黑龙江省重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理学科试题
考试时间：75分钟 总分：100分
一、单项选择题（本题共8小题；每小题4分，共32分。）
下列现象解释正确的是（ ）
A.一束光不能通过两个相互垂直的偏振片，说明光是一种纵波
B.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是因为光在肥皂薄膜前后表面的两束反射光发生了干涉现象
C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变短
D.光的双缝干涉图样与单缝衍射图样都是等宽的明暗相间的条纹
【答案】B
如图所示，S1 S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点的振动情况下列说法中正确的是（ ）
A．波的传播过程中，a点在某些时刻的位移可能等于零
B．到两个波源距离相等的点始终处于静止状态
C．a b连线上的所有点都是振动加强点
D．经四分之一周期后，a b两点均到达平衡位置，但c、d点不在平衡位置
【答案】A
用手握住一条较长的均匀软绳一端将绳水平拉直，先后以两种不同频率在竖直方向上下抖动。如图所示，以手握点O为原点，在x轴正方向形成一列简谐横波，图中时刻该横波刚好传到B点，下列说法正确的是（ ）
A．前后两次形成的横波波速之比为3∶2 B．前后两次振动的频率之比为3∶2
C．前后两次形成的绳波波长之比为3∶2 D．前后两次振动的周期之比为3∶2
【答案】B
P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可采用的方法是( )
A．增加波源距桥墩的距离
B．增加波源的波长
C．提高波源的振动频率
D．增加桥墩的长度
【答案】B
小明在实验室做单摆实验时得到如图所示的单摆振动情形，B是它的平衡位置，A、C是摆球所能到达的左右最远位置，小明通过实验测得当地重力加速度，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像，设图中单摆向右摆动为正方向，，则下列选项正确的是（ ）
A．图中P点说明摆球此时向正方向振动
B．根据图像可知开始计时摆球在C点
C．根据已知数据可知，摆长约为1.0m
D．摆球所受的重力和拉力的合力充当单摆的回复力
【答案】C
远距离输电线路中，在保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，将输电电压U从原来的高压220kV升级为高压660kV，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
D．若输电线不变，用户端消耗的功率变为原来的倍
【答案】A
2020年12月2号22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多的压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号。如图，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向如图的电流时，电子的定向移动速度为v。若元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，在元件的前、后表面间出现电压U，以此感知压力的变化。则元件的（ ）
A．前表面的电势比后表面的高
B．前、后表面间的电压U与v成正比
C．自由电子受到的洛伦兹力大小为
D．工作稳定后，霍尔元件中的正电荷受到的洛伦兹力和电场力是等大反向的，所以正电荷不会像电子一样发生定向移动
【答案】B
某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上P点处是上方的第5条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为，则（ ）
A．大于 B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，P点与双缝光程差是2.5
D．当介质为真空时，发现P仍然是亮条纹，则P处不可能是上方的第7条亮条纹
【答案】D
二、多项选择题（本题共4小题；每小题4分，共16分。漏选得2分，错选不得分。）
半径为R的固定半圆柱形透明介质的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠在介质的右侧且与MN垂直。一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含折射率分别为和的光束，因而光屏上出现了两个光点。则下列说法正确的是（ ）
A．逐渐增加θ角，a光先发生全反射 B．a光的折射率为
C．a光的频率小于b光的频率
D．复色光入射角至少增大到53°时，两束光均发生全反射
【答案】AD
利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用红色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．当稍向左移动图甲中的薄片时，条纹间距会变大
B．当换用蓝色的单色光照射时，条纹间距会变大
C．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的
D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的
【答案】AD
一列沿x轴传播的简谐横波，波源不停振动。在t=0.20s时的波形如图（a）所示，P、Q是波上的两个质点，P的平衡位置为x=1m。图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．图（a）开始再过0.05s，Q的振动方向是沿y轴正方向
B．图（a）开始经过0.10s，这段时间P的路程为20cm
C．t=0.30s时，质点P沿y轴正方向运动 D．t=0.20s时，质点P的位移是cm
【答案】BD
甲乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，甲的波速为2m/s，某时刻的波形如图所示，M、N、P、Q为介质中的四个质点，则下列说法正确的是（ ）
A．以Р点开始振动时为计时起点，则质点Р的振动方程为
B．从图示时刻开始，经过1s质点M、N的速度大小会再次相等
C．经过足够长的时间，两列波可以形成稳定的干涉图样，其中Q点为振动减弱点
D．Q点的质点从图示时刻开始经2.5s通过的路程为30cm
【答案】BCD
三、实验题（本题共2小题；每空3分，共15分）
