河南省洛阳第一高级中学2013-2014学年高二下学期第一次月考试题 物理 含解析byzhang

洛阳一高13-14学年第二学期月考高二理综物理试卷
一、选择题(本题共8小题每题5分共40分）
1.做简谐运动的物体向平衡位置运动时，速度越来越大的原因是( ）
A。

物体的惯性作用B。

回复力对物体做了正功
C。

物体的加速度与速度同向D。

物体的势能转化为动能
【答案】BCD
A、惯性是物体保持原来运动状态的性质,不是一种作用力,不能使物体加速，故A错误；
B、做简谐运动的物体在向平衡位置运动的过程中,合外力(回复力）对物体做正功，由动能定理知,其动能增加,速度增大，故B正确;
C、物体在向平衡位置运动过程中,加速度与速度v都指向平衡位置，v、a同向，v增大，故C正确；
D、动能增加,势能减少,说明物体的势能转化为动能，故D正确。

故选BCD。

【考点】简谐运动
2.在下列情况下,能使单摆的周期变小的是( )
A。

将摆的振幅减为原来的一半
B.用一个装满沙的漏斗做成单摆，在摆动过程中让沙逐渐漏出
C。

把单摆放在加速上升的升降机中
D.把单摆从赤道移到北极
【答案】CD
A 、由单摆周期公式T 2l g
π
=知T 与摆的振幅无关，故A 错误；
B 、用一个装满沙的漏斗，让沙逐渐漏出，开始时其重心降低摆长增大，T 增大，故B 错误；
C 、把单摆放在加速上升的升降机中，等效重力加速度g′=g+a，由
T 2l g
π
=，知，T 减小，故C 正确;
D 、赤道处的重力加速度最小，两极处最大,把单摆从赤道移到北极的过程中，g 增大，T 减小，故D 正确.； 故选CD 。

【考点】单摆周期公式
3。

一简谐横波沿x 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 。

由波形图可知该波的波长 B 。

由波形图可知该波的周期 到Q 点
C 。

经4
1周期后质元P 运动
D.经4
1周期后质元
R 的速度变为零
【答案】AD
AB 、由波形图可直接读出波长λ=4 cm，故A 正确B 错误； C 、各质点只是上下振动,并不随波迁移，故C 错误；
D 、由波的传播方向知质元R 的振动方向向下，经4
1周期后振动到波
谷,速度变为零，故D 正确。

故选AD 。

【考点】波的图像
4.图中实线和虚线分别是x 轴上传播的一列简谐横波在t=0和t=0.03 s 时刻的波形图，x=1.2 m 处的质点在t=0.03 s 时刻向y 轴正方向运动，则 ( )
A 。

该波的频率可能是125 Hz
B 。

该波的波速可能是10 m/s
C 。

t=0时，x=1。

4 m 处质点的加速度方向沿y 轴正方
向
D.各质点在0。

03 s 内随波迁移0。

9 m 【答案】A
A 、由题x=1。

2m 处的质点在t=0.03s 时刻向y 轴正方向运动,可知波
向右传播．则时间3
t n T 4
∆=+（），频率14n 34n 3f Hz T
4t
0.12
++===∆，（n=0，1，2…….）
当n=3时，f=125Hz,故A 正确；
B 、波速的通项v=λf=40n+30m/s，n=0，1，2……因为n 是整数,故v 不可能等于10m/s,故B 错误；
C 、t=0时x=1.4m 处质点位于x 轴上方，加速度方向沿y 轴负方向，故C 错误；
D 、质点不随波迁移，故D 错误。

故选A 。

【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系 5.如图所示，沿x 轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形
图为一正弦
曲线，其波速为200 m/s ，则以下结论正确的是（ ） A.质点b 在速度正在增大，加速度正在增大 B.质点b 的速度正在减小，加速度正在增大
C 。

这列波遇到尺寸为4。

1 m 的障碍物会发生明显的衍射现象
D 。

这列波遇到频率为100 Hz 的波会发生稳定的干涉现象 【答案】BC
AB 、由于波沿x 轴正方向传播，根据“上下坡"法，可知b 质点正向下振动，速度正在减小，加速度正在增大，故A 错误B 正确; C 、当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时,就会发生明显的衍射．由图知该波的波长为λ=4m，所以这列波遇到尺寸为4.1m 的障碍物会发生明显的衍射现象,故C 正确；
D 、由v=λf 得:该波的频率为v 200f Hz 50z 4
λ
===，则这列波遇到频率为
50Hz 的波会发生稳定的干涉现象，故D 错误。

