湖北省部分普通高中聯(lián)合體2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期物理期中聯(lián)考試卷姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單選題1．某同學(xué)在學(xué)習(xí)光學(xué)知識的過程中形成了如下一些認(rèn)識：①光年是一個非常大的時間單位；②水流能導(dǎo)光；③荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于水珠將光線會聚而形成的；④由折射率公式n=c對這些說法正誤的判斷，正確的是（）A．②④正確，①③錯誤 B．③④正確，①②錯誤C．①④正確，②③錯誤 D．②③正確，①④錯誤2．如圖是兩個并排而且深度相同的水池，一個裝水，另一個未裝水，在兩池的中央各豎立著一只長度相同而且比池深略高的標(biāo)桿。當(dāng)陽光斜照時就會在同一時刻在池底形成桿的影子，且影子都留在了水池底部，下列說法正確的是（）A．兩池中標(biāo)桿影子長度相同 B．裝水的池中標(biāo)桿影子較長C．未裝水的池中標(biāo)桿影子較長 D．不能確定哪邊的影子較長3．下列四幅圖中關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波的說法正確的是（）A．圖中光滑斜面上的金屬球在輕彈簧作用下沿斜面可做簡諧運(yùn)動B．圖中單擺的擺角較小時，運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，回復(fù)力由重力和彈力的合力提供C．圖中若增大波源O點(diǎn)振動的頻率，衍射現(xiàn)象一定會更明顯D．圖中A，B，C，D點(diǎn)的振動都是加強(qiáng)的，所以它們偏離平衡位置的位移不可能為零4．如圖1示，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動。取向右為正方向，振動物體的位移x隨時間t的變化如圖2所示，則由圖可知（）A．t=0.B．t=0.C．在t=0.4s到D．在t=0到t=2.4s5．在同一種均勻介質(zhì)中，當(dāng)中心波源O的振動頻率逐漸減小時，可能的波形圖為（）A． B．C． D．6．如圖所示為長方體均勻玻璃磚的截面，厚度為L，現(xiàn)有兩種單色光組成的復(fù)合光，從O點(diǎn)射入玻璃磚，入射角為θ，其折射光線分別沿OA、OB方向，對應(yīng)的折射角分別為α、β，光從O點(diǎn)到A點(diǎn)的傳播時間為tOA，從O點(diǎn)到B點(diǎn)的傳播時間為tOB。已知α+β=π2，則下列對A．無法確定 B．tOA<tOB C．二、多選題7．地震是一種極其普通和常見的自然現(xiàn)象，是地殼快速釋放能量過程中造成的振動，期間會產(chǎn)生地震波。地震波是一種機(jī)械波，下列有關(guān)波的表述中正確的是（）A．地震波中的縱波比橫波傳播快，利用它們傳播的時間差可以提前預(yù)警B．地震波中的橫波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)也會沿波的傳播方向運(yùn)動，所以就導(dǎo)致了房屋倒塌C．發(fā)生多普勒效應(yīng)時，波源發(fā)出的波的頻率并不發(fā)生變化D．地震波中的橫波成分可以發(fā)生干涉現(xiàn)象，縱波成分不能發(fā)生干涉現(xiàn)象8．華裔科學(xué)家高餛被譽(yù)為“光纖之父”，他獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎。光纖通信中信號傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，其纖芯和包層材料不同，光在纖芯中傳播。下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是（）A．纖芯的折射率比外套的大，光傳播時在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射B．纖芯的折射率比外套的小，光傳播時在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射C．波長越短的光在光纖中傳播的速度越大D．頻率越低的光在光纖中傳播的速度越大9．藍(lán)光光盤是利用波長較短的藍(lán)色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)的光盤，而傳統(tǒng)DVD光盤需要光盤發(fā)出紅色激光來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)。對于光存儲產(chǎn)品來說，藍(lán)光光盤比傳統(tǒng)DVD光盤的存儲容量大很多。如圖由紅、藍(lán)兩種單色光組成的復(fù)合光束射入一玻璃球體，當(dāng)入射角θ等于60°時，其折射光束和出射光束如圖所示。已知a光束第一次射出此玻璃球體后的出射光束相對復(fù)合光束的偏折角也為60°，則下列說法正確的是（）A．該玻璃球體對a光的折射率為3B．b光在玻璃中的傳播時間比a光長C．用a光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息D．用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息10．如圖甲為一種檢測油深度的油量計，油量計豎直固定在油桶內(nèi)，當(dāng)入射光豎直向下照射時，通過觀察油桶上方的矩形窗口亮暗兩個區(qū)域可確定油量，油量計結(jié)構(gòu)圖如圖乙，它是一塊鋸齒形的透明塑料，鋸齒形的底是一個等腰直角三角形，最右邊的鋸齒剛接觸到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，則下列說法正確的是（）A．