河南省郑州市2019_2020学年高二物理下学期5月阶段性学业检测试题含解析

某某省某某市2019-2020学年高二物理下学期5月阶段性学业检测
试题（含解析）
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

考试时间90分钟，满分100分。

第Ⅰ卷（选择题共48分）
一、选择题（本题共12小题，共48分。

在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～12题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）
1.下列选项中没有利用多普勒效应的是( )
A. 利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B. 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C. 铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D. 有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是在接近还是在远去
【答案】C
【解析】
【详解】A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度是利用了多普勒效应，选项A不符合题意；
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到波的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理，这是利用了多普勒效应，选项B不符合题意；
C．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况，这是利用声波在固体中传播，没有利
用多普勒效应，选项C 符合题意；
D ．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是在接近还是在远去，这是利用了多普勒效应，选项D 不符合题意；
故选C 。

2.如图所示，让太阳光或白炽灯发出的光通过偏振片P 和Q ，以光的传播方向为轴旋转偏振片P 或Q ，可以看到透射光的强度会发生变化，这个实验能够说明( )
A. 光是电磁波
B. 光是一种横波
C. 光是一种纵波
D. 光不沿直线传播
【答案】B
【解析】
【详解】纵波振子是沿传播方向振动的，所以它可以通过那个纸板上的眼，也就不能偏振了。

而横波振子是沿与传播方向垂直的方向振动的，而且振子的平衡位置不变，当波传到纸板处，这里的振子无法振动，部分波就无法传过去了，即发生了“偏振”现象；这个实验能够说明光是一种横波。

故选B 。

3.如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，曲轴不动时让其上下振动，振动周期为T 1。

现使把手以周期T 2匀速转动，1T T 2，当其运动达到稳定后，则( )
A. 弹簧振子的振动周期为T 1
B. 弹簧振子的振动周期为T 2
C. 弹簧振子的振动周期为()1212
T T + D. 要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速
【答案】B
【解析】
【详解】ABC ．把手匀速转动时，弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，即为T 2；故AC 错误，B 正确；D ．由题可知，弹簧振子的固有周期为T 1，受迫振动的周期为T 2，而且T 2＞T 1，要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大，周期减小，与固有周期接近时或相等时，振幅可增大；故D 错误；故选B 。

4.如图所示，弹簧振子在b 、c 两点之间做简谐运动，b 、c 之间的距离为10cm ，O 是平衡位置，振子每次从c 运动到b 的时间均为0.5s ，则该弹簧振子( )
A. 振幅为10cm
B. 周期为0.5s
C. 频率为1Hz
D. 从O 点出发到再次回到O 点的过程就是一次全振动
【答案】C
【解析】
【详解】A．振幅是指偏离平衡位置的最大距离，bc间距是两倍的振幅，故振幅为5cm。

故A错误；B．完成一次全振动的时间为周期，c到b是半个全振动，时间为周期的一半，故周期为1s，故B错误；C．周期和频率互为倒数，故频率为1Hz．故C正确；D．振子从O点出发到再次回到O点的过程就是全振动的一半。

故D错误。

故选C。

5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图甲所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两X纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示．干涉条纹有如下特点：(1)任意一条亮条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等．(2)任意相邻亮条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图甲所示装置中抽去一X纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )
A. 变疏
B. 变密
C. 不变
D. 消失
【答案】A
【解析】
【详解】光照射到一个位置，在楔形模的上下两个面发生两次反射，叠加后形成干涉图样，厚度的两倍为光程差，光程差相同的点构成同一条亮（暗）条纹，当抽去一X纸片后，相同
的厚度间隔变稀，A 对；
6.对光的衍射的定性分析，下列说法不正确的是( )
A. 只有障碍物或孔的
尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象
B. 光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等
C. 光的衍射现象否定了光的直线传播的结论
D. 光的衍射现象说明了光具有波动性
【答案】C
【解析】
【详解】A ．只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光的波长还要小的时候，才能明显地产生光的衍射现象，选项A 正确，不符合题意；
B ．光通过单缝产生的衍射条纹间距不相等，中间宽，两侧窄，选项B 正确，不符合题意；
C ．光的直线传播是近似规律，光的衍射现象并没有否定光的直线传播的结论，故C 错误，符合题意；
D ．光的衍射现象说明了光具有波动性，选项D 正确，不符合题意。

故选C 。

7.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C. 太阳光中的可见光和医院“B 超”中的超声波传播速度相同
D. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT ”中的X 射线波长相同
【答案】B
【解析】
试题分析：电磁波可以传递信息，声波也能传递信息，故选项A 错误；手机在通话时涉及的
波既有电磁波又有声波，故选项B 正确；太阳光中的可见光的传播速度是光速，医院“B 超”中的超声波传播速度是声速，二者的大小不相同，故选项C 错误；遥控器发出的红外线波长和医院“CT ”中的X 射线波长不相同，故选项D 错误．
考点：电磁波与声波的区别．
8.如图所示，假设一根10cm 长的梭镖以接近光速穿过一根10cm 长静止的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。