故选BC 。

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象
6。

.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示。

将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在一端夹入两张纸片，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所示。

干涉条纹有如下特点：（1）任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；(2）任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差相等。

现若在图1装置中抽去一张纸片，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
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为△x=2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为1
,显然减少一
2
张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，故干涉条纹条纹变稀疏，故A正确。

故选A.
【考点】光的干涉现象
7下列事例哪些应用了光的全反射现象：（）
A．光导纤维通讯
B．用三棱镜观察太阳光谱
C．某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路90°
D．用白光照肥皂膜看到彩色条纹
【答案】AC
A、由于光导纤维能全反射，故用来传输光信号、图象信号，故A 正确；
B、用三棱镜观察太阳光谱，是利用光的折射率不同，属于光的色散现象,故B错误；
C、某些光学仪器中用等腰直角玻璃三棱镜改变光路，是利用光的全反射现象,故C正确；
D、用白光照肥皂膜看到彩色条纹是薄膜干涉现象，故D错误。

故选AC。

【考点】全反射
8．如图,一个棱镜的顶角为
=41。

30，一束白光以较大的入射角从棱镜的左侧面射入，在光屏上形成从红到紫排列的彩色光带,各色光在棱镜中的折射率和临界角见表．当入射角逐渐减小到0的过程中，
彩色光带的变化情况是( ）
A．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光
B．紫光最先消失，最后只剩红光、橙光、黄光
C．红光最先消失,最后只剩紫光
D．红光最先消失，最后只剩紫光、蓝光
【答案】A
由表格数据看出,紫光的折射率最大，临界角最小,当入射角θ逐渐减小到零的过程中，光线射到棱镜右侧面的入射角减小,紫光的入射角最先达到临界角，发生全反射，最先消失；
当入射角θ减小到零时，光线射到棱镜右侧面的入射角等于α=41.30°，小于红光与橙光的临界角,所以这两种光不发生全反射，仍能射到光屏上．故最后光屏上只剩下红、橙两种色光，故A正确。

故选A.
【考点】全反射
第Ⅱ卷(非选择题）
二、本题共3小题,共16分，请将正确的答案填在题中横线上。

9。

（4分）在用“单摆测定重力加速度”的实验中，除秒表、铁架台、铁夹等器材外，还有以下器材供选用，请选出实验中还需要的器材___________________________。

A。

有小孔的木球
B。

有小孔的铁球
C。

米尺
D.卡尺
E.比1 m稍长的细线
F。

天平
实验中，某同学在摆球通过最低点时开始计时，同时数“1”;当摆球第紧接着第2次通过最低点时数“2"；依此数下去，当数到“59”时，停止计时，读出这段时间是58.0 s.那么单摆的周期T=_________s;测得摆长L=1.000 m，则测出的重力加速度g=_________m/s2.（取π=3.14）
【答案】BCDE 2.0 9。

87
为了减小空气阻力的影响，摆球选择质量大体积小的，故B正确；摆线选择较细且结实的线为便于测量周期和减小空气阻力，细线长短适当,故E正确；
要知道摆长的实际长度,故C正确；
还需要测量铁球直径，故D正确。

故选BCDE；
摆球连续两次通过最低点的时间是2
T ，故59次是58个2
T ，故T=2.0 s ，
由T 2L
g
π=，解得2224g 9.87 m /s L
T
π==.
【考点】用单摆测定重力加速度
10．（6分)如图所示为测一块半球形玻璃砖的折射率的实验，实验的主要步骤如下：
A 、将半球形玻璃砖放在白纸上，用铅笔画出它的直径AB,移走玻璃砖，并用刻度尺找出中点O ，记下此点(即圆心)；
B 、在圆弧侧的白纸上，作过O 点且垂直直径AB 的
直线CO ，放上
玻璃砖，在CO 上插两颗大头针P 1和P 2（距离适当远些）； C 、使玻璃砖以O 为轴在白纸上缓慢地转动,同时眼睛向着AB 透 过玻璃砖观察P 1和P 2的像，当恰好看不到P 1和P 2的像时停止转 动玻璃砖，记下此时的直径A 1B 1的位置；
D 、量出BO 和B 1O 的夹角θ。

