湖北省武汉市第四中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

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考试时间：2024年10月11日 试卷满分：100分
★祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将答题卡上交。
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1．下列说法正确的是( )
A．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小
B．已知弹簧振子初始时刻的位置及振动周期，就可知振子任意时刻运动速度的方向
C．当一列声波从空气中传入水中时，因水的阻力作用，波长一定会变短
D．医院检查身体的“彩超”仪利用了超声波的多普勒效应
2. 如图所示，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆(称为“驱动摆”)驱动另外几个单摆。下列说法中正确的是( )
A. 驱动摆只把振动形式传播给其它单摆，不传递能量
B. 如果驱动摆的摆长为L，则其它单摆的振动周期都等于2π Lg
C. 某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度和加速度都相同
D. 如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的频率最大
3. 如图，轻质弹簧下挂重为300N的物体A时伸长了3cm，再挂上重为200N的物体B时又伸长了2cm，现将AB间的细线烧断，使A在竖直平面内振动，则( )
A.最大回复力为300N，振幅为2cm
B.最大回复力为200N，振幅为3cm
C.只减小A的质量，振动的振幅变小，周期不变
D.只减小B的质量，振动的振幅变小，周期不变
4.如图将某种透明材质的三棱镜置于水中，ΔABC为其截面，其中∠A=∠B=72∘，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i入射三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则( )
A. 该材质相对水是光密介质
B. a单色光在该材质中传播速度小于在水中传播速度
C. 增大入射角i，AC界面出射时a光先消失
D. 减小入射角i，AC界面出射时b光先消失
5. 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号输入计算机，形成B超图像。血管探头发送的简谐超声波图像如图所示，t=0时刻波恰好传到质点M，t=2.5×10−8s时刻恰好传到质点N。下列说法正确的是( )
)
A. 血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为8×102m/s
B. 质点N开始振动的方向沿y轴负方向
C. 质点M的振动方程为y=0.4sin(2π×108t)mm
D. t=3.125×10−8s时，质点M与质点N的位移大小相等、方向相反
6. 甲、乙两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样如图a、b所示，图c中有一半圆玻璃砖，O是圆心，MN是法线，PQ是足够长的光屏。甲单色光以入射角i由玻璃砖内部射向O点，折射角为r。则下列说法正确的是( )
A. 乙光以i入射时一定发生全反射
B. 甲光的频率比乙光的频率小
C. 若绕O点逆时针旋转玻璃砖，PQ上一定能接收到甲光
D. 甲光在玻璃砖中的临界角C满足sinC=sinisinr
7. 如图甲所示，均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波源起振方向垂直水平面向上，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。T=0时刻，波峰恰好第一次传到了A点。A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列判断正确的是( )
A. t=2s时，B、F两处质点位于波谷
B. (4 5−4)s时，C、G两处质点位于波峰
C. t=8s时，D处质点位移方向竖直向上
D. t=8s时，H处质点振动速度方向竖直向上
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8.对下列四个有关光的实验示意图，分析正确的是( )
A．图甲中若改变复色光的入射角，则b光先在玻璃球中发生全反射
B．图乙中若只减小屏到挡板的距离L，则相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移动，条纹间距将变大
D．若只旋转图丁中M或N一个偏振片，光屏P上的光斑亮度会发生变化
9.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，图甲为t＝2 s时的波形图，图乙为x＝2 m处的质点P的振动图像，质点Q为平衡位置x＝3.5 m的质点。下列说法正确的是( )
A．波的传播速度为1 m/s
B．波沿x轴负方向传播
C．t＝3.5 s时刻，质点Q经过平衡位置
D．t＝2 s时刻后经过2.5 s，质点P通过的路程等于0.25 m
10. 春、夏季节的晴天，我们有时可以观察到在太阳周围形成的光晕圈，如图1所示。这种天文现象是由太阳光线经卷层云中的冰晶折射后，而产生的以太阳为中心的内红外紫的彩色光环，如图2所示。为了理解光晕现象，我们将问题简化为二维，假设卷层云中的冰晶可以在二维上看成一个正六边形，如图3所示，为一束太阳光经过冰晶后，形成的折射光线中的a、b两束光线的光路图。不考虑光的反射和其他侧面的光的折射。则以下说法中正确的是( )
A. 可能a光是紫光，b光是红光
B. a光在冰晶中的传播速度比b光在冰晶中的传播速度大
C. a、b光从冰晶中射出时，a光更容易发生全反射
D. 若θ1=θ2=60°，则冰晶对b光折射率为 3
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
11.（9分）“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图所示．关于该实验，有下列步骤：
(1)测单摆周期时，为减小测量误差，应________．
A．以平衡位置作为计时起点
B．以最大位移处作为计时起点
C．可以以任意位置作为计时起点
(2)测出摆线长L，小球直径d，及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________.(用L、d、n、t表示)
(3)如图所示，用游标卡尺测得小球的直径为______ mm。
(4)某同学在实验时忘了测量小球直径，但是改变摆线长度做了多次测量，得到多组T与L的实验数据，根据这些数据，该同学能否求得当地的重力加速度________。(填“能”或“不能”)
12.（9分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中：

(1)下列说法正确的是______。
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.测量某条干涉条纹位置时，应使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐
C.为减小测量误差，测出n条亮条纹间的距离a，再求出相邻两条亮条纹的距离Δx=a/n
(2)测量某亮纹位置时，手轮上的 示数如图，其示数为______mm。
(3)测得相邻两条亮条纹间的距离Δx=2.6×10−3m，且已知双缝间距d为2.0×10−4m，双缝到毛玻璃屏的距离l为0.800m，由计算式λ=______，求得所测光的波长为______m。(保留两位有效数字)
四、计算题（本大题共3小题，共42分）
13、（12分）如图（a）所示为在某介质中传播的一列简谐横波在t＝0.20s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。求：（1）波的传播方向（2）在0.20~0.30s时间内，该波传播的距离；（3）质点Q做简谐运动的表达式。
14.（15分）如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧CD是半径为R的四分之一的圆周，圆心为O，光线从AB面上的某点入射，入射角θ＝45°，它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。
（1）画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图；
（2）求该棱镜的折射率n；
（3）求光线在该棱镜中传播的速度大小(已知光在空气中的传播速度c＝3.0×108 m/s)。
15.(15分)如图甲所示，在波的传播方向上有A、B、C三点，其中AB=BC=10m。从t=0时刻开始观察到A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。
（1）该波的波速可能为多少？
（2）假设振源位于C点。起振方向向上，且3λ