河南省周口市项城二中2022学年高二物理上学期第三次考试试卷含解析

河南省周口市项城二中2022-2022学年高二上学期第三次考试物理试卷一、选择题（每题4分共48分，少选得2分，多选，错选不得分）1．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是()A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C．减小电容器的两极板的距离并在线圈中放入铁芯D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数考点：电磁波的产生．分析：振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈L及电容器C成反比解答：解：LC振荡电路的固有频率：，若要增大LC振荡电路的固有频率，就要减小电容器的电容，或减小线圈中的自感系数．A、增大电容器两极板间的正对面积，使得电容器的电容变大，而在线圈中放入铁芯，使得线圈的自感系数增大．则频率变小，故A错误；B、减小电容器两极板的距离，使得电容器的电容变大，而增加线圈的匝数，使得线圈的自感系数增大．则频率变小，故B错误；C、减小电容器两极板的距离，使得电容器的电容变大，而在线圈中放入铁芯，使得线圈的自感系数增大．则频率变小，故C错误；D、减小电容器两极板的正对面积，使得电容器的电容变小，而减小线圈的匝数，使得线圈的自感系数变小．则频率变大，故D正确；故选：D．点评：该题考查LC回路的固有频率和平行板电容器的电容的决定式、线圈的自感系数的有关因素，属于对基础知识的考查．基础题目．2．如图所示．弹簧振子在振动过程中，振子经a、b两点的速度相同，若它从a到b历时0.2s，从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动周期为()A．1sB．0.5sC．0.8sD．0.4s考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：弹簧振子作简谐运动时，加速度方向与位移方向总是相反．当振子离开平衡位置时，速度与位移方向相同，当振子靠近平衡位置时，速度与位移方向相反．解答：解：由于振子在a、b两点的速度相等，则有a、b两点关于O点是对称的；振子经过a、b两点的速度同向，从b再回到a的过程是振子先到达右侧的最远处，然后返回平衡位置，最后回到a时经历的时间最短，时间半个周期，即：=0.4s；13故周期为：T=2×0.4s=0.8s；故选：C点评：此题中振子每次通过同一位置时，加速度、回复力、位移、动能、势能都相同；同时利用简谐运动的对称性．不难．3．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()A．t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴正方向C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD．从t=0.10s到t=0.25s，质点Q通过的路程为30cm考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：由质点Q的振动图象，读出质点Q的位置，分析加速度情况．简谐运动的质点加速度大小与位移大小成正比．t=0.10s时刻，Q点经过平衡位置向下运动，可判断出来波沿x轴负方向传播．t=0.15s时，Q点处于波谷，质点P的运动方向沿y轴负方向．从t=0.10s到t=0.25s，位于最大位移处和平衡位置处的质点通过的路程是3A，其他各点通过的路程不是3A．解答：解：A、由质点Q的振动图象，读出t=0.15s时，质点Q的位移为负向最大值，则加速度达到正向最大值．故A正确．B、由振动图象读出周期T=0.20s．由振动读出t=0.15s时，Q点处于波谷，在波动图象看出x=2m处质点此时通过平衡位置向下，则质点P正沿y轴负方向运动．故B错误．C、由振动图象可知，t=0.10s时刻，Q点经过平衡位置向下运动，可判断出来波沿x轴负方向传播．从t=0.10s到t=0.25s，经过时间为△t=0.15s=，该波沿x轴负方向传播了=6m．故C正确．D、从t=0.10s到t=0.25s，经过时间为△t=0.15s=，位于最大位移处和平衡位置处的质点通过的路程是S=3A=30cm，P点通过的路程不是30cm．故D错误．故选：AC点评：本题考查识别、理解振动图象和波动图象的能力和把握两种图象联系的能力，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向．4．如图所示，一列简谐波在均匀介质中传播，图甲表示t=0时刻的波形图，图乙表示图甲中质点P从t=0时刻开始的振动图象，则这列波()13A．从左向右传播B．波的频率为1HzC．波速为12m/sD．P质点和D质点在振动过程中同一时刻位移总相同考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：本题要在乙图上读出P质点在t=0时刻的速度方向，在甲图上判断出波的传播度方向；由甲图读出波长，由乙图读出周期，即求出波速和频率；a、c任意时刻的位移都相反．