2021-2022学年新疆石河子第一中学高二下学期5月月考物理试题（解析版）

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新疆石河子第一中学2021-2022学年高二下学期5月月考物理试卷 2022.05考试内容：选修3-4 时间：90分钟 满分：100分  一、选择题（每小题4分，共56分。1-9题所给选项有一项符合题意，10-14所给选项至少有一项符合题意。g=10m/s2）1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（　　）A. 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场B. 只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波C. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在D. 电磁波的传播一定需要介质答案：B2．红、绿、黄三条入射光线，分别沿与三棱镜的底面平行的方向射向三棱镜的一个侧面，从三棱镜的另一个侧面射出，且出射光线与三棱镜底边延长线交于三点，三点到三棱镜底边中点的距离分别为s1、s2、s3，则(　　)A．s1＝s2＝s3  B．s1<s2<s3 C．s1>s2>s3  D．s1>s3>s2解析：选D.依据色散知识可知，光线经过三棱镜将偏向三棱镜的底边，延长后与三棱镜底边交于一点，此点到底边中点的距离与光线偏折的角度有关，偏折的角度越大，交点到底边中点的距离越小．因此，红光的出射光线与底边延长线的交点距底边中点的距离大于黄光的，黄光的又大于绿光的，因此D项对．3．卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是（ 　 ）A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大C．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力答案：A4 如图所示的四种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．在下面的四幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)
A. 红黄蓝紫   B. 红紫蓝黄      C. 蓝紫红黄    D. 蓝黄红紫答案：B解析：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故AC两个是双缝干涉现象，根据双缝干涉条纹间距可以知道波长越大，越大，故A是红光，C是蓝光．单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故BD是单缝衍射图样，B为紫光的单缝衍射图样，D为黄光单缝衍射图样．故从左向右依次是红光（双缝干涉）、紫光（单缝衍射）、蓝光（双缝干涉）和黄光（单缝衍射）．所以选项B正确的，选项ACD错误．5. 一列横波在t=0时刻的波形如图甲所示，M、N是介质中的两个质点，图乙是质点N的振动图像，则A. 该波沿x轴负方向传播 B. 该波的波速为2m/sC. 质点M与N的速率总相同 D. 质点M与N同时到达波峰【答案】解析：A．由N点的振动图像可知，t=0时刻N点向y轴正向运动，则该波沿x轴正方向传播，A错误；B．该波的波速为B错误；CD．质点M与N之间相差半个波长，振动情况总相反，则振动的速率总相同，但是不可能同时到达波峰，C正确，D错误。故选C。6.中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光(　　)A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定小于于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C．光分别通过同一双缝干涉装置时，屏上的条纹问距 D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光 答案：A解析：.由题图可知，a光在同一介质中的折射率大，其频率大．根据n＝，知a光在玻璃中的传播速度小，选项A正确．当a、b光以相同的角度斜射到同一玻璃板上后，其光路图如图所示，由图可知，a光的侧移量大，选项B错误．由于a光的频率大，且频率越大a光的偏折角大，选项C错误．由sin C＝，可知a光的临界角小，即a光比b光容易发生全反射，因此在空气中只能看到一种光时，一定是b光，选项D错误．7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T。在t＝0时的波形如图3所示，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为yP＝2 cm，yQ＝2 cm，下列说法错误的是(　　)A.P点的振动形式传到Q点需要B.P、Q在振动过程中，位移的大小总相等C.在相等时间内，P、Q两点通过的路程相等D.经过，Q点回到平衡位置答案　D解析　由图看出，P、Q两点所对应的平衡位置间的距离等于半个波长，因简谐横波传播过程中，在一个周期内传播一个波长，则P点的振动形式传到Q点需要半个周期，P、Q两点的振动情况总是相反，所以在振动过程中，它们的位移大小总是相等，故选项A、B正确；若图示时刻P点在平衡位置或最大位移处，在T内，P点通过的路程为s＝5A＝5×4 cm＝20 cm，而实际上图示时刻，P点不在平衡位置或最大位移处，所以在T内，P点通过的路程不是20 cm，由于P、Q两点的振动步调总是相反，所以在相等时间内，P、Q两点通过的路程相等，故选项C正确；图示时刻，Q点向下运动，速度减小，所以从图示位置运动到波谷的时间大于，再从波谷运动到平衡位置的时间为，所以经过T，Q点没有回到平衡位置，故选项D错误；8．如图所示，直角三棱镜ABC的一个侧面BC紧贴在平面镜上，∠BAC＝β.从点光源S发出的一细光束SO射到棱镜的另一侧面AC上，适当调整入射光SO的方向．当SO与AC成α角时，其折射光与镜面发生一次反射，从AC面射出后恰好与SO重合，则此棱镜的折射率为(　　)A.  B. C.  D.答案：A解析：根据题意可知，光在AC上发生折射，折射光线恰好垂直BC，则由几何关系可知入射角为－α，折射角为－β，根据折射定律可得折射率n＝＝，选项A正确． 9．