资源简介

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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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绝密★启用前
湖南师大附中雨花学校高三10月月考物理试题
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.一列简谐横波沿轴正方向传播，某时刻其波形如图所示．下列说法正确的是( )
A. 波长为 B. 波的周期为
C. 经周期后质点运动到点 D. 经周期后质点的速度变为零
2.如图表示一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是( )
A. 时刻振子正通过平衡位置向上运动
B. 时刻振子的位移最大
C. 时刻振子正通过平衡位置向下运动
D. 该图像是从平衡位置计时画出的
3.某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏，让一复色光束射向玻璃砖的圆心后，有两束单色光和射向光屏，如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是( )
A. 单色光的波长小于单色光的波长
B. 在玻璃中单色光的传播速度大于单色光的传播速度
C. 单色光通过玻璃砖所需的时间大于单色光通过玻璃砖所需的时间
D. 当光束绕圆心逆时针转动过程中，在光屏上最早消失的是光
4.一束白光从顶角为的一边以比较大的入射角射入并通过三棱镜后，在屏上可得到彩色光带，如图所示，在入射角逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A. 红光最先消失，紫光最后消失 B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失 D. 红光最先消失，黄光最后消失
5.已知一束可见光是由、、三种单色光组成的，光束通过三棱镜的传播情况如图所示，则比较、、三种单色光，下列说法正确的是
A. 色光的折射率最大 B. 色光的频率最小
C. 色光在玻璃中的传播速度最大 D. 色光发生全反射的临界角最小
6.如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中、、、将半径分成等份，虚线、、、平行于半径，边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖，则光线( )
A. 不能从圆弧射出 B. 只能从圆弧射出
C. 能从圆弧射出 D. 能从圆弧射出
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播方向是沿轴正方向
B. 经过时，质点距平衡位置的距离小于质点距平衡位置的距离
C. 经过，质点沿轴的正方向传播了
D. 经过时，质点的运动方向沿轴正方向
8.如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，振幅。则下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播方向一定为轴的负方向
B. 时刻处的质点向下振动
C. 经过，处的质点位于平衡位置
D. 时刻处的质点位移为
9.水平面上两列横波发生干涉，用实线表示波峰，虚线表示波谷，画出时刻的俯视图，如图所示，已知两波的波长都是，波速为，振幅为，则( )
A. 图示时刻，、两点间的竖直高度差为
B. 图示时刻，点正在向下运动
C. 时，点处于平衡位置
D. 时，点处于平衡位置
10.如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是( )
A. 干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加
B. 干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成
C. 用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小
D. 薄膜上干涉条纹基本上是水平的
三、实验题：本大题共1小题，共9分。
11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、、、、遮光筒、毛玻璃、放大镜如图所示．
、、三个光学元件依次为______．