若量得θ=41°，sin41°=0。

66。

则： ①实验是用_______ 现象进行的; ②计算公式：n=________； ③计算得：n=________. 【答案】全反射，1
sin n θ
=
，1。

5
由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P 1、P 2的像，做出如图所示的光路图，可知，测出玻璃直径边转过
的角度θ，则
法线转过的角度也为θ，玻璃砖内入射角为θ，临界角为θ，则：
1
n 1.5sin θ
=
=。

【考点】光的折射定律;全反射
11.（6分）利用图中装置研究双缝干涉现象时：
将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示。

然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数 mm ，求得相邻亮纹的间距Δx 为 mm.已知双缝间距d 为2.0×10—4m,测得双缝到屏的距离l 为0。

700m,由计算式λ= ,求得所测红光波长为 nm 。

【答案】13.870 2。

310 660
图甲螺旋测微器的固定刻度读数为 2.0mm ，可动刻度读数为0.01×32。

0mm=0。

320mm ，则最终读数为2。

320mm ；
图乙螺旋测微器的固定刻度读数为13。

5mm ，可动刻度读数为0。

01×37。

0mm=0.370mm ，则最终读数为13.870mm ； 相邻亮条纹的间距2
1a
a 13.870 2.320
x mm 2.310mm 55
--∆=＝＝； （3）根据L x d λ∆＝得34
7xd 2.3110210 6.610m 660nm L 0.7
λ---∆⨯⨯⨯⨯=＝＝
＝. 【考点】用双缝干涉测光的波长
三、本题共4小题，共44分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12。

(12分)如图所示，P是波源振动频率f=50 Hz产生的简谐波在左右两侧不同介质中传播，在左右侧介质中传播速度分别为v1=50 m/s，v2=100 m/s，波在传播过程中经过S、Q 两点，已知PS=16。

75 m，PQ=4。

5 m ，某t时刻S点处在波峰.
(1）通过计算说明该t时刻P、Q点处于波峰还是波谷或其他位置；
（2）从t时刻开始计时分别作出P、Q两点的振动图象（设P、Q两点振动的振幅均为A=3 cm，至少画出一个周期内的图象）.
【答案】(1）P处于平衡位置Q处于波谷（2）见解析
（1）波在P左侧传播时1
150
m 1 m 50
v
f
λ===
因为
116.753
16 14
PS
λ
==,所以P点处在平衡位置且向上振动;
波在P右侧传播时2
2100
m 2 m 50
v
f
λ===
因为
24.51
2 24
PQ
λ
==，所以Q点处在波谷；
（2）t时刻开始计时分别作出P、Q两点的振动图象如下：【考点】横波的图象;波长、频率和波速的关系
13。

(12分）一列简谐波在x 轴上传播，下图中的实线波形与虚线波形对应的时刻分别是t 1=0、t 2=0.05 s. (1）若波沿+x 方向传播，波速多大？ (2）若波沿—x 方向传播，
波速多大？
（3）若波速的大小是280 m/s ，波速方向如何? 【答案】(1）40(4n+1) m/s(n=1,2，…） （2)40（4n+3) m/s （n=0,1，2,…） （3）沿-x 方向传播
（1）若波向右传播，由图象知在Δt=t 2-t 1内波向右传播的距离为Δx 1=4
λ+nλ(n=0,1,2，…)
波速v 1=t x ∆∆1
=t
n ∆+4)14(λ
代入λ=8 m，Δt=0.05 s 得v 1=40(4n+1） m/s （n=0，1,2,…）。

(2）若波向左传播,由图象知在Δt 内，波向左传播的距离为Δx 2=43λ+nλ（n=0,1,2,…）
波速v 2=2
2
t x ∆∆=t
n ∆+4)34(λ=40(4n+3） m/s(n=0，1,2，…).
(3）已知波速v=280 m/s,故在Δt 内波传播的距离Δx=vΔt=(280×0。

