浙江省丽水第二高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

这是一份浙江省丽水第二高级中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题，共9页。试卷主要包含了 可能用到的相关参数，8kg，则喷射出水的速度为等内容，欢迎下载使用。
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共4页，满分100分，考试时间90分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4. 可能用到的相关参数：重力加速度g均取10m/s2。
第I卷（选择题部分）
一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.一装有柴油的船静止于水面上，船前舱进水，堵住漏洞后用一水泵把前舱中的水抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，在抽水过程中船的运动情况是( )
A. 向后运动B. 向前运动
C. 静止D. 无法判断
2．如图所示，光纤灯是现代装饰照明的新型灯具，由光源、反光镜、滤光片及光纤组成，点状光源通过反光镜后，形成一束近似平行光，又通过滤光片，最后进入光纤，形成一根根色彩斑斓的柔性光柱。下列说法正确的是（ ）
A．点状光源发出的光可通过平面镜反射后形成平行光
B．光纤内芯的折射率应大于外套的折射率
C．光在光纤的传播是利用了光的衍射原理
D．光在光纤中传播时，颜色会发生变化，从而创造出绚烂多彩的效果
3．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都会发出噪声，如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。波长为 λ 的声波沿水平管道自左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两束波，这两束声波在b处相遇时可削弱噪声。下列说法正确的是（ ）
A．该消声器工作原理是利用波的衍射
B．该装置可以说明声波是横波
C．该消声器对不同波长的声波都有相同的减噪效果
D．要达到良好的减噪效果，从a处分成的上下两束声波传到b处需满足波程差是半波长的奇数倍
4.某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示，他改变的实验条件是( )
A. 减小双缝之间的距离
B. 减小光源到双缝的距离
C. 减小双缝到光屏之间的距离
D. 换用频率更高的单色光源
5．如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当蓝光从上方人射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是（ ）
A．该条纹是光的衍射形成的，此现象可以说明光是一种波
B．若把蓝光改为黄光，条纹间距将变窄
C．若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向左侧弯曲
D．若抽去一张纸片，条纹间距将变宽
6. 某一弹簧振子的x-t图像如图所示，由图可知在0~0.25s内( )
A.振子的位移在增大 B.振子的动能在增大
C.振子的回复力在增大 D.系统的势能在增大
7.如图是演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上直线OO′代表时间轴。右图是一次实验中用同一个摆长不变的摆做出的两组操作形成的曲线，若板N1和N2拉动速度用v1和v2表示，板N1和N2上曲线所代表的摆动周期用T1和T2表示，则（ ）
A．T1=2T2B．2T1=T2C．v1=2v2D．2v1=v2
8. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，A、B、C、D、E、F为介质中的六个质点，则该时刻( )
A. A 的速度最大 B. D正向y轴负方向运动
C. B、E的速度相同 D. C、F的加速度为0
9.如图是振动情况完全相同的两列波叠加的示意图，波的周期为T，振幅为A，M、N、O为叠加区域的三个点。图示时刻，O是波谷与波谷的相遇点，M是波峰与波峰的相遇点，N是波峰和波谷的相遇点。下列说法正确的是( )
A.M是振动加强点，O、N是振动减弱点
B.图示时刻，M、N两点的高度差为4A
C.从图示时刻经T/2，M点通过的路程是4A
D.从图示时刻经T/2，O处的质点随波迁移到M点
10．乌贼在水中运动方式是十分奇特的，它不用鳍也不用手足，而是靠自身的漏斗喷射海水推动身体运动，在无脊椎动物中游泳最快，速度可达15m/s。逃命时更可以达到40m/s，被称为“水中火箭”。如图所示，一只悬浮在水中的乌贼，当外套膜吸满水后，它的总质量为4kg，遇到危险时，通过短漏斗状的体管在极短时间内将水向后高速喷出，从而迅速逃窜，喷射出的水的质量为0.8kg，则喷射出水的速度为（ ）
A．210m/sB．160m/s
C．75m/sD．60m/s
11．如图甲所示的挖掘机的顶部垂下一个大铁球并让它小角度的摆动，即可以用来拆卸混凝土建筑。此装置可视为单摆模型，它对应的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．单摆振动的周期是6s
B．t=2s时，摆球的速度为零
C．球摆开的角度增大，周期增大
D．该单摆的摆长约为16m
12. 如图所示为一横截面为直角三角形ABC的玻璃棱镜，其中∠A=30°，D点在AC边上，A、D间距为L，AB=2L。一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，经AB边反射后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，则（ ）
A．玻璃对光线的折射率为 B．玻璃对光线的折射率为
C．光线在棱镜中传播的路程为2L D．光线在棱镜中传播的时间为