在弹性绳左右两端垂直绳轻摇一下，产生两个振动方向、振幅和波长都相同的正弦形“孤波”，t=0时刻两孤波传播至如图所示位置，已知左侧孤波向右传播速度大小为=1m/s，下列说法正确的是（　　）A．t=0时坐标在x=－2m处的质点，在t=2s时运动到了O点B．右侧孤波向左传播的速度大小与不一定相等C．t=2.5s时，O点处的质点位于波峰D．t=3s时，O点处的质点加速度最大答案：C解析：A．波在介质中传播时，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移，故A错误；B．在同一介质中，同一种波的传播速度相同，故B错误；C．由于两波的传播速度相同，由图可知，t=2.5s时刻，两个孤波的“波峰”这种振动状态传至O点，因此，O点位移向上达到最大，速度为0即波峰位置，故C正确；D．t=0时刻坐标在x=－3m和x=+3m处的质点都处于平衡位置且向下运动，由波的平移法可知，其振动形式在t=3s时刻传至O点，此时O点处质点处于平衡位置，加速度为0，故D错误。故选C。10.蟾蜍在水塘边平静的水面上鸣叫，形成如图所示的水波。已知水波的传播速度与水的深度正相关，蟾蜍的鸣叫频率为1451Hz。下列说法正确的是A．水波从浅水区传入深水区，频率变大B．在深水区，水波更容易发生衍射现象C．水面上飘落的树叶会被水波推向岸边D．测得图中蟾蜍左上位置水波两个相邻波峰间距离为0.5cm，则此处水波的波速约为7.3m/s答案：BD解析：蟾蜍声带的振动产生了在空气中传播的声波和池塘中传播的水波。无论是声波还是水波，它们都是由声带振动产生，所以其频率都应该等于声带的振动频率，故A是错误的。题干“已知水波的传播速度与水的深度正相关”，说明水波的波长与水深有关，深水区的波长大，所以更容易发生衍射现象，故B正确。C选项有24.53%的同学发生错选，对于这个题目是最值得反思的。说明这部分学生头脑中还没有形成正确的“波动”观，对机械波的许多认知还没有得到有效的提炼与深化。“随波逐流”是多么顽固的前概念！机械振动在介质（水、空气等）中传播，形成机械波。介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播。波传播的只是波源振动这种运动形式，在波传播过程中也可以传递能量和信息。蟾蜍的鸣叫频率f=1451HzD,选项中又已知左上位置水波波长λ=0.5cm=0.005m，则波速v=λf=0.005×1451m/s=7.3m/s。故D是正确。11. 下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本，则下列判断正确的是 A. 甲图是薄膜干涉的图像，照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用B. 乙图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑C. 丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物D. 丁图是衍射图像，其最明显的特征是条纹间距不等答案：ACD解析：A．甲图是薄膜干涉的图象，照相机、望远镜的镜头表面常常镀一层透光的膜，即增透膜，光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，从膜的前表面和玻璃表面反射的光相互减弱，故A正确，B．乙图是圆板衍射，被称为“泊松亮斑”，而小孔衍射的图样，不是“泊松亮斑”，故B错误C．丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，海面下层空气温度比上层低，密度比上层大，故海面附近的空气折射率从下到上逐渐减小，从远处的景物发出的光线射向海面时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层的入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回空气，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中，而产生了“蜃景”现象，那么上方是蜃景，下方是景物，故C正确，D．丁图衍射图象，衍射条纹中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，其间距不相等，故D正确12.如图甲所示，S1、S2、Q三点位于某一均匀介质的同一平面内，S1、S2为振动情况完全相同的两个波源，其振动图象如图乙所示，波源产生的简谐波在该介质中的传播速度为20 m/s。下列说法正确的有________。A.两机械波的波长为4 mB.Q点为振动减弱点C.质点Q的位移不可能为0D.质点Q的振动振幅20 cm答案：AD解析：由题图4乙可知两列波的周期均为T＝0.2 s，所以两列波的波长均为λ＝vT＝4 m，故A正确；Q点到S1和S2的波程差为Δs＝6 m－2 m＝4 m＝λ，由题意可知两列波的相位差为0，所以Q点为振动加强点，其振幅为AQ＝2A＝20 cm，故B错误，D正确；当质点Q运动至平衡位置时，其位移为0，故C错误13．图示为一直角棱镜的横截面，。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=，若不考试原入射光在bc面上的反射光，则有光线（   ） A．从ab面射出 B．从ac面射出 C．从bc面射出，且与bc面斜交 D．从bc面射出，且与bc面垂直答案：BD14.一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形如图所示。此时质点Q位于波峰，质点P沿轴负方向运动。0.04s后，质点P第一次到达平衡位置，则下列说法正确的是A．该波沿轴负方向传播B．P点的横坐标mC．质点Q的振动方程为y=2cos（50πt）cmD．在0∼1.2s内，质点P通过的路程为0.2m答案：AD解析：A．时刻,质点P沿轴负方向运动由同侧法可知该波沿轴负方向传播，故A正确；BC．由图可知P点的振动方程为  由经过0.04s第一次达到平衡位置解得   则       波的传播速度  0.04s内向左传播的距离为   由波形平移法知图中处的状态传到P点，所以P点的横坐标为      故CB错误；由          则质点Q的振动方程为  故E错误。   D．该波的周期  则在0∼1.2s内，质点P通过的路程为   故D正确；故选AD。 第Ⅱ卷　(非选择题，共44分)二.实验填空题（本题共10分。）