学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。
（1）在插和时，应使__________。(多选)
A．只挡住的像
B．同时挡住、的像
C．挡住及、的像
（2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）。
（3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】BC 小于
“用双缝干涉测量光的波长”的实验中（实验装置如图）
（1）下列说法正确的是________ (多选)
A．实验时调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹和暗条纹的分界线对齐
C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距
（2）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x2>x1），已知双缝间距为d，双缝与屏之间的距离为L,则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。
【答案】AC
四、解答题（本题共3小题；共37分。请写出必要的公式及过程，只有结果没有公式过程不得分。）
（10分）宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验（图甲）．某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块环形玻璃砖模拟光的传播．如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖，其内径为R，外径为．一束单色光在纸面内从A点以60°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中传播的速度为c。求：
（1）玻璃砖对该单色光的折射率
（2）光在玻璃中传播的时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）
【详解】（1）由题意可知，光在A点入射角为60°，设折射角为，如图所示
根据几何关系可知 r=30°
则玻璃砖对该单色光的折射率为 n=
s=vt s=2R ∴ t=6R/C
（11分）如图所示，在坐标原点O和x=3m的A处，有振动情况完全相同的振源S1、S2.振源发出频率为600Hz，波速为150m/s的简谐横波。P的坐标为（0，4m），已知两波源振动的初始相位相同。求：
（1）简谐横波的波长；
（2）OP间有几个振动减弱点，请写出过程，只有结果不给分。
【答案】（1）0.25m；（2）8个
【详解】（1）简谐横波的波长 λ=0.25m
设 0P间某点到波源S1、S2的波程差
s=AM-OM
AP= AP=5m
5-4≤ s＜3-0
s=(2k+1) ∴1 ≤(2k+1)＜3 当 k=4 、5、6、7、8、9、10、11 时
共8个振动减弱的点（合振动振幅最小的位置）。
（16分）如甲图所示，海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距5m的两处分别有A、B两浮标，两浮标随波上下运动，振动图像如图所示。求：
（1）求波源的振动周期；
（2）t=0.1s时，A、B竖直方向的高度差为多少；
（3）求这列水波的波速可能是多少；
有图像可知 T=0.6S
B的振动函数为 当t=0.1s时 yB=6cm
A振动函数为 当t=0.1s 时 yA= －6cm
所以高度差是（6+6）cm
(3)若波由向传播， m k=0、1、2……
若波由向传播， m k=0、1、2……黑龙江省重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理学科试题
考试时间：75分钟 总分：100分
一、单项选择题（本题共8小题；每小题4分，共32分。）
下列现象解释正确的是（ ）
A.一束光不能通过两个相互垂直的偏振片，说明光是一种纵波
B.肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是因为光在肥皂薄膜前后表面的两束反射光发生了干涉现象
C.某一遥远星球离地球远去，那么地球上接收到该星球发出光的波长要变短
D.光的双缝干涉图样与单缝衍射图样都是等宽的明暗相间的条纹
如图所示，S1 S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示某一时刻两列波的波峰和波谷。关于a、b、c、d四点的振动情况下列说法中正确的是（ ）
A．波的传播过程中，a点在某些时刻的位移可能等于零
B．到两个波源距离相等的点始终处于静止状态
C．a b连线上的所有点都是振动加强点
D．经四分之一周期后，a b两点均到达平衡位置，但c、d点不在平衡位置
用手握住一条较长的均匀软绳一端将绳水平拉直，先后以两种不同频率在竖直方向上下抖动。如图所示，以手握点O为原点，在x轴正方向形成一列简谐横波，图中时刻该横波刚好传到B点，下列说法正确的是（ ）
A．前后两次形成的横波波速之比为3∶2 B．前后两次振动的频率之比为3∶2
C．前后两次形成的绳波波长之比为3∶2 D．前后两次振动的周期之比为3∶2
P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可采用的方法是( )
A．增加波源距桥墩的距离 B．增加波源的波长 C．提高波源的振动频率 D．增加桥墩的长度
小明在实验室做单摆实验时得到如图所示的单摆振动情形，B是它的平衡位置，A、C是摆球所能到达的左右最远位置，小明通过实验测得当地重力加速度，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像，设图中单摆向右摆动为正方向，，则下列选项正确的是（ ）
A．图中P点说明摆球此时向正方向振动 B．根据图像可知开始计时摆球在C点
C．根据已知数据可知，摆长约为1.0m D．摆球所受的重力和拉力的合力充当单摆的回复力
远距离输电线路中，在保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，将输电电压U从原来的高压220kV升级为高压660kV，下列说法正确的是（ ）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
D．若输电线不变，用户端消耗的功率变为原来的倍
