2021-2022学年山东省名校联盟高二（下）质检物理试卷（B3）（含答案解析）

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2021-2022学年山东省名校联盟高二（下）质检物理试卷（B3）1.  声波、光和无线电波具有一些相同的特性，下列说法错误的是(    )A. 三者的波长、波速v、频率f之间都满足公式
B. 三者都能够发生反射、干涉及衍射现象
C. 三者都可以在真空中传播
D. 三者都能够传递能量2.  如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为75Hz，乙弹簧振子的固有频率为18Hz，当支架在受到竖直方向、频率为20Hz的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是(    )
A. 甲的振幅较大，且振动频率为75Hz B. 甲的振幅较大，且振动频率为20Hz
C. 乙的振幅较大，且振动频率为18Hz D. 乙的振幅较大，且振动频率为20Hz3.  如图甲所示，水平光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在、b两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示，由振动图像可知(    )
 A. 从到，振子正从O点向a点运动 B. 在时刻，振子的位置在a点
C. 在时刻，振子的加速度为零 D. 振子的振动周期为4.  弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示。下列说法正确的是(    )
A. 时振子的动能最小
B. 内振子的动能在变小
C. 内振子的加速度在减小
D. 时振子的动能等于最大动能的一半5.  半径为R的半圆柱形透明材料的横截面如图所示，某实验小组将该透明材料的A处磨去少许，使一激光束从A处射入时能够沿AC方向传播。已知AC与直径AB的夹角为，激光束到达材料内表面的C点后同时发生反射和折射现象，从C点的出射光束恰与AB平行图中未画出。该材料的折射率为(    )
A.  B.  C.  D. 6.  如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为M的物块甲，物块甲在光滑水平面上往复运动。当物块甲的速度为0时，偏离平衡位置的位移为A，此时把质量为m的物块乙轻放在其上，之后两个物块始终一起做振幅为A的简谐运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则它们之间的动摩擦因数至少为(    )
A.  B.  C.  D. 7.  如图所示，一玻璃球体的半径为R，球心为O，一细激光束沿与OA夹角为方向从A点射入玻璃球体，该光线经两次折射后从玻璃球体射出时，出射光线的方向相对于初始入射方向的偏角为，则玻璃球体的折射率为(    )
 A.  B. 2 C.  D. 8.  雨后太阳光射入空气中的水滴，先折射一次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹。把空气中的水滴理想化为球形，太阳光从左侧射人水滴，a、b是其中的两条出射光线是紫光，b是红光，a、b两光在射出水滴时的入射角分别为、，如图所示。则a、b两束光在水滴中的传播时间之比为(    )
A.  B.  C.  D. 9.  如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、紫光各自通过同一个双缝干涉仪器和同一个单缝衍射仪器后形成的干涉图样和衍射图样黑色部分表示亮条纹。关于这4幅图样，下列说法正确的是(    )A. 图样为红光的衍射图样
B. 图样为紫光的衍射图样
C. 图样为紫光的干涉图样
D. 图样为红光的干涉图样10.  一列沿x轴正方向传播的简谐横波，处质点刚好起振时的波形图如图所示．已知该波的周期为2s，则下列说法正确的是(    )
 A. 波源的起振方向向下
B. 该波的传播速度为
C. 再经过，平衡位置在处的质点第一次到达波谷
D. 平衡位置在处的质点从图示时刻起经过，通过的路程为6cm11.  单摆在B、C两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，如图甲所示。单摆的振动图像如图乙所示向右为正方向，取重力加速度大小，下列说法正确的是(    )
 A. 单摆的振幅为8cm B. 单摆的摆动频率为
C. 时，摆球在C点 D. 单摆的摆长为12.  有一用透明材料制成的中空圆柱体，内径为R，外径为2R，其截面如图所示。一束细单色光从圆柱面上的A点与AO直径成夹角射入，经折射后恰好与内柱面相切，已知真空中光速为。则(    )
A. 单色光在该材料中的折射率为 B. 单色光在该材料中的折射率为
C. 单色光在该材料中传播的时间为 D. 单色光在该材料中传播的时间为13.  物理兴趣小组利用如图所示的单摆装置测量重力加速度。
实验中应该选择的细线是______，应该选择的小球是______。填写细线或小球前面的字母代号
A.轻质无弹性细线
B.轻质弹性细线
C.塑料球
D.钢球
物理兴趣小组通过多次实验，测定了最大摆角分别为、、、、、、时单摆的周期，数据记录如表所示：最大摆角周期取重力加速度大小，则单摆的摆长为______ m。保留两位小数
14.  在“利用双缝干涉测量紫光的波长”实验中，将所用器材按要求安装在如图甲所示的光具座上，然后接通电源使光源正常工作，像屏上出现了清晰但是间距较小的紫色干涉条纹。

