安徽省安庆市桐城市某中学2019-2020学年高二质量检测物理试卷

物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共24.0分）
1.下列说法正确的是
A.物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B.医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应
C.两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大
D.一列波通过小孔发生了衍射，波源频率越大，观察到的衍射现象越明显
2.关于光，下列说法正确的是
A.当光在水面上发生反射时，反射光是偏振光
B.树荫下的太阳光斑大多成圆形是因为光的衍射
C.光在水中的传播速度大于在空气中的传播速度
D.透过竖直放置的肥皂膜看竖直的日光灯，能看到彩色干涉条纹
3.下列说法正确的是
A.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
B.一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在高山之巅，其振动周期一定变小
C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小
D.X射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视
4.下列关于电磁波谱的说法正确的是
A.验钞机验钞票真伪体现了红外线的荧光效应
B.相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
C.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的
D.利用雷达测出发射微波脉冲及接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达与目标的距离
5.一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以为光速的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是
A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m
B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m
C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
6.如图所示，用单色光做双缝干涉实验，P为第二条亮条纹，改用频率较高的单色光再做实验其他不变时，则第二个亮条纹的位置
A.仍在P点
B.在P点上方
C.在P点下方
D.要将屏向双缝方向移近一些才能看到亮条纹
7.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖
射出后分成a、b两束单色光，则
A.玻璃砖对a光的折射率为
B.玻璃砖对a光的折射率为
C.b光在玻璃中的传播速度比a光大
D.b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小
8.某同学在用单摆测重加速度的实验中，用的摆球密度不均匀，无法确定重心位置，他第一次量得悬线长为，测得周期为，第二次量得悬线长为，测得周期为，根据上述数据，
重力加速度g的值为
A. B. C. D.无法判断
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.下列说法中正确的是
A.对于同一障碍物，波长越大的光波越容易绕过去
B.白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种干涉现象
C.红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
D.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉
10.如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示，由振动图象可以得知
A.振子的振动周期等于
B.振子的振动周期等于
C.在时刻，振子的位置在a点
D.在时刻，振子的速度最大
11.如图所示，一束复色光斜射到置于空气中的厚平板玻璃上、下表面平行的
上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光．关于这两束
单色光，下列说法中正确的是
A.此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B.在此玻璃中a光的全反射临界角小于b光的全反射临界角
C.在此玻璃中a光的传播速度大于b光的传播速度
D.用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的窄
12.一列振幅为4cm，频率为的绳波，在时刻的波形图如图所示，绳上的质点于最大位移，质点Q位于平衡，质点M振动方向沿y轴正向，则
A.波沿x轴正向传播
B.B.时，质点N的振动方向沿y轴正向
C.C.时，质点Q的加速度达到最大，方向沿y轴正向
D.D.从到时间内，波传播的距离为
三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）
1.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，
2.为了尽量减小实验误差，以下做法正确的是______。

3.A.选用轻且不易伸长的细线组装单摆
4.B.选用密度和体积都较小的摆球组装单摆
5.C.使摆球在同一竖直平面内做小角度摆动
6.D.选择最大位移处作为计时起点
7.一位同学在实验中误将49次全振动计为50次，其他操作均正确无误，然后将数据
代入单摆周期公式求出重力加速度，则计算结果比真实值______填“偏大”或“偏小”。

8.为了进一步提高实验精确度，可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一
组对应的L与T的数据，再以L为横轴、为纵轴建立直角坐标系，得到如图所示的图线，并求得该图线的斜率为k，则重力加速度______。

9.利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离
，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
10.分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为______mm，______mm，相
邻两条纹间距______mm。

11.该单色光的波长______m。

12.若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______填“变
大”“不变”或“变小”；若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______填“变大”“不变”或“变小”。

四、计算题（本大题共4小题，共48.0分）
13.一列简谐横波在时刻的波形图如图所示，已知该
波沿x轴正方向传播，在末时，质点P刚好出
现第二次波峰，试求：
14.波速．
15.坐标为6m的Q点第一次出现波谷的时刻？
16.如图所示，四边形ABCD是一块玻璃砖的横截面示意图，，DO垂直于AB，
垂足为一束单色光从O点射入玻璃砖，入射角为i，调节i的大小，当时，AD 面和CD面都恰好没有光线射出。

