洮南市第一中学2022-2023学年高二下学期期中阶段性测试
物理考试卷
一、单选题
1．下列关于机械波的说法正确的是（ ）
A．发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化
B．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大
C．波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化
D．发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多
2．如图所示，振幅、频率均相同的两列波相遇，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。某时刻，M点处波峰与波峰相遇，下列说法中正确的是（ ）
A．该时刻O点处质点振动最弱
B．M点处质点始终处于波峰位置
C．P、N两点处质点始终处在平衡位置
D．随着时间的推移，M点处质点将沿波的传播方向向O点移动
3．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其它条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
4．下列几个光现象中，说法正确的是（ ）
A．水中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
B．激光虽然是人类制造，但是与自然光的特性相同
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹是光的折射产生的色散现象
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹是光的衍射现象
5．如图所示，a、b为两束不同频率的单色光光束，分别从图示位置平行地由空气射向平静的湖面，湖底面水平且铺有反射材料，两束光经两次折射和一次反射后，一起从湖面O处射出。下列说法正确的是（ ）
A．两束光从O处射出时方向一定不同
B．a光在水中的传播速度比b光小
C．改变两束光的入射角，则两束光均有可能在O点的左侧发生全反射
D．用相同的双缝干涉装置进行实验时，a光的干涉条纹间距较大
6．双缝干涉实验装置的截面图如图所示。光源S到S1、S2的距离相等，O点为S1、S2连线中垂线与光屏的交点。光源S发出的波长为的光，经S1出射后垂直穿过玻璃片传播到O点，经S2出射后直接传播到O点，由S1到O点与由S2到O点，光传播的时间差为。玻璃片厚度为10，玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
7．如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A、B两处有两艘小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有( )
A．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
B．假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
C．假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响
D．假设波浪的波长约为60 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响
8．对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（ ）
A．甲图小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P处是暗条纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
9．下面关于光的偏振现象的应用正确的是（ ）
A．自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向
B．茶色眼镜利用了光的偏振现象
C．立体电影利用了光的偏振现象
D．拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响
10．如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形，，其折射率为。一束单色光在纸面内以的入射角从空气射向边的中点O，则（ ）
A．光在边的折射角为
B．光在边的入射角为
C．光在边发生全反射，并最终从边射出
D．若以任意角度从边入射的光都能从边射出，玻璃砖折射率需要满足
三、实验题
11．如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直地插上、两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针，使仅挡住的像
B．插上大头针，使挡住的像和的像
C．插上大头针，使仅挡住
D．插上大头针，使挡住和、的像
（2）过、作直线交于，过作垂直于的直线，连接。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率n＝______。
（3）如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面和的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
（4）另一位同学准确地画好玻璃砖的界面和后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些，如图所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
12．小明同学通过双缝干涉实验测量某种单色光的波长，图甲为双缝干涉的实验装置双缝间距为d，双缝到屏的距离为L。
（1）实验装置中透镜的作用是______。
（2）观察到干涉条纹如图乙所示。测量头为50分度的游标卡尺，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数mm，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮读数如图丙所示（借助放大镜观察丙1和丙2），其读数______mm。
（3）待测光的波长______（用题中给出的字母表示）。
（4）若mm，m，光在真空中的传播速度为m/s。根据下表判断该单色光为_______光。
单色光 红光 橙光 黄光 绿光 蓝光 紫光
波长（m） 7.6~6.2 6.2~6.0 6.8~5.8 5.8~4.9 4.9~4.4 4.4~3.9
四、解答题
13．如图所示，真空中有一块直角三角形的玻璃砖ABC，∠B=30°，若CA的延长线上S点有一点光源发出的一条光线由D点射入玻璃砖，光线经玻璃砖折射后垂直BC边射出，且此光束从S传播到D的时间与在玻璃砖内的传播时间相等，已知光在真空中的传播速度为c，BD=d，∠ASD=15°。求：
①玻璃砖的折射率；
②SD两点间的距离。
14．如图所示，在xOy平面内有两个点波源、分别位于x轴上、处，它们在同一均匀介质中均从t＝0开始沿y轴正方向做简谐运动。波源开始的振动方程为，波源开始的振动方程为，质点P位于x轴上处，已知质点P在时开始振动，求：
（1）这两列波在介质中的波长；
（2）两列波在P点发生叠加后，通过计算判断P点是振动加强点还是振动减弱点；
（3）在至内质点P通过的路程。