解答：解：A、由乙图知，t=0时刻，质点P向下运动，在甲图上，由波形的平移可知，该波沿x轴正方向传播，从左向右传播．故A正确．B、由乙图知，质点的振动周期为T=0.5s，则频率为f==2Hz，故B错误．C、由甲图知，波长λ=6m，则波速为v=m/s=12m/s，故C正确．D、由图可知，P质点和D质点的平衡位置相距半个波长，振动情况总是相反，所以在振动过程中任意时刻的位移都相反，故D错误．故选：AC点评：本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向．5．如图所示，在光滑的水平面上，放置两个质量相等的物体A和B，B物体上装有一个水平的轻弹簧．B物体处于静止，物块A以速度v向B运动，并与B发生碰撞，以下说法正确的是()A．当A的速度减为0时，弹簧的压缩量最大B．当A、B的速度相等时，弹簧的压缩量最大C．当弹簧压缩量最大时，B的速度也最大D．当弹簧压缩量最大时A和B的动能之和最小考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．分析：两物体不受外力，故两物体及弹簧组成的系统动量守恒，根据两物体速度的变化可知系统动能损失最大的时刻，速度相等时弹性势能最大．解答：解：A、B系统所受合外力为零，系统动量守恒，系统机械能守恒，压缩弹簧的过程中，A做减速运动，B做加速运动，当弹簧压缩量最大时，A、B速度相等，弹簧的弹性势能最大；然后弹簧恢复原长，在弹簧恢复原长过程中，A继续做减速运动，B继续做加速运动，当弹簧恢复原长时，A的速度为零，B的速度最大；13A、当A的速度减为0时，弹簧恢复原长，弹簧的压缩量为零，故A错误；B、当A、B的速度相等时，弹簧的压缩量最大，故B正确；C、当弹簧恢复原长时B的速度最大，当弹簧压缩量最大时，B的速度不是最大，故C错误；D、当弹簧压缩量最大时，弹簧的弹性势能最大，系统机械能守恒，由机械能守恒定律可知，此时A和B的动能之和最小，故D正确；故选：BD．点评：本题要求同学们能正确分析AB的受力情况及运动情况，知道当AB两物体速度相等时，弹簧被压到最短，此时弹性势能最大，难度适中．6．如图，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点．已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则下列说法正确的是()A．光在F点发生全反射B．该棱镜的折射率为C．光从空气进入棱镜，波长变小D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行考点：光的折射定律．专题：光的折射专题．分析：已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，入射角i=60°．E、F分别为边AB、BC的中点，则EF∥AC，由几何知识得到折射角r=30°，根据折射定律求解折射率．由公式sinC=求出临界角C，分析光在F点能否发生全反射．并由几何关系和光路可逆性分析从F点出射的光束与入射到E点的光束的关系．解答：解：A、D、光线在F点的入射角与AB面上的折射角相等，根据光路可逆性原理，得知光在F点不可能发生全反射，而且从F点出射的光束与BC的夹角为θ，所以从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行．故AD错误．B、由几何知识得：光线在AB面上入射角为i=60°，折射角为r=30°，则折射率为n===．故B正确．C、光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，由公式v=λf得知，波长变小．故C正确．故选：BC点评：本题是折射定律的应用问题，根据几何知识与折射定律结合进行研究．要知道光从一种介质进入另一种介质时频率是不变的．7．如图所示，用单色光照射透明标准板M来检查平面N的上表面的光平情况，观察到的现象如图所示的条纹中的p和Q的情况，这说明()13A．N的上表面B处向下凹陷B．N的上表面B处向上凸起C．N的上表面A处向下凹陷D．N的上表面A处向上凸起考点：光的干涉．分析：薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的；当两反射光的路程差（即膜厚度的2倍）是半波长的偶数倍，出现明条纹；当两反射光的路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹．解答：解：A、B、薄膜干涉是等厚干涉，即同一条明纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，Q点应该在同一条纹上，厚度相同，但现在推迟出现条纹，故知Q处空气薄膜凹陷，即N的上表面B处向上凸起，故A错误，B正确；C、D、薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同；从弯曲的条纹可知，P点应该在同一条纹上，厚度相同，但现在提高出现条纹，则说明N的表面上A处是向下凹陷，故C正确，D错误；故选：BC．点评：解决本题的关键知道薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的发射光干涉产生的．