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高二下学期第二次学科阶段测试物理试卷
一、单选题（每题4分）
1．判断下列说法不正确的是（　　）
A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果
B．只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析
C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子
D．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行
2．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
3．光线由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中．下面四幅光路图中，O点是半圆形玻璃砖的圆心，可能正确的是
A． B． C． D．
4．长木板a放在光滑的水平地面上，在其上表面放一小物块b。以地面为参考系，给a和b以大小均为v0、方向相反的初速度，最后b没有滑离a。设a的初速度方向为正方向，a、b的v－t图像可能不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．有一玻璃圆柱体，其横截面为半径的圆，一点光源位于圆柱体中轴线上的点，点在圆柱体外距截面圆圆心的距离，如图甲所示。点光源向各个方向发射单色光，发现从半径的圆面内射入圆柱体的光线均无法从圆柱体的侧面出射，如图乙所示，则该玻璃的折射率为（　　）。
A． B． C． D．
6．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴．t＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下列选项是平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是( 　　)
A．B．C．D．
7．由图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、足够长的竖立的长方体玻璃砖和光屏，BC、MN、PQ三个表面相互平行。一点光源可沿着圆弧BAC移动。从点光源发出的一束白光始终正对圆心O射入半圆形玻璃砖，经过长方体玻璃砖后，打在光屏上。已知玻璃对紫光的折射率为n=1.532。若不考虑光在各个界面的反射，则下列说法正确的是（　　）
A．点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距将减小
B．点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动速率比紫色光斑的大
C．点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方
D．点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向上移动
8．一列简谐横波以速度v= 6m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t = 0时刻的位移y = 10cm下列说法正确的是（ ）
A．在t = 0时刻，质点S沿y轴负方向运动
B．该波的波长为10m
C．该波的传播周期为2.5s
D．0—5s时间内，质点S通过的路程为1m
二、多选题（每题5分）
9．如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O点为平衡位置，在C、D两点之间做周期为T的简谐运动。已知在t1时刻物块的速度大小为v、方向向下，动能为Ek。下列说法正确的是（　　）
A．如果在t2时刻物块的速度大小也为v，方向向下，则t2－t1的最小值小于
B．如果在t2时刻物块的动能也为Ek，则t2－t1的最小值为
C．当物块通过O点时，其加速度最小
D．物块在C、D两点的加速度相同
10．如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　）

A．a光束在玻璃砖中传播速度比b光小
B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行
C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了
D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同
三、实验题（每空2分，共16分）
11．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用游标卡尺测得摆球的直径d=1.00cm。取π=3.14。
（1）单摆的周期公式为 ；
（2）让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，摆线在图中未画出，摆球只画了部分，那么单摆的摆长是 cm；
（3）若用停表测得了40次全振动的时间如图乙所示，则单摆的摆动周期是 s；
（4）根据测得的实验数据可知，当地重力加速度大小g= m/s2；（结果保留两位小数）
（5）若发现测得的当地重力加速度比实际的当地重力加速度大，则下列原因可能正确的是 。
A．测得的摆线长偏小
B．测得的周期偏小
12．某同学用如图所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验。
（1）下列说法正确的是 ；
