资源简介

高二年级上学期阶段测试
物理试卷
一、选择题(1-7题为单项选择题，每小题 4分；8-10题为多选题，每题 6分；共 46分)
1. FAST的馈源舱在支撑结构中引入了弹簧减振系统，减少风振与结构扰动。馈源舱振动的某一
小段可视为简谐运动，其振动图像如图所示，则( )
A.馈源舱的振幅为 2A B.0~T过程中馈源舱的路程为 4A
过程中馈源舱的回复力减小 D. ~T过程中馈源舱的速度减小
2.如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个 T形支架在竖直方向振动，
T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，当圆盘静止时，小球可稳定振动。改变圆盘
匀速转动的周期，其共振曲线(振幅 A与驱动力的频率 f的关系)如图乙所示。现使圆盘以 4s的周
期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，则下列说法正确的是( )
A.此振动系统的固有频率约为 0.25Hz
B.此振动系统的振动频率约为 3Hz
C.若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变大
D.若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向左移动
3.如图所示，一列简谐横波沿 x轴负方向传播，t =0时波形如图中实线
所示， 时波形如图中虚线所示，已知：
该波的振幅 A=5cm，质点 P的平衡位置坐标为 x=3cm。下列正确的是(
)
A.该列波的波长为 6cm B.该列波的振动周期为 0.2s
C. t=0.6s时质点 P沿 y轴正方向运动 D. t 到 t 这段时间内，质点 P走过的路程为 75cm
4.在牛顿环实验中，平凸透镜的曲率半径为 R，用波长为λ的单色
平行光垂直照射。在某次牛顿环的实验测量中，从中心暗斑开始
依次测量第 1条、第 2条…第 k条(k=1, 2, 3…)暗环对应的半径 r 、
r … rk,并描点作图，则下面图像可能正确的有( )
A B C
D
5.下列说法正确的是( )
A.图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大
B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C.图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
D.图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出 P为凸处、Q为凹处
6.如图是研究光的双缝干涉的示意图，挡板上有两条狭缝 S1、S2，由
S1和 S2发出的两列光波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光的
波长为λ，屏上的 P点到两缝 S1和 S2的距离相等，如果把 P处的亮条
纹记作第 0号亮条纹，由 P向上数，与 0号亮条纹相邻的暗条纹为 1号
暗条纹，依次上推，P1处的暗条纹恰好是 10号暗条纹。设直线 S1P1
的长度为 r1,S2P1的长度为 r2,则 r2-r1等于( )
A. 9λ B. 9.5λ C. 10λ D. 10.5λ
7.某鱼漂的示意图如图所示，鱼漂上粗下细，O、M、N为鱼漂上的三个点。当鱼漂
静止时，水面恰好过点 O。用手将鱼漂向下压，使点 M到达水面，松手后，鱼漂会
上下运动，上升到最高处时，点 N到达水面。不考虑阻力的影响，下列说法正确的
是( )
A.鱼漂的运动是简谐运动 B.点 O过水面时，鱼漂的加速度最大
C.点 M到达水面时，鱼漂具有向上的速度 D.鱼漂由上往下运动时，速度先增大后减小
8.一简谐横波由 P点向 Q点方向传播，P、Q两点的振动图像如图中实线和虚
线所示。已知 P、Q两点平衡位置间的距离为 3m且小于该波的波长。下列说
法正确的是( )
A.该波的周期为 4s B .该波的波速为 1m/s
C.该波的波长为 6m D.1.5s时 P点向 y轴正方向振动
9.如图所示是一种用于检测液面高度的光液面传感器，由一支玻璃管和一块两面
镀膜的玻璃板组成。玻璃板插入玻璃管中央，两者底部不接触。检测时，入射光
从玻璃板一侧射入，在玻璃管内壁与玻璃板之间来回发生反射并进入玻璃管底部，
然后在玻璃板另一侧反射出来。检测出射光的强弱即可判断玻璃管外液面的高度。
已知光以相同的入射角入射到两种介质的界面上时，介质折射率相差越大，光在
这个界面上的反射光就越强，则( )
A.光在玻璃管内壁一定会发生全反射 B .光在玻璃管外壁一定不会发生全反射
