2021-2022学年吉林省实验中学繁荣学校高二（下）线上物理试卷（二）（含答案解析）

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2021-2022学年吉林省实验中学繁荣学校高二（下）线上物理试卷（二）1.  如图所示，从水杯外看到杯中的钢勺好像在水面处折断了，产生这种现象的原因是(    )A. 光的折射
B. 光的反射
C. 光的干涉
D. 光的衍射2.  光在某种玻璃中的传播速度是，要使光由玻璃射入空气时折射光线与反射光线成，则入射光线与反射光线的夹角成(    )A.
B.
C.
D. 3.  分析下列所描述的三个物理现象：
①夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝
②听到迎面而来尖锐的汽笛声
③围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音
④水塘中的水波能绕过障碍物继续传播
这些现象分别是波的(    )
 A. 反射现象、多普勒效应、衍射现象、干涉现象
B. 衍射现象、多普勒效应、反射现象、干涉现象
C. 衍射现象、干涉现象、多普勒效应、折射现象
D. 反射现象、多普勒效应、干涉现象、衍射现象4.  一列沿x轴负方向传播的简谐横波，波速为，P、Q是介质中平衡位置分别处在和的两个质点，某时刻波形如图所示，下列说法中正确的是(    )A. 在1s内质点P的路程为8m B. 此刻质点P的速度为0
C. 从此刻起质点P和Q同时到达处 D. 此刻质点Q沿y轴负方向运动5.  一等腰直角三棱镜的截面如图所示，点P是AC面上的一点，点Q是BC面上的一点，且。一单色细光束从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面一次反射，恰从BC面的Q点射出。从BC面射出的光线，是图中的(    )A. ① B. ② C. ③ D. ④6.  在图中的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一条光线射向界面后发生反射和折射的光线，以下说法正确的是(    )
①bO不可能是入射光线
②aO不可能是入射光线
③cO不可能是入射光线
④Ob一定是反射光线A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④7.  两束不同频率的单色平行光束a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象下列结论中正确的是(    )A. 水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小
B. 在水中的传播速度，光束a比光束b小
C. 若增大光束a的入射角，则可能发生全反射
D. 若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大
 
 8.  关于波长的说法，下列正确的是(    )A. 机械波的波源在一个周期内振动的路程等于一个波长
B. 在波形图上位移相同的两质点之间的距离等于一个波长
C. 在横波中，相邻两波峰间的距离等于一个波长
D. 在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长
 
 9.  一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正上运动．由此可知(    )
①该波沿x轴正方向传播
②c正向上运动
③该时刻以后，b比c先到达平衡位置
④该时刻以后，b比c先到达离平衡位置最远处
⑤由波形图可以确定该波的波长
⑥由波形图可以确定该波的周期A. ①④⑥ B. ①③⑤ C. ②④⑤ D. ②③⑥10.  如图，半径为R、球心为O的半球内为真空，M为其顶点，半球外介质的折射率为一束以MO为中心，截面半径的光束平行于MO射到球面上，不考虑多次反射，则能从底面透射出光的面积为(    )A.
B.
C.
D. 11.  关于简谐波，下列说法中错误的是(    )A. 波传播时各质点随着波的传播而迁移
B. 波的频率由波源决定，波的传播速度由介质决定
C. 当孔的大小比波长大很多时，会发生明显的衍射现象
D. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间在传播方向上发生了相对运动
 
