2024-2025学年河北省邢台市卓越联盟高二（下）月考物理试卷（3月）（含解析）

2024-2025学年河北省邢台市卓越联盟高二（下）月考物理试卷（3月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.动车在运行时需要和通信基站保持持续联系，以保障动车的安全运行。如图所示，一列向右高速行驶的动车持续发出频率为的信号，通信基站、分别位于动车两侧，三者位于同一直线上。下列说法正确的是( )
A. 基站接收到的信号频率大于
B. 基站接收到的信号频率等于
C. 基站接收到的信号频率小于基站接收到的信号频率
D. 基站接收到的信号频率等于基站接收到的信号频率
2.与传统热光源相比，冷光灯工作时产生的热量极少。某种冷光灯灯泡后面放置的反光镜的表面镀上一层氟化镁薄膜，该膜可以消除反光镜不镀膜时表面反射回来的红外线热效应最显著，红外线在氟化镁中传播时的波长为，下列说法正确的是( )
A. 该冷光灯的原理是光的干涉 B. 该冷光灯的原理是光的全反射
C. 氟化镁薄膜的最小厚度应为 D. 氟化镁薄膜的厚度应为的偶数倍
3.在公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上的货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。某一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，取竖直向上为正方向，货物的振动图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 货物的振幅为
B. 时，货物向下运动的速度最大
C. 时和时，货物的加速度相同
D. 时，货物对车厢底板的压力最大
4.北京和三亚的纬度分别为北纬和北纬，显然三亚更靠近赤道。张同学先后在北京和三亚用同一单摆做实验，实验过程中操作规范，下列说法正确的是( )
A. 若在北京和三亚做实验时单摆的摆角分别为和，则两次实验测得的单摆周期相等
B. 在摆角相同的情况下，摆球在北京经过最低点时的向心加速度比在三亚时的小
C. 单摆在北京完成次全振动所用的时间大于在三亚完成次全振动所用的时间
D. 在三亚做实验时适当减小摆长，可使在三亚测得的单摆周期与在北京测得的单摆周期相等
5.位于坐标原点的波源从时刻开始振动，产生沿轴正方向传播的简谐横波，时的波形如图所示，此时质点即将开始振动。下列说法正确的是( )
A. 该波的波长为
B. 该波的波速为
C. 波源起振时沿轴负方向运动
D. 时，质点沿轴正方向运动且速度最大
6.利用折射率检测海水盐度装置的示意图如图所示，将一平行空气砖透明容器壁的厚度可忽略斜插入海水中，让一束光从海水中射向平行空气砖再折射出来，通过检测折射光线在不同盐度海水中发生的偏移量，可以检测出海水的盐度。已知海水的盐度越大，海水的折射率也越大。下列说法正确的是( )
A. 偏移量越大，则对应海水的盐度越大
B. 偏移量越大，则光在对应海水中的传播速度越大
C. 一束复色光透过平行空气砖分成、两束光，则光的频率高
D. 一束复色光透过平行空气砖分成、两束光，则光在海水中的传播速度大
7.固定在水平面上的半球形容器的横截面如图所示，点为半球形容器的球心，为半球形容器的右端点，点位于容器上，点位于容器底部，、、三点和点位于同一竖直面内，两点连线水平，竖直，与水平方向的夹角。从点右侧的点恰能看到点，往容器内装满某透明液体后，从点恰好能看到点，则透明液体的折射率为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.两列简谐横波在同一均匀介质中相向传播，波源产生的波沿轴正方向传播，波源产生的波沿轴负方向传播，波速均为，时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )
A. 两列波能发生稳定的干涉现象
B. 波源要比波源晚振动
C. 波源和波源的起振方向相反
D. 波源和波源在传播过程中遇到尺寸为的障碍物时，均能发生明显的衍射现象
9.如图所示，用于通信的光纤由内芯和外套构成，一束红光从内芯的左端由空气射入内芯，红光在内芯和外套的分界面上恰好发生全反射。让一束绿光也从内芯的左端以相同的入射角由空气射入内芯，绿光在内芯与外套的分界面上也会发生全反射，红光和绿光都会从内芯右端射出。下列说法正确的是( )
A. 红光在内芯中的传播速度大于绿光在内芯中的传播速度
B. 绿光在内芯中的传播速度大于红光在内芯中的传播速度
C. 红光在内芯中通过的路程大于绿光在内芯中通过的路程
D. 绿光在内芯中通过的路程大于红光在内芯中通过的路程
10.一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，质点和质点的平衡位置坐标分别为和，时质点出现在波峰位置，已知波源的振动周期，则下列说法正确的是( )
A. 质点的振动周期为
B. 这列波的传播速度可能为
C. 时质点的速度可能大于质点的速度