A．英国物理学家麦克斯首先成功地观察到了光的双缝干涉现象
B．仅撤去单缝屏，光屏上双缝干涉的条纹仍然存在
C．图中的a、b、c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏
D．只要白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏都沿着遮光筒的轴线放置，就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹
（2）该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图乙所示的干涉条纹，若仅将滤光片换成红色，其他元件及位置都不动，他将看到的条纹是下图中的 ；
A． B．
C． D．
（3）该同学某次实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数记为，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为，已知双缝间距为，单缝与双缝的距离为，双缝到光屏的距离为，则入射光波长的表达式为 。
四、解答题（每题14分，共42分，光学题要画光路图）
13．为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块折射率为1.52的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大？
14．如图所示，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
15．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x轴正向和负向传播，波速均为 两列波在 时的波形曲线如图所示。求：
(1)开始，乙的波谷到达处的最短时间；
(2)内，处的质点到达正向最大位移处的次数。高二下学期第二次学科阶段测试物理试卷答案
一、单选题
1．判断下列说法不正确的是（　　）
A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果
B．只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析
C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子
D．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行
【答案】B
【详解】A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果，故A正确；
B．系统某一方向上合外力为零的反冲运动也可以用动量守恒定律来分析，故B错误；
C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子，故C正确；
D．在没有空气的宇宙空间，火箭向下喷气时，由于反冲作用，火箭仍可加速前行，故D正确。
本题选不正确项，故选B。
2．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
B．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
【答案】A
【详解】波在介质中传播时波速是由介质决定的，与波的频率无关，所以改变波的频率不会改变波速，但由v = λf可知，当波速一定时，减小频率则波长增大，而发生明显衍射的条件是障碍物或孔、缝的尺寸比波长小或相差不多，所以缩小障碍物的尺寸，同时减小波的频率会使衍射现象更明显，而本题为使衍射现象更不明显，则增大小孔尺寸，同时增大水波的频率。
故选A。
3．光线由空气进入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中．下面四幅光路图中，O点是半圆形玻璃砖的圆心，可能正确的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】AB. 当光由空气沿半径方向射入半圆形玻璃砖时，传播方向不发生改变，但由玻璃射向空气时折射角应大于入射角，反射角和入射角相等，反射光线沿半径方向射出，所以A这种情况不可能发生，B是可能的，故A错误B正确；
C. 光由空气射入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，故C错误；
D. 光由空气垂直射入半圆形玻璃砖时，传播方向不发生改变，故D错误．
4．长木板a放在光滑的水平地面上，在其上表面放一小物块b。以地面为参考系，给a和b以大小均为v0、方向相反的初速度，最后b没有滑离a。设a的初速度方向为正方向，a、b的v－t图像可能不正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】长木板a与小物块b组成的系统动量守恒，最后b没有滑离a，则两物体最后相对静止具有共同速度，有
解得
由上式可知两物体最后的共同速度可能为正，也可能为负，或为0，所以A、B、C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
5．有一玻璃圆柱体，其横截面为半径的圆，一点光源位于圆柱体中轴线上的点，点在圆柱体外距截面圆圆心的距离，如图甲所示。点光源向各个方向发射单色光，发现从半径的圆面内射入圆柱体的光线均无法从圆柱体的侧面出射，如图乙所示，则该玻璃的折射率为（　　）。
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】光线恰好不从侧面出射，光路图如图所示，根据折射定律，有