下列操作中，可以使紫色条纹间距变大的是______。
A.换一个红色滤光片
B.增大双缝到像屏的距离
C.增大单缝与双缝间的距离
D.增大双缝的间距
观察测量的图样如图乙所示，调节仪器使分划板的中心刻线对准一条亮条纹A的中心，测量头的示数如图丙所示，其示数为______ mm，移动手轮使分划板中心刻线对准另一条亮条纹B的中心，测量头的示数为。已知双缝挡板与光屏间距为，双缝相距，则所测单色光的波长为______ m。结果保留两位有效数字15.  图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处的质点P的振动图像。

求该列横波的波速大小v；
说明该列横波的传播方向并在图丙中作出时的波形图至少画一个波长；
写出质点P的振幅以及从0时刻开始计时的振动方程。16.  一块长方体玻璃砖，下侧镀银，与上表面夹角为的细复色光束从上表面0点入射，分解为光束Ⅰ和光束Ⅱ，经下侧面反射后从上表面射出，如图所示。已知光束Ⅰ、Ⅱ与下侧面的夹角分别为、，玻璃砖的厚度为d。求：
玻璃砖对光束Ⅰ的折射率n：
光束Ⅰ和光束Ⅱ从玻璃砖上表面射出后的光束宽度L。
17.  如图所示，实线是某机械波在时刻的波形图，虚线是该机械波在时刻的波形图，已知该机械波的振幅，求：

该机械波可能的波速；
当机械波的速度最小时，处的质点振动的位移与时间的关系。18.  如图所示，一个三棱镜的截面为等边三角形，其边长为L，一束光线从AB边的中点平行于BC边射入三棱镜，进入棱镜后恰好在AC边发生全反射，光在真空中的速度为c。求：
该棱镜材料的折射率n；
光从AB边传播到AC边的时间t。

答案和解析 1.【答案】C 【解析】解：A、声波、光和无线电波都属于波，它们的波长、波速v、频率f都满足，故A正确；
B、根据反射、干涉及衍射现象都是波特有的现象，所以声波、光和无线电波都能够发生反射、干涉及衍射现象，故B正确；
C、声波的传播需要介质，不能在真空中传播，光和无线电波可以在真空中传播，故C错误；
D、波向外传播的是振动的形式和能量以及信息，所以声波、光和无线电波都能够传递能量，故D正确。
本题选择错误的，
故选：C。
所有的波都满足公式；反射、干涉及衍射现象都是波特有的现象；声波的传播需要介质，不能在真空中传播；波向外传播的是振动的形式和能量以及信息。
本题考查了声波、光和无线电波的异同点，要明确反射、干涉及衍射现象是波特有的现象，声波传播需要介质。
 2.【答案】D 【解析】解：做受迫振动的物体振动时的频率等于驱动力的频率，驱动力的频率越接近物体的固有频率，振幅越大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
驱动力的频率越接近物体的固有频率时，物体的振幅越大。
明确物体产生共振的条件是当驱动力的频率等于物体固有频率。
 3.【答案】C 【解析】解：A、从到振子的位移在正向增加，所以振子正从O点向b点运动，故A错误；
B、在时刻，振子的位移正向最大，所以振子应该在b点，故B错误；
C、在时刻，振子在平衡位置O点，该时刻振子速度最大，加速度为零，故C正确；
D、从振动图像可以看出振子的振动周期为，故D错误。
故选：C。
根据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况；根据简谐振动图像可得出运动周期。
对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其速度情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握。
 4.【答案】D 【解析】解：A、由题图提供的信息结合振子的振动过程可知，时振子在平衡位置，速度最大，动能最大，故A错误；
B、内振子的动能在变大，故B错误；
C、内振子的加速度在变大，故C错误；
D、振子的速度随时间变化的规律为
，
在时振子的速度等于最大速度的，动能等于最大动能的一半，故D正确。
故选：D。
根据振动图象直接分析振子的位置，判断加速度和速度的变化，进而判断动能的变化。
解决本题的关键是要理解振动图象的物理意义，明确时刻与位置的对应关系，知道系统的机械能是守恒的。
 5.【答案】C 【解析】解：作出光路图如图所示。
设AC激光束在C处的入射角为，折射角为，根据几何知识可知：，，
根据折射定律可得：，解得：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
作出光路图，根据几何知识求解入射角和折射角，根据折射定律求解折射率。
本题主要是考查了光的折射，解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，通过光路图进行分析。
 6.【答案】C 【解析】解：物块乙和物块甲一起振动，即加速度相同。当两物块的位移等于振幅A时，加速度最大，由牛顿第二定律，系统的最大加速度为，临界值情况下对应的最大静摩擦力提供物块乙的加速度，即，所以，故C正确，ABD错误；
故选：C。
简谐运动是物体在平衡位置附近的振动，回复力满足的特点，结合牛顿第二定律列式分析。
本题考查简谐运动的特点，关键是受力分析后结合牛顿第二定律列式分析，明确乙物体的最大加速度。
 7.【答案】D 【解析】光路图如图所示：

