1、大名一中8和9班开学测试物理试题（波+振动+光）一、单项选择题(每题3分，共18分)1.一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是（） A. 波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间TB. 波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间C. 波源是N，由波源起振开始计时，P点已经振动时间D. 波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间【答案】C【解析】由于此时Q点向下振动，且Q质点右方邻近的质点在Q点下方，则波向左传播，N是波源振动从N点传播到M点，经过一个
2、周期，又从波源N起振开始计时，需经T，P点才开始起振，故P质点已振动了，故C正确故选C.点睛：根据质点的振动方向判断波的传播方向要熟练掌握，波在一个周期内传播的距离是一个波长，由传播的距离可确定传播的时间2.呈水平状态的弹性绳，右端在竖直方向上做周期为0.4 s的简谐振动，设t=0时右端开始向上振动，则在t=0.5 s时刻绳上的波形可能是图中的哪种情况A. B. C. D. 【答案】B【解析】t=0时右端开始向上振动，则在t=0.5 s，即经过个周期，右端质点应运动到上方最大位移处故B正确，A、C、D错误故选B3.某组同学用插针法测平行玻璃砖的折射率，记录下入射光线、折射光线、出射光线后，以入
3、射点O为圆心画单位圆，用直尺测得有关线段的长度，如图所示，下面四个表达式中，正确地表达了折射率的关系式是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】ABCD设圆的半径为1，即AO = EO = 1，由几何知识得，入射角的正弦值折射角的正弦根据折射定律得故B正确，ACD错误。故选B。4.如图所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是（）A. b在该介质中的折射率比a小，在介质中波速大于a光B. 若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽C. 用a更易观测到泊松亮斑D. 做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大【答案】AB【解析
4、】【详解】A由图可知，a光入射角小于b光入射角，a、b两束光折射角相同，根据折射定律可得，b光在该介质中的折射率比a光小，根据可得，b光在该介质中的波速比a光大，故A正确；BD由于所以又可得b光的折射率小，波长长，波动性强，当用b做单缝衍射实验要比用a做单缝衍射实验中央亮条更宽，用同一双缝干涉装置时干涉条纹间距与波长成正比，则用a比用b光亮条纹中心的距离更小，故B正确，D错误；Cb光比a光波长更长，更容易发生明显的衍射现象，更容易观测到泊松亮斑，故C错误。故选AB。5.一列波长大于3m的横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图象如图所示，由此可知（ ）A. 波长为4mB. 波速为2
5、m/sC. 3s末A、B两质点的位移相同D. 1s末A点的速度大于B点的速度【答案】A【解析】详解】AB由振动图像可知T=4s，因波长大于3m，则当n=0时，v=1m/s，此时，故选项A正确，B错误；C3s末A点的位移为-2cm、B质点的位移为零，故位移不相同，选项C错误；D1s末A点的速度为零，而B点的速度最大，故1s末A点的速度小于B点的速度，选项D错误；故选A。6.如图所示，将可视为质点的小物块用轻弹簧悬挂于拉力传感器上，拉力传感器固定于天花板上，将小物块托起一定高度后释放，拉力传感器记录了弹簧拉力F随时间t变化的关系如图所示。以下说法正确的是A. t0时刻弹簧弹性势能最大B. 2t0站
6、时刻弹簧弹性势能最大C. 时刻弹簧弹力的功率为0D. 时刻物体处于超重状态【答案】A【解析】【分析】本题考查弹簧不同状态下对应各物理量的值得情况。【详解】ABt0时刻弹簧弹力最大，伸长量最大，弹性势能最大，2t0时刻，弹力最小，弹性势能最小，A正确，B错误；C时刻，弹簧振子在平衡位置，速度最大，弹力为2F0，功率不为零，C错误；D时刻，弹簧振子在平衡位置，物体加速度为零，处于平衡状态，D错误；故选A。二、多项选择题（每题4分，选不全得2分，共32分）7.简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向由a到b传播，波速为v。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个