2020年12月2号22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多的压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号。如图，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向如图的电流时，电子的定向移动速度为v。若元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，在元件的前、后表面间出现电压U，以此感知压力的变化。则元件的（ ）
A．前表面的电势比后表面的高
B．前、后表面间的电压U与v成正比
C．自由电子受到的洛伦兹力大小为
D．工作稳定后，霍尔元件中的正电荷受到的洛伦兹力和电场力是等大反向的，所以正电荷不会像电子一样发生定向移动
某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如图所示，单缝、屏上的点位于双缝和的中垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气或矿泉水时，屏上的干涉条纹间距分别为与，当介质为矿泉水时，屏上P点处是上方的第5条亮条纹（不包括点处的亮条纹）的中心。已知入射光在真空中的波长为，真空中的光速为，则（ ）
A．大于 B．该矿泉水的折射率为
C．当介质为矿泉水时，P点与双缝光程差是2.5
D．当介质为真空时，发现P仍然是亮条纹，则P处不可能是上方的第7条亮条纹
二、多项选择题（本题共4小题；每小题4分，共16分。漏选得2分，错选不得分。）
半径为R的固定半圆柱形透明介质的横截面如图所示，O点为圆心，OO′为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠在介质的右侧且与MN垂直。一束复色光沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，已知复色光包含折射率分别为和的光束，因而光屏上出现了两个光点。则下列说法正确的是（ ）
A．逐渐增加θ角，a光先发生全反射 B．a光的折射率为
C．a光的频率小于b光的频率 D．复色光入射角至少增大到53°时，两束光均发生全反射
利用光的干涉规律可以检测工件表面的平整度与设计要求之间的微小差异。现将精度很高的标准玻璃板（样板），放在被检查工件上面，如图甲所示，在样板的左端垫一薄片，使标准玻璃板与被检查平面之间形成一楔形空气膜。用红色光向下照射，检查不同平面时，可观察到图乙或图丙的干涉条纹。下列说法正确的是（ ）
A．当稍向左移动图甲中的薄片时，条纹间距会变大 B．当换用蓝色的单色光照射时，条纹间距会变大
C．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凸起的 D．图丙条纹弯曲处对应着被检查平面处是凹陷的
一列沿x轴传播的简谐横波，波源不停振动。在t=0.20s时的波形如图（a）所示，P、Q是波上的两个质点，P的平衡位置为x=1m。图（b）是质点Q的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．图（a）开始再过0.05s，Q的振动方向是沿y轴正方向
B．图（a）开始经过0.10s，这段时间P的路程为20cm
C．t=0.30s时，质点P沿y轴正方向运动 D．t=0.20s时，质点P的位移是cm
甲乙两列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，甲的波速为2m/s，某时刻的波形如图所示，M、N、P、Q为介质中的四个质点，则下列说法正确的是（ ）
A．以Р点开始振动时为计时起点，则质点Р的振动方程为
B．从图示时刻开始，经过1s质点M、N的速度大小会再次相等
C．经过足够长的时间，两列波可以形成稳定的干涉图样，其中Q点为振动减弱点
D．Q点的质点从图示时刻开始经2.5s通过的路程为30cm
三、实验题（本题共2小题；每空3分，共15分）
学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，平行玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。
（1）在插和时，应使__________。(多选)
A．只挡住的像 B．同时挡住、的像 C．挡住及、的像
（2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）。
（3）另一同学选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置，插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值__________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。
“用双缝干涉测量光的波长”的实验（实验装置如图）
（1）下列说法正确的是________ (多选)
A．实验时调节各器件共轴，并且单缝和双缝的缝应相互平行
B．测量某条干涉亮条纹位置时，应使分划板中心刻线与该亮条纹和暗条纹的分界线对齐
C．为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距
（2）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2（x2>x1），已知双缝间距为d，双缝与屏之间的距离为L,则入射的单色光波长的计算表达式为λ=_________。
四、解答题（本题共3小题；共37分。请写出必要的公式及过程，只有结果没有公式过程不得分。）
（10分）宇航员王亚平在太空实验授课中，进行了水球光学实验（图甲）．某同学在观看太空水球光学实验后，找到一块环形玻璃砖模拟光的传播．如图乙所示横截面为圆环的玻璃砖，其内径为R，外径为．一束单色光在纸面内从A点以60°的入射角射入玻璃砖，经一次折射后，恰好与玻璃砖内壁相切。光在真空中传播的速度为c。求：
（1）玻璃砖对该单色光的折射率
（2）光在玻璃中传播的时间（不考虑光在玻璃砖中的反射）
（11分）如图所示，在坐标原点O和x=3m的A处，有振动情况完全相同的振源S1、S2.振源发出频率为600Hz，波速为150m/s的简谐横波。P的坐标为（0，4m），已知两波源振动的初始相位相同。求：
（1）简谐横波的波长；
（2）OP间有几个振动减弱点，请写出过程，只有结果不给分。
（16分）如甲图所示，海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海面传播，在波的传播方向上相距5m的两处分别有A、B两浮标，两浮标随波上下运动，振动图像如图所示。求：
（1）求波源的振动周期；
（2）t=0.1s时，A、B竖直方向的高度差为多少；
（3）求这列水波的波速可能是多少；
