河南省百師聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高二年級下冊4月聯(lián)考物理試題 含解析

2023-2024學(xué)年度高二4月聯(lián)考

物理試題

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場號、座位號、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改

動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在

本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

考試時間為75分鐘，滿分100分

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符

合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6

分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

1.光學(xué)作為一門高精密度的學(xué)科，應(yīng)用在各個領(lǐng)域，下列關(guān)于光學(xué)現(xiàn)象的說法，正確的是（）

A.圖甲為光導(dǎo)纖維，內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率

B.圖乙為泊松亮斑，是由于光的偏振現(xiàn)象產(chǎn)生的

C.圖丙中，觀看立體電影時需要佩戴特殊的眼鏡，其原理證明光是橫波

D.圖丁中，激光切割機(jī)主要利用了激光相干性好的特性

2.如圖甲所示，彈簧振子以。點(diǎn)為平衡位置，在A、2兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動，取向右為正方向，振子的

位移x隨時間f的變化如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A./=0.1s時，振子的速度方向向左

B./■=0.2s時，振子的加速度為正向最大

C.振子做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為x=12sin[5R-叁]（cm）

D.在0.1~0.2s時間內(nèi)，振子的動能逐漸增大

3.在“測玻璃的折射率”實(shí)驗(yàn)中，通過“插針法”作出的光路如圖所示。下列說法正確的是（）

A.實(shí)驗(yàn)中，必須使用兩側(cè)面MN、尸。平行的玻璃磚，玻璃磚的寬度應(yīng)適當(dāng)大一些

B.實(shí)驗(yàn)中，若增大入射角"折射角也隨之增大，在另一側(cè)可能觀察不到出射光線

C.實(shí)驗(yàn)中，大頭針舄要同時擋住《、鳥的像和舄，大頭針之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些

D.實(shí)驗(yàn)中，若將玻璃磚的下邊尸。畫到圖中PQ'位置，測得的折射率偏大

4.如圖是某繩波形成過程示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，帶動質(zhì)點(diǎn)2,3,4,…各

個質(zhì)點(diǎn)依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端，相鄰編號的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm。已知，=0時，質(zhì)點(diǎn)1

開始沿豎直方向運(yùn)動；f=0.4s時，波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)9,質(zhì)點(diǎn)5到達(dá)下方最大位移處。則（）

12345678910111213

A./=0時，質(zhì)點(diǎn)1的振動方向向上

B.這列波傳播的速度大小為0.25m/s

C./=0.6s時，質(zhì)點(diǎn)9處于上方最大位移處

D./=0.6s時，質(zhì)點(diǎn)12正在向下運(yùn)動

5.如圖甲所示，一個有固定轉(zhuǎn)動軸的豎直圓盤轉(zhuǎn)動時，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直

方向運(yùn)動，使T形支架下面的彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)隨之振動。圓盤靜止時，小球做簡諧運(yùn)動的圖像

如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有頻率為1.5Hz

B.當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的系統(tǒng)振幅最大

C.當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)速保持lOr/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為工Hz

3

D.當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的頻率為^Hz

6

6.將鐵絲圈在肥皂水中蘸一下，讓它掛上一層薄薄的液膜，豎直放置能觀察到彩色條紋，如圖甲所示,

則（）

§甲I乙

A.水中的氣泡看起來特別亮與該實(shí)驗(yàn)原理相同

B.這層肥皂膜上薄下厚，側(cè)截面為圖乙梯形

C.上疏下密的彩色條紋是肥皂膜前后表面反射光形成的干涉條紋

D.將鐵絲圈上方的把柄向右轉(zhuǎn)動90°,條紋也會跟著轉(zhuǎn)動90°

7.兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，兩波源從

/=0時刻開始振動，振幅均為2cm。如圖所示為/=ls時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=0.2m和

x=0.8m的P、。兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=0.5m處。貝U（）

A.兩列波的波速大小均為0.2m/sB.穩(wěn)定后，兩波源之間有5個振動加強(qiáng)點(diǎn)