透明塑料的折射率應(yīng)小于2B．入射光在塑料鋸齒和油的界面處發(fā)生全反射形成了暗區(qū)C．油桶的油量增加時，觀察窗口中亮區(qū)范圍變小D．對于透明塑料和油來說，油是光密介質(zhì)11．如圖甲所示，一根水平張緊的彈性長繩上等間距的選取a、b、c、d、e、f等質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為0.5m。A．t=6s時，g質(zhì)點(diǎn)開始振動，此后a、g兩質(zhì)點(diǎn)的振動步調(diào)相反B．當(dāng)b質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)負(fù)向最大位移時，d質(zhì)點(diǎn)通過的路程為5cmC．波沿繩傳播時，繩中的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，但振動的頻率依次變慢D．波沿繩傳播的速度為0.三、實(shí)驗(yàn)題12．做測量玻璃折射率實(shí)驗(yàn)時，同學(xué)們被分成若干實(shí)驗(yàn)小組，以下是其中兩個實(shí)驗(yàn)小組的實(shí)驗(yàn)情況：（1）甲組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時，用他們測得的多組入射角i與折射角r作出sini－sinr圖像如圖甲所示，則下列判定正確的是____A．光線是從空氣射入玻璃的 B．光線是從玻璃射入空氣的C．該玻璃的折射率約為0.67 D．該玻璃的折射率約為1.5（2）乙組同學(xué)先畫出圖乙所示的坐標(biāo)系，再在y＜0區(qū)域放入某介質(zhì)（以x軸為界面），并通過實(shí)驗(yàn)分別標(biāo)記了折射光線、入射光線、反射光線通過的一個點(diǎn)，它們的坐標(biāo)分別為A（8cm，3cm）、B（1cm，－4cm）、C（7cm，－4cm），則：①入射點(diǎn)O′（圖中未標(biāo)出）的坐標(biāo)為；②通過圖中數(shù)據(jù)可以求得該介質(zhì)的折射率n=。13．某學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)了單擺的相關(guān)知識后，想利用如圖甲所示的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取＃?）組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用____；（填選項(xiàng)前的字母）A．長度為60cm左右的橡皮條 B．長度為80cm左右的細(xì)線C．直徑為3cm左右的塑料球 D．直徑為3cm左右的鋼球（2）實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑；B．按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；C．用米尺測量細(xì)線懸點(diǎn)到小球的長度L；D．將小球拉離平衡位置一個小角度，由靜止釋放小球，穩(wěn)定后小球在某次經(jīng)過（選填“最高點(diǎn)”、“平衡位置”）時開始計時，并計數(shù)為0，此后小球每擺到該位置一次，計數(shù)一次，依次計數(shù)為1、2、3……，當(dāng)數(shù)到20時，停止計時，測得時間為t，則小球完成一次全振動的時間為（用t表示）；E．多次改變懸線長度，測出對應(yīng)每次懸線的長度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D；F．計算出每個懸線長度對應(yīng)的t2G．以t2為縱坐標(biāo)、L為橫坐標(biāo)，作出t結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，完成下列任務(wù)：該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計算機(jī)作出t2?L圖線如圖乙所示。根據(jù)圖線擬合得到方程t2=403.3L+6.（3）從理論上分析圖線沒有過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是。四、解答題14．頻率恒定且同步振動的兩個聲源S1、S2相距12m放置。一觀測者在S1、S15．如圖(a)，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實(shí)線和虛線分別為t1=0時刻和t2時刻的波形圖，P、Q分別是平衡位置為x1=l.0m和x2=4.0m的兩質(zhì)點(diǎn)．圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像，求：（1）波的傳播速度和t2的大小；（2）質(zhì)點(diǎn)P的位移隨時間變化的關(guān)系式．16．如圖所示，一半徑為R的透明球體放在水平地面上，球心為O，球與地面的接觸點(diǎn)為B，在球體的頂點(diǎn)A有一點(diǎn)光源，點(diǎn)光源發(fā)出的光通過球體后照亮地面上的部分區(qū)域。已知光在透明球體材料中的傳播速度為32（1）求光發(fā)生全反射的臨界角；（2）若不考慮光在透明球體中反射的影響，求地面上被光照亮的區(qū)域的面積。17．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播。在t=0時刻，質(zhì)點(diǎn)O開始從平衡位置向上運(yùn)動，經(jīng)0.4s第一次形成圖示波形，P是平衡位置為x=0.（1）該波的波速是多少；（2）質(zhì)點(diǎn)B第二次到達(dá)波峰位置時，求位于x=2m處的質(zhì)點(diǎn)A通過的總路程；（3）若從t=0開始計時，至少要經(jīng)過多少時間，P、A兩質(zhì)點(diǎn)的偏離平衡位置的位移相同？