13. 一列简谐横波沿直线由向传播，相距的两处的质点振动图象如图中所示，下列说法正确的（ ）
A．该波的振幅可能是
B．该波的波长可能是
C．该波的波速可能是
D．该波由传播到可能历时
二、选择题Ⅱ（本题共 2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14.关于教科书中出现的以下四张图片，下列说法正确的是( )
图1 图2 图3 图4
A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由多普勒效应引起的
B. 图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是因为光的干涉
C. 图3所示泊松亮斑现象是由光的偏振产生的
D. 图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光的折射引起的
15.波源S1和S2 QUOTE S2 振动方向相同，频率均为4Hz QUOTE 4Hz ，分别置于均匀介质中x轴上的A、B两点处，AB=1.20m，如图所示。两波源产生的简谐横波沿直线AB相向传播，波速为4m/s。已知两波源振动的初始相位相同，则A、B间合振动振幅最小的点的位置与A点的距离为( )


第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，共14分）
16．根据单摆周期公式，可以通过实验测定当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为________mm。
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T
E.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则可以确定单摆周期T
17.如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 QUOTE d=0.4mm ，双缝到光屏间的距离 QUOTE l=0.5m ，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。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是______。
A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向远离双缝的方向移动
C.将屏向靠近双缝的方向移动 D.使用间距更小的双缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图乙所示。 QUOTE ① 分划板在图中 QUOTE A A位置时游标卡尺的读数为 QUOTE xA=12.10mm ，在 QUOTE B B位置时游标卡尺读数为 QUOTE xB=16.54mm ，
①相邻两条纹间距=_________________ QUOTE mm mm； QUOTE ②
②该单色光的波长 QUOTE λ= =________________m。
四、计算题（本大题共4小题，8分+11分+11分+11分共41分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
18. 如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A=30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°．已知光在真空中的传播速度为c．求：
（1）该介质对光的折射率；
（2）光在介质中的传播速度
19. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率n =2，圆弧半径为R的圆弧，D为圆弧面圆心，ABCD构成正方形．在D处有一点光源，只考虑首次从圆弧直接射向AB、BC表面的光线，求：
（1）该透明材料的临界角；
（2）有一部分光不能从AB、BC面直接射出，这部分光照射圆弧的弧长。
20.用下面的方法可以测量大型平板材料的折射率，如一平板玻璃的折射率:先将厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。再在玻璃板上表面放置一圆纸片，使圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线，调整圆纸片的半径R，使得圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)。根据测得的数据h、r和R，即可求出平板玻璃的折射率，（1）画出光路图（2）写出折射率的计算式。
在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一个小球C沿轨道以速度v0射向B球，如图所示，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变。然后，A球与挡板P发生碰撞，碰后A、D都静止不动，A与P接触而不黏连。过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除锁定均无机械能损失）。已知A、B、C三球的质量均为m，求：
（1）C与B结成D后，系统损失的机械能。
（2）弹簧长度刚被锁定时，A球的速度
（3）弹簧长度被锁定后，储存的弹性势能
（4）在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能。
浙江省XX中学2023学年第二学期阶段性考试
参考答案
BBDAD BCBCB DAC
AB、AC
18.6、ABE
C、0.74、592
18.【答案】解：(1)光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知：
n=sin 45°sin 30°=2
(2)光在介质中的传播速度v=cn=c2=22c
19. 【答案】解：(1)C=30°
(2) FH=16πR
20.