A.滤光片、单缝、双缝 单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 滤光片、双缝、单缝
分划板在图中、位置时游标卡尺读数，___ ___，相邻两条纹间距_____；
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
12.如图，水平形光滑框架，宽度为，电阻忽略不计，导体棒的质量，电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上。现用的外力由静止开始向右拉棒，当棒的速度达到时，求：
棒中电流的方向，棒产生的感应电动势的大小；
棒所受的安培力大小；
棒的加速度。

13.如图所示是在竖直方向上振动并沿水平方向传播的简谐波，实线是时刻的波形图，虚线是时刻的波形图．
若波沿轴负方向传播，求它传播的速度．
若波沿轴正方向传播，求它的最大周期．
若波速是，求时刻点的运动方向．
14.如图是一列向右传播的横波，波速为，点的横坐标，图示时刻波传到点，现从图示时刻开始计时，问：
经过多长时间，点第二次到达波谷
这段时间里，点经过的路程为多少
15.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知，；一束极细的光于边距点为的点垂直面入射，，棱镜的折射率，求：
光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角；
光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间设光在真空中的传播速度为
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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绝密★启用前
湖南师大附中雨花学校高三10月月考物理试题
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.一列简谐横波沿轴正方向传播，某时刻其波形如图所示．下列说法正确的是( )
A. 波长为 B. 波的周期为
C. 经周期后质点运动到点 D. 经周期后质点的速度变为零
【答案】D
【解析】【分析】
相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，波动图象不能读出周期，机械波传播时，介质中质点不向前迁移，根据传播方向确定点的振动方向，由此确定再经过的位置。
本题考查了简谐波的图像，根据图像分析解答。
【解答】
A.相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长，则由波形图可知该波的波长为，故A错误；
B.波的图像反映介质中质点在空间的分布情况，不能读出周期，故B错误；
C.简谐波沿轴正方向传播，质点上下振动，并不能向前移动，故C错误；
D.简谐波沿轴正方向传播，则可判断出图示时刻质点向上移动，经过周期后到达波峰，速度为零，故D正确。
故选D。
2.如图表示一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是( )
A. 时刻振子正通过平衡位置向上运动
B. 时刻振子的位移最大
C. 时刻振子正通过平衡位置向下运动
D. 该图像是从平衡位置计时画出的
【答案】B
【解析】【分析】
根据位移时间图象的斜率等于速度，分析速度的方向。质点通过平衡位置时位移为零。结合这些知识分析。
解决本题的关键要掌握位移时间图象的斜率表示速度，振子通过平衡位置时速度最大、位移为零。
【解答】
A.根据图象的斜率等于速度，可知，时刻振子的速度为负，说明振子正通过平衡位置沿负方向运动，故A错误；
B.时刻振子的位移为负向最大，故B正确；
C.时刻振子的速度为正，说明振子正通过平衡位置沿正方向运动，故C错误；
D.时间振子的位移为正向最大，说明该图象是从正向最大位移处计时画出的，故D错误。
故选B。
3.某物理兴趣小组用实验探究光的色散规律，他们将半圆形玻璃砖放在竖直面内，在其左方竖直放置一个很大的光屏，让一复色光束射向玻璃砖的圆心后，有两束单色光和射向光屏，如图所示．他们根据实验现象提出了以下四个猜想，你认为正确的是( )
A. 单色光的波长小于单色光的波长
B. 在玻璃中单色光的传播速度大于单色光的传播速度
C. 单色光通过玻璃砖所需的时间大于单色光通过玻璃砖所需的时间
D. 当光束绕圆心逆时针转动过程中，在光屏上最早消失的是光
【答案】B
【解析】解：、由图知，光的偏折程度小于光，所以光的折射率小于光的折射率，则光的波长大于光的波长，故A错误。