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】①光年是光在一年內(nèi)傳播的距離，是一個非常大的長度單位；②水的折射率大于空氣，光從水中射向空氣時，當(dāng)入射角大于某一角度時，折射光線消失，全部光線都反射回水中，表面上看，光好像在水流中前進(jìn)，這就是水流能導(dǎo)光的原理；③荷葉上的露珠顯得特別“明亮”是由于入射光線進(jìn)入水珠后，被水珠的后表面反射，再進(jìn)入空氣時，發(fā)生全反射，所以，水珠看起來特別明亮；④光在真空中傳播速度不變，則由折射率公式n=c故答案為：A。

【分析】光年屬于長度單位；其露珠顯得特別明亮是由于光線從水珠進(jìn)入空氣時發(fā)生了全反射。2．【答案】C【解析】【解答】未裝水時，因光沿直線傳播，光從桿頂照射到池底的P點(diǎn)，而裝水時，光沿直線傳播，從桿頂照射到水面時發(fā)生折射，由于折射角小于入射角，故照射到池底的Q點(diǎn)，如圖所示，可知未裝水的池中標(biāo)桿影子較長。故答案為：C。

【分析】利用光的折射結(jié)合其折射角的大小可以比較桿的影子長短。3．【答案】A【解析】【解答】A．圖中光滑斜面上的金屬球做簡諧運(yùn)動，回復(fù)力由彈簧彈力與重力沿斜面方向的分力的合力提供，A符合題意；B．圖中單擺的擺角較小時，運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，回復(fù)力由重力沿切線方向的分力提供，B不符合題意；C．圖中若增大波源O點(diǎn)振動的頻率，由λ=可知波長變短，衍射現(xiàn)象會更不明顯，C不符合題意；D．圖中A點(diǎn)和D點(diǎn)是波峰與波峰、B點(diǎn)是波谷與波谷相遇的點(diǎn)，都是振動加強(qiáng)的點(diǎn)，在它們連線上的C點(diǎn)也是振動加強(qiáng)點(diǎn)，它們的振幅最大，但是在振動過程中位移會不斷變化，當(dāng)他們振動到平衡位置時，位移為零，D不符合題意。故答案為：A。

【分析】圖A中其金屬小球做簡諧運(yùn)動，其回復(fù)力由重力的分力與彈力所提供；圖B中其回復(fù)力由重力沿切線方向的分力所提供；當(dāng)增大波源的頻率時波長減小則衍射現(xiàn)象會更不明顯；當(dāng)其振動加強(qiáng)點(diǎn)振動到平衡位置時其位移為0.4．【答案】B【解析】【解答】A．從圖2上可知，振子振動周期為1.6s，是從平衡位置出發(fā)開始向正方向運(yùn)動的，所以t=0.B．t=0.C．從圖2上可知，在t=0.4s到D．在t=0到t=2.4s時間內(nèi)，共計經(jīng)過了3D不符合題意。故答案為：B。

【分析】利用其位移可以判別其振動物體的位置，利用其位置可以判別其速度和加速度的方向；利用其位移的變化可以判別其物體動能的大小變化；利用其振動的時間及振幅可以求出運(yùn)動的路程。5．【答案】C【解析】【解答】波源的振動頻率逐漸減小，則根據(jù)v=λf可知，在同一介質(zhì)中波速不變的情況下，頻率減少則波長增大，即越靠近O的波形波長越大，則A、B選項(xiàng)錯誤；又由于波形圖是關(guān)于振動中心對稱的，因此D不符合題意；故答案為：C。

【分析】當(dāng)波源振動的頻率減小其波速不變可以判別其波長越大，則可以判別靠近其波源的波長較大。6．【答案】D【解析】【解答】由折射定律可得n根據(jù)折射率與光速的關(guān)系可得n傳播時間為t聯(lián)立可得tOA故答案為：D。