C.液面高度增加时出射光强度减弱 D .液体与玻璃的折射率相差越大则传感器灵敏度越高
10.一列简谐横波在介质中沿 x轴传播， t=0.10s时的波形图如图甲所示，质点 P的平衡位置横坐标为
质点 Q的平衡位置横坐标为 质点 Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该波的传播速度为 20m/s
B. t=0.10s时,质点 P向 y轴正方向振动
C. t=0.15s时,质点 P的位移为
D.质点 Q的振动方程为
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二、实验题
11.(7分)(1)光源发出的光经过滤光片成为单色光，利
用图 1所示的装置测量某种单色光的波长。
①调节图 1中的仪器 A，能实现
A.改变条纹颜色
B.改变单缝与双缝间的距离
C.改变单缝与双缝的平行程度
②如图 2所示，实验中发现干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定夹角，下列说法正确的是 (多选)
A.形成该现象的原因是单、双缝不平行
B.保持遮光筒不动，单独转动测量头，可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
C.保持遮光筒与测量头不动，调节 A可以使干涉条纹与分划板中心刻度线平行
D.不做任何调整，最终测量的波长大于真实值
(2)自动感应雨刷器是利用红外光学系统来检测雨水实现自动化的。当玻璃内部发射器向玻璃表面发射光线，玻璃表
面干燥时，传感器会接收到大量的反射光线，雨刷器不工作。而玻璃外表面有雨滴时，会导致。传感器接收反射光线
减少，系统据此调节雨刷器的运行。小华猜想玻璃与空气、玻璃与水两种情况下的全反射临界角不一样，为验证自己
猜测，于是自己模拟发射器做了两个实验，光路图如图(b)图(c)所示，通过测量可知θ<β，则
①根据题中信息可知，介质 1是 (水、空气)。
②晴天时自动雨刷器不工作，是因为光线在玻璃表面发生 (折射、全反射)现象。
③经过测量α =37°, θ = 44°, β = 65°则晴天时玻璃的折射率 (sin37°= 0.6, sin44°= 0.69, sin65°= 0.9)
12.(9分)某实验小组用如图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”实验。
(1)组装单摆时，应该选用 (选填器
材前的字母代号)
A.长度为 1m左右的细线
B.长度为 20cm左右的细线
C.直径约为 2.0 cm的木质球
D.直径约为 2.0 cm的小钢球
(2)某同学将摆球沿圆弧拉离竖直方向约 5°，然后由静止释放，摆动稳定后，自摆球经过最低点时记为 0次并用秒
表开始计时，此后摆球每经过最低点一次计数一次，计数到 50时，秒表的读数为 t，则摆的振动周期 T= (用 t表
示)。
(3)甲同学多次改变摆长 L，测量对应的周期 T，绘制出 T -L图像，如图乙所示，直线的斜率为 k。由此可得重力加
速度 g= (用含 k的式子表示)。
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(4)已知四位同学做出的 图线的示意图如图丙中的 a、b、c、d所示，其中 a、b和 d平行，b和 c都
过原点，图线 b对应的 g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分析正确的是 (选填选项
前的字母)。
A.出现图线 a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L
B.出现图线 c的原因可能是误将 49次全振动记为 50次
C.图线 c对应的 g值小于图线 b对应的 g值
D.出现图线 d的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长 L
(5)实验过程中，摆球偏离竖直方向的最大角度应很小，请通过推理，说明原因。
三、解答题
13.(10分)如图所示，一湖的深度为 有一直杆竖直插入湖底，露出水面
部分的长度为 太阳光以与水平面成θ=37°角射在湖面上，水的折射率为
已知 求：
(1)折射角 r的正弦值；
(2)直杆在湖底的影子 EC的长度。
14.(12分)如图甲所示，边长为 L的立方体容器，在容器底部有 4个点光源，当容器中充入某种未知液体，
深度为 时，发出的光能从如图乙中的阴影部分射出液面，4个阴影部分的圆心在液面的四个顶点。光
在真空中传播的速率为 c，求：
(1)该液体对光的折射率 n；
(2)若容器中装满该液体，则光从发出到传播出液面的最长时间 t。(不考虑光的反射)；
(3)若容器中液体深度为 丙图为水面，请大概画出光能从水面射出的区域(用阴影的方式表示)。
