走，防止走动频率与固有频率相同，出现共振现象，选项C正确；D．大桥上正常通过一列火车时的振动，该振动的振幅一定是很小的，是不允许发生共振的，选项D错误。故选AC。10.如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。下列说法正确的是（）A.若增大入射角i，则B光先消失B.在玻璃中A光的速度比B光的大C.通过狭缝时，A光比B光更容易发生衍射现象D.用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．由图可知两种单色光入射角相同时，B光的折射角小于A光的折射角，根据可知B光的折射率大于A光的折射率，根据可知在玻璃中B光的速度比A光的小，由于光由空气射向玻璃砖，增大入射角i，A光和B光都不会消失，故选项A错误、B正确；C．根据折射率与光的频率的关系可知，B光的频率大于A光的频率，光的频率越小，波长越长，光的波动性越明显，光的衍射现象越明显，所以通过狭缝时A光比B光更容易发生衍射现象，故选项C正确；D．B的折射率大，B光的波长小于A光，由公式可知它们分别通过同一双缝干涉装置，A光的干涉条纹间距比B光的大，故选项D错误；故选BC。11.某同学采用图甲所示的实验装置研究光的干涉与衍射现象，狭缝，的宽度可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射狭缝，实验中分别在屏上得到了图乙，图丙所示图样。下列描述正确的是（）A.图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，也发生了衍射B.遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，其他条件不变，图丙中亮条纹宽度增大C.照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大D.照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹【答案】ACD【解析】【详解】A．由图可知，图乙中间部分等间距条纹，所以图乙是光的双缝干涉图样，当光通过狭缝时，同时也发生衍射，故A正确；B．狭缝越小，衍射范围越大，衍射条纹越宽，遮住一条狭缝，另一狭缝宽度增大，则衍射现象减弱，图丙中亮条纹宽度减小，故B错误；C．根据条纹间距公式可知照射两条狭缝时，增加L，其他条件不变，图乙中相邻暗条纹的中心间距增大，故C正确；D．照射两条狭缝时，若光从狭缝、到屏上P点路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹，故D正确。故选ACD。12.一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、b两点，a、b两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样，c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所示。已知a、b两波源发出的波的波长为，则（）A.c点为振动加强点B.c点为振动减弱点C.在a、b连线之间有四个振动减弱点D.在a、c连线之间有四个振动减弱点【答案】AD【解析】【详解】AB．c点到两波源的距离差为零，所以是振动加强点，A正确，B错误；C．振动减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，即为（n=1,2,3,……）a、b连线上各点到a、b两波源的距离差的范围是0~l，所以从a到ab中点的距离上，振动减弱点有4个，到两波源距离差分别为、、、；同理，在ab中点到b的距离上，振动减弱点也有4个，所以在a、b连线之间有8个振动减弱点，C错误；D．a、c连线上从a到c，各点到a、b两波源的距离差从l逐渐减小到0，由C项分析可知，振动减弱点有4个，到两波源距离差分别为、、、，D正确。故选AD。三、实验题13.某学习小组要用双缝干涉测量某种单色光的波光。（1）已知双缝间距，双缝到毛玻璃屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路使得从目镜中可以观察到干涉条纹，将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹记为第1条亮纹，此时游标卡尺的读数为，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时游标卡尺的示数如图所示，则此示数为________mm，相邻亮条纹的间距________mm，从而可以计算出该单色光的波长为________m（计算结果保留两位有效数字），光屏上某点p到双缝的距离差为，p点出现的是________（填“亮”或“暗”）条纹。（2）照相机镜头上贴了层增透膜，目的是增加透光度．若该光射入折射率为n的增透膜中，则增透膜的厚度至少为________。（用波长和折射率n表示）【答案】①.15.5②.0.88③.④.暗⑤.【解析】【详解】（1）[1][2][3][4]此为10分度游标卡尺，故其精度为，则读数为相邻亮条纹的间距为由波长与条纹间距之间的关系有代入数据可得光屏上某点p到双缝的距离差为，恰好为该光波长的一半，则出现在暗条纹处。（2）[5]增透膜是利用光的干涉现象，当薄膜厚度等于入射光在薄膜中波长的时，在薄膜的两个表面反射的光，光程差恰好等于半个波长，互相抵消，因此有设光在真空中的波长为，由波速与折射率之间的关系有即则，得14.测定玻璃的折射率的实验如图所示，欲测一块半圆形玻璃砖折射率，实验的主要步骤如下：A．将半圆形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB，移走玻璃砖，并且刻度尺找出中点O，记下此点（即圆心）；B．在圆弧侧的白纸上，作过O点且垂直直径AB的直线CO，放上玻璃砖，在CO上插两颗大头针P1和P2（距离适当远些）；C．使玻璃砖以O为轴在白纸上缓慢地转动，同时眼睛向着AB透过玻璃砖观察P1和P2的像，当恰好看不到P1和P2的像时，停止转动玻璃砖，记下此时的直径的位置；D．量出BO和的夹角。若量得，，则①实验是用_________现象进行的；②计算公式：_________；③计算得：____________。【答案】①.光的全反射②.③.1.52【解析】【详解】①[1]由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，恰好产生全反射，在直径边的一侧观察不到P1、P2的像，作出如图所示的光路图，可知测出玻璃砖直径边转的角度θ，则法线转过的角度也是θ，在玻璃砖内入射角为θ，临界角为θ，因此实验是用光的全反射现象进行的。②[2]则有计算公式③[3]代入数据解得四、解答题15.截面为梯形的容器贮满水，靠墙放置在房间内水平桌面上，如图所示。早晨的阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部。已知容器梯面倾角的正弦值为，水的折射率为，求：（ⅰ）此时光线与水面的夹角；（ⅱ）到了中午，若阳光仍能照到水面，则照亮容器底部的范围如何变化，简要说明原因。【答案】（ⅰ）；（ⅱ）照亮的范围不变，见解析【解析】【详解】（ⅰ）当光恰好照射到整个容器的底部时，由几何知识可知光线的入射角为，折射角为，根据折射定律有代入数据解得（ⅱ）到了中午，太阳升高，光线的入射角变小，折射角也随之变小，光仍会照亮整个底部，照亮的范围不变。16.一列向右传播的简谐横波传到R点时的波形如图所示，波速为v=0.06m/s，质点P，Q的坐标分别为xP=0.96m，xQ=0.36m，求：（1）质点P开始振动时，振动方向如何；（2）从图示时刻经多长时间，质点P第二次到达波谷；（3）质点P到达波峰时，质点Q在何处。【答案】(1)向下；(2)16s；(3)波谷【解析】【分析】【详解】(1)由题可知，R点的起振方向向下，所以质点P的起振方向也向下。(2)由题可知，波长为0.24m，所以周期为质点P第一次到达波谷的时间为所以质点P第二次到达波谷为(3)质点PQ间的距离为所以P与Q的振动方向刚好相反，即