以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是( )
A. 静止的观察者看到梭镖收缩变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖
B. 静止的观察者看到梭镖变长，因此在某个位置，梭镖从管子的两端伸出来
C. 静止的观察者看到两者的收缩量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖
D. 如果梭镖和管子都以光速c 相向运动，则二者的相对速度是2c
【答案】A
【解析】 【详解】ABC ．根据狭义相对论的尺缩效应，如果梭镖相对于观察者运动，那么梭镖收缩变短，而管子长度不变，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖，选项A 正确，BC 错误；
D ．由光速不变原理，可知物体的速度不会超过光速，故D 错误。

故选A 。

9. 利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则( )
A. 图a、b均显示了波的干涉现象
B. 图a、b均显示了波的衍射现象
C. 图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象
D. 图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象
【答案】D
【解析】
试题分析：图a中显示了一列波经过小孔的现象，是波的衍射，图b显示了两列波相遇的现象，是波的干涉现象，故D正确，其余错误．
考点：波的衍射、干涉现象
10.如图所示，一束复合光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖，入射角为θ。

经折射后射出a、b两束光线，b光线的折射角为β。

则( )
A. 在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度
B. 在真空中，a光的波长大于b光的波长
C. 玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率
D. 若改变光束的入射方向使入射角逐渐增大，则折射光线a 首先消失
【答案】CD
【解析】
【详解】AC ．光线a 的偏折程度大，根据折射定律公式sin
sin r n θ=，θ是入射角，r 是折射角，可知a 光的折射率大；再根据公式c v n
=，知a 光在玻璃中的传播速度小，故A 错误，C 正确；B ．a 光的折射率大，说明a 光的频率高，根据c =λf ，a 光在真空中的波长较短，故B 错误；D ．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a 的折射角先达到90°，故a 光先发生全反射，折射光线先消失，故D 正确。

故选CD 。

11.甲、乙两个不同的弹簧振子，振动图象如图所示，则可知( )
A. 振子乙的振动方程为5sin 2x t π=（cm ）
B. 0.5s 时，振子乙向x 轴正方向运动
C. 振子甲速度为零时，振子乙速度最大
D. 甲乙两振子的振动频率之比为2：1
【答案】AC
【解析】
【详解】A ．由振动图象读出乙的周期 T 乙=1s ，振幅A 乙=5cm ，则振子乙的振动方程为
2sin
cm 5sin2cm x A t t T
ππ==乙（）（） 故A 正确。

B．由图像可知，0.5s时，振子乙向x轴负方向运动，选项B错误；
C．因x-t图像的斜率等于速度，可知振子甲速度为零时，振子乙速度最大，选项C正确；D．由图像可知，甲乙两振子的振动周期之比为2：1，则频率之比为1：2，选项D错误。

故选AC。

12.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到P点，t=0.6s时恰好传到Q点，波形如图中虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，下列说法正确的是( )
A. t=0.6s时，质点a速度沿y轴正方向
B. 质点P在t=0到t=0.6s这段时间沿x轴正方向移动了30m
C. 质点c在t=0到t=0.6s这段时间通过的路程为30cm
D. t=0.5s时，质点b、P的位移相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波沿x轴正向传播，则t=0.6s时，质点a速度沿y轴正方向，选项A正确；B．机械波传播的过程中，质点不随波迁移，选项B错误；
C．机械波在0.6s时间内传播的距离为
x=-=
906030m
则波速为
3050m/s 0.6
x v t =
== 周期为 400.8s 50
T v λ=
== 因此质点c 振动的时间为 100.60.4s 50
t =-= 质点c 在t =0到t =0.6s 这段时间振动了半个周期，则通过的路程为2A =20cm ，选项C 错误；
D ．波的周期为T =0.8s ，则 t =0.5s 时，波向右传播
58
λ，此时质点b 、P 都在平衡位置下方距离平衡位置的位移相等，选项D 正确。

故选AD 。

第Ⅱ卷（非选择题共52分）
二、实验、填空题（本题共2小题，共14分。

请按题目要求作答。

）
13.某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置，如图a 所示。

激光器发出的一束直径较大的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮条纹，图b 中的黑点代表亮条纹的中心位置（亮条纹只画出前4条，第5、第6条没有画出）。

（1）这个现象说明激光具有________性。

（2）通过测量相邻亮条纹的距离可计算出激光的波长。

根据资料介绍，如果双缝的缝间距离为a ，双缝到感光片的距离为L ，感光片上相邻两亮条纹间的距离为b ，则激光的波长ab L λ=。

该同学测得L =1.0000m 、缝间距a =0.220mm ，用带二十分度游标的卡尺测感光片上的亮条纹间的距离时，卡尺与亮条纹的中心位置如图b 所示。

图b 中第1到第6条亮条纹的距离是_________mm 。

实验中激光的波长λ=________m 。

（保留三位有效数字）
（3）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两亮条纹间的距离将___________。