15.(16分)一列简谐横波沿 x轴传播；t=0时刻波形如图中实线所示，虚线为 t=0.4s后的波形，
(1)如果波源振动的周期 T>0.4s，则波传播的波速可能是多少
(2)如果波速 v=80m/s,问波向+x还是-x方向传播
(3)如果波速 v=100m/s,写出 x=4m处的质点的振动方程
第 4页 (共 4页)高二年级上学期阶段测试
物理评分细则
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C C B C B D AD CD BC
11．（7分）(1)①C ......................1分
②BD ......................2分
(2) ① 空气 ......................1分
②全反射 ......................1分
③1.5 ......................2分
12．（9分）(1)AD ......................1分
2) ......................2分
(3) ......................2分
(4)B ......................2分
(5)单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，即 ，只有当摆角很小时，
满足 （ 为摆球偏离平衡位置的位移），回复力才符合简谐运动的条件(或回复力才与偏离位
置的位移成正比）， ，周期公式 才成立。若摆角过大， 与 的偏差显著增大，周期
公式不再适用，会导致重力加速度的测量误差明显增大。......................2分（答道到关键信息即给分）
13．（10分）
【解】（1）作出光路图如图
根据折射定律，可得
答案第 1页（共 2页）
..................................2分
.................................1分
解得 .................................2分
（2）由题意，可知杆的长度
则 .................................1分
由数学知识可得 .................................1分
由题意，可得 .................................1分
所以影子长 .................................1分
14．（12分）
【解】（1） 由题意，4个阴影的圆心在液面四个顶点，说明底部的点光源位于容器底面顶点，点光源到
刚好发生全反射的液面出射点的竖直距离等于液体深度 ，点光源到该出射点的水平距离为 ，
如图所示
由几何关系光线射到液面的临界角满足
..........................2分
可得 .（或 sinC=0.5）.........................1分
根据全反射规律有，
..........................1分
解得
......................1分
（2）容器中装满该液体，光的最大竖直距离为 ，光能从液面射出，液体中最大的光程为
.....................2分
光在液体中的传播速度为
......................1分
光从发出到传播出液面的最长时间
答案第 1页（共 2页）
.....................1分
解得 .....................1分
(3)根据 可知，水面圆的半径为 ，光能到达的区域如图阴影部分
....................2分
15．（16分）
【解】（1）由图可知，波长 ， ，所以传播的距离小于一个波长
如果波向 方向传播，则
.................2分
如果波向 方向传播，则
.................2分
（2）假设波向 方向传播，则
.................2分
则 ..............1分
时， ..............1分
故波向 方向传播..............1分
（3）如果波向 方向传播，则
..............1分
............1分
可见 时，波速 ..............1分
故波向 方向传播
则 ..............1分
答案第 1页（共 2页）
解得 ， ............1分
由图像可知
t＝0时刻波 x=4m处的质点 y=0且向下运动，所以初相位
综上所述，x=4m处的质点的振动方程为：
或 ..............2分
选择题详解
1．B
【详解】A．振幅是物体偏离平衡位置的最大距离，由图可知振幅为 ，故 A错误；