，，
其中
解得
故选A。
6．如图所示，简谐横波a沿x轴正方向传播，简谐横波b沿x轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于y轴．t＝0时刻，这两列波的波形如图所示．下列选项是平衡位置在x＝2 m处的质点从t＝0开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是( 　　)
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】由题，两列波的波速相等，波长相等，则频率相等，能发生干涉．过周期后，两列波的波峰同时到达x=2m处的质点，则此质点振动总是加强，振幅为两列波振幅之和，即为3cm，开始从平衡位置沿y轴正方向开始振动，所以图象B正确。
故选B。
7．由图所示，自左向右依次固定放置半圆形玻璃砖、足够长的竖立的长方体玻璃砖和光屏，BC、MN、PQ三个表面相互平行。一点光源可沿着圆弧BAC移动。从点光源发出的一束白光始终正对圆心O射入半圆形玻璃砖，经过长方体玻璃砖后，打在光屏上。已知玻璃对紫光的折射率为n=1.532。若不考虑光在各个界面的反射，则下列说法正确的是（　　）
A．点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，光屏上红色光斑与紫色光斑的间距将减小
B．点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动速率比紫色光斑的大
C．点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方
D．点光源在A点时，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向上移动
【答案】C
【详解】A．点光源在A点时，若将光屏稍向右平移，出射光线方向不变，根据几何关系可知，光屏上红色先斑与紫色光斑的间距将增大，故A错误；
C．由于红光的折射率比紫光的折射率小，红光通过半圆形玻璃砖后折射角比紫光的小，则点光源在A点时，光屏上红色光斑在紫色光斑的上方，故C正确；
B．点光源从B移动到C的过程中，光屏上红色光斑的移动距离比紫色光斑小，红色光斑移动速率比紫色光斑的小，故B错误；
D．点光源在A点时，光线通过长方体玻璃砖后会向上发生移动，若撤除长方体玻璃砖，光屏上红色光斑将向下移动，故D错误。
故选C。
8．一列简谐横波以速度v= 6m/s沿x轴正方向传播，t = 0时刻的波形图如图所示，介质中平衡位置在坐标原点的质点S在t = 0时刻的位移y = 10cm下列说法正确的是（ ）
A．在t = 0时刻，质点S沿y轴负方向运动
B．该波的波长为10m
C．该波的传播周期为2.5s
D．0—5s时间内，质点S通过的路程为1m
【答案】A
【详解】A．根据“上坡下、下坡上”可得出，质点S沿y轴负方向运动，A正确；
B．根据波图像可写出波动方程为
代入点（0，10cm）和（5m，0），可得
λ = 12m，
B错误；
C．根据波速与周期公式有
C错误；
D．由于
根据题意可写出质点S的振动方程为
代入点（0，10cm），有
则可知质点S需经过到达y = －10cm处，则整个过程中质点S运动的路程为
s = 2 × 4A＋A = 1.8m
D错误。
故选A。
二、多选题
9．如图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O点为平衡位置，在C、D两点之间做周期为T的简谐运动。已知在t1时刻物块的速度大小为v、方向向下，动能为Ek。下列说法正确的是（　　）
A．如果在t2时刻物块的速度大小也为v，方向向下，则t2－t1的最小值小于
B．如果在t2时刻物块的动能也为Ek，则t2－t1的最小值为
C．当物块通过O点时，其加速度最小
D．物块在C、D两点的加速度相同
【答案】AC
【详解】A．如果在时刻物块位于O点上方且向下运动，时刻物块位于O点下方且与时刻物块速度相同，则的最小值小于，选项A正确；
B．如果在时刻物块的动能也为，则时刻物块速度与时刻大小相等，方向可能相同，也可能相反，的最小值小于，选项B错误；
C．题图中O点是平衡位置，物块通过O点时位移最小，根据
知，其加速度最小，选项C正确；
D．C、D两点关于平衡位置对称，加速度等大反向，选项D错误。
故选AC。
10．如图所示，两细束平行的单色光a、b射向同一块上、下表面平行的玻璃砖的上表面，最终都从玻璃砖的下表面射出。已知玻璃对单色光b的折射率较小，那么下列说法中正确的有（　　）

A．a光束在玻璃砖中传播速度比b光小
B．从玻璃砖下表面射出后，两束光不一定平行
C．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离一定增大了
D．从玻璃砖下表面射出后，两束光之间的距离可能和射入前相同
【答案】AC
【详解】A．玻璃对单色光b的折射率较小，那么光路图如图所示，光在介质中的传播速度为
因为玻璃对单色光b的折射率较小，所以a光束在玻璃砖中传播速度比b光小，故A正确；
B．根据光路的可逆性可知，下表面出射角等于上表面的入射角，即两束光下表面的出射角相等，故从玻璃砖下表面射出后，两束光仍然平行，故B错误；
CD．由于a光的折射率大，偏折程度大，从下表面射出后沿水平方向侧移的距离大，故两束光从下表面射出后，两束光之间的距离一定增大，故C正确，D错误。
故选AC。

三、实验题
11．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用游标卡尺测得摆球的直径d=1.00cm。取π=3.14。
（1）单摆的周期公式为 ；
