2021-2022学年吉林省白城市洮南一中高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年吉林省白城市洮南一中高二（下）第一次月考物理试卷1.  关于手机发出的无线电波与蝙蝠发出的超声波的说法正确的是(    )A. 无线电波传播不需要介质，超声波传播需要介质
B. 无线电波在任何介质中传播速率都相同，超声波在同一种介质中传播速率都相同
C. 无线电波和超声波在真空中传播的速度都是 
D. 无线电波和超声波都是电磁波，无线电波的频率大于超声波的频率2.  如图甲所示弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。规定水平向右为正方向，图乙是弹簧振子的简谐运动图象，由图可知，下列说法正确的是(    )
A. 时刻振子从B点释放
B. 弹簧振子的振幅是
C. 弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动
D. 简谐运动图象中的P点速度方向与加速度方向都沿正方向3.  如图所示，弹簧振子在dc间振动，振子从a到b历时，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为，则该振子的振动周期为(    )
 A.  B.  C.  D. 4.  图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图象。下列说法正确的是(    )
 A. 波速为
B. 波沿x轴负方向传播
C. 时间内，该质点沿x轴运动了1m
D. 时间内，该质点运动的路程为8cm5.  如图，两列水波波源和的振幅分别为2A和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。下列说法正确的是(    )
A. 两列波在相遇区域发生干涉 B. 波谷和波谷相遇处位移为零
C. A点的位移始终为零 D. 此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A6.  在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图所示．一列横波沿该直线向右传播，时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间第一次出现如图所示的波形．则该波的(    )
 A. 周期为，波长为8L B. 周期为，波长为8L
C. 周期为，波速为 D. 周期为，波速为7.  如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为和，则a光与b光(    )A. 在玻璃砖中的折射率之比为：1
B. 在玻璃砖中的传播时间之比为1：
C. 在玻璃砖中的波长之比为：1
D. 由该玻璃砖射向真空时临界角之比为：1
 8.  如图所示，AOB是由某种透明物质制成的圆柱体横截面为圆心，折射率为有一束平行光以的入射角射向柱体的OA平面，这些光线中有一部分不能从柱体的AB面上射出，设凡射到OB面的光线全部被吸收，也不考虑OA面的反射，则圆柱体AB面上有光线出射的部分占AB表面的比例为(    )A. 1：4 B. 1：3 C. 2：3 D. 1：29.  如图是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源。图中已画出波源所在区域的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间距离表示一个波长；关于波经过孔之后的传播情况，下列描述中不正确的是(    )
 A. 此时能明显观察到波的衍射现象
B. 挡板前后波纹间距离相等
C. 如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D. 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象10.  如图所示，电路中为热敏电阻，和为定值电阻．当温度升高时，阻值变小．开关S闭合后，的温度升高，则下列物理量中变小的是(    )A. 通过的电流 B. 通过的电流
C. 通过的电流 D. 电容器两极板间的电场强度11.  如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是(    )
 A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B. 若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比：：4
C. 图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该摆摆长约为1m
D. 若摆长均为1m，则图线Ⅰ是在地球上完成的12.  一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，波速大小为，此时波刚好传播到的位置，P为处的质点。下列说法中正确的是(    )
A. 波经过传播到P点
B. 刚传播到P点时P由平衡位置向上振动
C. 从时刻到波刚好传播到P点的过程中质点O运动的路程为30m
D. 处的质点的振动方程为13.  如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图.玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则