B．在 内，馈源舱完成一次全振动，依次经过平衡位置、正向最大位移处、平衡位置、负向最大位移
处、平衡位置，路程为 ，故 B正确；
C．简谐运动的回复力满足
在 内，位移从 变为 ，回复力大小从 增大到 kA，故 C错误；
D．在 内，馈源舱从负向最大位移处向平衡位置运动，图像切线斜率的绝对值逐渐增大，速度大小
从 增大到最大值，故 D错误。
故选 B。
2．C
【详解】A．由图乙共振曲线可知，此振动系统的固有频率约为 ，故 A错误；
B．此振动系统的振动频率为 ，故 B错误；
C．因系统的振动频率等于驱动力的频率，根据 ，若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变
大，故 C正确；
D．因共振曲线的峰值与振动系统的固有频率有关，振动系统的固有频率不变，若圆盘匀速转动的周期增
大，系统的振动频率变小，但是共振曲线的峰值不变，故 D错误。
故选 C。
3．C
答案第 1页（共 2页）
【详解】A．由图可知该列波的波长 ，故 A错误；
B．波沿 轴负方向传播，则
且
联立解得
则取 即 ，故 B错误；
C．因波沿 轴负方向传播，根据“同侧法”可知，此时 点沿 轴负方向运动，经过时间
质点 运动到关于平衡位置对称处，且速度方向与 时相反，即沿 轴正方向运动，故 C正确；
D． 时，平衡位置为 处的质点 位于
在 到 这段时间内，
质点 在 内的路程
在剩下的 内，质点 从 处向下运动，经过平衡位置到达波谷，再回到平衡位置，最后到达
处，故 内的路程
总路程 ，故 D错误。
故选 C。
4．B
【详解】设 为空气薄膜的厚度， 是光的波长， 是光在空气薄膜下表面反射时有半波损失所致，则光
程差为
出现暗环的光程差为
化简得第 级暗环满足 ，即
平凸透镜曲率半径为 ，第 k条（k=1，2，3…）暗环对应的半
径 ，构成如图所示的直角三角形：
答案第 1页（共 2页）
由勾股定理可得 ，因 很大、 很小，可以忽略
解得
和 都是定值，由 得 ，由函数的单调性可知，随 增大，斜率逐渐减小，因此图像是
向上凸、增长逐渐变平缓的曲线，故 A错误，B正确。故选 B。
5．C
【详解】A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小，A错误；
B．图乙，根据全反射的条件，光线必须由光密介质射向光疏介质，则光导纤维利用光的全反射现象传递
信息时外套的折射率比内芯的小，B错误；
C．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样，即泊松亮斑，C正确；
D．图丙检验工件平整度的操作中，因 P处条纹与右侧条纹相同，即光从楔形空气膜上下表面反射的路程
差与右侧相同，可推断出 P为凹处、同理 Q为凸处，D错误。
故选 C。
6．B
【详解】双缝干涉中，暗条纹形成的条件是两束光的光程差为半波长的奇数倍。由题设可知，从第 0号亮
条纹算起， 处是第 10号暗条纹的位置，表明缝 S1、S2到 P1处的距离差
故选 B。
7．D
【详解】A．鱼漂在水中仅受重力和浮力的作用，以静止时的 O点为坐标原点，在 O点
若横截面积不变，当处在位移 x处时，有
符合简谐运动回复力 的形式，但由于鱼漂上粗下细，浸入水中的横截面积随位移变化，回复力与
位移不成正比，不满足简谐运动的条件，A选项错误；
B．点 O过水面时，鱼漂到达了平衡位置，所受合力为零，加速度最小，故 B错误；
答案第 1页（共 2页）
C．点 M到达水面时，鱼漂达到了向下的最大位移，此时鱼漂的速度为 0，故 C错误；
D．虽然不是简谐运动，但合外力方向仍然指向平衡位置，平衡位置速度最大，则鱼漂由上往下运动时，
速度先增大后减小，故 D正确。
故选 D。
8．AD
【详解】A．由题图可知，该波的周期为 ，故 A正确；
C．已知波从 P传到 Q，则 Q振动滞后于 。 时刻，P点处于平衡位置且向 轴负方向振动，此时 Q
点处于波峰位置，由于 P、Q两点平衡位置间的距离为 3m且小于该波的波长，所以 P、Q两点平衡位置
间的距离为
解得该波的波长为 ，故 C错误；
B．该波的波速为 ，故 B错误；
D．由题图可知，在 内 P点从波谷向平衡位置振动，所以 1.5s时 P点向 y轴正方向振动，故 D正确。
故选 AD。
9．CD
【详解】A．全反射的发生需要两个前提：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于等于临界角。光
从玻璃管内部的空气（光疏）射向玻璃管壁（光密），不满足“光密→光疏”的全反射前提，故 A错误；
B．光在玻璃管外壁传播时，是从玻璃（光密介质）射向管外的介质，如果管外液体的折射率小于玻璃的
折射率，且光的入射角大于等于玻璃与液体界面的临界角时，完全可以满足全反射条件，故 B错误；