、由知，光在玻璃砖中传播速度较小，时间较长。故B正确，C错误。
D、由知光的临界角较大，光的临界角较小，则当光束绕圆心逆时针转动过程中，在光屏上最早消失的是光，D错误。
故选：。
根据光线的偏折程度，比较光的折射率大小，从而得出波长的大小关系．由比较光在玻璃砖中传播速度的大小，即可比较时间的长短．由比较临界角的大小，临界角小的光最先消失．
解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较出光的折射率的大小，还要知道折射率与频率、波速的关系．
4.一束白光从顶角为的一边以比较大的入射角射入并通过三棱镜后，在屏上可得到彩色光带，如图所示，在入射角逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩色光带先后全部消失，则( )
A. 红光最先消失，紫光最后消失 B. 紫光最先消失，红光最后消失
C. 紫光最先消失，黄光最后消失 D. 红光最先消失，黄光最后消失
【答案】B
【解析】【分析】
由于白光是复色光，各种色光的折射率不同，紫光的折射率最大，偏折程度最大；入射角逐渐减小到零的过程中，导致光线射到棱镜右侧面的入射角增大，当入射角达到某光的临界角时该光将发生全反射，分析色光的临界角大小可得出最先发生全反射的光。
本题考查对光的全反射的理解能力，关键抓住全反射的条件：光从光密介质射入光疏介质，入射角大于临界角，知道七种色光折射率和临界角的大小关系。
【解答】
解：紫光的折射率最大，由临界角公式，知紫光的临界角最小，当入射角逐渐减小到零的过程中，光线射到棱镜右侧面的入射角逐渐增大，紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，则紫光最先消失，红光最后消失。故B正确，ACD错误。
故选：。
5.已知一束可见光是由、、三种单色光组成的，光束通过三棱镜的传播情况如图所示，则比较、、三种单色光，下列说法正确的是
A. 色光的折射率最大 B. 色光的频率最小
C. 色光在玻璃中的传播速度最大 D. 色光发生全反射的临界角最小
【答案】D
【解析】【分析】
根据光的色散结果可知，光束的偏折角最大，光束的偏折角最小，说明玻璃对光的折射率最大，对光束的折射率最小，在真空中的频率最高，波长最短，发生全反射的临界角最小。
本题考查对光的色散结果的理解和运用能力。对于七种单色光各个量的比较，是常考的题型。
【解答】
A.光束的偏折角最大，光束的偏折角最小，说明玻璃对光的折射率最大，对光束的折射率最小，故A错误；
B. 色光的折射率最大，频率最高 ，故B错误；
C. 光在玻璃中的传播速度，色光在玻璃中的传播速度最大，故C错误；
D.光束的偏折率最大， ，色光发生全反射的临界角最小，故D正确。
故选 D。
6.如图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中、、、将半径分成等份，虚线、、、平行于半径，边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率，若平行光束垂直入射并覆盖，则光线( )
A. 不能从圆弧射出 B. 只能从圆弧射出
C. 能从圆弧射出 D. 能从圆弧射出
【答案】B
【解析】解：由临界角公式得：．
设圆弧的半径为，，则当光线从点入射到圆弧面点时，恰好发生全反射．当入射点在的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将不能从圆弧射出．当入射点在的左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出．
所以光线只能从圆弧射出．故B正确．
故选：．
由临界角公式求出临界角，确定光线射到圆弧的临界入射点，当入射光线在临界光路的右侧时，入射角大于临界角，将发生全反射，光线将从圆弧射出．当入射点在临界入射点左侧时，入射角小于临界角，不发生全反射，光线将从圆弧面射出．
当光从介质射向界面时，要考虑光线在界面上是否发生全反射．本题比较容易．
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中处的质点以此时刻为计时起点的振动图象．下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播方向是沿轴正方向
B. 经过时，质点距平衡位置的距离小于质点距平衡位置的距离
C. 经过，质点沿轴的正方向传播了
D. 经过时，质点的运动方向沿轴正方向
【答案】AB
【解析】【分析】
由振动图象读出时刻点的振动方向，判断波的传播方向。由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，可求出波速。分析波动过程，根据时间与周期的关系，判断点的运动方向。