【答案】 (1). 波动 (2). 17.55 (3). 77.7210-⨯ (4). 变小
【解析】
【详解】（1）[1]．这个现象是光的干涉现象．干涉现象是波独有的特征，所以说明激光具有波动性；（2）[2][3]．由游标卡尺的读数原理知第1到第6个光点的距离是17mm+0.05mm ×11=17.55mm ．由题意知17.55mm=3.51mm 5
b = ，a =0.220mm ，L =1.0000m 所以波长 33
73.51100.22010m 7.7210m 1.0000
ab L λ---⨯⨯⨯===⨯ （3）[4]．蓝光波长小于红光的波长，由ab L λ=，知感光片上相邻两光点间的距离为L b a λ⋅＝，λ变小，则相邻两亮纹间距离变小。

14.某同学利用单摆测量当地的重力加速度g 。

（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。

这样做的目的是________（填字母代号）。

A．保证摆动过程中悬点位置不变
B．可使周期测量更加准确
C．便于调节摆长
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后，在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球上端的长度L=1.1120m，再用游标卡尺测量出摆球的直径为12.0mm，则该单摆摆长为__________m。

（3）对摆长约为1m的单摆进行周期测量时，应该选择摆球处于___________（填“最高点”或“平衡位置”）开始计时；该同学测量时第一次单摆的振幅小于10cm，第二次单摆的振幅大于30cm，用第________（填“一”或“二”）次的数据计算出的重力加速度值更准确。

【答案】(1). AC (2). 1.1180 (3). 平衡位置(4). 一
【解析】
【详解】（1）[1]．在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长，故AC正确。

故选AC。

（2）[2]．摆球直径为d=12mm=0.0120m；单摆摆长为
L=l+1
d=1.1120m+0.0060m=1.1180m
2
（3）[3][4]．对摆长约为1m 的单摆进行周期测量时，应该选择摆球处于平衡位置开始计时；若单摆振幅大于30cm ，则单摆的振动就不再是简谐振动，则用第一次的数据计算出的重力加速度值更准确。

三、计算题（本题共4小题，共38分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。

）
15.如图所示是某一单摆做简谐运动的图象，已知当地重力加速度22
m/s g π=。

（1）该简谐运动的振幅A 和周期T 分别是多少？ （2）该单摆的摆长L 是多少？
【答案】（1）A =2cm ，T =4s ；（2）L =4m
【解析】
【详解】（1）由图可知振幅A =2cm ；周期T =4s ；
（2）由单摆的周期公式
2L T g
=得 224T g L π
= 带入数据解得摆长
L =4m
16.一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示。

从该时刻开始计时，波上A 质点的振动图象
如图乙所示。

（1）写出该简谐波的波长λ、周期T 和传播方向。

（2）该简谐波的传播速度v 的大小是多少？ （3）写出1.5s 时Q 点的纵坐标（不要求写求解过程）。

【答案】（1）λ=20m ，T =4s ，传播方向为向x 轴负方向；（2）v =5m/s ；（32m
【解析】
【详解】（1）根据波的图像可知，该简谐波的波长λ=20m 、周期T =4s 。

传播方向为向x 轴负方向；
（2）简谐波的传播速度 v T λ=
解得 v =5m/s
（3）质点Q 的振动方程为
2cos 2cos
(m)4
y A t t πω=-=- 当t =1.5s 时解得 2cos 1.5(m)2m 2y π
=-⨯=
17.如图所示是一玻璃球体，其半径为R ，O 为球心，AB 为水平直径。

M 点是玻璃球的最高点，来自B 点的光线BM 恰好发生全反射。

D 点是球体表面上的一点，已知∠ABD =30°，光在真空中的传播速度为c 。

求：
（1）此玻璃的折射率n；
（2）光线从B到D所用的时间t；
（3）光线BD对应的折射角θ。

【答案】（1）2
n=（2）
6R
t
c
=；（3）θ=45°
【解析】
【详解】（1）由题意及几何知识可知，光线BM的入射角为45°，恰好全反射。

1
sin45
n
︒=
解得
2
n=
（2）光线从B到D传播的距离为
2cos30
x R
=︒
光在玻璃中的传播速度为c v n=所以，光从B传播到D的时间为6x R t v==（3）根据折射率公式sin sin i n r=可得sin sin30nθ=︒解得
θ=45°
18.如图所示，一质量为M =3.0kg 的长方形木板B 放在光滑水平地面上，在其右端放一质量为m =1.0kg 的小木块A 。

小木块与木板之间的动摩擦因数μ=0.4。

现以地面为参照系，给A 和B 以大小均为4.0m/s 、方向相反的初速度，使A 开始向左运动，B 开始向右运动，但最后A 并没有滑离木板B 。

求：
（1）小木块相对木板静止时二者的速度；
（2）木板长度的最小值；
（3）小木块相对木板运动的时间。

【答案】（1）2m/s v =共，方向水平向右；（2）L =6m ；（3）t =1.5s
【解析】
【详解】（1）规定水平向右为正方向，由动量守恒定律
()Mv mv M m v -=+共
解得
2v =共m/s
方向水平向右
（2）由能量守恒定律
222111()222
mgL Mv mv M m v μ=+-+共 解得
L =6m
（3）对木块来说，由动量定理
()mgt mv mv μ-=-共
解得
t=1.5s。