C．当液面高度增加时，玻璃管被液体浸没的长度变长，原本在未浸没区域，玻璃管外侧是空气，玻璃与
空气的折射率差很大，界面反射光很强；而浸没区域的玻璃外侧是液体，玻璃与液体的折射率差远小于玻
璃与空气的折射率差，根据题干给出的规律“介质折射率相差越小，界面反射光越弱”，更多的光会在浸没
的管壁处折射穿出玻璃管，导致后续来回反射最终从玻璃板出射的光能量减少，因此出射光强度随液面高
度增加而减弱。故 C正确；
D．若液体与玻璃的折射率相差越大，光在这个界面上的反射光就越强，液面高度变化相同时，出射光的
强度变化幅度会更大，微小的液面高度改变就能引起出射光强的明显变化，因此传感器的灵敏度越高，故
D正确。
故选 CD。
10．BC
【详解】A．从甲图（波形图）可得波长 ，从乙图（质点 Q的振动图像）可得振动周期 ，
根据波速公式 ，故 A错误；
答案第 1页（共 2页）
B． 时，由乙图可知质点 Q在平衡位置、沿 y轴负方向振动，结合同侧法可判断波沿 x轴负方向
传播；质点 P沿 y轴正方向振动，故 B正确；
C． 时，波沿 x轴负向传播 ，波形向左平移 2m， 时质点
P的位移等于 时 处质点的位移，为 ，故 C正确；
D．因
可知质点 Q的振动方程为 ，故 D错误。
故选 BC。
【点睛】,
11．（7分）(1)①C ......................1分
;②BD ......................2分
(2) ① 空气 ......................1分
②全反射 ......................1分
③1.5 ......................2分
【详解】①A．仪器 用于调节单缝方向，不能改变单色光的波长，故 A错误；
BC．调节 能改变单缝与双缝的平行程度，不能改变两缝沿光轴的距离，故 B错误，C正确。
故选 C。
②A．图 2中条纹与分划板中心刻线方向不一致，是观察方向未调正；单缝与双缝不平行主要影响条纹的
清晰程度，故 A错误；
BC．转动测量头可使中心刻线转至与条纹平行；调节 只能改变单缝与双缝的相对方向，不能转动中心
刻线，故 B正确，C错误；
D．图示情形下，沿倾斜方向测得的条纹间距大于相邻条纹的垂直间距。由双缝干涉条纹间距公式
可知，测得的波长偏大，故 D正确。
故选 BD。
(2) ① 空气 ②全反射 ③1.5
【详解】① 根据折射定律，玻璃中入射角均为 ，有 （ 为折射角），可得折射角 越
大，介质折射率 越小。已知 ，说明介质 1折射率更小，因此介质 1是空气，介质 2是水。
②晴天玻璃外表面干燥，外界是空气，光线从玻璃（光密）射向空气（光疏），入射角大于临界角，发生
全反射，大部分光线被传感器接收，因此雨刷器不工作。
答案第 1页（共 2页）
③对玻璃-空气界面，由折射定律 ，
代入数据
【点睛】
12．（9分）(1)AD ......................1分
(2) ......................2分
(3) ......................2分
(4)B ......................2分
(5)单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，即 ，只有当摆角很小时，满足
（ 为摆球偏离平衡位置的位移），回复力才符合简谐运动的条件 ，周期公式
才成立。若摆角过大， 与 的偏差显著增大，周期公式不再适用，会导致重力加速度的测
量误差明显增大。......................2分
【详解】（1）为减小实验误差，单摆摆线应选用长度 1m左右的细线以保证周期测量精度，摆球应选用密
度大、体积小的小钢球以降低空气阻力的影响。
故选 AD。
（2）摆球完成一次全振动会 2次经过最低点，从记为 0次的初始时刻到计数到 50次，共完成 次
全振动，总时间为 ，因此振动周期
（3）由单摆周期公式 ，两边平方得
因此 图像的斜率 ，整理得重力加速度
（4）A．图线 a与 b平行，斜率相同说明 测量值准确，截距为正，说明相同摆长下 测量值偏大，是误
将悬点到小球上端的距离记为摆长（漏加小球半径）导致，故 A错误；
B．误将 49次全振动记为 50次时，周期测量值 小于真实值，相同摆长下 偏小，导致 图像
斜率偏小，与图线 c特征吻合，故 B正确；
C．由 可知，斜率越小对应的 值越大，因此图线 c的 值大于图线 b的 值，故 C错误；
D．图线 d与 b平行，斜率相同说明 准确，截距为负（ 时 ），说明相同 下摆长测量值偏大，
答案第 1页（共 2页）
是误将悬点到小球下端的距离记为摆长（多加小球半径）导致，故 D错误。
故选 B。
（5）见答案
答案第 1页（共 2页）

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