求：
17.玻璃砖对该单色光的折射率。

18.四边形ABCD中的大小。

19.如图甲、乙分别是波传播路径上M、N两点的振动图象，已知．
20.
21.若此波从M向N方向传播，则波传播的最大速度为多少？
22.若波传播的速度为，则此波的波长为多少？波沿什么方向传播？
23.如图所示，一圆柱形桶的高为d、底面直径当桶内无液体
时，用一细束单色光从某点A沿桶口边缘恰好照射到桶底边缘
上的某点当桶内液体的深度等于桶高的一半时，仍然从A点
沿AB方向照射，恰好照射到桶底上的C点．C、B两点相距，光在真空中的速度
求：
24.液体的折射率n；
25.光在液体中传播的速度v．
26.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解：A、物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振．故A错误；
B、医院检查身体的“B超”仪没有用到多普勒效应，而彩超则是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理．故B正确；
C、两列波发生干涉，振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大，不能说振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大．故C错误；
D、一列波通过小孔发生了衍射，如果孔的大小不变，使波源频率增大，因为波速不变，根据知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象．故D错误．
故选：B
质点的振动频率由波源的振动频率决定；当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大；多普勒效应是指接受到的物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化；振动加强区质点的振幅总比振动减弱区质点的振幅大；当孔、缝的宽度与波长差不多或者比波长还小时，就能够发生明显的衍射现象，这是发生明显衍射的条件．．
该题考查多普勒现象、共振、波的干涉与衍射等知识点的内容，明确系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大是解题的关键．基础题目．
2.【答案】A
【解析】解：A、在水面上发生反射时，反射光是偏振光，故A正确；
B、树荫下的太阳光斑大多成圆形是由小孔成像形成的，故B错误；
C、由可知，光在水中传播速度小于空气中的传播速度，故C错误；
D、薄膜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，而不是透过了薄膜，故D错误。

故选：A。

由分析光在水中传播速度大小；太阳光斑大多成圆形是因为小孔成像；薄膜干涉是由
平行光入射到厚度不同、折射率均匀的薄膜前、后表面而形成的干涉条纹；水面的反射光是偏振光。

解答本题应掌握光的传播、反射以及薄膜干涉的原理，知道两反射光波波谷与波谷的叠加形成亮纹，注意干涉与衍射的区别。

3.【答案】C
【解析】解：A、光纤通信和医用纤维式内窥镜的工作原理是光的全反射，但全息照相不是利用全反射，利用了光的干涉，故A错误；
B、单摆的周期公式：，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定大，故B错误；
C、光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，由于波长变短，根据公式：
，则干涉条纹间距变小，故C正确；
D、X射线穿透力较强，但它不带电，不能在磁场中偏转，故D错误。

故选：C。

根据光的干涉与全反射原理及其应用分析判定。

根据单摆周期公式分析，放在某高山之巅，重力加速度变化，导致周期变化。

光的双缝干涉实验中，则干涉条纹间距随着波长越长而变宽。

X射线不带电，穿透能力强。

此题考查了光的干涉、全反射、单摆周期，X射线等相关知识，解题的关键是明确全反射的应用，理解单摆的周期公式，注意干涉条纹间距公式的内容。

4.【答案】D
【解析】解：A、验钞机是利用了紫外线的荧光作用，故A错误；
B、电磁波谱中比X射线波长短的还有射线，故B错误；
C、热效应最强的是红外线，故C错误；
D、电磁波测距就是利用发射脉冲和接收脉冲的时间间隔来确定的，故D正确；
故选：D。

红外线最显著的作用是热作用，所以可利用红外线来加热物体，烘干油漆和谷物，进行医疗等，由于波长长容易发生衍射现象。

紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，也可以用来验钞，它和红外线的特点是不同的，所以使用范围也就不同。

对于电磁波谱中各种电磁波将产生的机理、波动性和粒子性的强弱顺序要理解并掌握，并依据各自的用途用来解答本题。

5.【答案】B
【解析】【分析】
狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理；
长度的相对性：，即一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时
的长度小．
本题关键是记住狭义相对论的光速不变原理，知道运动中的尺缩效应；
狭义相对论的两个基本假设：
狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
【解答】
解：A、飞船上的观测者测得该飞船的长度是静止时的长度，为30m，故A错误；
B、地球上的观测者测得该飞船的长度是以的速度沿长度方向飞行时长度，为：
，故B正确；
C、根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度也等于c，故CD错误；
故选：B。

6.【答案】C
【解析】解：A、频率增大，则波长变小，根据双缝干涉条纹的间距公式知，相邻
条纹的间距变小，则第二条暗纹的中点在P点的下方。

故AB错误，C正确。

D、当改用频率较高的单色光，则波长变小时，出现明暗条纹的间距宽度变小，若将屏向
双缝方向远离一些即可看到第二个亮条纹的位置。

故D错误。

故选：C。

根据双缝干涉条纹的间距公式判断条纹间距的变化，从而确定出第二条暗纹的位
置．
解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式，并能灵活运用．
7.【答案】D
【解析】解：AB、根据折射定律可知玻璃砖对a光的折射率为，故AB错误；
C、由图知两束光的入射角相等，a的折射角大于b的折射角，通过折射定律可知玻璃砖对b光的折射率比玻璃砖对a光的折射率大，根据可知b光在玻璃中的传播速度比a光小，
故C错误；
D、根据可知，b光在玻璃中发生全反射的临界角比a光小，故D正确。