波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，熟练要分析波动形成的过程，判断各个物理量的变化情况。
【解答】
A.由乙图读出，时刻质点的速度向下，则由波形的平移法可知，这列波沿轴正方向传播，故A正确；
B.，经过时，质点到达波峰，而质点位于平衡位置与波谷之间，故质点距平衡位置的距离小于质点距平衡位置的距离，故B正确；
C.简谐横波中质点在平衡位置附近振动，并不随着波迁移，故C错误；
D.时刻质点沿轴负方向运动，可知波沿轴正方向传播，图示时刻点沿轴正方向运动，，，质点的运动方向沿轴负方向，故D错误。
故选 AB。
8.如图所示，实线是沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图，虚线是这列波在时刻的波形图。已知该波的波速是，振幅。则下列说法正确的是( )
A. 这列波的传播方向一定为轴的负方向
B. 时刻处的质点向下振动
C. 经过，处的质点位于平衡位置
D. 时刻处的质点位移为
【答案】ACD
【解析】【分析】
本题关键是利用波形的平移法判断波的传播方向。根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态。对于质点任意时刻的位移，要根据振动方程求解。
【解答】
A.由图读出波长，波在传播的距离，故波形应向左平移，波沿轴负方向传播，故A正确；
B.波沿轴负方向传播，根据波形平移法可知，时，处质点向上振动，故B错误；
C、该波的波速为 ，经过时间，波传播的距离为，所以根据波形平移法可知，经过，处的质点位于平衡位置，故C正确。
D.由得周期，处的质点振动方程为 当时，代入得，故D正确。
故选ACD。
9.水平面上两列横波发生干涉，用实线表示波峰，虚线表示波谷，画出时刻的俯视图，如图所示，已知两波的波长都是，波速为，振幅为，则( )
A. 图示时刻，、两点间的竖直高度差为
B. 图示时刻，点正在向下运动
C. 时，点处于平衡位置
D. 时，点处于平衡位置
【答案】CD
【解析】【分析】
频率相同的两列水波叠加时，当波峰与波峰、波谷与波谷相遇时振动是加强的，当波峰与波谷相遇时振动是减弱的．
本题考查了波的叠加，根据波的叠加干涉分析求解．
【解答】
A.由于振幅，点是波峰与波峰相遇，则点相对平衡位置高，而点是波谷与波谷相遇，则点相对平衡位置低，所以、两点相差，故A错误；
B.图示时刻点是处于平衡位置，因下一个波峰即将经过点，所以向上运动，故B错误；
C.已知两波的波长都是，波速为，则周期为，当时，即经过周期，点从波峰位置到平衡位置，故C正确；
D.已知两波的波长都是，波速为，则周期为，当时，即经过周期，点从波谷位置到平衡位置，故D正确．
故选CD．
10.如图所示是一竖立的肥皂液薄膜的横截面，关于竖立肥皂液薄膜上产生光的干涉现象的下列陈述中正确的是( )
A. 干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两表面反射形成的两列光波的叠加
B. 干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波谷叠加而成
C. 用绿色光照射薄膜产生的干涉条纹间距比黄光照射时小
D. 薄膜上干涉条纹基本上是水平的
【答案】ACD
【解析】【分析】
薄膜干涉分为两种，一种叫等倾干涉，另一种称为等厚干涉，等厚干涉是由平行光入射到厚度变化均匀，折射率均匀的薄膜前后表面而形成的干涉条纹，薄膜厚度相同的地方形成同条干涉条纹，故称等厚干涉。
本题考查了光的干涉，根据干涉的种类以及原理判断分析。
【解答】
A.由于重力作用，肥皂膜形成了上薄下厚的薄膜，干涉条纹的产生是由于光线在薄膜前后两个表面反射形成的两列光波的叠加，故A正确；
B.干涉条纹的暗纹是由于上述两列反射波的波谷与波峰叠加而成，故B错误；
C.条纹间距与光的波长成正比，由于绿光波长短，故绿光条纹间距小，故C正确；
D.薄膜的干涉是等厚干涉，同一条纹厚度相同，故条纹是水平的，故D正确。
故选ACD。
三、实验题：本大题共1小题，共9分。
11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、、、、遮光筒、毛玻璃、放大镜如图所示．
、、三个光学元件依次为______．
A.滤光片、单缝、双缝 单缝、滤光片、双缝
C.单缝、双缝、滤光片 滤光片、双缝、单缝
分划板在图中、位置时游标卡尺读数，___ ___，相邻两条纹间距_____；
【答案】
；

【解析】【分析】