C.穩(wěn)定后，質(zhì)點(diǎn)M的位移始終為4cmD.0~2s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動的路程為4cm

8.如圖甲所示為醫(yī)護(hù)人員利用“彩超”測定血管中血液的流速，圖乙為波源S連續(xù)振動，形成的水波,

靠近橋墩尸時浮出水面的葉片A靜止不動。下列說法正確的是（）

A

甲乙

A.圖甲中，測定血管中血液的流速，利用了多普勒效應(yīng)的原理

B.若波源與儀器相互靠近，儀器接收到超聲波的頻率變大

C.乙圖中，為使水波能帶動葉片振動，可降低波源振動的頻率

D.乙圖中，為使水波能帶動葉片振動，可減小波源距橋墩的距離

9.一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖甲是/=ls時的波形圖，圖乙是x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動圖像，下列說法正

確的是（）

A.波沿x軸負(fù)方向傳播

B.波的傳播速度大小為0.25m/s

C.f=0.5s時，x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向振動

D.l~L5s時間內(nèi)，x=1m處質(zhì)點(diǎn)的路程大于10cm

10.為了裝點(diǎn)城市夜景，常在噴水池水下安裝燈光照亮水面。如圖甲所示，在平靜的水面下深〃處有一個

點(diǎn)光源S,同時發(fā)出兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個被照亮的圓形區(qū)域，俯視圖如圖乙

所示，環(huán)狀區(qū)域只有6光，中間圓形為復(fù)色光，設(shè)a光的折射率為%,以下說法中正確的是（）

A.。光的頻率大于6光的頻率

B.。光在水中的傳播速度大于6光在水中的傳播速度

C.用同一套裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，6光條紋間距更小

D.復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為二一

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

H.（6分）在“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)中:

（1）如圖甲所示，光具座放置的光學(xué)元件有光源、遮光筒和其他元件，其中心6、以1各元件的名稱依

次是。

A.單縫、濾光片、雙縫、光屏B,單縫、雙縫、濾光片、光屏

C.濾光片、單縫、雙縫、光屏D.濾光片、雙縫、單縫、光屏

（2）為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測量相鄰亮條紋間的距離8,而是先測量力個條紋的間距再求出8。

下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的是。

A.“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測量

B.“用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)中單擺周期的測量

C.“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中彈簧形變量的測量

(3)用某種單色光照射間距為4的雙縫得到如圖乙所示的干涉條紋，通過測量頭可以讀出分劃板中心刻

線在圖乙中42位置時的示數(shù).已知單縫到雙縫的距離為X］、9(內(nèi)＜七)。已知單縫到雙縫的距離為&，

像屏與雙縫屏間的距離為則該單色光的波長;1=。(用上述物理量字母表示)

(4)若在另一次實(shí)驗(yàn)操作中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖

丙所示，該同學(xué)將分劃板中心刻線與干涉條紋中央對齊進(jìn)行測量，下列說法正確的是o(多選)

丙

A.此現(xiàn)象是單縫與雙縫不平行造成的

B.此現(xiàn)象是分刻板中心刻度線與干涉條紋不平行造成的

C.此情形下波長的測量值大于真實(shí)值

D.此情形下波長的測量值小于真實(shí)值

12.(8分)利用單擺可以測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

(1)為了較精確地測量重力加速度的值，以下四種單擺組裝方式，應(yīng)選擇o

(2)組裝好單擺，先用刻度尺測量擺線長度，再用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，其示數(shù)如圖甲，則小球直

徑為mm；擺球在豎直平面內(nèi)穩(wěn)定擺動后,用秒表記錄單擺經(jīng)歷n次全振動所用的時間t如圖乙所示,

則/=s=

丙

(3)測量出多組單擺的擺長工和運(yùn)動周期T,作出72—L圖像，如圖丙所示，由此可求出重力加速度

g=m/s20(取12=10,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(4)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)，原因可能是將(選填“擺線長”或“擺線長加小球直