05) m=14 m 。

将Δx 与λ相比，得Δx=143λ，故Δx 符合（2）中的Δx 2
在n=1时的情况，所以波沿—x 方向传播。

【考点】横波的图象;波长、频率和波速的关系 14．如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，∠A＝30°，∠O＝90°.
三棱镜材料
的折射率是n ＝错误!.一束与BO 面成θ＝30°角的光线射向OB 面，完成光路图，标明入射角、折射角、反射角的大小。

(10分） 【答案】如图所示
如图，设光线在BO 面的入射角为i,折射角为r ，反射角为i′； 作出光路图如图所示．则i=60° 由折射定律得：
sin n sin i
r
=
，得
sin sin601
sin n 23
i r ︒=
==， 所以r=30°
根据反射定律得:i′=60°
光线在AB 面上的入射角i′=30°,
由折射定律可知，光线从AB 面上出射时的折射角r′=60°. 【考点】光的折射定律
15。

一玻璃立方体中心有一点状光源。

今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不
能透出立方体。

已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的
面积与立方体表面积之比的最小值. （10分)
【答案】s s
4
π'＝
如图,考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射; 根据折射定律有nsinθ=sinα
式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角
现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意，在A 点刚好发生全反射，故A 2
πα
＝
； 设线段OA 在立方体上表面的投影长为R A ，由几何关系
有
A sin θ
式中a 为玻璃立方体的边长,
得A
R
则A
1R
a 2
＝ 由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆．所求的镀膜面积S'与玻璃立方体的表面积S 之比为2
A 26R s s 6a 4
ππ'=＝.
【考点】光的折射定律；全反射
参考答案
1 BCD
2 CD
3 AD
4 A 5。

BC 6A. 7.AC 8。

A
9.（4分)BCDE 2.0 9。

87 10．(6分)全反射,1
sin n θ
=，1.5
11。

（6分)13。

870 2.310 660
12。

（12分)
(1)波在P 左侧传播时1150
m 1 m 50
v f λ
=
== 因为1
16.753161
4
PS λ==，所以P 点处在平衡位置且向上振动; 波在P 右侧传播时
22100m 2 m 50
v f λ=
== 因为2
4.5122
4
PQ λ==，所以Q 点处在波谷；
（2）t 时刻开始计时分别作出P 、Q 两点的振动图象如下：
13.（12分）
（1）若波向右传播，由图象知在Δt=t 2-t 1内波向右传播的距离为Δx 1=4
λ+nλ（n=0,1，2,…）
波速v 1=t x ∆∆1
=t
n ∆+4)14(λ
代入λ=8 m，Δt=0。

05 s 得v 1=40（4n+1） m/s （n=0,1，2，…）. (2）若波向左传播,由图象知在Δt 内,波向左传播的距离为Δx 2=43λ+nλ（n=0，1,2，…）
波速v 2=2
2
t x ∆∆=t
n ∆+4)34(λ=40（4n+3） m/s （n=0，1，2，…).
（3）已知波速v=280 m/s ，故在Δt 内波传播的距离Δx=vΔt=(280×0。

05) m=14 m.将Δx 与λ相比，得Δx=14
3λ，故Δx 符合（2）中的Δx 2
在n=1时的情况,所以波沿—x 方向传播。

14．
如图,设光线在BO 面的入射角为i ，折射角为r ，反射角为i′;
作出光路图如图所示．则i=60°
由折射定律得：sin n sin i r
=，得sin sin601sin n 2
3i r ︒===，
所以r=30°
根据反射定律得：i′=60°
光线在AB 面上的入射角i′=30°,
由折射定律可知，光线从AB 面上出射时的折射角r′=60°. 15.
如图,考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射;
根据折射定律有nsinθ=sinα
式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ,α是折射角
现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意,在A 点刚好发生全反射，故A 2
πα
＝
； 设线段OA 在立方体上表面的投影长为R A ,由几何关系
有
A sin θ
式中a 为玻璃立方体的边长,
得A
R
则A
1R
a 2
＝ 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆．所求的镀膜面积S'与玻璃立方体的表面积S
之比为2
A 26R s s 6a 4
ππ'=＝。