湖北省部分普通高中联合体2021-2022学年高二下学期物理期中联考试卷

试卷更新日期：2022-05-13 类型：期中考试

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一、单选题

1. 某同学在学习光学知识的过程中形成了如下一些认识：
①光年是一个非常大的时间单位；
②水流能导光；
③荷叶上的露珠显得特别“明亮”是由于水珠将光线会聚而形成的；
④由折射率公式 $n = \frac{c}{v}$ 可知，介质的折射率与光在介质中的传播速度v成反比
对这些说法正误的判断，正确的是（）

A、②④正确，①③错误 B、③④正确，①②错误 C、①④正确，②③错误 D、②③正确，①④错误

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2. 如图是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在同一时刻在池底形成杆的影子，且影子都留在了水池底部，下列说法正确的是（）

A、两池中标杆影子长度相同 B、装水的池中标杆影子较长 C、未装水的池中标杆影子较长 D、不能确定哪边的影子较长

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3. 下列四幅图中关于机械振动和机械波的说法正确的是（）

A、图中光滑斜面上的金属球在轻弹簧作用下沿斜面可做简谐运动 B、图中单摆的摆角较小时，运动为简谐运动，回复力由重力和弹力的合力提供 C、图中若增大波源O点振动的频率，衍射现象一定会更明显 D、图中A，B，C，D点的振动都是加强的，所以它们偏离平衡位置的位移不可能为零

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4. 如图1示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振动物体的位移x随时间t的变化如图2所示，则由图可知（）

A、 $t = 0.2 s$ 时，振动物体的速度方向向右，振动物体的加速度方向向右 B、 $t = 0.6 s$ 时，振动物体的速度方向向左，振动物体的加速度方向向左 C、在 $t = 0.4 s$ 到 $t = 0.8 s$ 时间内，振动物体的动能逐渐减小 D、在 $t = 0$ 到 $t = 2.4 s$ 时间内，振动物体通过的路程是 $60 m$

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5. 在同一种均匀介质中，当中心波源O的振动频率逐渐减小时，可能的波形图为（）

A、 B、 C、 D、

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6. 如图所示为长方体均匀玻璃砖的截面，厚度为L，现有两种单色光组成的复合光，从O点射入玻璃砖，入射角为 $θ$ ，其折射光线分别沿 $O A 、 O B$ 方向，对应的折射角分别为 $α 、 β$ ，光从O点到A点的传播时间为 $t_{O A}$ ，从O点到B点的传播时间为 $t_{O B}$ 。已知 $α + β = \frac{π}{2}$ ，则下列对 $t_{O A}$ 和 $t_{O B}$ 大小关系的比较，正确的是（）

A、无法确定 B、 $t_{O A} < t_{O B}$ C、 $t_{O A} > t_{O B}$ D、 $t_{O A} = t_{O B}$

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二、多选题

7. 地震是一种极其普通和常见的自然现象，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，期间会产生地震波。地震波是一种机械波，下列有关波的表述中正确的是（）

A、地震波中的纵波比横波传播快，利用它们传播的时间差可以提前预警 B、地震波中的横波在介质中传播时，介质中的质点也会沿波的传播方向运动，所以就导致了房屋倒塌 C、发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并不发生变化 D、地震波中的横波成分可以发生干涉现象，纵波成分不能发生干涉现象

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8. 华裔科学家高馄被誉为“光纤之父”，他获得2009年诺贝尔物理学奖。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其纤芯和包层材料不同，光在纤芯中传播。下列关于光导纤维的说法正确的是（）

A、纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射 B、纤芯的折射率比外套的小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射 C、波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D、频率越低的光在光纤中传播的速度越大

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9. 蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘需要光盘发出红色激光来读取或写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图由红、蓝两种单色光组成的复合光束射入一玻璃球体，当入射角 $θ$ 等于 $60 °$ 时，其折射光束和出射光束如图所示。已知a光束第一次射出此玻璃球体后的出射光束相对复合光束的偏折角也为 $60 °$ ，则下列说法正确的是（）

A、该玻璃球体对a光的折射率为 $\sqrt{3}$ B、b光在玻璃中的传播时间比a光长 C、用a光可在光盘上记录更多的数据信息 D、用b光可在光盘上记录更多的数据信息

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10. 如图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗两个区域可确定油量，油量计结构图如图乙，它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于油的折射率，则下列说法正确的是（）

A、透明塑料的折射率应小于 $\sqrt{2}$ B、入射光在塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成了暗区 C、油桶的油量增加时，观察窗口中亮区范围变小 D、对于透明塑料和油来说，油是光密介质