15．如图所示有一个光学透镜，左侧与y轴重合，水平对称轴与x轴重合，为半径为R的圆弧，其圆心为，有一束平行于x轴的光线从间入射透镜，距离为，已知透镜的折射率为，光速为c，只考虑每个光学表面的折射，求：
（1）沿P点入射的光线从P点传到x轴的时间t；
（2）从面上射出的光线的出射点离开x轴的最大距离；
（3）光线经过面折射后可以照到x轴上点的最小坐标值。
参考答案：
1．B
解析：A．发生多普勒效应时，波源频率并没有发生变化，是由于波源和观察者必须有相对运动造成听起来频率变化，故A错误；
B．驱动力的频率越接近物体的固有频率时物体振动的振幅越大，故B正确；
C．波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，故C错误；
D．波生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，故D错误。
故选B。
2．C
解析：A．图中点为波谷与波谷相遇的点，振幅最大，A错误；
B．图中点是波峰与波峰相遇的点，振幅最大，但不是始终处于波峰位置，而是在平衡位置上下振动，B错误；
C．、两点为波峰和波谷相遇的点，因为两列波振幅相同，所以、两点的振幅为0，始终处在平衡位置，C正确；
D．质点在平衡位置上下振动，不随波迁移，D错误。
故选C。
3．C
解析：A．上板是标准样板，下板是待检测板，故A错误；
B．如果单色光波长变长，干涉条纹出现亮纹的位置要右移，条纹变疏，故B错误；
C．两列相干光来自上板下表面和下板上表面，同一条亮纹出现在空气等厚处，出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整，故C正确；
D．牛顿环中的空气厚度不是均匀变化，同心圆环间距不相等。故D错误。
故选C。
4．D
解析：A．水中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故A错误；
B．激光是一种单频率的光，偏振光，不发散，高能量；自然光都是混合的光，非偏振光。故B错误；
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色花纹是光的薄膜干涉产生的色散现象，故C错误；
D．通过两支铅笔夹成的狭缝看点亮的日光灯出现彩色条纹是光的衍射现象，故D正确。
故选D。
5．B
解析：
A．两束光经反射材料反射后射到水面处时的入射角等于射入湖水时的折射角，由光路可逆可知射出时的折射角相等，射出时方向一定相同，故A错误；
B．由光路图可知a光在水中的光线偏折较大，由折射定律知a光在水中的折射率较大，由
知a光在水中的传播速度比b光小，故B正确；
C．因为两束光经反射材料反射后射到水面处时的入射角等于射入湖水时的折射角，则两束光由水面射向空气时入射角均不能达到临界角，不可能发生全反射，故C错误；
D．由
可知，用相同的双缝干涉装置进行实验时，a光的波长小，条纹间距较小，故D错误。
故选B。
6．A
解析：光在玻璃中的传播速度为
可知时间差
故选A。
7．AD
解析：AB．当障碍物或缝隙的尺寸比波长小或跟波长相差不多时才能发生明显的衍射现象，波浪的波长约为10m时，不能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船基本上不受波浪影响，A正确，B错误；
CD．波浪的波长约为60m时，能发生明显的衍射现象，则A、B两处小船明显受到波浪影响，C错误，D正确。
故选AD。
8．BC
解析：A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；
B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的则表明平面平整，B正确；
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮条纹，若P到、的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗条纹，C正确；
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D错误。
故选BC。
9．ACD
解析：A．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向，故A正确；
B．茶色眼镜利用了金属化合物在玻璃中变色而形成的色彩，故B错误；
C．立体电影放映的时候是用双镜头放映机，其中每个镜头前放有偏振方向不同的偏振光片。观众戴的眼镜上也有相对应方向的偏振光片，这样每只眼睛就只能看到一个镜头所投影的图像，故C正确；
D．拍摄日落时水面下的景物时，为防止反射光影响，在镜头的前面装一个偏振片，可以减弱水面反射光的影响，故D正确。
故选ACD。
10．BCD
解析：A．由题意可知，光在边的入射解为，根据折射定律，设其折射角为，则有
解得
故选项A错误；
B．根据折射定律，经前面分析因光在边的折射角为，则
故选项B正确；
C．根据题意作出光路图，如图所示
因为折射率为，且从光密介质到光疏介质，其发生全反射临界角C的正弦为
根据反射定律，则有
则说明大于临界角，光在边发生全反射，如图1所示，因为
所以有
且根据几何关系有
说明光能射到边，且不会在边发生全反射，故选项C正确；
D．由光路如图可知，角无限趋于90度，就越小，如果仍能发生全反射，则以任意角度从边入射的光都能从边射出，设介质的折射率为n，以为极限，根据折射定律有
则有
因要发生全反射，则
解得
故选项D正确。
故选BCD。
11． BD 小于 等于
解析：（1）[1]光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住和、的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。AC错误，BD正确。
（2）[2] 玻璃砖的折射率是光由真空（本实验为空气）射入玻璃发生折射时的入射角正弦与折射角正弦之比，所以
（3）[3]如下图做出实际光路图（实线），和误操作后的测量光路图（虚线），则在O点光由空气射向玻璃时，误操作后的折射角偏大，根据第（2）问的分析知，折射率的测量值小于准确值
（4）[4]如下图，实际光路图为PMNG，测量光路图为PQNG，根据折射定律知，PM平行于QNG，且M点到的距离等于N点到的距离，所以四边形PMNQ为平行四边形，则折射率的测量值等于准确值。
12． 会聚光线 8.44 绿
解析：（1）[1]实验装置中透镜的作用是会聚光线。
（2）[2]50分度游标卡尺的精确值为0.02mm，图中游标卡尺读数为
（3）[3]根据
又
联立，可得
（4）[4]代入数据可得
对照表格中数据可判断该单色光为绿光。
13．①；②d
解析：①由几何关系可知入射角i=45 ，折射角r=30 ，则玻璃砖的折射率为：
②在玻璃砖中光速为
光束经过SD和玻璃砖内的传播时间相等有：
得
SD=d
14．（1） ；（2） 加强；（3）80cm
解析：（1）设这两列波周期为T，波长为，波速为v，则
解得两波在介质中的波长
（2）质点P到、的距离之差
所以P是加强点
（3）波源的振动传到P所用的时间
当时，波源的振动传到P点，此时波源的振动传到处
故质点P在内质点振动了2个周期
内的振幅
内，P的路程为
所以在至内质点P通过的总路程
15．（1）；（2）；（3）
解析：（1）沿P点入射的光线，在ABC面上D处发生折射，由几何关系可知，入射角
根据折射定律
可得
可知为等腰三角形，因此
光线在透镜内的传播速度
在透镜中的传播时间
从D传到E的时间
因此从P点传到x轴的时间
（2）最大距离时，入射角恰好为临界角，由于
因此最大距离
（3）根据正弦定理
而
联立整理得
随着入射角i的增大，坐标x逐渐减小，当入射角达到临界角C时，x取最小值，代入数据得
