河南省郑州市中牟县2020-2021学年高二下学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-06-16 类型：期中考试

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一、单选题

1. 下列说法中错误的是（　　）

A、在同一均匀介质中，红光的传播速度比紫光的传播速度大 B、蜻蜓的翅膀在阳光下呈现彩色是由于薄膜干涉 C、应用多普勒效应可以计算出宇宙中某星球靠近或远离我们的速度 D、狭义相对性原理指出，在不同的参考系中，一切物理规律都是相同的

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2. 下列有关光现象及光的应用正确的是（　　）

A、光的偏振现象说明光是一种纵波 B、不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的干涉现象 C、光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 D、用点光源照射小圆孔，后面光屏上会出现明暗相间的圆环，这是圆孔衍射现象

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3. “歼-20”隐形战斗机的横空出世，极大地增强了我国的国防力量．其隐形的基本原理是机身通过结构或者涂料的技术，使得侦测雷达发出的电磁波出现漫反射，或被特殊涂料吸收，从而避过雷达的侦测．已知目前雷达发射的电磁波频率在200 MHz至1 000 MHz 的范围内．下列说法正确的是（）

A、隐形战斗机具有“隐身”的功能，是巧妙地利用了雷达波的衍射能力 B、雷达发射的电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C、雷达发射的电磁波在真空中的波长范围在0.3 m至1.5 m之间 D、雷达发射的电磁波可能是纵波，也可能是横波

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4. 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

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5. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法中正确的有（　　）

A、粗糙斜面上的金属球 $M$ 在弹簧的作用下运动，该运动是简谐运动 B、单摆的摆长为 $l$ ，摆球的质量为 $m$ 、位移为 $x$ ，此时回复力约为 $F = - \frac{m g}{l} x$ C、质点 $A 、 C$ 之间的距离等于简谐波的一个波长 D、实线为某时刻的波形图，若此时质点 $M$ 向上运动，则经一短时间后波动图如虚线所示

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6. 装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示．把玻璃管向下缓慢按压4 cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5 s．竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图象如图乙所示，其中A为振幅．对于玻璃管，下列说法正确的是

A、玻璃管受于重力、浮力和回复力作用 B、在t₁∼t₂时间内，加速度与速度方向相反 C、位移满足函数式 $x = 4 sin (4 π t - \frac{5}{6} π) cm$ D、振动频率与按压的深度有关

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7. 如图所示，一列简谐横波沿 $x$ 轴正方向传播，从波传到 $x = 5 m$ 的 $M$ 点时开始计时，已知 $P$ 点相继出现两个波峰的时间间隔为 $0.4 s$ ，下面说法正确的是（　　）

A、这列波的波长是 $5 m$ B、这列波的波速是 $20 m / s$ C、质点 $Q (x = 9 m)$ 经过 $0.7 s$ 才第一次到达波峰 D、 $M$ 点以后各质点开始振动时的方向都是向上

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8. 一列简谐横波在 $t_{1} = 0.02 s$ 时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在 $x = lm$ 处的质点 $P$ 的振动图像如图乙所示。已知质点 $M$ 的平衡位置在 $x = 1.75 m$ 处。下列说法正确的是（　　）

A、波的传播方向沿 $x$ 轴负方向 B、 $t_{2} = 0.03 s$ 时，质点 $M$ 的运动方向沿 $y$ 轴正方向 C、 $M$ 点在 $t_{1}$ 时刻位移为 $\frac{\sqrt{2}}{10} m$ D、质点 $M$ 从 $t_{1}$ 时刻起每过 $0.005 s$ 通过的路程均为 $0.2 m$

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9. 在同一均匀介质中有甲、乙两列简谐横波，波速为 $0.5 m / s$ ，沿 $x$ 轴相向传播， $t = 0$ 时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A、两列波相遇时能发生稳定的干涉 B、 $t = 12 s$ 时刻，图示坐标范围内有7处质点位移为零 C、 $x$ 轴上第一个位移达到 $6 cm$ 的质点的横坐标为 $x = 2.75 m$ D、 $t = 0$ 时刻， $x = - 2.6 m$ 处质点的振动方向与 $x = 5.1 m$ 处质点的振动方向相反

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二、多选题

10. 沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下（）

A、只有波长较短的一部分光才能到达地面 B、只有波长较长的一部分光才能到达地面 C、只有频率较大的一部分光才能到达地面 D、只有频率较小的一部分光才能到达地面

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11. 一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示，经 $2 \times 10^{- 2} s$ 后的波形图如图中虚线所示，则该波的波速 $v$ 和频率 $f$ 可能是（　　）