（2）让刻度尺的零刻度对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，摆线在图中未画出，摆球只画了部分，那么单摆的摆长是 cm；
（3）若用停表测得了40次全振动的时间如图乙所示，则单摆的摆动周期是 s；
（4）根据测得的实验数据可知，当地重力加速度大小g= m/s2；（结果保留两位小数）
（5）若发现测得的当地重力加速度比实际的当地重力加速度大，则下列原因可能正确的是 。
A．测得的摆线长偏小
B．测得的周期偏小
【答案】 87.85/87.86/87.87/87.88 1.88 9.80/9.81/9.82 B
【详解】（1）[1]单摆的周期公式为
（2）[2]摆线的长度为单摆自然下垂时摆线的长度与摆球的半径之和，所以摆长为
（3）[3]秒表的读数为
所以单摆的周期为
（4）[4]根据单摆的周期公式
可得
（5）[5]根据单摆的周期公式
可得
由此可知，测得当地重力加速度比实际的当地重力加速度大的原因是测得的摆线长偏大或测得的周期偏小。
故选B。
12．某同学用如图所示装置做“用双缝干涉测光的波长”实验。
（1）下列说法正确的是 ；
A．英国物理学家麦克斯首先成功地观察到了光的双缝干涉现象
B．仅撤去单缝屏，光屏上双缝干涉的条纹仍然存在
C．图中的a、b、c三个元件可以分别为滤光片、单缝屏、双缝屏
D．只要白炽灯、滤光片、双缝屏、单缝屏都沿着遮光筒的轴线放置，就可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹
（2）该同学用蓝色滤光片成功地观察到了如图乙所示的干涉条纹，若仅将滤光片换成红色，其他元件及位置都不动，他将看到的条纹是下图中的 ；
A． B．
C． D．
（3）该同学某次实验中，将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数记为，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐，记下此时手轮上的示数为，已知双缝间距为，单缝与双缝的距离为，双缝到光屏的距离为，则入射光波长的表达式为 。
【答案】 C C
【详解】（1）[1]A．英国物理学家托马斯·杨首先成功地观察到了光的双缝干涉现象，故A错误。
B．发生双缝干涉的条件是频率相同、相位差恒定，仅撤去单缝屏，不能获取相干光源，所以光屏上双缝干涉的条纹不存在了，故B错误。
C．为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，为得到相干光源，单缝右边要有双缝。故C正确。
D．从左到右，只有按白炽灯、滤光片、单缝屏、双缝屏这样的顺序沿遮光筒的轴线放置，才可以在光屏上成功观察到清晰的干涉条纹，故D错误。
故选C。
（2）[2]AC．红光的波长比蓝光的长，根据
分析知，红光的干涉条纹间距比蓝光的大，故A错误，C正确。
BD．双缝干涉条纹是均匀的条纹，故BD错误。
（3）[3]由题意可知，双缝干涉条纹的间距为
根据
得
四、解答题
13．为了从坦克内部观察外部的目标，在坦克壁上开了一个孔。假定坦克壁厚，孔的左右两边距离，孔内安装一块折射率为1.52的玻璃，厚度与坦克的壁厚相同（俯视图）。坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为多大？
【答案】坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为，
【详解】当人从左侧观察时，作出如图所示的光路图
由几何知识可得
由折射定律
得
坦克内的人通过这块玻璃能看到的外界角度范围为，。
14．如图所示，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。
【答案】150°
【详解】光线的光路图如下图所示，设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，光线在M点的入射角为i、折射角为，在N点的入射角为，反射角为，玻璃折射率为n。
由于底面的半径是球半径的倍，因此
解得
故，因此△OAM为等边三角形，因此
i＝60°
由折射定律有
sin i＝n
代入题给条件n＝得
＝30°
作底面在N点的法线NE，由于NE∥AM，有
＝30°
根据反射定律，有
＝30°
连接ON，由几何关系知△MAN≌△MON，故有
∠MNO＝60°
因此
∠ENO＝30°
因此∠ENO就为反射角，ON就为反射光线，该反射光线经过球心，在球面再次折射后不改变方向。所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角为
＝180°－∠ENO＝150°
15．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x轴正向和负向传播，波速均为 两列波在 时的波形曲线如图所示。求：
(1)开始，乙的波谷到达处的最短时间；
(2)内，处的质点到达正向最大位移处的次数。
【答案】(1)0.5s
(2)2次
【详解】（1）乙向左传播，其最靠近处的波谷位置的坐标为
乙的波谷到达处的最短时间为
（2）质点运动到正向最大位移时
即两列波的波峰同时到达位置，从图线可知甲、乙两列波的波长分别为40cm、60cm，由
可得甲、乙两列波的周期分别为
，
甲的波峰到达位置所需时间
（，，）
乙的波峰到达位置所需时间
（，，）
甲、乙两列波的传播时间相同，可知
可得
即
当且时，处的质点运动到正向最大位移处，；
当且时，处的质点运动到正向最大位移处，；
即在内，处的质点运动到正向最大位移处共有2次。
试卷第1页，共3页

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