以及知道薄膜干涉是一种等厚干涉，注意空气薄层的厚度与条纹间距的关系．8．如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方．一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在白光屏上呈现七色光带．若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是()A．增强，紫光B．增强，红光C．减弱，紫光D．减弱，红光考点：光的折射定律．专题：光的折射专题．分析：光线从光密到光疏介质，故随入射角的增大，则反射光将加强；光入射角达到某光的临界角时该光将发生全反射，分析色光的临界角大小可得出最先发生全反射的光．解答：解：光线从光密介质到光疏介质，入射角增大时反射光的强度增强，折射光强度减弱；则知若入射点由A向B缓慢移动时，入射角增大，反射光的强度增强．因紫色光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏上最先消失．故A正确．故选：A．13点评：本题中应记住七色光中从红到紫，折射率增大、频率增大，而波长减小，故红光的波长最长，而紫光的频率最高，折射率最大．9．如图所示，让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P上，P的右侧再放一光屏Q，现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周，则关于光屏Q上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是()A．只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮，其他位置时光屏上无亮光B．光屏上亮、暗交替变化C．光屏上亮度不变D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动考点：用双缝干涉测光的波长；光的偏振．专题：实验题．分析：根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．解答：解：太阳光是自然光，向各个方向偏振的光的强度是相同的，通过偏振片后变为偏振光，故使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周光屏Q上光的亮度是不变的；故ABD错误，C正确；故选C．点评：本题考查了光的偏振现象，光的偏振现象说明光波是横波，基础题．10．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则这两种光()A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光的折射角较大C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较小D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较小考点：光的干涉．分析：根据题目中的蓝光的折射率比红光的折射率大，可以判断这两种光在该玻璃中的波速大小，以及波长、临界角等大小情况，然后以及相关物理知识即可解答．解答：解：A、根据得，蓝光的折射率大，则在介质中传播的速度较小．故A错误．B、以相同的入射角从空气中斜射入玻璃中，蓝光的折射率大，向法线靠拢偏折得多，折射角应较小，故B错误．C、从玻璃射入空气发生全反射时的临界角由公式sinC=，红光的折射率小，则临界角较大．故C错误．D、根据，蓝光的波长较短，则蓝光的相邻条纹间距较小．故D正确．故选：D13点评：该题全面考查与光的折射率有关的几个不同的方面，要知道折射率大的频率高、波长短、临界角小、光子能量高等这些规律要明确，并能正确应用．11．如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是()A．a侧是紫色光，b侧是红色光B．在真空中a侧光的波长大于b侧光的波长C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率考点：光的折射定律．专题：光的折射专题．分析：白是复色光，经过三棱镜后由于折射率不同，导致偏折程度不同，偏折角越大，折射率越大，由公式v=分析光在三棱镜中传播速度的大小；根据折射率确定波长的大小．解答：解：A、红光的折射率小于紫光的折射率，经过三棱镜，红光的偏折角小于紫光的偏折角，则b侧是红色光，a侧是紫色光．故A正确．B、由图知a侧光的偏折角大，三棱镜对a侧光的折射率大，a侧光的波长小．故B错误，C正确．D、三棱镜对a侧光的折射率大，由公式v=得知，a侧光在三棱镜中传播速率小于b侧光的传播速率．故D错误．故选：AC．点评：本题是光的色散现象，从中要掌握：可见光是复色光，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．12．如所示，在双缝干涉实验中，A、B、C为光屏上出现的三条相邻的明条纹的位置，由双缝S1和S2到B点的路程差为()A．λB．2λC．3λD．4λ考点：用双缝干涉测光的波长．