故选：D。

根据折射定律求玻璃砖对a光的折射率；
通过光路图，判断出玻璃砖对两束光的折射率大小，从而知道两束光的频率大小，根据折射率大小去判断出光在玻璃砖中的速度大小；
根据分析临界角大小。

解决该题的关键是能根据光路图分析两种光在玻璃中的折射率大小，掌握折射定律，熟记光在介质中传播速度求解公式。

8.【答案】B
【解析】解：设摆球的重心到线与球结点的距离为r，根据单摆周期的公式得
联立两式解得
故选：B。

设摆球的重心到线与球结点的距离为r，根据单摆周期的公式分别列出方程，求解重力加速度．
本题运用单摆周期公式分析处理实际问题，注意单摆的摆长等于摆球的重心到悬点的距离，不是摆线的长度．
9.【答案】AD
【解析】解：A、对于同一障碍物，波长越大的光波越容易发生衍射现象，容易绕过去，故A正确；
B、白光通过三棱镜在屏上出现彩色条纹是光的一种折射现象，并不是干涉现象，故B错误；
C、根据与，红光由空气进入水中，波长变短，但颜色不变，故C错误；
D、透明的标准样板和单色光检查平面的平整度，是利用两者之间的空气薄层的反射面，获取频率相同的光，进行了光的干涉，故D正确；
故选：AD。

波长越大的光波越容易发生衍射现象；通过三棱镜出现光的折射色散；根据与，
即可确定波长的变化；检查平面的平整度是利用了光的干涉，即可求解。

考查光的明显衍射的条件，区别光的折射与干涉色散，注意光的干涉的条件，同时掌握光从一介质进入另一介质时，光的频率不变，即颜色不变。

10.【答案】BD
【解析】解：AB、振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出其周期，故A错误，B正确；
C、由图乙知在时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，所以振子的位置在O点，故C错误；
D、在时刻，振子的位移为零，正通过平衡位置，速度最大，故D正确；
故选：BD。

简谐运动中振子的周期是振子完成一个周期性变化所用的时间，由图直接读出；根据位移分析振子的位置和速度，振子在最大位移处速度为零，通过平衡位置时速度最大；根据位移的变化，分析振子的运动情况。

对振动图象读出周期、振幅和振子的位移情况，从而判断出其速度、加速度情况，是应具备的基本能力，应加强相关练习，做到熟练掌握。

11.【答案】BD
【解析】解：A、光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下表面平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行。

由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小。

所以此玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率。

故A错误；
B、由A判断可知，根据全反射临界角的公式，所以，故B正确。

C、光从空气斜射到玻璃，由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小。

所以此玻璃对a 光的折射率大于对b光的折射率。

则a光的传播速度小于对b光，故C错误；
D、光从空气斜射到玻璃，由于折射率不同，a光偏折较大，b光偏折较小。

所以此玻璃对a 光的折射率大于对b光的折射率。

则a光的传播速度小于对b光，从而得出a光的波长小于b光，用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光的干涉条纹间距比b光的小。

故D正确；
故选：BD。

一束复色光从空气斜射到厚平板玻璃上、下表面平行的上表面，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，从而可确定折射率大小．由可得两根光线在水中的速度与折射率成反比；再由得波长与速度成正比的关系．
本题可用假设法，由折射率不同，从而假设a是紫光，b是红光，则可根据红光与紫光的特性来确定出正确答案．
12.【答案】BCD
【解析】解：A、质点M振动方向沿y轴正向，波形向左平移，则知波沿x轴负向传播，故A错误．
B、波形向左平移，则知时，质点N的振动方向沿y轴正向，故B正确．
C、周期，，因时刻质点Q振动方向沿y轴负向，则
时，质点Q到达波谷，位移为负向最大，由知，加速度正向达到最大，故
C正确．
D、由图知，则，则波速，所以从到时间内，波传播的距离为，故D正确．
故选BCD
质点M振动方向沿y轴正向，运用波形平移法平移法判断波的传播方向，及质点N的振动
方向．由频率求出周期，根据时间与周期的关系，分析质点Q的位置，分析加速度大小和方向，由求出波传播的距离．
本题质点的振动方向判断波的传播方向或反过来，是应具备的基本能力．根据时间与周期的关系，要能分析质点的振动状态．
13.【答案】AC偏大
【解析】解：、为减小实验误差，选用轻且不易伸长的细线组装单摆，这样摆线在摆动
过程中长度恒定不变，故A正确；
B、为减小空气阻力对实验的影响，应选用密度大而体都较小的摆球组装单摆，故B错误；
C、单摆在小摆角情况下的振动为简谐运动，应使摆球在同一竖直面内做小角度摆动，故C 正确；
D、为减小实验误差，应从摆球经过平衡位置时开始计时，故D错误。