【分析】利用其折射定律結(jié)合其光速與折射率的關(guān)系及位移公式可以比較其光傳播的時間。7．【答案】A,C【解析】【解答】A．地震波中的縱波比橫波傳播快，利用它們傳播的時間差可以提前預(yù)警，A符合題意；B．地震波中的橫波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不會沿波的傳播方向運(yùn)動，只是在自己平衡位置附近振動，B不符合題意；C．發(fā)生多普勒效應(yīng)時，只是接受者接受到的波的頻率發(fā)生變化，而波源發(fā)出的波的頻率并不發(fā)生變化，C符合題意；D．地震波中的橫波成分和縱波成分只要頻率相同，都可以發(fā)生干涉現(xiàn)象，D不符合題意。故答案為：AC。

【分析】地震波中其縱波傳播比橫波傳播要快；利用它們傳播時間差可以提前預(yù)警；其質(zhì)點(diǎn)在橫波傳播的過程中只在平衡位置上下振動；發(fā)生多普勒效應(yīng)時其波源發(fā)出的頻率不會發(fā)生變化；當(dāng)其橫波和縱波成分的頻率相同，都可以發(fā)生干涉現(xiàn)象。8．【答案】A,D【解析】【解答】AB．光發(fā)生全反射的必要條件是光必須從光密介質(zhì)（折射率較大的介質(zhì)）射向光疏介質(zhì)（折射率較小的介質(zhì)），所以纖芯的折射率比外套的大，光傳播時在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射，A符合題意，B不符合題意；CD．光頻率越低（即波長越長），介質(zhì)對其的折射率n越小；光頻率越高（即波長越短），介質(zhì)對其的折射率n越大。根據(jù)v=可知波長越短的光在光纖中傳播的速度越小，頻率越低的光在光纖中傳播的速度越大，C不符合題意，D符合題意。故答案為：AD。

【分析】光發(fā)生全反射的條件是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，所以其光傳播時只能在纖芯與包層的界面發(fā)生全反射；利用其光的頻率可以比較折射率的大小，結(jié)合折射率的大小可以比較其光在光纖中傳播速度的大小。9．【答案】A,B,D【解析】【解答】A．光路圖如下光線a射到玻璃球上的入射角θ=60°，由幾何關(guān)系可知折射角為r=30°則折射率為n=A符合題意；B．因a光的偏折程度較小，折射率較小，根據(jù)v=可知，a光在玻璃球內(nèi)的傳播速度較大，因a光在玻璃球內(nèi)的傳播速度較短，可知a光在玻璃中的傳播時間短，B符合題意；CD．因頻率越大的光記錄的數(shù)據(jù)量越大，而b光頻率較大，可知用b光可在光盤上記錄更多的數(shù)據(jù)信息，C不符合題意，D符合題意。故答案為：ABD。

【分析】利用光折射的光路圖結(jié)合幾何關(guān)系可以求出折射角的大小，利用折射定律可以求出折射率的大小；利用其折射率的大小可以比較光傳播速度的大小；利用其光的頻率大小可以比較光在光盤上記錄的數(shù)據(jù)信息量多少。10．【答案】C,D【解析】【解答】A．如圖所示光由上面射入塑料板中，在直角部分發(fā)生全反射時上面看起來才會明亮，光在從透明塑料板射向空氣，此時發(fā)生全反射的條件是折射率n>即透明塑料的折射率應(yīng)大于2，A不符合題意；B．光從塑料鋸齒和油的界面處發(fā)生折射，光線射向油中，在矩形窗口形成暗區(qū)，B不符合題意；C．油量增加時，被浸入到油中的塑料鋸齒增多，則全反射光線減小，則亮區(qū)范圍變小，C符合題意；D．透明塑料的折射率小于油的折射率，對于透明塑料和油來說，油是光密介質(zhì)，D符合題意。故答案為：CD。

【分析】畫出光傳播的路徑，結(jié)合其臨界角的大小可以求出折射率的大小；光從鋸齒和油的界面發(fā)生折射其光線射向油中才會在矩形窗口形成暗區(qū)；油量增多時其鋸齒增多則全反射光線減小則亮區(qū)范圍減小；利用折射率的大小可以判別油屬于光密介質(zhì)。11．【答案】A,B【解析】【解答】A．當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)第一次達(dá)到負(fù)向最大位移時，d質(zhì)點(diǎn)恰好開始振動，說明波經(jīng)過3s傳播到d點(diǎn)，則波速v=波長λ=vT=2mg點(diǎn)離波源的距離為3m，則t=6s時，g質(zhì)點(diǎn)開始振動，a、g兩質(zhì)點(diǎn)距離為半波長的奇數(shù)倍，則此后a、g兩質(zhì)點(diǎn)的振動步調(diào)相反，A符合題意；B．當(dāng)b質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)負(fù)向最大位移時，則波恰好傳播了一個波長，傳播了4s，則此時d點(diǎn)振動了1s，處于正向最大位移處，通過的路程為一倍的振幅即為5cm，B符合題意；C．波沿繩傳播時，繩中的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，振動的頻率也與波源相同，不變，C不符合題意；D．波沿繩傳播的速度為0.故答案為：AB。