n=1+hR-r2
21.，，
参考解析
1.【答案】B
【解析】水与船组成系统动量守恒，根据整体重心位置不变进行分析。
该模型相当于人船模型，应用动量守恒定律即可正确解题；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程进行分析。
【解答】不计水的阻力，则系统动量守恒，系统总动量为零，用一水泵把前舱的水抽往后舱，则水的重心后移，故船将向前运动(等效于人船模型)。故B正确，ACD错误。
故选B。
2．【答案】B
【解析】
A．点状光源发出的光可通过反光镜反射后形成近似平行光，故A错误；
BC．光在光纤中传播时，发生全反射，所以要求光纤内芯的折射率应大于包套材料的折射率，故B正确，C错误；
D．通过反光镜反射后形成的近似平行光通过滤光片后颜色会发生变化，从而创造出绚烂多彩的效果，故D错误。
故选B。
3．【答案】D
【解析】A．该消声器工作原理是利用波的干涉原理，故A错误；
B．无论是纵波还是横波都能发生干涉现象，所以该装置无法说明声波是横波还是纵波，故B错误；
CD．当a处分成的上下两束声波传到b处需满足波程差是半波长的奇数倍时振动减弱，减噪效果最好，故C错误，D正确。
故选D。
4.【答案】A
【解析】解：乙图中条纹的间距比甲图大，根据双缝干涉的条纹间距公式△x=Ldλ知，
A、减小双缝之间的距离d，可增大条纹间距，故A正确；
B、减小光源到双缝的距离对条纹间距无影响，故B错误；
C、减小双缝到光屏之间的距离L，条纹间距应减小，故C错误；
D、频率越高的光，其波长越短，则其条纹间距越小，故D错误。
故选：A。
根据双缝干涉的条纹间距公式△x=Ldλ结合干涉图样的变化进行分析；
解决本题关键在于掌握双缝干涉的条纹间距公式△x=Ldλ，并准确知道每个物理量的含义。
5．【答案】D
【解析】
A．明暗相间的等距条纹是光的干涉形成的，故A错误：
B．根据可见光波长从大到小的顺序：红橙黄绿蓝靛紫，可知蓝光的波长小于黄光，波长变大，条纹间距将变宽，故B错误；
C．若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向右侧弯曲，故C错误；
D．若抽去一张纸片，条纹间距将变宽，故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【解析】【分析】
同一单摆的周期是一定的．单摆的摆动和木板的运动同时进行，时间相同，根据速度的定义公式列式比较即可．
本题关键抓住单摆的摆动和木板的平移同时发生，确定出板的运动时间关系，结合速度的定义研究板速关系．
【解答】
解：AB、同一单摆的周期是一定的，则T1=T2。
设单摆的周期为T，板长为L，则有：
T=Lv1
2T=Lv2
根据题意，有：v1=2v2
故选：C。
11．【答案】D
【解析】
A．由图乙可知，单摆振动的周期为8s，A错误；
B．t=2s时，摆球位于平衡位置，速度最大，B错误；
C．根据单摆周期公式
T=2π
可知周期与球摆开的角度无关，C错误；
D．把T=8s代入C解析中的周期公式可得，摆长为
l≈16m
D正确。
故选D。
12.【答案】A
【解析】解：光路如图所示：
AB、因为光线垂直BC边射出，有β=30°
光线在E点发生反射，有α=30°，可知 r=180°-90°-2×30°=30°
光线平行于AB边从D点射入棱镜，入射角θ=60°
由折射定律有n=sinθsinr=3，故A正确、B错误；
CD、△ADE为等腰三角形，有：DE=AD=L，EB=AB-2Lcs30°
解得：EF=EBcsβ=32L
光线在棱镜中传播的距离：s=DE+EF=2.5L
光线在棱镜中的传播速度为：v=cn
则光线在棱镜中的时间t=sv
联立解得：t=53L2c，故CD错误。
故选：A。
根据题意画出光路图，由几何知识求出光线在D点时的折射角，再由折射定律求玻璃的折射率；
根据几何关系求光线在棱镜中传播的距离，由v=cn求出光线在棱镜中的传播速度，再由运动学公式求传播时间。
解决该题需要正确作出光路图，能根据几何知识求解光在传播过程的长度以及相关的角度，熟记折射定律以及光在介质中传播的速度的表达式。