出射光线与入射光线______ 填仍平行或不再平行
以入射点O为圆心，以长度为半径画圆，与入射线PO交于M点，与折射线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得，，则该玻璃砖的折射率______ .14.  某同学根据单摆的周期公式，利用如图所示装置测当地的重力加速度。
下列说法正确的是______。
A.摆线应选择质量可忽略、柔软、可伸缩的
B.摆球应选择质量小、体积大的
C.为了减小实验误差，摆角应不超过
D.为了减小实验误差，要在摆球摆到最高点时开始计时

如图甲所示为小金在进行“探究单摆摆长和周期关系”实验时，用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中50次全振动所用时间为______ s。
如图乙所示，他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，他这样做的主要目的是______。
A.便于测量单摆周期
B.保证摆动过程中摆长不变
C.保证摆球在同一竖直平面内摆动
小金同学以摆线的长度作为纵坐标，以单摆周期的平方作为横坐标，作出的图象如图丙所示，则其作出的图线是______填“图线1”“图线2”或“图线3”。若作出的图线的斜率为k，则当地的重力加速度为______写出表达式。15.  已知：一列简谐横波，在时波形如图所示，P、Q两点的坐标分别为、，波的传播方向由右向左，已知时，P点第二次出现波峰。求：
波速；
何时Q点第一次到达波谷。16.  一列横波如图所示，波长，实线表示时刻的波形图，虚线表示时刻的波形图．求：
波速多大？
若，波速又为多大？
若，并且波速为，则波沿哪个方向传播？17.  如图，一玻璃水槽，水深，身高的人紧靠水槽站立．太阳光以与水平方向成角射在水面上，测得人在水中底部的影长、，求：
①水的折射率；
②光在水中的传播速度．18.  一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心。一束极窄的光线在横截面内从AOB边，上的A点以的入射角入射，求：
该透明体的临界角可以用反三角函数表示；
该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间已知真空中的光速为c，计算结果用R、n、c表示。
答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：A、电磁波的传播不依赖于介质，所以无线电波传播不需要介质，机械波在介质中才能传播，所以超声波传播需要介质，故A正确；
BC、无线电波在真空中传播的速度都是，在其它介质中传播速率与无线电波在该介质中的折射率有关，超声波不能在真空中传播，超声波在同一种介质中传播速率都相同，故BC错误；
D、无线电波属于电磁波，超声波属于机械波，无线电波的频范围为、超声波的频率范围为大于20kHz，所以无法判断具体的无线电波的频率与超声波的频率的大小关系，故D错误。
故选：A。
电磁波的传播不依赖于介质，机械波在介质中才能传播；无线电波在真空中传播的速度等于光速c；无线电波属于电磁波，超声波属于机械波。
本题考查了电磁波与机械波的异同点，要求学生明确电磁波的传播不依赖于介质，机械波在介质中才能传播。
 2.【答案】A 【解析】解：A、根据乙图可知，时刻振子处于正方向最大位移处，所以时刻振子从B点释放，故A正确；
B、根据乙图可知，弹簧振子的振幅是，故B错误；
C、弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为次全振动，故C错误；
D、简谐运动图象中的P点速度方向为负，此时刻振子正在沿负方向做减速运动，加速度方向为正，故D错误。
故选：A。
根据乙图方向时刻振子所处的位置和振幅；振子从B点再次回到B点为一次全振动；P点速度方向为负，加速度方向为正。
本题主要是考查简谐运动的图象，解答本题的关键是弄清楚振子的振动情况，根据振动图象进行分析。
 3.【答案】B 【解析】解：由于振子在a、b两点的速度相同，则a、b两点关于O点是对称的，所以O到b点的时间为，而从b再回到a的最短时间为，则从b再回到b的最短时间为，所以从b到最大位移处的最短时间为，因此振子的振动周期为 ，故ACD错误，B正确；
故选：B。
根据题意求出ob间的时间，再求出cb的时间，则oc的时间为周期的四分之一，最后求出振动周期。
解决该题的关键是知道简谐运动的运动特征，根据运动特征求解相应的时间关系；
 4.【答案】D 【解析】解：A、从图中可得波长，周期，由公式可得：波速，故A错误；
B、根据振动图象可知时处的质点向下运动，由同侧法可知，波的传播方向向x轴的正方向，故B错误；
CD、时间内，经过了半个周期，P运动的路程为，但该质点并不会随着波迁移，故C错误，D正确。
故选：D。
由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速；
由振动图象读出时刻处的质点的振动方向，根据同侧法判断波的传播方向；
在简谐横波中质点并不会随着波迁移，只在平衡位置附近做机械振动；
分析所给时间与周期的关系，再分析质点的路程。
解决该题的关键是能根据振动图象分析求解质点的振动方向，掌握同侧法求解波的传播方向，熟记波速的求解公式。
 5.【答案】D 【解析】解：A、由图看出，波源形成的水波波长大于波源是形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现象，故A错误；