故选：AC；
由单摆周期公式可知重力加速度：，
49次全振动计为50次，所测周期T偏小，所测重力加速度g偏大；
由单摆周期公式可知：，
由图示图象可知，图象的斜率：，重力加速度：。

故答案为：；偏大；。

为减小实验误差，应选择轻而不可伸长的细线做摆线，选择质量大而体积小的球作为摆球，单摆在小摆角下的振动为简谐振动，根据实验注意事项分析答题；
根据题意应用单摆周期公式分析实验误差；
应用单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出加速度。

本题考查了用单摆测重力加速度实验，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，应用单摆周期公式可以解题。

14.【答案】变小变小
【解析】解：十等分的游标卡尺，其精确度为，
A位置游标卡尺的读数为：；
B位置游标卡尺的读数为：；
相邻两条纹间距：。

根据知波长的表达式为：
解得波长为：。

根据知，增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距变小；
频率变高，波长变小，则干涉条纹的间距变小。

故答案为：，，；；变小，变小。

游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，结合A、B的距离求出相邻条纹的间距。

根据双缝干涉条纹的间距公式求出波长的表达式，从而得出波长的大小。

根据双缝干涉条纹的间距公式，结合波长的变化，判断干涉条纹间距的变化。

此题考查了用双缝干涉测光的波长的实验，注意螺旋测微器的读数与游标卡尺读数不同，螺旋测微器读数需要估读，游标卡尺不需要估读。

以及知道双缝干涉条纹的间距公式，知道影响干涉条纹间距的因素。

15.【答案】解：已知该波沿x轴正方向传播，波形向右平移，则知时刻质点P的振动方向向下，经过第二次形成波峰，即有，解得，
由图知，波长，则波速为
根据波形的平稳法可知，当时刻的处的波谷传到Q点时，Q点第一次出现波
峰，所以．
答：波速为．
坐标为6m的Q点第一次出现波谷的时刻．
【解析】已知该波沿x轴正方向传播，判断出时刻质点P的振动方向，在时
质点P出现第二次波峰，根据时间与周期的关系，求得周期，读出波长，由即
可求出波速．
当时刻的处的波谷传到Q点时，Q点第一次出现波峰，由求出时间．
本题是波动图象问题，根据波的传播方向判断质点的振动方向，由波形的平移分析等等都是常用的方法．
16.【答案】解：光线进入玻璃砖后两次发生全反射，其光路以对应的角度，如图：
由于光在AD面和CD面都恰好没有光线射出，即狗恰好发生全反射，则：是临界角，
由几何关系：
所以：
由：
所以：
由折射率的公式：
代入数据可得：
由几何关系可知：
代入数据可得：
答：玻璃砖对该单色光的折射率为；
四边形ABCD中的大小。

【解析】根据在两处都恰好发生全反射的条件，结合几何关系求出各角度以及折射角，
然后求出折射率；
由几何关系求出四边形ABCD中的大小。

本题考查几何光学问题，关键画出光路图，结合折射定律和几何知识综合求解，难度中等。

17.【答案】解：由图可知，该波的周期为
当简谐波从M向N方向传播时，M、N两点间的距离
则得，1，2，3，
波速，1，2，3，
当时，波速最大，即最大速度为．
若波传播的速度为，则此波的波长为
则，根据波形的平移法可知，波从N向M方向传播．
答：
若此波从M向N方向传播，则波传播的最大速度为．
若波传播的速度为，则此波的波长为4m，波从N向M方向传播．
【解析】若此波从M向N方向传播，根据图象的信息分析MN间的距离与波长的关系，得到波速的表达式，再注波传播的最大速度．
若波传播的速度为，由波速公式求波长．根据MN间的距离与波长的关系，判
断波的传播方向．
解决本题的突破口在于通过振动图象得出MN距离与波长的关系，从而通过波长和周期求出波速．注意波传播的周期性．
18.【答案】解：据题意，其光路如图所示．设入射角为i，折射
角为r，由几何知识有：
，
则有：
又
，
解得：
故折射率为：
光在液体中传播的速度为：
答：液体的折射率n是；
光在液体中传播的速度v是．
【解析】根据几何关系求出入射角和折射角，结合折射定律求出液体的折射率．根据公式求出光在液体中的传播速度v．
本题是几何光学问题，关键是根据几何关系确定入射角和折射角，通过折射定律进行解决．。