甘肃省张掖市高台县第一中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理题 Word版含解析.docx

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2022-2023学年春学期高二年级三月月考物理试卷第I卷（选择题）一、选择题：（本题共13小题，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题3分；第9-13小题有多项符合题目要求，每小题4分。）1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（　　）A.波的传播速度即波源的振动速度B.物体作机械振动，一定产生机械波C.如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止D.波动的频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定【答案】D【解析】【分析】【详解】A．波在同一均匀介质中匀速传播，速度不变，而质点的振动速度随时间是周期性变化的。波速反映振动在介质中传播快慢，而波源的振动速度反映波源振动的快慢，所以波的速度与振源的振动速度不同，A错误；B．如果只有机械振动而没有介质，则不会形成波，B错误；C．振源停止振动时，由于惯性，其他振动质点并不立即停止振动，所以在介质中传播的波动并不立即停止，C错误D．波在介质中传播的频率等于振源的振动频率，与介质性质无关，仅由振源决定，D正确。故选D。2.一弹簧振子做简谐运动，周期为T（　　）A.若t和（t+△t）时刻振子运动速度的大小相等、方向相同，则△t一定是的整数倍B.若t和（t+△t）时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则△t一定是的整数倍C.若△t=T，则t和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等D.若△t=，则t和（t+△t）时刻弹簧的长度一定相等【答案】C【解析】【详解】A．根据振子运动的对称性可知，若t和（t+△t ）时刻振子运动速度的大小相等、方向相同，振子可以处于关于平衡位置对称的两点，则△t可以为等，故A错误；B．若t时刻和（t+△t）时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，如果速度相反，则时间△t一定是的奇数倍，若速度同方向，不是半周期的整数倍，故B错误；C．若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子处于同一位置，振子的位移相同，由可知，加速度一定相等，故C正确；D．若△t=，则在t和（t+△t）两时刻振子必在关于平衡位置对称的两位置（包括平衡位置），这两时刻，振子的位移、加速度、速度等均大小相等、方向相反，但在这两时刻弹簧的长度并不一定相等(只有当振子在t和（t+△t）两时刻均在平衡位置时，弹簧长度才相等)，故D错误。故选C。3.如图所示，将上下振动的振针水平移动，移动过程中在水面上形成了如图所示的水波图形，下列说法正确的是（　　）A.振针在向右移动B.振针在向左移动C.在A处的观察者，接收到的水波频率不变D.在A处的观察者，接收到的水波频率变大【答案】A【解析】【详解】AB．振针前进方向上的水波变得密集，在其移动反方向的水波变得稀疏，因此振针在向右移动，选项A正确，B错误；CD．波源远离观察者时，观察者接收到的频率变小，即在A处的观察者，接收到的水波频率变小，选项CD错误。故选A。4.如图所示，A、B两方物块（可视为质点）在半径为R的光滑球面内C与两点间一起做简谐运动，O为最低点，当位移为x时，A、B系统的回复力为F。A、B的总重量为G，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A.A、B经过O点时均处于平衡状态B.C.由O点向C点运动的过程中，A受到的摩擦力逐渐增大D.经过O点时，将A取走，B的振幅将增大【答案】B【解析】【详解】A．A、B经过O点时的向心加速度不为零，处于非平衡状态，故A错误；B．设当位移为x时，摆线与竖直方向的夹角为，当夹角较小时，有对两物块进行受力分析可得联立得回复力的大小为考虑回复力的方向，故B正确；C．由O点向C点运动的过程中，位移为y，摆线与竖直方向的夹角为，以A、B整体为研究对象，在速度方向有 对A进行受力分析可得由题意可得联立解得故C错误；D．单摆的振幅与物体的质量无关，所以将A取走，B的振幅不变，故D错误。故选B。　5.如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是（　　）A.两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ=2∶5B.若两个受迫振动在地球上同一地点进行，则两个摆长之比为lⅠ∶lⅡ=4∶25C.图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1mD.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线【答案】C【解析】【详解】A．由共振曲线及共振的条件可知，Ⅰ和Ⅱ的固有频率分别为0.2Hz和0.5Hz，周期之比TⅠ∶TⅡ=5∶2A项错误。B．由单摆的周期公式T=2π 可知lⅠ∶lⅡ==25∶4B项错误。C．由单摆的周期公式T=2π可知lⅡ==1mC项正确。D．当摆长相等时，重力加速度越大，频率越大，月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，可知图线Ⅰ是月球上的单摆的共振曲线，故D项错误。故选C。6.