专题：实验题．分析：双缝干涉中，根据出现亮条纹的条件两列光的路程差为波长的整数倍△s=nλ进行判断．解答：解：双缝干涉中，出现亮条纹的条件是两列光的路程差为波长的整数倍△s=nλ13当n=0时，为位置A，当n=1时为位置B，当n=2时为位置C．故两列光的路程差为2λ；故选：B．点评：本题属于基础题，考查出现明暗条纹的条件，关键明确当光屏上的点到两个缝的光程差为半波长奇数倍时出现暗纹，当光屏上的点到两个缝的光程差为半波长偶数倍时出现亮纹．二、填空题（每空2分，共14分）13．某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示，激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片的位置上出现一排等距的亮线．（1）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条纹中心时如图甲所示，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所示，游标卡尺的读数如图丁所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图丙中游标卡尺的示数为11.4mm．图丁中游标卡尺的示数为16.7mm．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，所测光波的波长为6.6×10﹣7m．（保留两位有效数字）（2）如果实验时将红激光换成蓝激光，屏上相邻两条纹的距离将变小．考点：用双缝干涉测光的波长．专题：实验题．分析：（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需要估读．根据△x=λ求出激光的波长．（2）蓝光的波长比红光短，根据△x=λ求条纹间距的变化．解答：解：（1）图丙主尺读数为11mm，游标读数为0.1×4=0.4mm，所以第一个光点到第四个光点的距离是11.4mm．同理图丁中的读数为16.7mm．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△x=λ求得：λ==6.6×10﹣7m13（2）蓝光波长比红光波长短，根据△x=λ知波长越短条纹间距越小，故红激光换成蓝激光，屏上相邻两条纹的距离将变小．故答案为：（1）11.4，16.7，减小条纹宽度的误差，6.6×10﹣7m；（2）变小．点评：解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，以及掌握条纹间距公式．14．一频率为5×1014Hz的光波在某介质中传播，某时刻电场横波图象如图所示，光波在该介质中的传播速度v=2.0×108m/s，在该介质中的折射率n=1.5．考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：由图直接读出波长，根据v=λf即可求解波速，由即可求出介质的折射率．解答：解：根据图象可知，该光波的波长为：λ=4×10﹣7m，根据v=λf得：v=5.0×1014×4×10﹣7=2.0×108m/s由，介质的折射率：n=．故答案为：2.0×108，1.5点评：本题主要考查了同学们读图的能力，和波速与频率、波长之间的关系，能根据v=λf求解波速，比较简单．三、计算题（共38分15、16每题8分，17题10分，18题12分）15．一质量M=0.6kg的小物块，用长l=0.8m的细绳悬挂在天花板上，处于静止状态．一质量m=0.4kg的粘性小球以速度v0=10m/s水平射向物块，并与物块粘在一起，小球与物块相互作用时间极短可以忽略，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2．求：（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小；（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值；（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度．考点：动量守恒定律；机械能守恒定律．专题：动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合．13分析：（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律即可求解；（2）小球和物块将以共同速度开始运动时，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，根据向心力公式即可求解；（3）小球和物块将以v共为初速度向右摆动，摆动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，根据机械能守恒定律即可求解．解答：解：（1）因为小球与物块相互作用时间极短，所以小球和物块组成的系统动量守恒．