由图可知ABCO是菱形，所以：，
根据折射定律得：
故ABC错误，D正确。
故选：D。
光线由A点射入后发生折射，由几何关系可求得光线射到球体内表面时的折射角，由折射定律可求得折射率。
本题是几何光学问题，作出光路图是解题的基础，要掌握折射定律公式，运用几何关系分析光线的偏折角与折射角和入射角的关系是本题的关键。
 8.【答案】D 【解析】解：设太阳光射入水滴时的入射角为i，水滴对a、b两束光的折射率分别为、，根据几何关系知，太阳光射入水滴时，a、b两束光的折射角分别为、，所以有，。设水滴的半径为R，a光在水滴中的传播速度为，传播路径长为，传播时间为，b光在水滴中的传播速度为，传播路径长为，传播时间为，有，，，，，，，解得，
故D正确，ABC错误。
故选：D。
分析两种色光在水滴中传播的路径大小关系以及传播速度的大小关系，根据分析两种光的传播时间的比值。
解决该题的关键是能根据图象分析两种色光的折射角的大小关系，知道波速的计算公式，结合几何关系解得传播时间。
 9.【答案】BC 【解析】解：干涉图样为等间距的，根据可知紫光的间距较小，所以图样甲为红光的干涉图样，图样乙为紫光的衍射图样，图样丙为紫光的干涉图样，图样丁为红光的衍射图样，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
根据双缝干涉条纹间距可判定双缝干涉图样，再依据条纹间距与它们的波长成正比；根据单缝衍射条纹是中间亮条纹明亮且宽大，越向两侧宽度越小，而波长越大，中央亮条纹越粗，从而即可进行判断。
掌握单缝衍射和双缝干涉的图样的特点和图样与波长的关系是解决此题的唯一途径，故要加强对基础知识的记忆，注意干涉与衍射条纹的区别，及各光波长的长短。
 10.【答案】BC 【解析】A、由波的传播方向与质点振动方向的关系可以判断出波源的起振方向向上，故A错误；
B、该波的传播速度为：，故B正确；
C、再经过，平衡位置在处质点的振动形式向前传播的距离为：，到达平衡位置在处，故C正确；
D、平衡位置在处的质点从图示时刻起经过，通过的路程为，故D错误；
故选：BC。
根据同侧法分析出波源的起振方向；
根据公式计算出波速的大小；
横波在水平方向上做匀速直线运动，根据运动学公式分析出质点的位置；
根据时间和周期的关系，结合一个周期内质点振动的路程与振幅的关系得出质点通过的路程。
本题主要考查了横波的图像，从图像上得出波长，结合周期得出波速，同时理解横波在不同方向的运动特点完成分析。
 11.【答案】BC 【解析】解：A、由题图乙可知，单摆的振幅为4cm，故A错误；
B、由题图乙可知，单摆的周期，所以频率，故B正确；
C、单摆的周期为，则在时摆球位移与时刻的位置是相同的，为正向最大，所以摆球在C点，故C正确；
D、由公式得，故D错误。
故选：BC
根据图像判断振子的振幅和周期，根据周期与频率的关系求出频率，通过振动的周期性判断振子在时刻的位置；根据单摆的周期公式求出摆长。
对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其基本情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握。
 12.【答案】BC 【解析】解：AB、画出光路图，如图所示。设折射角为r，由图中几何关系结合折射定律得，，解得，故A错误、B正确；
CD、设单色光在该材料中的传播速度为v，则有，，解得，故C正确、D错误。

