精品解析：江苏省南通市海门市2022-2023学年高二上学期期末学业质量监测物理试题

2022-2023学年度第一学期期末教学质量调研

高二物理

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，每小题只有一个符合题意。

1. 下列现象中属于光的干涉现象的是（　　）

A. 儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色

B. 刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清

C. 激光测距雷达可以利用激光测量很远目标的距离

D. 让一束太阳光通过三棱镜后光屏上看到彩色条纹

【答案】A

【解析】

【详解】A．儿童玩具泡泡机喷出的气泡呈现彩色是因为薄膜干涉，属于光的干涉现象，A正确；

B．刮胡须的刀片的影子边缘模糊不清是光的衍射现象造成的，B错误；

C．激光测距雷达可以利用激光测量很远目标的距离是因为激光方向性好的特点，利用了光的直线传播，C错误；

D．白光通过三棱镜后在光屏上出现彩色条纹是光的折射产生的色散现象，D错误。

故选A。

2. 甲、乙、丙三幅图分别表示光的三种现象，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中光纤的外套的折射率大于内芯的折射率

B. 图乙中只要入射角θ1足够大，当光线从玻璃进入空气时有可能发生全反射

C. 图乙中在测定玻璃折射率时，若玻璃砖前后两表面不平行，则测量误差较大

D. 图丙中M、N是偏振片，当M固定，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化

【答案】D

【解析】

【详解】A．图甲中光纤的外套的折射率小于内芯的折射率，A错误；

B．图乙中根据光路可逆原理可知，光线能进入玻璃就能从玻璃射出而不发生全反射，B错误；

C．图乙中在测定玻璃折射率时，若玻璃砖前后两表面不平行，测量结果不受影响，C错误；

D．图丙中M、N是偏振片，当M固定，缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将会发生变化，D正确。

故选D。

3. 如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过程记为Ⅰ，运动员入水后到最低点的运动过程记为Ⅱ，忽略空气阻力，则运动员（　　）

A. 过程Ⅰ的动量变化量等于零

B. 过程Ⅱ的合力冲量等于零

C. 过程Ⅰ动量变化量等于重力的冲量

D. 过程Ⅱ动量变化量等于重力的冲量

【答案】C

【解析】

【详解】A．过程Ⅰ中，最高点运动员有水平方向的速度，入水前就有向下的速度，故过程Ⅰ中动量的变化量不等于0，故A错误；

B．过程Ⅱ中，入水前运动员有向下的速度，到最低点时速度为0，由动量定理可知，过程Ⅱ中动量的变化量不等于0，故B错误；

C．过程Ⅰ中，运动员只受重力，由动量定理得

所以过程Ⅰ中动量变化量等于重力的冲量，故C正确；

D．过程Ⅱ中，运动员受重力和水的阻力，由动量定理可知，动量变化量等于重力的冲量和水的作用力的冲量的矢量和，故D错误。

故选C。

4. 公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为，驶过某路面上的一排减速带，相邻减速带的间距为，则（　　）

A. 汽车颠簸的频率始终为

B. 汽车速度越大，颠簸得越厉害

C. 汽车速度越大，汽车悬架的固有频率越大

D. 当汽车以的速度行驶时颠簸得最厉害

【答案】D

【解析】

【详解】A．设汽车速度为v，经过间距为2m的减速带时，时间为

驱动力的频率为

汽车颠簸的频率还与速度有关，故A错误；

BD．汽车的固有周期为

则汽车的速度为

则当汽车速度时，汽车发生共振现象，颠簸得最厉害，故B错误，D正确；

C．汽车悬架的固有频率与汽车悬架的刚度和悬架弹簧支承的质量有关，与汽车速度无关，故C错误。

故选D。

5. 利用双缝干涉测定光波波长的实验中，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（　　）

A. 将单缝右移靠近双缝

B. 将屏左移靠近双缝

C. 将光源左移远离单缝

D. 使用间距更小的双缝

【答案】B

【解析】

【详解】若想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度减小，由公式可知，在光源不变的情况下，减小相邻亮条纹间宽度，可减小屏到双缝的距离或增大双缝间距。

故选B。

6. 如图所示为演示自感现象的实验电路图，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，灯A1、A2相同，下列判断正确的是（　　）

A. 接通开关S，灯A1、A2立即变亮

B. 接通开关S，灯A1逐渐变亮，灯A2立即变亮

C. 电路工作稳定后断开开关S，灯A1、A2 同时闪亮一下后逐渐熄灭

D. 电路工作稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2立即熄灭

【答案】B

【解析】

【详解】A B．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流只能逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯A1逐渐变亮，A错误，B正确；

C D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于电路稳定时，两支路电流大小相等，所以灯A2不会闪一下，两灯以相同亮度逐渐熄灭，C D错误。