以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（M+m）v，解得：v=4m/s；（2）小球击中物块瞬间速度最大，轻绳受到的拉力最大，设最大拉力为F，由牛顿第二定律得：F﹣（M+m）g=（M+m），解得：F=30N；（3）小球和物块摆动过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：（M+m）v2=（M+m）gh，解得：h=0.8m；答：（1）小球粘在物块上的瞬间，小球和物块共同速度的大小为4m/s；（2）小球和物块摆动过程中，细绳拉力的最大值为30N；（3）小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度为0.8m．点评：本题主要考查了动量守恒定律、机械能守恒定律及向心力公式的直接应用，分析清楚物体运动过程是正确解题的关键，应用动量守恒定律、机械能守恒定律与牛顿第二定律可以解题，难度适中．16．如图所示，真空中有一个半径为R=0.1m、质量分布均匀的玻璃球，频率为f=5.0×1014Hz的细激光束在真空中沿直线BC传播，在玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中．已知∠COD=120°，玻璃球对该激光束的折射率为．求：①此激光束进入玻璃球时的入射角α；②此激光束穿越玻璃球的时间．考点：光的折射定律．专题：光的折射专题．分析：由几何知识得到激光束在在C点的折射角，由折射定律求出入射角．根据光路的可逆性可知光束在D点不可能发生全反射．光子穿越玻璃球时频率不变．由几何知识求出CD的长度，由v=求出激光束在玻璃球中传播的速度，则可求出此激光束在玻璃中穿越的时间．解答：解：（1）由几何知识得到激光束在在C点折射角r=30°，13由n=得：sinα=nsinr=sin30°=，得入射角：α=60°．（2）此激光束在玻璃中的波速为：v==，CD间的距离为：S=2Rsin60°=R则光束在玻璃球中从C到D传播的时间为：t==．答：①此激光束进入玻璃球时的入射角α是60°；②此激光束穿越玻璃球的时间是．点评：本题是几何光学与物理光学的综合，要抓住光子的频率由光源决定，与介质无关，掌握折射定律、光速公式v=和全反射的条件：光从光密介质进入光疏介质时，入射角大于或等于临界角，即可进行解答．17．一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图所示，其中实线、虚线分别表示他t1=0，t2=0.1s时的波形，求：①这列波的波速．②若波速为80m/s，其传播方向如何？此时质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间是多少？考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象．分析：（1）根据波形的平移法，结合波的周期性，得出波传播的距离与波长的关系式，再由v=求解波速通项；（2）当波速为80m/s时，求出△t=0.1s时间内波的传播距离，根据波形的平移法确定波传播方向．根据波形的平移法求解质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间．解答：解：（1）若波向右传播，由图象知在△t=t2﹣t1内波向右传播的距离为：△x1=+nλ，（n=0，1，2，…）则波速为：v1==代入λ=8m，△t=0.1s得：v1=80（4n+1）m/s（n=0，1，2，…）．若波向左传播，由图象知在△t内，波向左传播的距离为：△x2=λ+nλ（n=0，1，2，…）13波速为：v2==80（4n+3）m/s，（n=0，1，2，…）．（2）若波速v=80m/s，则该波向右沿x方向传播，由图可知在△t′内波传播的距离为1m：△x=v△t′．所以：s答：（1）这列波的速度为：若波向右传播，波速为：80（4n+1）m/s（n=0，1，2，…）．若波向左传播，波速为：80（4n+3）m/s，（n=0，1，2，…）．（2）若波速为80m/s，其传播方向沿x方向，此时质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间是s．点评：本题关键要抓住波的周期性和双向性，根据波形的平移法确定波传播距离与波长的关系，再求解波速的通项，而不是特殊值．18．如图所示，△ABC为一直角三棱镜的截面，其顶角θ=30°，P为垂直于直线BCD的光屏，现一宽度等于AB的单色平行光束垂直射向AB面，在屏P上形成一条宽度等于的光带，求棱镜的折射率．考点：光的折射定律．专题：光的折射专题．分析：平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，画出光路图；根据几何知识求出AC面上的入射角和折射角，再由求解折射率即可．解答：解：作出光路图如图所示．平行光束经棱镜折射后的出射光束仍是平行光束，如下图所示．图中θ1、θ2为AC面上入射角和折射角，根据折射定律，有nsinθ1=sinθ2设出射光线与水平方向成角，则θ2=θ1+α由于：CC2=AB，CC1=AB．所以C1C2=AB，而AC2=BC=ABtanθ，θ=30°13所以tanα==，可得α=30°，θ2=60°，θ1=30°，所以n==，答：作出光路图如图所示，棱镜的折射率是．点评：本题的解题关键是正确作出光路图，根据几何知识求解入射角和折射角，再运用折射定律求折射率．13