B、因两列水波波源和的振幅不相等，当波谷和波谷相遇处位移大小为3A，并不为零，故B错误。
C、因两列水波波源和的振幅分别为2A和A，由图可知，此时A是波峰与波谷相遇，则，随着时间的推移，位移大小变化，不可能总为零，故C错误；
D、根据两列水波波源和的振幅分别为2A和A，结合图，可知，此时刻A点和B点的位移大小分别是A和3A，故D正确。
故选：D。
相邻两个波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离等于一个波长，根据波长的概念由图尺寸比较波长的大小。波在同一介质中传播时，波速相等，由波速公式确定频率关系。当两列波的频率相同时才能产生稳定的干涉。
本题考查了波速是由介质决定的及干涉产生的条件：频率相同。并掌握波的叠加原理，并注意两波源的振幅不同是解题的关键。
 6.【答案】BC 【解析】解：由图波长，根据题意，图示时刻质点9已经振动了，则质点1振动了，即，得到，波速故BC正确。
故选：BC。
由图读出波长．根据各质点起振方向与质点1振动方向相同，所以质点9不是第一次向上振动，而是经过了半个周期，即质点9已经振动了由此求出周期和波速．
波的特性之一是介质中各质点的开始振动方向与波源开始振动方向相同．
 7.【答案】B 【解析】解：A、由于光从玻璃砖射向空气折射，根据折射定律可知：，i是入射角，r是折射角，则玻璃砖对a光与b光的折射率分别为，
则：：：，故A正确；
B、根据知a光和b光在玻璃砖中传播速度之比：：：1，根据得：a光与b光在玻璃砖中的传播时间之比为：：：，故B正确；
C、a光与b光的折射率不同，则光的频率不等，根据知a光与b光在在玻璃砖中的波长之比：：：1，故C错误；
D、根据，可得临界角正弦之比为：1，则临界角之比不等于：1，故D错误。
故选：B。
根据折射定律求折射率之比；根据求出光玻璃砖中传播速度之比，由求光在玻璃砖中的传播时间之比；根据求光在玻璃砖中的波长之比；根据求临界角之比。
解答此类问题的思路是由折射定律可得出两光的折射率关系，再由分析光在玻璃砖中传播速度之比，进一步确定临界角的关系。
 8.【答案】D 【解析】解：从O点射入的光线，折射角为r，根据折射定律有： ①
解得  ②
从某位置P点入射的光线，折射到AB弧面上Q点时，入射角恰等于临界角C，有： ③
代入数据得：④
中
所以能射出的光线区域对应的圆心角⑥
能射出光线的部分占AB面的比例为 ⑦
故选：D。
画出光路图，当光线在AB弧面上发生全反射时，就没有光线从AB弧面射出，根据临界角确定出光线在AB弧面上恰好发生全反射时的入射点，由几何知识求解圆柱AB面上能射出光线的面积占AB表面积的几分之几．
正确地画出光路图是解决本题问题的关键，是折射定律和几何知识的结合应用．
 9.【答案】D 【解析】解：A、因为波长与孔的尺寸差不多，所以能够观察到明显的衍射现象，故A正确。
B、波通过孔后，波速、频率、波长不变，则挡板前后波纹间的距离相等，故B正确。
C、如果将孔AB扩大，孔的尺寸大于波的波长，可能观察不到明显的衍射现象，故C正确。
D、如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，故D错误。
本题选不正确的，故选：D。
当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件。
解决本题的关键掌握产生明显衍射的条件，知道波速、频率、波长的关系。
 10.【答案】C 【解析】解：开关S闭合后，的温度升高，阻值变小，和并联电阻减小，外电路总电阻减小，干路电流增大，即通过通过的电流变大．两端的电压和内电压都增大，则知和并联电压变小，通过电流变小，由于干路电流变大，则知通过的电流变大．电容器板间电压等于的电压，其电压变大，则两极板间的电场强度变大．故C正确．
故选C
开关S闭合后，的温度升高，阻值变小，外电路总电阻减小，干路电流增大，两端的电压和内电压都增大，分析和并联电压的变化，判断通过电流的变化，即可知道通过的电流变化．根据分析电容器板间场强的变化．
本题是电路动态变化分析问题，按“局部整体局部”的顺序进行分析．
 11.【答案】ABC 【解析】解：A、若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据，知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线。故A正确。
B、若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率比为2：5，则固有周期比为5：2，根据，知摆长比为25：故B正确。
C、图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为，则，解得。故C正确，D错误。
故选：ABC。
当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，根据共振的频率大小，得出固有周期的大小，根据单摆的周期公式进行分析．
解决本题的关键知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．以及掌握单摆的周期公式．
 12.【答案】A 【解析】解：A、波传到P点还需要传播，波速是，所以传播时间是。故A正确；
B、0时刻，这列波刚传到处，利用同侧法可知在处的质点正在向下振动，所有质点的起振方向都向下。所以P质点起振方向向下。故B错误；
