河南省南阳市2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效。
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
5.本试卷分试题卷和答题卷两部分，满分100分，考试时间75分钟。
第Ⅰ卷 选择题（共44分）
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题意）
1. 白光通过三棱镜出现色散现象，是因为光通过三棱镜时发生了（ ）
A. 折射B. 全反射C. 衍射D. 干涉
2. 关于机械波，下列说法正确的是（ ）
A. 静止测速雷达向车辆发射频率已知的超声波，测出反射波的频率，就能得到车辆的速度
B. 当机械波发生反射时，其频率不变，波长、波速均发生变化
C. 当两列波发生干涉时，如果两列波的波峰在某点相遇，则该处质点的位移始终最大
D. 波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越小衍射现象越明显
3. 在同一个地方，测得四个单摆的自由振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现使其中一个单摆自由振动，带动其他单摆振动，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若用甲来带动，稳定时丁比乙的振幅小
B. 若用丙来带动，稳定时甲的振动周期为3s
C. 4个单摆中，乙的摆长最长
D. 甲与丁的摆长不等
4. 振源O的位移y随时间t变化的关系式为，产生的简谐横波沿x轴正向传播，则时的波形图为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，一束复色光从两面平行玻璃砖上表面O点射入，进入玻璃砖后分成两束单色光a、b。下列说法正确的是（ ）
A. a光的折射率小于b光的折射率B. a光的波长大于b光的波长
C. a光的频率大于b光的频率D. a光在玻璃中的传播速度大于b光
6. 均匀介质中的两个振源、的振动情况完全相同，产生波长均为12cm的简谐波，已知、之间的距离为1m，则两列波叠加后在、之间有几个振动加强的区域（ ）
A. 8B. 9C. 16D. 17
二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的弹性绳右端固定在墙上，手握着绳子左端S点上下振动，产生向右传播的绳波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 此时质点P向上运动B. S点的起振方向向上
C. S点此时速度为0D. S点已经振动一个周期
8. 如图所示，小球（视为质点）在B、C两点间做简谐运动，O点是它振动的平衡位置。若从小球经过O点开始计时，在时刻小球第一次经过O、B两点间的M点（图中未画出），在时刻小球第二次经过M点，则下列说法正确的是（ ）
A. 弹簧振子的周期可能为
B. 弹簧振子的周期可能为1.28
C. 时刻，小球可能第三次经过M点
D. O、M两点间的距离可能为5cm
9. 一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻的部分波形如图所示，M、Q为波上两个质点，其中Q比M晚回到平衡位置，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为32cm
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 从该时刻起，再经，质点M通过总路程为35cm
D. 该波的周期为
10. 如图所示，是一透明材料制成的圆柱体的纵截面图，一束黄光从圆柱体圆面上的中心O点折射入光导纤维，恰好在侧面上的A点发生全反射，已知圆柱体对黄光的折射率为n，圆柱体长度为L，光在真空中的传播速度为c。则下列说法正确的是（ ）
A. 此单色光在圆柱体中的传播时间为
B. 入射角的正弦值
C. 减小入射角，此单色光在圆柱体中传播的时间变短
D. 换用红光以相同的入射角从O点射入圆柱体，红光会从A点右侧折射出圆柱体
第Ⅱ卷 非选择题（共56分）
三、填空题（本题共2小题，共14分。把答案填在答题卡上对应位置）
11. 某同学用如图甲所示的单摆来测量当地的重力加速度，多次改变细线的长度L（悬点到小球上方的距离），做出L与单摆周期的平方之间的关系图像如图乙所示。
（1）该同学用游标卡尺测得小球直径如图丙所示，则小球的直径为d=______cm。
（2）对乙图，若图线的斜率为k，则当地的重力加速度大小为______（用k来表示），图像横轴的截距为______（用k、d表示）。
12. 某实验小组在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲所示装置测量某种单色光的波长。
（1）为了增加从目镜中观察到的条纹个数，可 。
A. 将光源和凸透镜向滤光片靠近
B. 使用间距稍大些的双缝
C. 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
D. 将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
（2）光屏上出现明暗相间条纹如图所示，光屏上P、、处是亮条纹，、处是暗条纹，P到、的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上 。
A. 明暗相间的条纹间距变窄B. P处可能出现暗条纹
C. 不再出现明暗相间的条纹D. 原处的亮条纹向P点靠近
（3）当测量头中的分划板中心刻线对齐某条纹的中心时，手轮上的示数如图乙所示，该读数为____mm。
（4）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验），洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜，S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射到光屏上，这样形成了两个相干光源。设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹。则相邻两条亮纹（或暗纹）中心间距离____。
四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为，振幅为5cm，P、Q是平衡位置相距为1m的两个质点，在时，P通过平衡位置沿y轴正方向运动，Q位于其平衡位置下方最大位移处，求：
（1）该波的周期；
（2）若波长大于1m，质点P在3s内通过的路程。
14. 如图所示为一等腰直角棱镜的截面图，一细光束从直角边AB上的D点以角度入射，已知棱镜的折射率为，边AB的长为L，AD的距离为，光在真空中的传播速度为c，（可能使用的数据，）问：
（1）光束从棱镜射出时的入射角；
（2）光束在棱镜中的传播时间。（不考虑光在棱镜中的多次反射）
15. 如图所示，水平地面上放置着用轻质弹簧竖直连接的A、B物块（两端栓接），其中A的质量为m，弹簧的劲度系数为k。压缩弹簧后释放，A开始做简谐运动，到达最高点时弹簧恰好为原长，此时，质量为m的物块C以竖直向下的速度与A发生碰撞后粘在一起做简谐运动（碰撞时间极短），当它们运动到最高点时，物块B恰好对地面无压力。已知弹簧弹性势能的表达式为（其中x为弹簧的形变量），质量为m的弹簧振子的振动周期，重力加速度为g，不计一切阻力及碰撞时间，弹簧足够长且始终在弹性限度内。求：
（1）C与A碰后一起做简谐运动的振幅：
（2）A、C碰后，再次返回到弹簧原长位置所用的时间；
（3）A、C运动到最低点时地面对B的弹力大小。