13.【答案】C
【解析】【分析】
由于波的周期性，造成了多解，所以得到的波长、波速都是通项，再由通项求解特殊值。
根据振动图象读出质点的振幅，即为该波的振幅，由图读出同一时刻a、b两质点的位置和速度方向，结合波形分析质点间的距离与波长的关系，得到波长的通项，再求解波长的特殊值，求出波速的通项，求解波速的特殊值。
【解答】
A.由图读出，该波的振幅为A=10cm，周期为4s，故A错误；
BC.由图看出，在t=0时刻，质点a经过平衡位置向上运动，质点b位于波谷，波由a向b传播，结合波形得到a、b间距离与波长的关系为：
△x=(n+14)λ，(n=0,1,2,…)，
得到波长为：
λ=4Δx4n+1=424n+1m，
如果λ=14m，则n=0.5，不是整数，矛盾；故B错误；
当n=1时，λ=8.4m，波速为：v=λT=8.44=2.1m/s，
当n=0时，λ=42m，波速为：v=10.5m/s，故C正确；
D.该波由a传播到b的时间为t=(n+14)T=(4n+1)s，(n=0,1,2,…)，由于n是整数，t不可能等于11s，故D错误。
故选：C。
14.【答案】AB
【解析】A.图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，当急救车远离时，感觉声调变低，这是由多普勒效应引起的，故A正确；
B.图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平横纹，是由光的薄膜干涉产生的，故B正确；
C.图3所示泊松亮斑现象是由光的衍射产生的，故C错误；
D.图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
故选AB。
16．【答案】 18.6 ABE
【解析】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则，可得示数如图所示，读数为
（2）[2]AB.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，都是为了更加符合单摆的构成条件，AB正确；
C.摆线相距平衡位置的角度，以不大于5°为宜，C错误；
DE.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期
D错误，E正确。
故选ABE。
18.【答案】解：(1)光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知：
r=30°，i=30°+15°=45°
根据折射定律n=sin isin r得
n=sin 45°sin 30°=2
(2)光在介质中的传播速度v=cn=c2=22c
19.【答案】解：(1)设该种材料临界角为C，则
sinC=1n
解得：C=30°
(2)如图所示，若沿DE方向射到AB面上的光线刚好发生全反射，则：∠ADF=30°
同理，若沿DG方向射入的光线恰好在BC面上发生全反射，可得：∠CDG=30°
因此：∠FDH=30°
据几何关系可得：
FH=112×2πR
解得：FH=16πR
【解析】从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分不能从AB、BC面直接射出，是由于在AB和BC面上发全了全反射，先根据折射率，由公式sinC=1n求出临界角，由几何知识求出这部分光照射圆弧AC的弧长．
解决本题关键是掌握全反射的条件和临界角公式sinC=1n，结合几何知识进行求解．
20.考虑从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A'点折射，根据折射定律有nsinθ=sinα，式中n是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角。
现假设A'恰好在纸片边缘。
由题意，在A'点刚好发生全反射，故α=π2
设AA'线段在玻璃上表面的投影长为L，由几何关系有sinθ=LL2+h2
由题意，纸片的半径应为R=L+r
联立以上各式得n=1+hR-r2