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11. 如图甲所示，一根水平张紧的弹性长绳上等间距的选取a、b、c、d、e、f等质点，相邻两质点间的距离为 $0.5 m$ 。 $t = 0$ 时刻，振源a从平衡位置开始沿y轴振动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，质点的振动图象如图乙所示，当a质点第一次达到负向最大位移时，d质点恰好开始振动，则下列说法正确的是（）

A、 $t = 6 s$ 时，g质点开始振动，此后a、g两质点的振动步调相反 B、当b质点第一次到达负向最大位移时，d质点通过的路程为 $5 c m$ C、波沿绳传播时，绳中的质点不随波迁移，但振动的频率依次变慢 D、波沿绳传播的速度为 $0.5 m / s$ ，若a质点振动加快，则波的传播速度增大

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三、实验题

12. 做测量玻璃折射率实验时，同学们被分成若干实验小组，以下是其中两个实验小组的实验情况：

(1)、甲组同学在实验时，用他们测得的多组入射角i与折射角r作出sini－sinr图像如图甲所示，则下列判定正确的是____

A、光线是从空气射入玻璃的 B、光线是从玻璃射入空气的 C、该玻璃的折射率约为0.67 D、该玻璃的折射率约为1.5

(2)、乙组同学先画出图乙所示的坐标系，再在y＜0区域放入某介质（以x轴为界面），并通过实验分别标记了折射光线、入射光线、反射光线通过的一个点，它们的坐标分别为A（8cm，3cm）、B（1cm，－4cm）、C（7cm，－4cm），则：
①入射点O′（图中未标出）的坐标为；
②通过图中数据可以求得该介质的折射率n=。

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13. 某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。

(1)、组装单摆时，应在下列器材中选用____ ；（填选项前的字母）

A、长度为 $60 c m$ 左右的橡皮条 B、长度为 $80 c m$ 左右的细线 C、直径为 $3 c m$ 左右的塑料球 D、直径为 $3 c m$ 左右的钢球

(2)、实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量小球的直径；
B．按装置图安装好实验装置；
C．用米尺测量细线悬点到小球的长度L；
D．将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过（选填“最高点”、“平衡位置”）时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到该位置一次，计数一次，依次计数为1、2、3……，当数到20时，停止计时，测得时间为t，则小球完成一次全振动的时间为（用t表示）；
E．多次改变悬线长度，测出对应每次悬线的长度，重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的 $t^{2}$ ；
G．以 $t^{2}$ 为纵坐标、L为横坐标，作出 $t^{2} - L$ 图线
结合上述实验步骤，完成下列任务：
该同学根据实验数据，利用计算机作出 $t^{2} - L$ 图线如图乙所示。根据图线拟合得到方程 $t^{2} = 403.3 L + 6.3$ 。由此可以得出当地的重力加速度 $g =$ $m / s^{2}$ （取 $π^{2} = 9.86$ ，结果保留三位有效数字）。

(3)、从理论上分析图线没有过坐标原点的原因是。

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四、解答题

14. 频率恒定且同步振动的两个声源 $S_{1} 、 S_{2}$ 相距 $12 m$ 放置。一观测者在 $S_{1} 、 S_{2}$ 之间的连线上移动，听到音量大小起伏变化，且其中一个音量最小的位置与 $S_{1}$ 相距 $4.75 m$ 。若声速为 $340 m / s$ ，求声源振动的最小频率。

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15. 如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t₁=0时刻和t₂时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x₁=l.0m和x₂=4.0m的两质点．图(b)为质点Q的振动图像，求：

(1)、波的传播速度和t₂的大小；

(2)、质点P的位移随时间变化的关系式．

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16. 如图所示，一半径为R的透明球体放在水平地面上，球心为O，球与地面的接触点为B，在球体的顶点A有一点光源，点光源发出的光通过球体后照亮地面上的部分区域。已知光在透明球体材料中的传播速度为 $\frac{\sqrt{3}}{2} c$ ，直空中光速为c。

(1)、求光发生全反射的临界角；

(2)、若不考虑光在透明球体中反射的影响，求地面上被光照亮的区域的面积。

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17. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播。在 $t = 0$ 时刻，质点O开始从平衡位置向上运动，经 $0.4 s$ 第一次形成图示波形，P是平衡位置为 $x = 0.5 m$ 处的质点，B是位于 $x = 5 m$ 处的质点。

(1)、该波的波速是多少；

(2)、质点B第二次到达波峰位置时，求位于 $x = 2 m$ 处的质点A通过的总路程；

(3)、若从 $t = 0$ 开始计时，至少要经过多少时间，P、A两质点的偏离平衡位置的位移相同？

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