A、 $v$ 为 $25 m / s$ B、 $v$ 为 $30 m / s$ C、 $f$ 为 $12.5 Hz$ D、 $f$ 为 $37.5 Hz$

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12. 半径为 $R$ 的半圆柱形玻璃砖，其横截面如图所示， $O$ 为圆心，已知该玻璃砖对频率为 $f$ 的红光的折射率为 $n = \sqrt{2}$ ，与 $M N$ 平面成 $θ = 45 °$ 的平行红光束射到玻璃砖的半圆面上，经玻璃砖折射后，部分光束能从 $M N$ 平面上射出，不考虑多次反射，已知光在真空中的传播速度为 $c$ ，下列分析判断正确的是（　　）

A、玻璃砖对该红光束全反射的临界角 $C = 60 °$ B、该红光束在玻璃砖中的传播速度为 $v = \frac{\sqrt{2} c}{2}$ C、 $M N$ 平面上能射出光束部分的宽度为 $\frac{\sqrt{2}}{2} R$ D、 $M N$ 平面上能射出光束部分的宽度为 $(1 + \frac{\sqrt{2}}{2}) R$

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三、实验题

13. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

(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1所示。这样做的目的是______________（填字母代号）。

A、保证摆动过程中摆长不变 B、可使周期测量得更加准确 C、需要改变摆长时便于调节 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的最低端的长度 $L = 0.9990 m$ ，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则单摆摆长为 $m$ 。

(3)、下列振动图像真实地描述了对摆长约为 $1 m$ 的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始， $A 、 B 、 C$ 均为30次全振动的图像，已知 $\sin 5 ° = 0.087 ， \sin 15 ° = 0.26$ ，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________（填字母代号）。

A、 B、 C、 D、

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14. 洛埃德（H.Lloyd）在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置．如图所示，从单缝S发出的光，一部分入射到平面镜后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹．单缝S通过平面镜成的像是S′．

（i）通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致．如果S被视为其中的一个缝，相当于另一个“缝”；

（ii）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，在入射角接近90°时，反射光与人射光相比，相位有 $π$ 的变化，即半波损失．如果把光屏移动到和平面镜接触，接触点P处是（填写“亮条纹”或“暗条纹”）；

（iii）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0. 15 mm，单缝到光屏的距离D=1.2m，观测到第3个亮条纹到第12个亮条纹的中心间距为22.78 mm，则该单色光的波长 $λ$ m（结果保留3位有效数字）．

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四、解答题

15. 在 $x O y$ 直角坐标系平面中，波源置于原点 $O$ 处，从 $t_{0} = 0$ 时刻波源开始沿 $y$ 轴负方向振动，振幅为 $D = 0.1 m$ ，产生的简谐横波沿 $x$ 轴传播，在 $x$ 轴上有 $A (- 2 m, 0)$ 和 $B (8 m, 0)$ 两个质点，在 $t_{1} = 0.1 s$ 时质点 $A$ 位于波峰，质点 $B$ 恰好开始振动，波源此时刚好经过平衡位置向 $y$ 轴负方向振动，已知 $2 λ > O A > λ$ 。求：

(1)、波速和波源的振动周期；

(2)、 $t_{1} = 0.1 s$ 时质点 $C (4 m, 0)$ 的振动位移和已经过的路程。

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16. 如图所示，质量为 $M$ 、倾角为 $α$ 的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数足够大，斜面顶端与劲度系数为 $k$ 、自然长度为 $L$ 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为 $m$ 的物块。压缩弹簧使其长为 $\frac{3}{4} L$ 时将物块由静止开始释放，物块将在某一平衡位置两侧做简谐运动，在运动过程中斜面体始终处于静止状态，重力加速度为 $g$ 。

(1)、依据简谐运动的对称性，求物块 $m$ 在最低点的加速度大小；

(2)、若在斜面体的正下方安装一个压力传感器，求在物块 $m$ 运动的全过程中，此压力传感器的最大示数。

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17. 如图所示，扇形POQ为某柱状透明介质的横截面，扇形POQ的半径为R，∠POQ=120°。一光线以i=60°的入射角沿该横截面从PO面上的A点入射，折射后从圆弧面PQ上的B点射出。AB//OQ，A点到扇形POQ的圆心O的距离 $L = \frac{\sqrt{3}}{3} R$ 。求：

(1)、介质对该光线的折射率n；

(2)、该光线从B点射出扇形POQ时的折射角θ及其在介质中传播的距离s。

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18. 如图所示，在一半径为 $R$ 的圆柱形薄壁容器中盛满透明液体，上表面圆心为 $O ， P$ 为容器最右端的点， $Q$ 在 $P$ 正上方距离为 $\frac{R}{2}$ 的位置， $M$ 为 $O P$ 的中点， $N$ 为 $O$ 正下方一点。已知液体的折射率为 $n = \sqrt{2}$ ，光在真空中的传播速度为 $c$ 。

(1)、在 $N$ 点放一个点光源，眼睛在 $Q$ 点看向 $M$ 点正好能看见点光源，求点光源发出的光传播到眼睛所需的时间。

(2)、若把眼睛移动到 $P$ 点，求眼睛能看到的液体最深处到液面的高度差。

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