徑”)作為擺長，上述操作會使重力加速度的測量值______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

13.(10分)近年來，對具有負(fù)折射率的人工材料的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用的研究備受關(guān)注，該種材料折射率為

負(fù)值(〃<0)。如圖甲所示，光從真空射入負(fù)折射率材料時，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵從折射定

律，但折射角取負(fù)值，即折射光線和入射光線位于法線同側(cè)。如圖乙所示，在真空中對稱放置兩個完全相

同的負(fù)折射率材料制作的直角三棱鏡A、B,頂角為。，A、B兩棱鏡斜面相互平行，兩斜面間的距離為d。

一束激光從A棱鏡上的尸點(diǎn)垂直入射，它在棱鏡中的折射率〃=-0,在8棱鏡下方有一平行于8下表

面的光屏，P'點(diǎn)為尸點(diǎn)在光屏上的投影。

(1)為使激光能從棱鏡A的斜面射出，求。的取值范圍；

(2)若6=30°,求激光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點(diǎn)距P'點(diǎn)的距離。

14.(12分)一列簡諧橫波沿龍軸傳播，在￡=0時刻的波形如圖中實(shí)線所示，經(jīng)0.2s后的波形如圖中虛線

所示。

(1)若該波沿龍軸正方向傳播，求該波的周期；

(2)若該波的周期滿足0.6s>T>0.2s,求該波的波速；

(3)若該波的波速大小為45m/s,求波的傳播方向。

15.(18分)將力傳感器連接到計算機(jī)上可以測量快速變化的力。圖甲中，。為單擺的懸點(diǎn)，將傳感器接

在擺線與。點(diǎn)之間，把可視為質(zhì)點(diǎn)的擺球拉到A點(diǎn)，細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球在豎直平面內(nèi)的

A、C之間來回擺動，8點(diǎn)為運(yùn)動最低位置，ZAOB=ZCOB=a,a小于5°且未知。以擺球從A點(diǎn)開

始釋放為/=0時刻，由計算機(jī)得到細(xì)線對擺球的拉力大小/隨時間r變化的圖像如圖乙所示，取重力加速

度大小為g=10m/s2,求：

(1)單擺的擺長；

(2)擺球的質(zhì)量及擺球運(yùn)動過程中的最大速度的大小(結(jié)果可用根號表示)。

(3)改變單擺的擺角a(小于5°)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)雖然細(xì)線對擺球的最大拉力6、最小拉力工

都隨之改變，但兩個力之間存在某種特殊的關(guān)系，請你在圖丙所示坐標(biāo)系里畫出兩個力的關(guān)系圖像，并在

圖中標(biāo)出必要的數(shù)據(jù)。

2023-2024學(xué)年度高二4月聯(lián)考

物理參考答案及評分意見

1.C【解析】圖甲為光導(dǎo)纖維，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，A錯誤；圖乙為泊松亮斑，是由于光的

衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的，B錯誤；圖丙中，觀看立體電影時需要佩戴特殊的眼鏡，其原理是光的偏振現(xiàn)象，證明

光是橫波，C正確；圖丁中，激光切割機(jī)主要利用了激光亮度高、能量大的特性，D錯誤。

2.C【解析】由圖可知，t=0.1s時，振子的速度方向向右，A錯誤；/=0.2s時，振子的加速度為負(fù)向

最大，B錯誤；由圖可知，彈簧振子的振幅A=12cm,周期T=0.4s,則振子做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為