故选：BC。
根据已知条件画出光路图，然后找到入射角折射角，然后利用结合关系求出折射率。在透明材料中的传播速度用求出，然后找到传播路程，求出传播时间。
本题考查光学知识，要掌握折射定律，会用求出在透明材料中的传播速度。
 13.【答案】 【解析】解：为保证实验过程摆长不变，应选择轻质无弹性细线作摆线，摆线应选择A；为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的球作摆球，摆球应选择D。
根据表中数据知单摆的周期，由题意可知：，由单摆周期公式
解得摆长。
故答案为：；D；。
根据实验原理选出合适的实验器材；
根据单摆的周期公式计算出单摆的摆长。
本题主要考查了单摆实验的相关应用，根据实验原理选择合适的实验器材，结合单摆的周期公式代入数据完成计算即可，属于基础题型。
 14.【答案】 【解析】解：、换一个红色滤光片，滤光片透过的是红光，光屏上出现的是红光的干涉条纹，不会使紫光干涉条纹间距增大，故A错误；
B、增大双缝到像屏L的距离，由双缝干涉条纹间距公式可知，紫色干涉条纹间距变大，故B正确；
C、增大单缝与双缝间的距离，紫色干涉条纹间距不变，故C错误；
D、增大双缝的间距d，由双缝干涉条纹间距公式可知，紫色条纹间距减小，故D错误。
故选：B。
由图丙所示可知，其示数是：
由图乙所示A、B两条纹可知，相邻两条亮条纹间的距离
由双缝干涉条纹间距公式可知，单色光的波长：
故答案为：；；。
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；根据双缝干涉条纹间距公式分析答题。
本题考查了“利用双缝干涉测量紫光的波长”实验，理解实验原理是解题的前提与关键，应用双缝干涉条纹间距公式即可解题。
 15.【答案】解：由题图可得，
根据
解得：。
处的质点P在时向上振动，根据平移法可知横波向右传播，时的波形图如图所示。

由题图质点P的振幅，
从0时刻开始计时的振动方程为。
答：该列横波的波速大小为；
该列横波向右传播，图见解析；
质点P的振幅为8cm，从0时刻开始计时的振动方程为。 【解析】由图得到周期、波长，从而得到波速；
根据处的质点P在时向上振动判断波的传播方向；
根据质点振动时间，结合周期及振幅得到运动路程。
机械振动问题中，一般根据振动图或质点振动得到周期、质点振动方向；再根据波形图得到波长和波的传播方向，从而得到波速及质点振动，进而根据周期得到路程。
 16.【答案】解：设O点的入射角为i，折射角为r，根据数学知识有，
根据折射定律有：
联立解得：。
根据反射定律和折射定律画出的光路图如图所示，根据几何关系有，，又，
联立解得：。

答：玻璃砖对光束Ⅰ的折射率为：
光束Ⅰ和光束Ⅱ从玻璃砖上表面射出后的光束宽度为。 【解析】画出光路图，由折射定律可求得折射率；
光线射到右侧面时，由入射角可判断发生全反射，由几何关系可得光束Ⅰ和光束Ⅱ从玻璃砖上表面射出后的光束宽度。
本题关键画出光路图，由几何知识求入射角和光在玻璃砖内传播的距离，结合折射率公式和介质中的光速公式解决这类问题。
 17.【答案】解：由题图可知该机械波的波长，设该机械波的周期为T。
若该机械波向右传播，则有，…
波速为
解得，…；
若该机械波向左传播，则有，…
波速为
解得，…
由可知当并且该机械波向左传播时才是最小速度，其周期，波速
时刻处的质点向上振动，设该质点振动的圆频率为，则有，则处的质点振动的位移与时间的关系为
解得
答：该机械波可能的波速为或，…；
当机械波的速度最小时，处的质点振动的位移与时间的关系为。 【解析】由图读出波长，根据时间与周期的关系求周期的表达式，再求波速的表达式。要分波向右和向左传播两种情况进行讨论。
当机械波的速度最小时，根据波速表达式求出最小波速，分析处的质点振幅、初相位，结合周期写出其位移表达式。
本题知道两个时刻的波形，要考虑波的双向性和周期性，来确定周期的表达式，从而得到波速的表达式。
 18.【答案】解：作出光路图如图所示：

由已知条件可得：，
根据几何关系可得：
联立解得：；
设光从AB边传播到AC边在三棱镜中的路程为x，光在三棱镜中的传播速度为v，
根据三角函数关系可得：
根据正弦定理有：
根据速度-时间关系可得：
折射率：
联立解得：。
答：该棱镜材料的折射率为；
光从AB边传播到AC边的时间为。 【解析】作出光路图，根据几何关系结合折射定律进行解答；
根据正弦定理求解光在介质中的路程，根据速度-时间关系求解时间。
本题主要是考查了光的折射和全发射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图，根据图中的几何关系求出折射角或入射角，然后根据光的折射定律或全反射的条件列方程求解。