7、波谷，则从该时刻开始计时，质点a第一次到达波谷的时刻可能是（）A. B. C. D. 【答案】ABCD【解析】【详解】位于平衡位置两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则a、b之间波形可能为以下几种情况又因为波沿x轴正方向由a到b传播，则a点的振动方向如图所示，所以质点a第一次到达波谷的时刻可能是故ABCD正确。故选ABCD。8.如图中，一玻璃柱体的横截面为半圆形。细的单色光束从空气射向柱体的O点（半圆的圆心），产生反射光束1和折射光束2，已知玻璃折射率为，入射角为45（相应的折射角为24），现保持入射光不变，将半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15，如图中虚线所示，则（）A. 光束
8、1转过15B. 光束1转过30C. 光束2转过的角度小于15D. 光束2转过的角度大于15【答案】BC【解析】【详解】AB根据题意得，半圆柱绕O点在图示平面内顺时针转过15的光路图如图转动前光束1（反射光）与入射光线间的夹角为转动后，入射光线与法线（图中虚线）夹角为60，反射光与入射光的夹角光束1转过角度故A错误，B正确；CD光束2（折射光）与入射光线间的夹角为据折射定律解得则折射光与入射光间的夹角为光束2转过的角度故C正确，D错误。故选BC9.如图所示，一束由两种色光混合的复色光沿PO方向射向一上、下表面平行且足够大的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束光I、II、III，则（）A. 增大角且，光
9、束II、III会靠近光束IB. 玻璃对光束III的折射率大于对光束II的折射率C. 减小角且，光束III可能会由于全反射而从上表面消失D. 光束III比光束II更容易发生明显衍射【答案】AD【解析】【详解】A根据光路的可逆性画出光路图增大角，入射角减小，根据折射定律可知折射角减小，所以光束II、III会靠近光束I，A正确；B根据光路图可知，入射角一定，II的折射角小于III的折射角，根据折射定律可知III的折射率小于II的折射率，B错误；C复色光沿PO方向射入玻璃砖，经过反射时，在上表面的入射角等于光束进入玻璃砖时的折射角。所以由光路可逆性原理可知，减小角且，光束III不会在上表面发生全反射，
10、一定能从上表面射出，C错误；DIII的折射率小于II的折射率，所以III的频率小于II的频率，根据可知III的波长大于II的波长，所以光束III比光束II更容易发生明显衍射，D正确。故选AD。10.如图所示为一横截面为直角三角形ABC的玻璃棱镜，其中，D点在AC边上，A、D间距为L，。一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，光线垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，则（）A. 玻璃对光线的折射率为B. 光线在棱镜中传播的路程为3LC. 光线在棱镜中传播的时间为D. 光线在棱镜中传播的时间为【答案】AC【解析】【详解】A光路图如下光线垂直BC边射出，有光线在E点发生反射，有可知光线平行于AB边从D点
11、射入棱镜，入射角由折射定律得玻璃对光线的折射率为故A正确；B为等腰三角形，有几何关系解得光线在棱镜中传播的路程为故B错误；CD光线在棱镜中传播的速度为光线在棱镜中传播时间为故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，在x轴上传播的一列简谐横波，实线表示t0时刻的波形图，虚线表示在t0.2s时刻的波形图。已知该波的波速是80m/s，则下列说法正确的是（）A. 波长是10mB. 周期是0.15 sC. 波可能沿x轴正方向传播D. t0时，x4m处的质点速度沿y轴负方向【答案】BD【解析】【分析】本题考查运用波形图分析波的传递过程。【详解】A由波形图可得波长为12m。故A错误；B由波速计算公式故B正
12、确；C0.2s内波传递了16m，波沿x轴负方向传播。故C错误；D波沿x轴负方向传播，根据口诀法“上坡下，下坡上”，x4m处的质点位于“上坡”，质点速度沿y轴负方向。故D正确。故选BD。12.图1是一列沿x轴传播简谐横波在t=0.4s时刻的波形图若d位置的质点比a位置的质点晚0.6s起振，图2表示位置在a、d之间的某质点P的振动图象，且图1、图2的计时起点相同则( )A. 该波沿x轴负方向传播B. 该波的周期为0.8sC. 质点P位于b、c之间D. 质点P位于a、b之间【答案】BC【解析】【详解】AB由波的图象可知：ad间的距离为，所以波从a传到d所用时间为,波沿x轴正方向传播，且， A错误；B
