2021-2022学年山东省山东师范大学附属中学高二下学期3月学业水平测试物理试题（Word版）

山东师范大学附属中学2021-2022学年高二下学期3月学业水平测试物理试卷

卷Ⅰ（共54分）

一、单项选择题（每题只有一个正确答案。共10题，每题3分，共30分）

1.  如图，某同学用激光器作为光源，在不透光的挡板上开一条窄缝，进行光的衍射实验。在光屏上观察到的图样可能是图中的(    )

A.  B.

C.  D.

2.  关于光的特性说法正确的是(    )

A. 泊松亮斑是光的干涉现象

B. 偏振是横波特有的现象

C. 光导纤维传递信号利用了光的反射原理

D. 太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹，这是光的折射现象

3.  如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从柱体的点（半圆的圆心）射向空气，入射角，产生的反射光束和折射光束恰好垂直，下列说法正确的是(    )

A. 玻璃的折射率为

B. 光线和光线的传播速度相同

C. 光线和光线的传播频率相同

D. 无论增加到多大，都不可能发生全发射

4．一列简谐横波在均匀介质中沿x轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（    ）

A． B．

C． D．

5．一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，时的波形如图所示。时（   ）

A．质点a速度方向沿y轴负方向

B．质点b沿x轴正方向迁移了1m

C．质点c的加速度为零

D．质点d的位移为-5cm

6.  双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为。玻璃片厚度为10，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（　　）

A． B． C． D．

7.  一质点做简谐运动的振动图像如图所示,在和时刻这个质点的(    )

A. 加速度相同 B. 位移相同

C. 速度相同 D. 回复力相同

8.  如图所示,一个弹簧振子沿轴在、之间做简谐运动,是平衡位置,当振子从向点运动经过点时(    )

A. 振子的位移为负 B. 振子受回复力为负

C. 振子的速度为负 D. 振子的加速度为负

9.  如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是(    )

A. 若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆共振曲线

B. 若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为

C. 图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则该单摆摆长约为

D. 若摆长均为，则图线Ⅰ是在地球表面上完成的

10．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则（   ）

A．玻璃砖的折射率为1.5

B．之间的距离为

C．光在玻璃砖内的传播速度为

D．光从玻璃到空气的临界角为30°

二、多项选择题（每题有两个或者三个正确答案。共6题，每题4分，共24分）

11．在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有（    ）

A．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声

B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化

C．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同

D.天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期性变化

12．如图所示，波源O垂直于纸面做简谐运动，所激发的横波在均匀介质中向四周传播，图中虚线表示两个波面。时，离O点5m的A点开始振动；时，离O点10m的B点也开始振动，此时A点第五次回到平衡位置，则（     ）

A．波的周期为0.4s

B．波的波长为2m

C．波速为

D．时AB连线上有4个点处于最大位移

13．如图所示，x轴上、处有两个振动周期均为、振幅均为的相同的波源、，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上、和的三个点，下列说法正确的是（    ）

A．时P、M、Q三点均已振动

B．后M点的位移始终是

C．后P点的位移始终是0

D．时Q点的振动方向竖直向下

14.  截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示.为嵌在三棱镜内部紧贴BB’ CC’面的线状单色可见光光源,与三棱镜的面垂直,位于线段的中点.图乙为图甲中面的正视图.三棱镜对该单色光的折射率为,只考虑由直接射向侧面的光线.下列说法正确的是(    )

A. 光从面出射的区域占该侧面总面积的

B. 光从面出射的区域占该侧面总面积的

C. 若发出的单色光频率变小,面有光出射的区域面积将增大

D. 若发出的单色光频率变小,面有光出射的区域面积将减小

15.  一列简谐横波沿轴传播，已知轴上和处质点的振动图像分别如图、图所示，则此列波的传播速率可能是(    )

