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（原卷版+解析版）

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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油抽往后舱，如图所示。不计水的阻力，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
【答案】B
【解析】
【详解】不计水的阻力，水流出之后做平抛运动，有竖直向下的加速度，系统在竖直方向所受合外力不为零，竖直方向动量不守恒，只有水平方向动量守恒，则水泵把前舱的油抽往后舱，则船将向前运动（等效于人船模型）。
故选B。
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包套材料的折射率
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
【答案】B
【解析】
【详解】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. 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
【答案】D
【解析】
【详解】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. 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
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．由图可知，亮纹的宽度变大了，根据相邻两个亮（暗）纹间距
可知，若想增大亮纹宽度，可增大双缝到光屏之间的距离L，增大波长或减小两个双缝间的距离d，而根据
增大波长相当于减小光的频率，因此A正确，CD错误；
B．改变光源到双缝的距离，不会改变条纹的宽度，B错误。
故选A。
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
【答案】D
【解析】
【详解】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。
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
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，在0~0.25s内，振子的位移在减小，故A错误；
B．在0~0.25s内，弹簧振子向平衡位置移动，速度变大， 故动能增大，故B正确；
C．根据
可知回复力减小，故C错误；
D．在0~0.25s内，弹簧振子向平衡位置移动，故系统势能减小，故D错误。
故选B。
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
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB. 由于单摆摆长不变，则它的周期不变，即T1=T2=T，故AB错误；
CD. 由图可知
ON1=v1×T
ON2=v2×2T
且
ON1=ON2
故
v1=2v2
故C正确，D错误。
故选C。
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
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图可知，质点A在波峰，此时速度最小是零，A错误；
B．波沿x轴正方向传播，由上下坡法可确定，D正向y轴负方向运动，B正确；
C．B、E都在平衡位置，速度最大，即两质点的速度大小相等，由上下坡法可确定，B质点向y轴正方向运动，E质点向y轴负方向运动，即速度方向相反，C错误；
D． C质点在波谷，F质点在波峰，此时两质点的速度是零，加速度最大，方向相反，D错误。
故选B。
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，M点通过的路程是4A
D. 从图示时刻经，O处的质点随波迁移到M点
【答案】C
【解析】
【详解】A．O是波谷与波谷的相遇点，M是波峰与波峰的相遇点，故O和M是加强点，N是波峰和波谷的相遇点，故N是减弱点，故A错误；
B．两列波振幅相同，故M点的位移为2A，N两点的位移为零，故图示时刻，M、N两点的高度差为2A，故B错误；
C．M点是加强点，经，M点通过的路程
故C正确；
D．质点只在平衡位置附近振动，不沿波的传播方向发生迁移，故D错误。
故选C。
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/sC. 75m/sD. 60m/s
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知，乌贼逃命时的速度达到v1=40m/s，则乌贼和喷出的水组成的系统动量守恒，设乌贼喷射出水的速度为v2，取乌贼向前逃窜的方向为正方向，由动量守恒定律可得
解得
故选B。
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
【答案】D
【解析】
【详解】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. 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2LD. 光线在棱镜中传播的时间为
【答案】A
【解析】
【详解】AB．光路如图所示
因为光线垂直BC边射出，可知
β=30°
光线在E点发生反射，根据光的反射定律有
α=30°
根据几何关系可知
r=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
故A正确，B错误；
C．△ADE为等腰三角形，由几何关系有
DE=AD=L
又由于
因此
光线在棱镜中传播的路程为
C错误；
D．光线在棱镜中传播的速度
光线在棱镜中传播的时间为
D错误。
故选A。
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
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图读出，该波的振幅为，故A错误；
B．由图看出，在时刻，质点经过平衡位置向上运动，质点位于波谷，波由向传播，结合波形得到、间距离与波长的关系为
得到波长为
代入，解得，不符题意，故B错误；
C．波速为
当时，解得，故C正确；
D．该波由传播到的时间为

代入=11s，解得n=2.5，不符题意，故D错误。
故选C。
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（ ）
A. 图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
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于光的偏振产生的
D. 图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的折射引起的
【答案】AB
【解析】
【详解】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，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，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，是由于光的干涉产生的，故B正确；
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C错误；
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D错误。
故选AB。
15. 波源S1和S2振动方向相同，频率均为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（ ）
A. 0.35mB. 0.50mC. 0.85mD. 1.00m
【答案】AC
【解析】
【详解】两列波的波长为
以A为坐标原点，设P为AB间的任意一点，其坐标为x，则两波源到P点的波程差为
，
其中x、以m为单位，合振动振幅最小的点的位置满足
，k为整数
则可知，当k=-1时
x=0.35m
当k=0时
x=0.85m
即A、B间合振动振幅最小的点的位置在距离A点0.35m和0.85m处。
故选AC
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
【答案】 ①. 18.6 ②. ABE
【解析】
【详解】（1）[1]根据游标卡尺读数规则，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。
17. 如图甲所示，利用双缝干涉测定光波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，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。
①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为，在B位置时游标卡尺读数为，相邻两条纹间距______；
②该单色光的波长______。
【答案】 ①. C ②. 0.74 ③. 592
【解析】
【详解】（1）[1]若想增加从目镜中观察到的条纹个数，应减小相邻两个亮条纹或暗条纹间的距离，由
知可增大双缝间距，或减小双缝到屏的距离l，则ABD错误，C正确。
（2）①[2]相邻两个亮条纹或暗条纹间距
②[3]该单色光的波长
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
【答案】（1）（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知，光线在B面上的入射角为
∠r=30°
折射角为
∠i=30°+15°=45°
根据折射定律
得
（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。
【答案】（1）30°；（2）
【解析】
【详解】（1）根据临界角公式
可知临界角为
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
同理沿DG方向射到BC面上的光线刚好发生全反射，则
所以照射在AC边上的入射光，有弧长为区域的光不能从AB、BC边上直接射出，即
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。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光路图如图
（2）考虑从圆形发光面边缘的点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的点折射，根据折射定律有
式中是玻璃的折射率，是入射角，是折射角。现假设恰好在纸片边缘。由题意，在点刚好发生全反射，故有
设线段在玻璃上表面的投影长为，由几何关系有
由题意，纸片的半径应为
联立以上各式得
21. 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。
【答案】（1）；（2），方向水平向左；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）设C球与B球结成D时，D的速度为，由动量守恒定律得
解得
损失的机械能为
（2）弹簧压结至最短时弹簧被定，D与A的速度相等，设此速度为，由动量守恒定律得
.
得到A球的速度为
方向水平向左。
（3）设弹簧长度被锁定后，贮存在弹簧中的弹性势能为，由能量守恒定律得
解得
（4）撞击P后，A与D的动能都为零，解除锁定后，当弹簧刚恢复自然长度时，弹性势能全部转变成D的动能，设D的速度为，则有
在A球离开挡板P之后，当三者速度相等时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒和能量守恒可得
解得