在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A．M、N是平衡位置相距2m的两上质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则A.该波的周期为B.在时，N的速度一定为2m/sC.从t=0到t=1s，M向右移动了2mD.从到，M的动能逐渐增大【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由题可知 MN=则波长则周期的可能值为（n=0、1、2、3……）又因为周期大于1秒，所以周期应为选项A错误；B．在时质点N刚好运动到平衡位置，速度最大，但是不一定是2m/s，选项B错误；C．机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项C错误；D．从到，质点M从波峰位置到平衡位置，速度逐渐变大，则M的动能逐渐增大，选项D正确。故选D。7.如图所示，在xOy平面内有两个沿z轴方向（垂直xOy平面）做简谐运动的点波源S1（1，0）和S2（4，0），振动方程分别为、。两列波的波速均为1m/s，两列波在点B（2.5，3）和点C（4，4）相遇时，分别引起B、C处质点的振动总是相互（　　）A.加强、加强B.减弱、减弱C.加强、减弱D.减弱、加强【答案】D【解析】【详解】因为B点距两波源距离一样，而两波源的相位相反，所以在B处叠加总是相互减弱。由振动方程可知，周期为 波长为C距两波源的距离差为而两波源的相位相反，所以在C点振动总是加强。故选D。8.在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐波沿x轴正、负方向传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5cm/s，下列说法正确的是（　　）A.波的频率与波源的频率无关B.此时P、Q两质点振动方向相同C.再经过0.5s，波恰好传到坐标为(－5cm，0)的位置D.该波频率为3Hz【答案】B【解析】【详解】A．波的频率由波源的振动频率决定，所以波的频率与波源的频率相同，A错误；B．根据对称性可以知道，此时、，两点运动方向相同，B正确；C．由图知波长，周期为经过时间，波传波距离再经过0.5s，波恰好传到坐标为或的位置，C错误；D．该波频率为D错误。 故选B9.以下关于波的认识，正确的是（　　）A.潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的衍射原理B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的C.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象【答案】BCD【解析】【详解】A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，声呐采用的是超声波，超声波的方向性好，遇到障碍物容易反射，利用了波的反射，故A错误；B．隐形飞机在机身表面涂有高效吸收电磁波的物质，使用吸收雷达电磁波材料，在雷达发射电磁波遇到飞机，电磁波大部分被吸收，反射回来的电磁波极少，屏幕上显示的反射信息很小、很弱，很难被发现，故B正确；C．雷达的工作原理是发射电磁波遇到障碍后电磁波返回，利用了波的反射，故C正确；D．水波从深水区传到浅水区是从一种介质传播到另一种介质，传播方向发生了改变，是波的折射现象，故D正确。故选BCD。10.如图所示，一束光从空气中射向折射率为的某种玻璃的表面，θ1表示入射角，则下列说法正确的是（　　）A.欲使折射角θ2=30°，应以θ1=45°的角度入射B.无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°C.当θ1>45°时会发生全反射现象D.当入射角θ1满足时，反射光线和折射光线恰好互相垂直【答案】ABD【解析】【详解】A．由折射定律 ＝＝可知欲使折射角θ2＝30°，则则应以θ1＝45°的角度入射，故A正确；B．由折射定律＝＝可知当入射角最大为90°时，折射角θ2＝45°，故B正确；C．发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角，当光从空气中射向玻璃时不会发生全反射现象，故C错误；D．当入射角为θ1，则反射角为θ1，若反射光线和折射光线恰好互相垂直，则折射角为θ2=90°-θ1由折射定律解得故D正确。故选ABD。11.一列沿轴传播的简谐横波在=2s时刻的波形如图甲所示，图乙是某质点的振动图像，则下列说法正确的是（　　）A.该波的传播速度大小为1m/sB.该波如果沿轴正方向传播，则图乙是处或m处质点的振动图像C.该波如果沿轴负方向传播，则图乙是处或m处质点的振动图像D.无论该波沿轴负方向传播还是沿轴正方向传播，=2m处的质点在2s内的路程都为 【答案】ABD【解析】【详解】A．由波动图像知，波长为，由振动图像知，周期，则该波的传播速度大小为，A正确；BC．根据振动图像知，该质点在时，在平衡位置沿y轴负方向振动，根据“同侧法”可知，该质点在波形图中处于平衡位置，并且沿y轴负方向振动，波如果沿x轴正方向传播，应是处或处质点的振动图像，C错误，B正确；D．无论波沿x轴正方向传播还是沿x轴负方向传播，处质点经过走过的路程都为D正确。故选ABD。12.图甲为一列简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图象，则（　　）A.在时，质点的速度方向为轴正方向B.质点在t=0.075s时位移为cmC.从到，该波沿轴正方向传播了D.从到，质点通过的路程为【答案】AB【解析】【详解】A．由振动图象知，t=0.10s时，Q处于平衡位置向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，当t=0.25s时，即在t=0.10s开始经过，质点P在平衡位置以下向上振动，即速度方向沿y轴正方向，故A正确；B．