D. 质点的振动方程可能为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.时光实验小组的同学在做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、圆规、笔、白纸。如图甲所示，在玻璃砖一侧插上大头针，确定入射光线，然后在玻璃砖的另一侧插上和两枚大头针，以确定光在玻璃砖中的折射光线。
确定的位置时，应透过玻璃砖观察，使挡住____填“”“”或“和”的像；确定的位置时，应透过玻璃砖观察，使挡住和____填“”“”或“和”的像。
如图乙所示，在确定入射角和折射角并完成了光路图以后，由于没有量角器，同学们以点为圆心、适当半径作圆，圆与入射光线、折射光线分别交于、点，过点和点作垂直法线的直线，与法线的交点分别为点和点，测得，则该玻璃的折射率____。结果保留两位小数
该实验小组的同学想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验，如图丙所示，两块棱镜放在空气中，两者的面是平行放置的，大头针的连线垂直于面，若操作无误，则在右边的大头针应该是_____填选项代号。
A. ． ．、 ．
12.邓同学在实验室做“用单摆测定重力加速度”的实验，实验装置如图甲所示。
该同学用游标卡尺测量摆球的直径，测量结果如图乙所示，则摆球的直径________。
将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，由静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，当摆球通过平衡位置时从开始计数，并同时开始计时，当摆球第次通过平衡位置时停止计时，记录的时间为，该单摆的振动周期________用、表示。
该同学多次改变摆线长度并测出对应的摆动周期，并根据实验数据作出了的关系图像，结果发现图线是一条斜率为、不过原点的倾斜直线，则当地的重力加速度大小________用和表示。
若该同学利用单摆周期公式计算当地的重力加速度大小，发现测得的值偏大，可能的原因是________。
A.开始计时时，秒表提前按下了
B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.把当作单摆全振动的次数
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在光滑水平地面上的、点间做简谐运动，振子的质量，弹簧的劲度系数，振子的振动图像如图乙所示。求：
内振子通过的路程；
时刻振子的加速度大小。
14.如图所示，直角梯形为由某种透明材料制成的柱体的横截面，一细束光垂直于从边的中点射入，恰好在边发生全发射，最后从边射出。已知，光在真空中的传播速度为。求：
该透明材料对该光的折射率；
光从边射出时折射角的正弦值；
光从点入射到从边射出所用的时间。
15.一列沿轴正方向传播的简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，此时波恰好传播到平衡位置为的质点处，质点的振动图像如图乙所示，质点的平衡位置为。求：
该简谐横波的传播速度；
质点的振动方程；
质点和质点第一次位移相同的时刻。
答案和解析
1.【答案】
【解析】动车远离基站 ，驶近基站，根据多普勒效应可知，基站 接收到的频率小于 ，基站接收到的频率大于 ，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】该冷光灯的原理是光的干涉，故A正确，B错误；
为了使红外线在薄膜的前后两个表面的反射光产生干涉减弱的效果，薄膜前后两个表面的反射光的光程差应为的奇数倍，即
当时，可得氟化镁薄膜的最小厚度应为，故CD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】由题图可知，货物的振幅为 ， 时，货物处于平衡位置，货物向下运动的速度最大，故B正确，A错误；
C. 时和 时，到平衡位置的距离大小相等，根据
货物的加速度大小相等、方向相反，故C错误；
D. 时，货物在最高点，具有向下的最大加速度货物处于失重状态，此时货物对车厢底板的压力最小，故D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】单摆的周期在摆角小于的情况下与摆角振幅无关，三亚更靠近赤道，则三亚的重力加速度比北京的重力加速度小，根据单摆的周期公式
可知，同一单摆在三亚的周期比在北京的大，单摆在北京完成次全振动所用的时间小于在三亚完成次全振动所用的时间，故AC错误；
B.在摆角相同的情况下，根据机械能守恒定律
可知摆球在北京经过最低点时的速度大，根据
可知摆球在北京经过最低点时的向心加速度比在三亚时的大，故B错误；
D.在三亚的重力加速度比北京的重力加速度小，在三亚做实验时适当减小摆长，根据单摆周期公式
可知，可使在三亚测得的单摆周期与在北京测得的单摆周期相等，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】A.根据波形图可知，该波的波长