为获取单色线光源，在光屏上产生干涉图样，白色光源后面要有滤光片、单峰、双峰、遮光筒和光屏，游标卡尺的读数等于主尺刻度加上游标尺读数，不需要估读，根据两游标尺的读数求出相邻条纹的距离．
本题考查了用双峰干涉测光的波长实验，掌握实验原理，明确仪器构造，能够掌握游标卡尺的读数方法．
【解答】
为获取单色线光源，在光屏上产生干涉图样，光源后面要有滤光片、单峰、双峰、遮光筒和光屏，单峰形成的相干线性光源经过双峰产生干涉现象，因此、、三个光学元件依次为：滤光片、单峰、双缝，故A正确，BCD错误；
故选A．
位置的读数为：，
则相邻条纹间距为：．
故答案为：
；
；．
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
12.如图，水平形光滑框架，宽度为，电阻忽略不计，导体棒的质量，电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上。现用的外力由静止开始向右拉棒，当棒的速度达到时，求：
棒中电流的方向，棒产生的感应电动势的大小；
棒所受的安培力大小；
棒的加速度。

【答案】解：根据导体棒切割磁感线的电动势
代入数据解得：
由闭合电路欧姆定律得回路电流：
受安培力：
，方向水平向左
根据牛顿第二定律得杆的加速度为：
，方向水平向右。
答： 棒产生的感应电动势的大小为；
棒所受的安培力为，方向水平向左；
棒的加速度为，方向水平向右。
【解析】本题主要考查导体切割磁感线时的感应电动势、安培力、闭合电路欧姆定律、左手定则、牛顿第二定律。
根据切割产生的感应电动势公式，求出电动势的大小；
结合闭合电路欧姆定律求出回路中电流的大小，从而根据安培力公式求出安培力的大小，通过左手定则判断出安培力的方向；
根据牛顿第二定律求出棒的加速度。
13.如图所示是在竖直方向上振动并沿水平方向传播的简谐波，实线是时刻的波形图，虚线是时刻的波形图．
若波沿轴负方向传播，求它传播的速度．
若波沿轴正方向传播，求它的最大周期．
若波速是，求时刻点的运动方向．
【答案】解：波沿轴负方向传播时，传播的可能距离为

传播的速度为：
波沿轴正方向传播，传播的时间与周期关系为：

得
当时周期最大，即最大为
波在 内传播的距离
传播的波长数，由题图知波沿轴正方向传播．
所以点在时刻沿轴负方向运动．
答：若波沿轴负方向传播，它传播的速度为．
若波沿轴正方向传播时最大周期．
若波速是，时刻点的运动方向为沿轴负方向．
【解析】由图读出波长．知道两个时刻波的图象，根据周期性，得出波传播距离的通项，再由求出波速．知道波速，求出波传播的距离，结合波形平移，确定波的传播方向，进而判断点的运动方向．
本题属于知道两个时刻的波形，求解波的速度和周期问题，要注意波的双向性和周期性，防止漏解．已知波速，确定波的传播方向，也可将波速代入向右和向左波速的通项，符合那个通项，波就向那个方向传播．
14.如图是一列向右传播的横波，波速为，点的横坐标，图示时刻波传到点，现从图示时刻开始计时，问：
经过多长时间，点第二次到达波谷
这段时间里，点经过的路程为多少
【答案】解：
由图读出波长，则周期为：，
波由图示位置传到的时间为：，
波传到时，起振方向向上，经过，点第二次到达波谷，故从图示时刻开始计时，经过时间，点第二次到达波谷；
由，则这段时间里，点经过的路程为。

【解析】本题分成两个过程求解，考查分析波形成过程的能力，也可以根据左侧波谷传到时，点第二次到达波谷，也可求出时间。
由图读出波长，求出周期，由间的距离求出波传到的时间，波传到时，起振方向向上，经过，点第二次到达波谷，即可求出点第二次到达波谷的总时间，根据时间与周期的关系，求解点经过的路程。
15.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，已知，；一束极细的光于边距点为的点垂直面入射，，棱镜的折射率，求：
光在棱镜内经一次全反射后第一次射入空气时的折射角；
光从进入棱镜到第一次射入空气时所经历的时间设光在真空中的传播速度为
【答案】解：设临界角为，则，则得：
如图所示，由几何知识得：，所以光线在点发生全反射。
由反射定律和几何知识得：，
则光线第一次从点射入空气，则
则得：
所以第一次射入空气的折射角；
设光线由点到点所需的时间，则
光在棱镜的速度为：，
由数学知识得，光在棱镜中通过的路程为：
则得：。

【解析】做几何光学类题目，一般要正确画出光路图，利用几何知识帮助我们分析角的大小和光传播距离的大小，列式计算即可。
画出光路图，由几何知识找出角度关系，由折射定律可以求解；
运用几何关系求出光在棱镜中通过的路程，由求得光在棱镜中传播速度，由运动学知识求解传播的时间。
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