 12.  如图甲所示小孩握住轻绳左端以T为周期持续上下抖动绳子，在绳上产生一段绳波．绳上每隔标记一个点，记为1、2、3……，质点1在手作用在竖直方向带动2，3，4，…各个质点依次上下振动，0、时刻各质点位置如图乙丙所示下列说法正确的是(    )A. 一段时间后，小孩停止上下抖动，绳子上的波马上消失
B. 时刻质点4带动质点5向下起振
C. 由图丙时刻再经过质点9运动到平衡位置向上振动
D. 此绳波向右传播，能量和运动形式自左向右传播，所以质点5随波谷向右传播13.  如图所示，三棱镜的截面为直角三角形，，一束单色光从AB边上的D点平行AC边射入棱镜，在AC边发生全反射，反射光线与AB边平行，已知，则下列说法正确的是(    )
 A. 单色光在D点的折射角为 B. 三棱镜的折射率为
C. 三棱镜的折射率为 D. 单色光不能从AC边射出14.  某次地震中，纵波波速为，横波波速为，地震波频率为10Hz。M点的观察者在接收到纵波后才接收到横波，从横波传到M点的时刻开始计时，图甲为横波引起的M点的振动图像，图乙为时刻的横波波动图像，则以下判断不正确的是(    )A. 震源距离M点约为90km
B. 图甲中时刻，M点速度大小为0
C. 该横波沿x轴负方向传播
D. 沿横波传播方向距离M点16km处的N点在后将处于波谷15.  一个大游泳池，池底水平，水深，有长的直杆直立于池底，当太阳光以与水平方向成角射在水面上时，测得杆在池底的影长求：
水的折射率；
当池水深度变为时杆在池底的影长的长度。
16.  在x轴上有两个波源，分别位于和处，振幅分别为12cm、8cm，由它们产生的两列简谐横波甲、乙分别沿x轴正方向和x轴负方向传播．如图所示为时刻两列波的波形图，此刻平衡位置处于和处的两质点刚开始振动．已知两列波同时传播到处，时间内，平衡位置处于处的质点P运动的路程为求：
甲波波速的大小；
质点P的振动方程。
17.  一名潜水员在夜间进行深水作业，其头盔上的照明灯可看做是点光源向各个方向发射光线，在平静的水面上可看到该光源发出的光只从一个半径的圆形区域内射出水面，若水的折射率。求：
此时潜水员的头部在水面下方的深度h；
若在8s的时间内，我们发现透光的圆形水域半径从扩大到6m，试根据光学知识求出潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度。
18.  如图所示，实线和虚线分别是沿x轴方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，求：
该波的波长、可能的周期T和可能的速度v；
若，求该波的波速大小。

答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：水杯中的钢勺好像在水面处折断了，是由于光在水面处发生折射形成的，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据折射定律分析杯中的钢勺好像在水面处折断产生的原理，即可作出判断。
本题考查常见的光学现象，属于对用物理知识解释生活常识的问题，对于这一类的题目，主要是要注意理解记忆。
 2.【答案】A 【解析】解：根据得，
，
设入射角为，根据折射定律得
，
即，
解得：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据求出光在玻璃中的折射率，再根据折射定律，抓住折射光线与反射光线垂直，求出入射角的大小。
本题考查光的折射定律以及的运用，注意光由玻璃射入空气，需采用光的可逆性原理，运用折射定律进行解决。
 3.【答案】D 【解析】解：①夏天里一次闪电过后，有时会雷声轰鸣不绝，是因为声音在云层之间来回反射造成的；
②听到迎面而来的尖锐汽笛声，即汽车靠近时感觉音调升高，这是多普勒效应造成的；
③围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音，是音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，出现加强区和减弱区，这是干涉现象；
④水塘中的水波能绕过障碍物继续传播，这是水波的衍射现象，故D正确，ABC错误；
故选：D。
雷声轰鸣不绝，是因为声音在云层之间来回反射造成的；
听到迎面而来的尖锐汽笛声这是多普勒效应造成的；
听到忽强忽弱的声音，是声音的干涉现象；
水塘中的水波能绕过障碍物继续传播，这是水波的衍射现象。
明确波的反射现象，波的衍射现象，波的干涉现象的概念，知道生活中有哪些例子是与这些概念相对应的。
 4.【答案】B 【解析】解：A、根据图像可知机械波的振幅为2cm，波长，根据，在2s内质点P的路程，故A错误；
B、质点P处于波峰位置，则速度为0，故B错误；
C、P在波峰位置，速度为0，Q在平衡位置，速度最大，所以在运动相同的时间PQ会同时到达处，故C错误；
D、波沿x轴负方向传播，根据上下坡法可知此时质点Q沿y轴正方向运动，故D错误；
故选：B。
根据振动图象直接读出振幅与波长，根据可计算周期，质点P处于波峰位置，则加速度最大，根据下坡法可知质点振动方向与传播方向的关系。
本题属于振动图象和波形图象结合问题，能够从图中读出周期或波长，结合同侧法或者平移法判断出波的传播方向。
 5.【答案】C 【解析】解：光路如图，根据几何关系，在BC面上的入射角和在AC面上的折射角相等，由折射定律，通过光的可逆性，可知出射光线仍然与AB平行。故ABD错误，C正确。