13、错误；CD结合波动图象和振动图象可知质点P位于b、c之间；故BC正确。13.一列向右传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是A. 波速为B. 经1.4s质点P运动的路程为70cmC. 时，处的质点Q第三次到达波谷D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ【答案】BCD【解析】【详解】首先从图中我们可以得出这列波的波长为2m.同时每一个质点开始振动的方向是+y方向从0时刻开始到0.9s，P点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期T=0.4s,所以波速v=/T=5m/s，故A错误，经过1.4s
14、则P点恰好完成3个完整周期加1/2周期，所以路程为70cm，故B正确，经过0.5s波传到Q点，剩下的1.1sQ点恰好完成2个完整周期加3/4周期，处于波谷，所以故C正确，本列波的频率为2.5Hz，频率相等是发生干涉的条件，故D对；综上所述本题答案是：BCD14.一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点时刻振子的位移；时刻；时刻该振子的振幅和周期可能为（ ） A. 0.1 m，B. 0.1 m, 8sC. 0.2 m，D. 0.2 m，8s【答案】ACD【解析】【详解】AB. 如果振幅等于0.1m，经过周期的整数倍，振子会回到原位置，则有：当时，故A正确，B错误；CD. 如果振幅大于0.1m，如
15、图所示，则有：当时，；当时，；故C正确，D正确；三、实验题（14分每空1分）15.用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率,O为玻璃截面的圆心,使入射光线跟玻璃砖平面垂直,如图所示四个图中P1、P2、P3、P4是四个学生实验插针的结果(1)如图所示四个图中肯定把针插错了位置的是_(2)这四个图中可以比较准确地测定折射率的是_【答案】 (1). A (2). C【解析】分别连接P1、P2和P3、P4用以确定入射光线和出射光线的入射点与折射点，并连接该两点，可确定出射光线和玻璃砖内部折射光线，如图所示由图可知，图A把针插错了；图B是r=i=0的特殊情况，不能测定n；图D入射角太大接近临界角，使出射
16、光线弱、观察误差大；而图C的入射角适中，所以C比较准确16.乙、丙、丁三位同学在纸上画出的界面ab、cd与玻璃砖位置分别如下图所示，其中乙同学画边界cd时没有紧靠玻璃砖，丙同学采用的是梯形玻璃砖，丁同学画好边界后不慎触碰玻璃砖使其略有平移。他们的其他操作均正确，且均以ab、cd为界面画光路图。则三位同学测得的折射率与真实值相比：乙同学_，丙同学_，丁同学_（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】 (1). 偏小 (2). 不变 (3). 不变【解析】【详解】123测定玻璃砖折射率的实验原理是折射定律乙同学画出的cd比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在a
17、b、cd上，如图实线表示实际的光路图，虚线表示丙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率将偏小。乙同学用的是梯形玻璃砖，只要操作正确，测量结果与玻璃砖形状无关。丁同学画好边界后不慎触碰玻璃砖使其略有平移。ab和cd的间距和玻璃的的宽度一样，所以以ab、cd为界面画光路图的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律知，测出的折射率没有变化。17.空中有一只小鸟，距水面3 m，在其正下方距水面4 m深处的水中有一条鱼已知水的折射率为4/3，则鸟看水中的鱼离它多远 ，鱼看天上的鸟离它多远 【答案】6m；8m【解析】【详解】从空气往水看，折射率就是
18、3/4，但是从水往空气看，折射率正好是分子分母颠倒的4/3鸟看鱼距离是3+4（3/4）=6m但是与看鸟距离就是4+3（4/3）=8m18.某一摆钟的摆长未知，若将摆锤向上移动，发现摆钟每分钟快了时间，求摆钟原来的摆长为_。【答案】【解析】【详解】设摆钟原来的摆长为x，当摆锤向上移动时，摆长变为。根据解得当原来摆长为x时，时间内摆动的次数为表盘显示的时间为当原来摆长为时，时间内摆动的次数为表盘显示的时间为所以解得又因为所以19.一个水平弹簧振子的固有频率是3Hz，要使它在振动中产生的最大加速度能达到5m/s2，它振动的振幅A=_cm。【答案】1.4【解析】【详解】根据题意水平弹簧振子最大的伸长量