【分析】利用其傳播的距離和傳播的時間可以求出波速的大小，結(jié)合其周期的大小可以求出波長的大小；利用其ag之間的距離可以判別其振動步調(diào)相反；利用其b質(zhì)點(diǎn)到達(dá)負(fù)向最大位移時可以判別其d振動的時間，利用振動的時間可以求出其振動的路程大小；質(zhì)點(diǎn)不會隨波移動其振動的頻率與波源相同；波沿繩子傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)與振動的頻率無關(guān)。12．【答案】（1）A；D（2）（4cm，0）；4【解析】【解答】(1)AB．因?yàn)槿肷浣谴笥谡凵浣牵怨饩€由空氣進(jìn)入玻璃。A符合題意，B不符合題意；CD．根據(jù)折射定律得n=C不符合題意，D符合題意。故答案為：AD。(2)①入射光線與反射光線關(guān)于法線對稱，所以B點(diǎn)在入射光線上，C點(diǎn)在反射光線上，入射點(diǎn)坐標(biāo)為（4cm，0）。②入射角的正弦值為sin折射角的正弦值為sin根據(jù)折射定律得n=

【分析】（1）利用其入射角大于折射角可以判別光線從空氣進(jìn)入玻璃；利用其折射定律可以求出折射率的大小；

（2）利用其入射光線與反射光線對稱可以判別入射點(diǎn)的坐標(biāo)；利用其幾何關(guān)系可以求出入射角與折射角的正弦值，結(jié)合折射定律可以求出折射率的大小。13．【答案】（1）B；D（2）平衡位置；t10（3）擺長漏加了小球半徑【解析】【解答】（1）單擺擺動過程擺長不能變化，不能選擇橡皮條做擺線，應(yīng)選擇80cm左右的細(xì)線做擺線，為減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇質(zhì)量大體積小的球做擺球，AC不符合題意，BD符合題意。故答案為：BD；（2）應(yīng)從平衡位置開始計時，單擺周期為T=則小球完成一次全振動的時間為t10由單擺周期公式T=2πLg根據(jù)圖像可得t2=403.3L+6.3則有400解得g≈9.78m/s2（3）t2-L圖像的縱軸截距大于零，是由于擺長漏加了小球半徑造成的，導(dǎo)致圖線沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)。

【分析】（1）單擺過程其擺長不能發(fā)生變化則只能選擇細(xì)線；為了減小阻力的影響應(yīng)該選擇鋼球；

（2）利用其全振動的時間結(jié)合振動的周期數(shù)可以求出其運(yùn)動的周期，結(jié)合其單擺的周期公式及圖像斜率可以求出重力加速度的大小；

（3）由于其縱截距大于0則是由于其擺長計算時沒有加上擺球的半徑所導(dǎo)致。14．【答案】解：設(shè)聲波的波長為λ，聲源振動的頻率為f，聲波的波速為v，p為其中一個音量最小的位置。觀察者與S1、S2之間的路程差Δl=pp處音量最小，必須滿足Δl=λ又v=λf聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得f=(當(dāng)n=0時，聲源振動的最小頻率為f=68Hz【解析】【分析】已知兩個波源的距離及觀察者到其S1的距離，利用其幾何關(guān)系可以求出波程差的大小，利用其波程差與波長的關(guān)系及頻率和波速的關(guān)系可以求出聲源振動的最小頻率。15．【答案】（1）解：由圖可知波長：λ=8m，質(zhì)點(diǎn)振動的周期：T=0.2s傳播速度v=結(jié)合圖像可知，橫波沿x正向傳播，故t1=0和t2=△t時刻：nλ+2=vΔt解得（2）解：質(zhì)點(diǎn)P做簡諧振動的位移表達(dá)式：y=Asin(由圖可知A=10cm，t=0時y=52解得y=10sin(10πt+【解析】【分析】（1）從圖像可以得出波長和周期的大小，結(jié)合其波長和中區(qū)可以求出波速的大小；利用其橫波傳播的距離可以求出其傳播的時間；

（2）已知質(zhì)點(diǎn)P振動的振幅，結(jié)合其初始位置可以求出其振動時位移的表達(dá)式。16．【答案】（1）解：由n=c得n=2設(shè)光線從球面上P點(diǎn)射出時恰好發(fā)生全反射，如圖由臨界角與折射率的關(guān)系可知sin可得C=60°