故选：C。
根据折射定律和光的可逆性判断光从BC面射出时应与AB平行。
本题考查光的折射定律，解题关键在于根据折射定律与几何关系判断出射光线。
 6.【答案】D 【解析】解：①根据光的反射定律知：在光的反射中，反射角等于入射角，入射光线和反射光线分居法线两侧；在光的折射中，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角与入射角不相等，可知，PQ是法线，MN是界面，Oa一定是入射光线，bO不可能是入射光线，故①正确，②错误；
③④由于，所以cO不可能是入射光线。，Ob一定是反射光线，故③④正确，故ABC错误，D正确。
故选：D。
在光的反射中，反射光线与入射光分居法线两侧，且入射角等于反射角；在光的折射中，折射光线与入射光线分居法线两侧，折射角与入射角不相等，根据反射定律和折射定律判断哪一条是入射光线，哪一条是法线，哪一条是折射光线。
解决本题的关键要掌握光的反射定律和折射定律，知道入射光线与反射光线及折射光线的关系，以及知道入射角与反射角、折射角之间的关系。
 7.【答案】A 【解析】解：A、由图，两光束从空气射入水中，入射角相等，折射角，根据折射定律得知，水对光束b的折射率较大，故A正确；
B、根据判断得到，在水中的传播速度，光束a比光束b大，故B错误。
C、光由光疏介质射入光密介质，不论如何增大入射角，都不可能发生全反射，故C错误；
D、根据临界角公式可知，折射率越大，临界角越小，所以若从水中射向空气，发生全反射光束a的临界角较光束b的临界角大，故D错误。
故选：A。
两光束从空气射入水中，入射角相等，折射角，根据折射定律分析折射率的大小，折射率越大，光的频率越大．根据判断光束在水中速度的大小．根据临界角公式分析临界角的大小。
对于折射率与光在介质中的速度、频率、波长、临界角等量之间的关系可结合光的色散、干涉等实验结果进行记忆，是考试的热点，要牢固掌握。
 8.【答案】C 【解析】解：A、机械波的波源在一个周期内振动的路程为4A，不是一个波长，故A错误；
B、在波形图上位移始终相同的两质点之间的距离等于波长的整数倍，不一定等于一个波长，故B错误；
C、在横波中，相邻两波峰间的距离等于一个波长，故C正确；
D、在波形图上振动情况总是相同的两点间的距离等于波长的整数倍，故D错误；
故选：C。
正确理解波长的定义，结合选项即可完成分析。
本题主要考查了波长的概念，平时多注意积累即可，属于基础题型。
 9.【答案】B 【解析】解：因为a正向上运动，根据同侧法可知，波沿x轴正方向传播，故①正确；
根据同侧法可知，b点正向上运动，c点正向下运动，该时刻以后，b比c先到达平衡位置，故②④错误，③正确；
由波形图可确定波长，故⑤正确；
根据图像无法确定周期，故⑥错误。
所以①③⑤正确，故B正确，ACD错误；
故选：B。
由a点的振动方向向上，可根据同侧法判断波的传播方向，从而确定b和c的运动方向，并能比较b、c两点回到平衡位置的先后，根据图像可知波长。
解决该题的关键是掌握用同侧法判断波的传播方向或者质点的振动方向，注意计算波长的方法。
 10.【答案】D 【解析】解：作出边缘光束光路图如图所示

由几何关系得，光束边缘的光线进入半球时的入射角，根据折射定律得

解得：折射角，
到达底面时与O点距离为
，
则能从底面透射出光的面积为
，
故D正确，ABC错误；
故选：D。
作出边缘光束光路图，根据折射定律求出折射角，根据几何关系求出边缘光束到达底面时与O点距离，即可求出从底面透射出光的面积。
解答此题的关键是画出边缘光束的光路图，根据几何知识和折射定律求解即可。
 11.【答案】AC 【解析】解：机械波在介质中传播时，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动，故A错误；
B.波的频率由波源决定，与介质无关，波速由介质决定，与波源无关，故B正确；
C.当障碍物的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故C错误；
D.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，故D正确。
本题选错误的，故选：AC。
机械波传播的是机械振动的形式，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波发生迁移；
波的频率由波源决定，波速由介质决定
根据衍射的条件和多普勒效应分析判断。
明确机械波的传播需要介质，知道质点不随波迁移，知道衍射与多普勒效应。
 12.【答案】BC 【解析】解：A、一段时间后，小孩停止上下抖动，波源不再使绳子产生新的波动，但已经形成的波还会继续向右传播，不会马上消失，故A错误；
B、由题图丙可知，时刻质点9位于波传播方向的波形的上坡上，故此时质点向下起振，而沿波的传播方向上所有质点起振方向相同，且时刻波刚好传播到质点5，故质点5在质点4带动下向下起振，故B正确；
C、由图丙所示时刻再经过时刻，质点9运动到平衡位置向上振动，故C正确；
D、此绳波向右传播，能量和运动形式自左向右传播，但质点5只在其平衡位置附近振动，不会随波向右传播，故D错误；
故选：BC。
小孩停止上下抖动，波源不再使绳子产生新的波动，但已经形成的波还会继续向右传播，不会马上消失；
根据“上坡下，下坡上”的特点可以判断各质点的振动方向；
根据波传播的方向可以判断波中各质点的振动方向；
质点不随波迁移。
明确波传播过程中质点不随波迁移，知道根据波传播的方向能判断质点的振动方向。
 13.【答案】ABD 【解析】解：A、根据题意画出光路图如图所示，