A.  B.  C.  D.

16.  一根长而软的弹簧水平放于光滑平面上，其上有、两点，相距，如图所示。当一列简谐纵波沿此弹簧向右传播时，若点的位移达到向右最大时，点恰好在平衡位置，且向左运动，经过后（周期），点位于平衡位置，且向左运动，而点的位移向左达到最大，则此简谐纵波的波速可能等于(    )

A.  B.  C.  D.

卷Ⅱ（共46分）

三、填空题（每空2分，共12分）

17．用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）

某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。

18．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时(如图甲)，游标卡尺的示数如图丙所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时(如图乙)，游标卡尺的示数如图丁所示，A与B间有3条条纹，已知双缝间距为0.5 mm，从双缝到屏的距离为1 m，则图丙中游标卡尺的示数为____________mm．图丁中游标卡尺的示数为__________mm．实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是________________，所测光波的波长为________m．(保留两位有效数字)

四、解答题

19.（10分） 如图所示，一质量为的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体和，。剪断、间的细线后，做简谐运动，则当振动到最高点时，木箱对地面的压力为多少？

20．（12分）一列沿x轴负向传播的简谐横波在t=0时刻波的图象如图所示，经0.1s，质点M第一次回到平衡位置，求：

(1)这列波传播的速度大小；

(2)质点M在1. 2s内，走过的路程．

21．（12分）如图为某种透明介质的截面图，△AOC为等腰直角三角形，BC为半径R＝10cm的四分之一的圆弧，AB与水平屏幕MN垂直并接触于A点，由红光和紫光两种单色光组成的复色光射向圆心O，在AB分界面上的入射角i＝45°，结果在水平屏幕MN上出现两个亮斑，已知该介质对红光和紫光的折射率分别为 。

（1）判断在AM和AN两处产生亮斑的颜色；

（2）求两个亮斑间的距离。

物理学科答案

一、单项选择题（每题只有一个正确答案。共8题，每题3分，共24分）

1.  【答案】D

2.  【答案】B

3.  【答案】C

4．【答案】D

5.【答案】C

6. 【答案】A

7.  【答案】C

8. 【答案】A

9. 【答案】C

10．【答案】C

11．【答案】BD

12．【解析】A．

13．【答案】CD

14. 【答案】AC

15.  【答案】BC

16.  【答案】AC

17．【答案】6.9    96.8   

【解析】拉离平衡位置的距离

题中要求摆动的最大角度小于，且保留1位小数，所以拉离平衡位置的不超过；

根据单摆周期公式结合题意可知

代入数据为

解得新单摆的摆长为

18．【答案】11. 6    16.6    减小误差    6.3×10-7   

【解析】图丙读数为

图丁读数为

实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差；根据

求得

19、【答案】

剪断细线前的受力情况如下。

重力：，方向向下。细线拉力：，方向向下。弹簧对的弹力：，向上。设弹簧的劲度系数为，则此时弹簧的伸长量为。

剪断细线后，做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为。由简谐运动的特点知最高点离平衡位置的距离也为，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处。此时弹簧对木箱的作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为。

20．【答案】（1）5m/s；（2）4m

【解析】(1)根据数学知识得：

由题知：

则波长为：

波沿x轴负方向传播，当M第一次回到平衡位置，此过程中波传播的距离为：

则波速为：

(2)波沿x轴负方向传播，周期：

则质点M在1.2s内走过的路程：

21．【答案】（1）AM红色；AN红色与紫色的混合色（2）（5+10）cm

【解析】(1)设红光和紫光的临界角分别为C1、C2，则有

得.

同理可得：

那么：

.

所以紫光在AB面发生全反射，而红光在AB面一部分折射，一部分反射，由几何关系可知，反射光线与AC垂直，所以在AM处产生的亮斑P1为红色，在AN处产生的亮斑P2为红色与紫色的混合色.

(2)画出如图所示的光路图，设折射角为r，两个光斑分别为P1、P2，根据折射定律：

求得：，由几何知识可得：

解得：

再由几何关系可得为等腰直角三角形，所以解得，所以有：