19、为A，此时有解得联立并代入数据解得20.某同学做“用单摆测重力加速度”实验。(1)用游标卡尺测量摆球直径d；(2)在小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为0，数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t。请用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g=_。在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值_。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）(3)理论上测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2l图象，T2l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图。造成图象不过坐标原点的原因
20、可能是_。由图象求出的重力加速度g=_m/s2（取2=9.87），测量值相比真实值_。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）【答案】 (1). (2). 偏小 (3). 测摆长时漏掉摆球半径 (4). 9.87 (5). 偏小【解析】【详解】(2)12小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t，根据单摆周期公式根据题意有解得根据上述分析，摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致摆长测量值偏小，故所测重力加速度的数值偏小。(3)345图象不通过坐标原点，将图象向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的同期下，摆长偏小1cm，所以可能是测摆长时漏掉了摆球的半径。由单
21、摆周期公式可得T2l图象的斜率为由图示图像得解得由前面分析知，导致摆长的测量值小于真实值，则根据可知测量值比真实值偏小。三、计算题（共35分）21.一列波速为20m/s的简谐波沿x轴正方向传播，在某一时刻波的图像如图所示，试据此分别画出质点a、b。(1)从这个时刻起的振动图像；(2)从这个时刻以后周期时起的振动图像。【答案】见解析【解析】【详解】(1)由图知波长为根据可得周期简谐波沿轴正方向传播，波形向右平移，则运用波形的平移法得知质点a此时刻的运动方向沿y轴负方向，质点a振动方程为从这个时刻起质点a的振动图像运用波形的平移法得知质点b此时刻的运动方向沿y轴正方向，质点b振动方程为从这个时刻起
22、质点b的振动图像(2)从这个时刻以后周期时起质点a振动方程为质点a的振动图像从这个时刻以后周期时起质点b振动方程为质点b的振动图像22.一块用折射率的玻璃制作的透明体，其横截面如图所示，ab是一半径为R的圆弧，ac边与bc边垂直，当一束平行光线垂直照射到ac边时点没有光线射入部分和bc部分的外表面只有一部分是亮的，而其余是暗的，求：部分的外表面是亮的部分的弧长；部分的外表面是亮的部分的弧长【答案】部分的外表面是亮的部分的弧长为；部分的外表面是亮的部分的弧长为【解析】【详解】由题意作光路图如图所示，该介质的临界角是则有：在时，均发生全反射，图中d点为入射角等于临界角的临界点，所以在ab部分表面只
23、有bd部分有光透射出，平行光部分弧长为：在bc部分，如图所示，也只有eb部分有光发出，eb长度为：23.一直桶状容器的高为21，底面是边长为l的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率【答案】1.55【解析】【详解】设从光源发出直射到D点的光线的入射角为i1，折射角为r1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C，连接CD，交反光壁于E点，由光源射向E点的光线，反射后沿ED射向D点；光线在D点的入射角为i2，折射角为r2，如图所示；设液体的折射率为n，由折射定律：依题意：联立解得：由几何关系：联立解得：n=1.5524.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t0时刻的波形图，虚线是这列波在t0.2 s时刻的波形图。求：（1）该波的周期；（2）若该波的波速是08m/s，则波的传播方向如何?【答案】（1）右传，；左传，其中n=0,1, ；（2）左传【解析】【详解】（1）从图中可以看出波长=12cm=0.12m，若波向右传播：则波速，（n=1，2，3）周期若波向左传播：则波速，（n=1，2，3）周期（2）若该波的波速是08m/s，则由波速表达式可知当n=1时，v=08m/s，故波向左传播。