因为反射光线EF与AB边平行，则，结合反射定律和几何知识可知，。在中，由几何知识可知，单色光在D点的折射角为，故A正确；
BC、单色光在D点的入射角为，则三棱镜的折射率为，故B正确，C错误；
D、设全反射临界角为C，则。折射光线在AC边上的入射角为，大于全反射临界角C，单色光在AC边发生全反射，单色光不能从AC边射出，故D正确。
故选：ABD。
根据题意画出光路图，由几何关系求单色光在D点的折射角，再由折射定律求三棱镜的折射率；由求出全反射临界角C，将单色光在BC边上的入射角与临界角比较，判断单色光能否发生全反射。
对于几何光学，根据题意和折射定律作出光路图是解题的关键，能根据几何关系分析入射角、折射角与三角形的三个角的关系，运用折射定律解答。
 14.【答案】AD 【解析】解：A、设震源与M点的距离为，则，代入数据解得：，故A正确；
B、图甲中时刻，M点在平衡位置，速度最大，故B错误；
C、由振动图像可知，在时刻，M点向上振动，由“同侧法”可知该横波沿x轴正方向传播，故C错误；
D、横波的周期为，横波由M点传到N点的时间，再经过，质点N处于波谷，故D正确。
故选：AD。
根据题意可解得距离，分析振动与波动图像根据同侧法可知传播方向，根据时间与周期关系分析质点N的振动情况。
本题考查纵波和横波的特点以及波速公式运用，关键是灵活运动波速公式分析两列波到达同一地点的时间差。
 15.【答案】解：作出光路图如图1所示，

                                      图1
由几何关系知
，


折射角为
所以折射率为
；
当池水深度为时，光路图如图2所示

                                                   图2
由几何关系得


又
所以

联立解得：。
答：水的折射率为；
当池水深度变为时杆在池底的影长的长度为。 【解析】作出光路图，根据几何知识求入射角和折射角，根据折射定律求解折射率；
作出光路图，根据几何知识求解即可。
解决该题需要正确作出光路图，熟记折射定律的表达式，能根据几何知识求解出光在传播过程中的长度以及角度。
 16.【答案】解：两列波在同一介质中传播，则波速相同
由图可知波长相同，则周期、频率均相同。两列波在P点相遇时会形成干涉，且根据波形以及“上下坡”法可知两列波在P点相遇时引起P点的振动方向相反，则P点为振动减弱点，其振幅为

设波的周期为T，则两列波从0时刻到在P点相遇经历的时间为

易知P点从平衡位置向上起振，在时间内通过的路程为6个振幅，则

解得：
所以甲波的波速为

根据上述分析可知P点在时刻从平衡位置向上起振，质点P的振动方程为

答：甲波波速的大小为；
质点P的振动方程为。 【解析】根据图像分析出两列波的波长、波速和频率的特点，结合时间的特点计算出波的周期，从而得出波速的大小；
根据上述分析得出质点P的振动方程。
本题主要考查了横波图像的相关应用，理解图像的物理意义，熟悉横波在不同方向上的运动特点，结合数学知识即可完成解答。
 17.【答案】解：由题意可知潜水员头盔上照明灯发出的光线在透光区域边缘恰好发生全反射，则根据几何关系可知：
解得：
当透光的圆形水域半径扩大到时，设潜水员的深度为，由于全反射临界角不变，则根据几何关系可得
解得：
潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度为，方向竖直向下。
答：潜水员的头部在水面下方的深度为；
潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度为，方向竖直向下。 【解析】根据几何关系结合全反射角的临界值分析出深度；
根据几何关系计算出潜水员的实际深度，结合运动学公式计算出速度。
本题主要考查了光的折射定律，理解全反射角的定义，分析出光的传播距离，结合运动学公式即可完成分析。
 18.【答案】解：由波形图可知，该波的波长为
若波沿x轴正方向传播，则…
解得…
则波速为…
若波沿x轴负方向传播，则…
解得…
则波速为…
若波沿x轴正方向传播，则…
解得
此时的波速大小为
若波沿x轴负方向传播，则…
解得
此时的波速大小为
答：该波的波长为8m、周期为或…，速度为或…；
若，该波的波速大小为或。 【解析】假设波的传播方向，根据时间和周期的关系得出周期的可能值，结合公式计算出波速的可能值；
假设波的传播方向，先计算出周期，再结合公式计算出波速的大小。
本题主要考查了简谐横波的相关应用，要熟练掌握公式，解题的关键点是对波的传播方向进行分类讨论，结合公式即可完成分析。