x=Asin^-^-Z+(cm),根據(jù)f=0時刻，振子位移為一12cm,可得夕=—楙，則x=12sin15;z7—叁］

(cm),C正確；在0.1~0.2s時間內(nèi)，振子的動能逐漸減小，D錯誤。

3.C【解析】實(shí)驗(yàn)中，兩側(cè)面MN、尸。可以不平行，玻璃磚的寬度適當(dāng)大一些可以減小誤差，A錯誤；

實(shí)驗(yàn)中，若增大入射角"折射角I］也隨之增大，在另一側(cè)一定能觀察到出射光線，B錯誤；實(shí)驗(yàn)中，大

頭針舄要同時擋住A、鳥的像和鳥，大頭針之間的距離應(yīng)適當(dāng)大一些，C正確；實(shí)驗(yàn)中，若將玻璃磚的

下邊畫到圖中P'。'位置，測得的折射率偏小，D錯誤。

4.D【解析】由圖可知，r=0.4s時，質(zhì)點(diǎn)9的振動方向向下，所有質(zhì)點(diǎn)起振方向相同，則/=0時，質(zhì)點(diǎn)

1的振動方向向下，A錯誤；根據(jù)已知可知丁=2/=0.8s,相鄰編號的質(zhì)點(diǎn)間距離為2cm,則波長

2=2x16cm=0.32m,這列波傳播的速度大小為v=—==一m/s=0.4m/s,B錯誤；t=0.6s時，

T0.8

質(zhì)點(diǎn)9處于下方最大位移處，C錯誤；f=0.6s時，振動傳到質(zhì)點(diǎn)13,質(zhì)點(diǎn)12正在向下運(yùn)動，D正確。

5.D【解析】根據(jù)圖像可得彈簧和小球組成的振動系統(tǒng)的固有周期T=3s,固有頻率/=L=」HZ,A

T3

錯誤；當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)速”=2175=2017111也時發(fā)生共振，彈簧和小球組成的系統(tǒng)振幅最大，B錯誤；當(dāng)圓

3

盤的轉(zhuǎn)速保持10r/min不變時，圓盤的頻率為」Hz,振動系統(tǒng)做受迫振動的頻率也為工Hz,C錯誤，D

66

正確。

6.C【解析】水中的氣泡看起來特別亮與該實(shí)驗(yàn)原理不相同，前者是全反射，后者是干涉，A錯誤；鐵絲

圈豎直放置時，由于重力作用，膜的下部較厚、上部較薄，膜的縱截面如圖所示，同一水平線上的膜厚度

相同，在同一個干涉級次上，條紋分布上疏下密，B錯誤；上疏下密的彩色條紋是肥皂膜前后表面反射光

形成的干涉條紋，C正確；將鐵絲圈上方的把柄向右轉(zhuǎn)動90°,條紋不會跟著轉(zhuǎn)動，仍在水平方向，D錯

誤。

夕

7.D【解析】由圖可知，波長;l=0.4m,根據(jù)題意可知，周期T=ls,則波速大小均為v=—=0.4m/s,

T

A錯誤；振動加強(qiáng)點(diǎn)到兩波源的距離差A(yù)x滿足Ax="X（"=0,1,2,…），由題意可知—1.4mWAxW1.4m,

解得〃=0,±1,±2,±3,共7個振動加強(qiáng)點(diǎn)，B錯誤；由上述分析可知M點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn)，振幅為

4cm,質(zhì)點(diǎn)在振動，位移會變化，C錯誤；波源振動經(jīng)時間:傳到M點(diǎn)，則彳=AE=g/s=L75s,M

振動的時間△/=/—/］=0.25s,則M振動的路程為s=，x4x2A=4cm,D正確。

8.ABC【解析】圖甲中，測定血管中血液的流速，利用了多普勒效應(yīng)的原理，當(dāng)波源與儀器相互靠近時，

儀器接收到超聲波的頻率變大，A、B正確；乙圖中，為使水波能帶動葉片振動，可增大水波的波長，根

據(jù)X=波速不變，降低頻率，波長增大，衍射現(xiàn)象更明顯，C正確，D錯誤。

9.AD【解析】由圖乙可知，/=ls時，x=2m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動，根據(jù)上下坡法可知波沿尤軸負(fù)

方向傳播，A正確；由圖甲可知波長為8m,由圖乙可知周期為2s,波的傳播速度大小為

v=—=—m/s=4m/s,B錯誤；，=0.5s時，x=4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動，C錯誤；1?1.5s時間