根据乙图可知，质点Q简谐运动的表达式为y=10sin10πt（cm） 质点在t=0.075s时位移为cm，故B正确；C．根据图象可以看出波波沿x轴负方向传播，故C错误D．由于P点不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过0.15s，即经过，质点经历的路程不等于3A，即30cm，故D错误。故选AB。13.如图所示，甲、乙是摆长相同的两个单摆，它们中间用一根细线相连，两摆线均与竖直方向成θ角（θ＜5°）。已知甲摆球的质量小于乙摆球的质量，当细线突然断开后，甲、乙两单摆都做简谐运动，下列说法正确的是（　　）A.甲摆球不会与乙摆球碰撞B.甲的运动周期小于乙的运动周期C.甲的振幅小于乙的振幅D.甲的最大速度等于乙的最大速度【答案】AD【解析】【详解】A．由于细线断开时两者不接触，断开后，甲、乙两单摆做简谐运动，所以甲摆球不会与乙摆球碰撞，A正确；B．由于两者摆长相等，根据单摆的振动周期公式可知甲的运动周期等于乙的运动周期，B错误；CD．由于两者在细线断开时距离平衡位置的高度相等，甲的振幅等于乙的振幅，根据机械能守恒定律，单摆由最高点到最低点的过程有可得最大速度为与摆球的质量无关，甲的最大速度等于乙的最大速度，C错误，D正确。故选AD。 第II卷（非选择题）二、实验题（共2小题，其中第1小题6分，第二小题8分，每空2分，共14分）14.如图甲所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′，O为直线MO与aa′的交点，在直线MO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。（1）该同学接下来要完成的必要步骤有________；A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3D．插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像（2）图甲是他在操作过程中一个状态，请你指出第四枚大头针P4应在图甲中的位置________（填“A”“B”或“C”）；（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽，若其他操作正确，则折射率的测量值________准确值（选填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】①.BD②.B③.小于【解析】【详解】（1）[1]应该使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，只有这样P1、P2、P3、P4才是一条光线，因此BD正确，AC错误。故选BD。（2）[2]由于和两个边界平行，因此出射光线与入射光线也应平行，因此P4的位置在B点。（3）[3]出射光线和折射光线及入射角θ1和折射角θ2，如图所示 由图可知，当aa′和bb′的间距画得过宽时，使折射角变大，由公式可知折射率测量值小于准确值。15.在“利用单摆测重力加速度”的实验中（1）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为________cm，则单摆的摆长为________cm（该结果保留4位有效数字）；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示为_________s。（2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和L的数据，作出l－T2图像，如图丙所示。实验得到的l－T2图像是________（选填“a”“b”或“c”）。【答案】①.2.125②.98.49③.100.0④.c【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，其读数主尺与游标尺的读数之和，故摆球直径d=21mm+5×0.05mm=21.25mm=2.125cm[2]单摆摆长等摆线长加摆球的半径，即[3]由秒表读得50次全振动的时间t=90s+10.0s=100.0s（2）[4]摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长L，悬点到小球最低点的距离作为摆长l，则L=lr由单摆周期公式得由图示图像可知，实验得到l-T2图像应该是c。三、论述·计算题（共3小题，共42分。解答应写出必要文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16.甲、乙两人分乘两只小船在湖中钓鱼，两船相距24m。有一列水波在湖面上传播，使每只船每分钟上下浮动20次，当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有5个波峰。(1)此水波的波长为多少？波速为多少？(2)若此波在传播过程中遇到一根竖立的电线杆，是否会发生明显的衍射现象？(3)若该波经过一跨度为30m的桥洞，桥墩直径为3m，桥墩处能否看到明显衍射？(4)若该桥为一3m宽的涵洞，洞后能否发生明显衍射？【答案】(1)m； m/s；(2)会；(3)能；(4)能【解析】【详解】(1)由题意知，周期T=s=3s设波长为λ，则5λ＋=24m得 λ==m由得v=m/s=m/s(2)由于λ=m，大于竖立电线杆的直径，所以此波通过竖立的电线杆时会发生明显的衍射现象；(3)(4)由于λ=m>3m，所以此波无论是通过直径为3m的桥墩，还是通过宽为3m的涵洞，都能发生明显的衍射现象。17.如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5s时刻的波形。（1）若这列波的周期T符合3T