15．（8分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中（实验装置如图所示）：（1）关于操作下列说法哪一个是错误的__________（填选项前的字母）。A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐C.为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距Δx＝（2）关于观察到的现象下列说法正确的是_____________________A、观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中紫色在最外侧B、看到白光的干涉条纹后，在单缝前面放上红色或绿色滤光片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，且红条纹的间距比绿条纹的间距大（3）用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离d的大小恰好是图中游标卡尺的读数为0.25mm，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出为748.8mm如图丙所示；实验时先移动测量头（如图甲所示）上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹（如图乙所示），并记下螺旋测微器的读数x1（如图戊所示），然后转动手轮，把分划线向右移动，直到对准第7条亮条纹并记下螺旋测微器的读数x2（如图己所示），由以上测量数据求该单色光的波长为________________m  答案： ①. A    ②. B    ③. 8.01×10-7解析：（1）[1]A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不放上单缝和双缝，故A错误； B．将测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确； C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距再利用公式便可得到波长的测量值，故C正确；故选A。（2）[2]A．观察到的白光的干涉图样是：可以看到彩色的干涉条纹，中央为一条白亮的零级干涉条纹；彩色条纹的排列，以零级亮条纹为中心左右对称，在第一级亮条纹中红色在最外侧，选项A错误；B．放上红色或者绿色滤光片以后就变成单色的红光或者绿光，因此可以看见红黑或者绿黑的干涉条纹，由红光的波长大，因此条纹间距大，选项B正确。故选B。（3）[3]双缝的间距d=0.25mm，双缝到毛玻璃间的距离的大小l=748.8mm，螺旋测微器的读数x1=0.01×30.0mm=0.300mm螺旋测微器读数x2=14.5mm+0.01×20.0mm=14.700mm则条纹的间距 根据得 二、计算题（本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、表达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，答案中必须写出数值和单位g取10m/s2）16.（8分）一个圆柱形筒，如图所示，直径d＝12 cm，高H＝16cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧的深度为h＝9cm，当简中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点．求：（1）此液体的折射率；   （2）光在此液体中的传播速度； 解：（1）由图可知：折射率：    解得：（2）传播速度：解得17.(12分)列简谐横波沿＋x轴方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的4个质点，t＝0时刻波刚好传播B点。质点A的振动图像如图乙所示，则：（1）该波的传播速度是多大？（2）从t＝0到t＝1.6 s，质点P通过的路程为多少？（3）经过多长时间质点Q第二次到达波谷？【答案】（1）25m/s；（2）16m；（3）3.8s（1）由题图可知该波的波长由题图乙可知，该波的周期传播速度（2）初始时刻，质点P在波谷，从到，质点P振动两个周期，则通过的路程（3）质点Q第二次到达波谷时，波向右传播的距离为x=95m，用时间 即通过3.8s质点Q第二次到达波谷。18.（10分）20.一列简谐横波在x轴上传播，在t1=0和t=0.1s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：(1)这列波最大周期；(2)这列波以220m/s波速传播时，x=8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少?
【答案】(1)0.4s；(2)解：(1)当波沿x正向传播时周期最大 T=0.4s (2)波传播的距离△x=v△t=22m 可得故波沿x负方向传播 因此19.（10分）如图所示为某种透明介质的截面图，ACB为半径R＝10 cm的二分之一圆弧，AB与水平面屏幕MN垂直并接触于A点．由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑．已知该介质对红光和紫光的折射率分别为n1＝、n2＝.（1）判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；（2）求两个亮斑间的距离．答案：(1)红色　红色与紫色的混合色   (2)(5＋10) cm解：(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，sin C1＝＝，C1＝60°，同理C2＝ 45°，i＝45°＝C2，i＝45°＜C1，所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，所以在AM处产生的亮斑为红色，在AN处产生的亮斑为红色与紫色的混合色．（2）画出如图所示光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2.根据折射定律n1＝求得sin r＝由几何知识可得：tan r＝解得：AP1＝5 cm由几何知识可得△OAP2为等腰直角三角形，解得：AP2＝10 cm所以：P1P2＝(5＋10) cm.