T2

內(nèi)，x=lm處質(zhì)點(diǎn)振動了二，/=ls時，它正在向平衡位置方向振動，故l~1.5s時間內(nèi)的路程大于一個振

4

幅，即路程大于10cm,D正確。

10.AD［解析］由于6光在水面上形成的圓形亮斑面積較大,可知b光的全反射臨界角較大，根據(jù)sinC=-,

n

可知6光的折射率較小，A正確；6光的頻率小，6光的波長長，由雙縫干涉相鄰條紋間距公式Ax=,2,

d

可知6光條紋間距更大，C錯誤；根據(jù)〃=￡可知，6光在水中的傳播速度較大，B錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系可

V

y1Trh

知［------=—，所以復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為5復(fù)="產(chǎn)一，D正確。

病77%復(fù)片-1

11.（1）C（1分）（2）B（1分）（3）~（2分）（4）BC（2分）

61

【解析】（1）為了獲取單色的線光源，光源后面應(yīng)放置濾光片、單縫，單縫形成的相干線性光源經(jīng)過雙縫

產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，因此a、b、c、d元件依次為濾光片、單縫、雙縫和光屏，C正確，A、B、D錯誤。

（2）先測量幾個條紋的間距再求出8,采用的是放大測量取平均值?！疤骄績蓚€互成角度的力的合成規(guī)

律”的實(shí)驗(yàn)中合力的測量，屬于等效替代法，A錯誤；“用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)中單擺周期的測量，

屬于放大測量取平均值，B正確；“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中彈簧形變量的測量，屬于多次

測量取平均值，C錯誤。

（3）因?yàn)橛深}圖可知，相鄰的兩個亮條紋或暗條紋的中心間距Ax=三二工，聯(lián)立可得，該

d6

單色光的波長x

61

（4）圖丙所示出現(xiàn)的問題是分刻板中心刻度線與干涉條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測量頭使干涉條紋與分劃板中

心刻線在同一方向上；若單縫與雙縫不平行，在光屏上的干涉條紋不清晰，A錯誤，B正確；此情形將造

成條紋間距的測量值偏大，根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式可知波長的測量值將偏大，C正確，D錯誤。

12.（l）D（l分）（2）9.3（1分）100.0（1分）（3）9.5（2分）（4）擺線長（1分）不變

（2分）

【解析】（1）為了較精確地測量重力加速度的值，減小空氣阻力的影響，應(yīng)選擇小鋼球，小球在擺動的過

程中，要固定擺長不發(fā)生變化，D正確。

（2）由圖甲所示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為￡）=9mm+3x0.1mm=9.3mm；由圖乙可知w次全振動的時

間/=90+IQOs=100.0s。

IY47r2T

（3）根據(jù)單擺周期公式T=變形可得圖線斜率

\gg

47r242c

k=----=-------；------s2/m=4.2s2/m,解得g?9.5m/s2。

g0.99-（-0.01）

（4）根據(jù)（3）分析可知，理論上圖像是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，題給圖像相對于理論圖像，在相

同周期下，所測擺長比實(shí)際值偏小，則原因可能是測擺長時沒有加上小球半徑；根據(jù)單擺周期公式可得

T=整理得L=——L+——，72一心圖像的斜率不變，故不會影響重力加速度的測量。

Nggg

13.（1）0<6><45°（2）

2

【解析】（1）分析可知光線的入射角等于棱鏡的頂角。，若激光能從棱鏡A斜面射出，。應(yīng)小于全反射的

臨界角，由sinC=」（2分），解得C=45°（1分）

\n\

所以。的取值范圍為0<。<45°（1分）

（2）激光傳播的光路圖如圖所示

sin（-a）

由折射定律可知一匚上="（2分），解得q=45。

sin。1

由幾何關(guān)系可知％=dsin3+dtan0X-cos0（2分）

解得x=-------d（2分）