故A错误；
B.波的传播速度
故B错误；
C.根据“同侧法”可知，质点 的起振方向沿 轴负方向，波源的起振方向与介质中各质点的起振方向相同，故C正确；
D.质点 的振动周期
结合题图可知， 时或者 时，质点 沿 轴正方向运动且速度最大，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】根据题图可知，偏移量越大，说明海水的折射率越大，则海水的盐度越大，根据
可知光在对应海水中的传播速度就越小，故A正确，B错误；
根据题图可知，光在平行空气砖左侧面折射时的入射角相同，光的折射角较小，海水对光的折射率较小，则光的频率低，根据
可知光在海水中的传播速度较大，故CD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】光路图如图所示
根据几何关系可知，装满透明液体后，入射角
折射角
根据折射定律可知，透明液体的折射率
解得
故选D。
8.【答案】
【解析】A、波的波长为，波的波长为，速度相同，根据可知频率不同，故两列波不能发生稳定的干涉现象，故A错误；
B、波传播的距离为，则的振动时间为，波传播的距离为，则的振动时间为，所以波源要比波源晚振动，故B正确；
C、根据图像，波源和波源的起振方向相同，均沿轴正方向，故C错误；
D、两列波的波长均大于障碍物的尺寸，所以可以发生明显的衍射现象，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】内芯对红光的折射率小于内芯对绿光的折射率，根据 可知，红光在内芯中的传播速度大于绿光在内芯中的传播速度，故A正确，B错误；
设光纤长度为 ，红光和绿光从内芯的左端射入内芯时的入射角为 ，红光和绿光的折射角分别为 和 ，根据光的折射定律有 ，结合 ，可知
红光在内芯中通过的路程
绿光在内芯中通过的路程
根据三角函数知识可知
故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】
【解析】A.根据题图可知，该波的波长
若波沿 轴正方向传播，结合题意有
解得质点的振动周期
若波沿 轴负方向传播，则
解得质点的振动周期
故A错误；
B.根据
结合上述解得这列波的传播速度可能为 或
故B正确；
C.无论质点的振动周期是 还是 ， 时质点都在波峰位置，质点 都在平衡位置，质点 的速度一定大于质点的速度，故C错误；
D.若 ，则质点 的振动方程为
故D正确。
故选BD。
11.【答案】 和 和
【解析】在插大头针 时，要透过玻璃砖观察，使 挡住 的像；在插大头针 时，要透过玻璃砖观察，使 挡住 和 的像
设圆的半径为 ，折射率
把两玻璃砖之间的空气层看作“平行空气砖”，根据折射定律及几何知识可知，经过 的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，光路图如图所示
因此在玻璃砖右边的大头针应该是
故选D。
12.【答案】；； ；。
【解析】游标卡尺的精确度为，则摆球直径为
。
小球每个周期经过光电门次，摆球通过平衡位置时从开始计数，并且同时开始计时，当摆球第次通过光电门时停止计时，记录的时间为，此单摆的周期为。
单摆的周期公式，单摆的摆长，整理可得，
根据题意可知，图像的斜率，则当地的重力加速度表达式为。
根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式，
A、开始计时时，秒表过早按下，周期的测量值大于真实值，所以重力加速度的测量值偏小，故 A错误
B、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆长的测量值偏小，所以重力加速度的测量值就偏小，故 B错误
C、把当作单摆全振动的次数，则：，即周期的测量值小于真实值，所以重力加速度的测量值偏大。故C正确。
13.【答案】解根据题图可知，振子的振幅
振子的周期
则有
内振子通过的路程
时刻振子的回复力大小
根据牛顿第二定律有
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解 光路如图所示
单色光在 边发生全反射的临界角
根据临界角与折射率的关系有
解得
根据几何关系可知，光在 边的入射角
根据光的折射定律有
解得
光在柱体中的传播距离
光在柱体中的传播速度
光在柱体中传播的时间
解得
15.【答案】解 由题图可知，这列波的波长
质点的振动周期
这列波的传播速度
解得
质点的振幅 或
质点 的圆频率
设质点的初相位为 ，根据题意有
则质点的振动方程为
质点和质点的平衡位置的中点的平衡位置坐标为
质点左侧距离质点最近的波谷的平衡位置坐标为
当 时，平衡位置为 的质点的振动形式传播到平衡位置为 的质点时，质点和质点第一次位移相同，根据波的传播规律有
解得

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