C、由图可知波长是，波速是，所以周期是。传到P点需要，是一个半周期，所以O质点的路程是。故C错误；
D、周期是，则，0时刻，处质点位移是0cm，处质点位移是5cm。结合数学正弦函数可知处的位移是，所以处的质点的振动方程是，将时，，代入解得或者，但是0时刻此质点正在向上振动，所以只能取。方程是。故D错误。
故选：A。
根据波从的位置传播到P点的时间；刚传播到P点时P点的起振方向与图示时刻处质点的起振方向相同；根据时间与周期的关系求O点通过的路程；根据振幅、角频率和初相位写出处的质点的振动方程。
在简谐波传播的过程中，各个质点起振的方向相同，且与波源起振的方向相同。在一个周期内，质点振动走过的路程为4个振幅。本题要抓住这些特点进行解答。
 13.【答案】不再平行   【解析】解：因为上下表面不平行，光线在上表面的折射角与在下表面的入射角不等，则出射光线的折射角与入射光线的入射角不等，可知出射光线和入射光线不平行．
根据折射定律得，
故答案为：不再平行，
根据光的折射定律和几何关系判断出射光线和入射光线之间关系．根据折射定律求出玻璃砖的折射率．
解决本题的关键掌握光的折射定律，并能灵活运用．
 14.【答案】图线 【解析】解：摆线应选择质量可忽略、柔软、不可伸缩的，故A错误；
B.摆球应选择质量大、体积小的，故B错误；
C.为了减小实验误差，摆角应不超过，故C正确；
D.为了减小实验误差，要在摆球经过平衡位置时开始计时，故D错误。
故选：C。
秒表读数为
橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止摆动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长。故AC错误，B正确。
故选：B。
由单摆周期公式
可知
摆线长度与摆球半径之和是单摆的摆长，以摆线长度作为单摆摆长，单摆摆长偏小，图象在横轴上有截距，如图线2所示。
图线的斜率为
解得
故答案为：；；图线2；。
根据实验原理和实验要求逐项判断；
秒表分针示数与秒针示数之和是秒表示数。
单摆的摆长在摆动中不能变化。而摆长是影响周期的因素，应该在研究的时候予以改变，看看周期与摆长的关系。
应用单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题。
本题考查了秒表读数、考查了实验注意事项与实验数据处理，要掌握常用器材的使用及读数方法，掌握基础知识是解题的前提与关键；应用单摆周期公式求出图象的函数表达式即可解题。
 15.【答案】解：设波的周期为T，由图，结合波动的周期性可知，时P点第二次出现波峰，即处的波峰传播到P点，则波速：
点第一次到达波谷即处的波谷到达Q点，所以时间：
答：波速为；
末Q点第一次到达波谷。 【解析】由时，P点第二次出现波峰，由波速的公式求出波速；
当处的波谷传到Q点时，Q点第一到达波谷。根据P与Q质点间的距离关系，求出时间。
该题考查波速与波的传播距离的关系，解答的关键是先求出波速。
 16.【答案】解：若波沿x轴正方向传播，波的传播距离可能为：
 
可能的波速为：，、1、2、…，；
同理，若波沿x轴负方向传播，可能的波速为 ，、1、2、…，
若，根据上题结果可知：；‘
若波沿x轴正方向传播，则波速为  
若波沿x轴负方向传播，则波速为  
波速为时，波在时间内传播的距离为：，根据波形平移法可知波是沿x轴向右传播的．
答：
波速是或，、1、2、…，；
若，波速又为或
若，并且波速为，则波向右传播． 【解析】由于题中没有给出波的传播方向，故需要对波沿x轴正方向和x轴负方向传播分别进行讨论．又因为题中没有给出与周期T的关系，故需要考虑到波的周期性．运用波形平移法得出波的传播距离s与波长的关系，由求得波速的两个通项．
波的一个周期内传播的距离是，当时，可知，根据上题结果分析求解本题．
根据时间和波速，由求出波传播的距离，利用波形的平移法判断波的传播方向．
本题关键抓住波的周期性和双向性，运用波形的平移法进行分析和求解，是典型的多解问题，要防止漏解．
 17.【答案】解：由直角三角形知识得：
所以
由直角三角形知识得：
由折射率公式得：
                 
又由知：

答：①水的折射率为；
②光在水中的传播速度为 【解析】先作出光路图，如图所示．根据几何知识求得BD长，得到影子中EF的长度，即可求得入射角i和折射角r的正弦值，由折射定律，求出折射率由求解光在水中的传播速度．
解答几何光学问题，首先要正确作出光路图，再充分运用几何知识求出相关的长度，由折射定律求解
 18.【答案】解：设此透明物体的临界角为C，
依题意有，所以
当入射角为时，由折射定律得
 
得到折射角：
设此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点的入射角为，大于临界角，会发生全反射，之后后光线水平反射至圆弧上的D点并在D点发生全反射，再反射至B点，从B点第一次射出。光线在透明体内的路径长为：
 
光在透明体内的速度
经历的时间
答：该透明体的临界角C为；
该光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间为。 【解析】已知透明体的折射率n，由求出临界角C。
已知入射角，由折射定律求出光线从AB射入透明体的折射角r，判断光线在圆弧上能否发生全反射，作出光路图，由几何知识求解光线在透明体内的路程s，光线在透明体的速度为，根据求光线从进入透明体到第一次离开透明体时所经历的时间。
画出光路图是基础，判断能否发生全反射是关键。运用几何知识求出光线在透明体通过的总路程。