故选B。

7. 如图所示，回旋加速器的主要结构是在磁极间的真空室内有两个半圆形的金属扁盒（D形盒）隔开相对放置，下列说法正确的是（　　）

A 回旋加速器可以同时加速α粒子（）和氚核（）

B. 带电粒子每一次通过狭缝时获得的能量不同

C. 交变电源的加速电压越大，粒子离开回旋加速器时获得的最大动能越大

D. 粒子在D形盒间隙中运动可看作匀变速直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．回旋加速器要实现对粒子的同步加速，交变电流的周期要等于粒子在磁场中运动的周期，即

由于粒子（）和氚核（）的比荷（）不相等，所以回旋加速器不可以同时加速α粒子和氚核，故A错误；

B．带电粒子每一次通过狭缝时获得的能量均为

均相同，故B错误；

C．粒子离开回旋加速器时获得的最大速度满足

可得

即粒子离开加速器的最大动能为

显然粒子离开回旋加速器时获得的最大动能与加速电压无关，故C错误；

D．由于在D形盒间隙中所加的电压为高压，粒子获得的速度较大且由于D形盒间隙较小，使得粒子通过D形盒间隙的时间较短，所以粒子在D形盒间隙中的运动可看作匀变速直线运动，故D正确。

故选D。

8. 如图所示，等腰梯形abcd区域（包含边界）存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，边长，一质量为m、带电量为-q的粒子从a点沿着ad方向射入磁场中，粒子仅在洛伦兹力作用下运动，为使粒子能从bc边射出，粒子的最大速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】为使粒子能从bc边射出，其临界点为b、c，其几何关系如图所示

当粒子过b点时，起做圆周运动的圆心在O1点，根据几何关系可知

根据牛顿第二定律可知

解得

当粒子过c点时，起做圆周运动的圆心在O2点，根据几何关系可知

根据牛顿第二定律可知

解得

为使粒子能从bc边射出，速度范围

故选A。

9. 两列振幅相同的简谐横波A、B分别沿x轴正、负方向传播，波速均为v=0.4m/s，如图所示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置位于x=0.5m处，下列判断正确的是（　　）

A. 质点M刚开始振动时的方向沿y轴负方向

B. 两列波同时传到M点

C. 横波B传到M点时，P点恰好在平衡位置

D. 两列波能发生干涉现象

【答案】B

【解析】

【详解】AB．依题意，由于两列波波速相等，且质点P，Q到质点M的距离相等，则两列波同时传到质点M处，根据同侧法可知，P，Q起振方向相反，且由于两列波的振幅相同，则质点M为振动减弱点，始终处于平衡位置，故A错误，B正确；

C．横波A的周期为

横波B传到M点所用时间为

可判断知此时P点恰好在波峰位置，故C错误；

D．横波B的周期为

根据可知，两列波的频率不相同，所用两列波不能发生干涉现象，故D错误。

故选B。

10. 如图两条平行光滑绝缘轨道固定在水平面上，其间连续分布着竖直向下和竖直向上的等大的匀强磁场，磁场宽度相等，一矩形金属线框放置在导轨上方，其长宽恰好等于导轨的间距和磁场的宽度，电阻一定，当磁场开始向右匀速时，已知线框移动的过程中所受摩擦阻力恒定，则下列关于线框的速度v、电流i的大小及穿过线框的电荷量q随时间t的变化、、图像、线框产生的焦耳热Q随线框位移x的变化图像中可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．根据题意，当磁场开始向右匀速时，由楞次定律与左手定则可知，线框受向右的安培力，由牛顿第二定律有

线框向右做加速运动，线框与磁场的相对速度减小，感应电动势减小，感应电流减小，安培力减小，则加速度减小，线框做加速度减小的加速运动，当安培力减小到等于摩擦力时，线框的加速度为零，线框速度不变，线框与磁场的相对速度保持不变，则感应电动势不变，感应电流不变，安培力保持不变，最终线框与磁场保持不变的相对速度一起匀速运动，故AB错误；

C．根据公式可知，图像的斜率表示电流，结合AB分析可知，图像的斜率先减小，未减小到零时就保持不变，故C正确；

D．根据功能关系有

则图像的斜率表示安培力，结合AB分析可知，安培力先减小，未减小到零时就保持不变，故D错误。

故选C。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 某同学用单摆测定当地的重力加速度。

（1） 他在组装单摆时，在摆线上端的悬点处，采用了甲乙两种方式，正确的方式是________（填“甲”或“乙”）；

（2）该同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图丙所示，则该摆球的直径d为______mm，单摆摆长L=________（用l、d表示）。

（3）该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2图像，如图，请根据图像求出重力加速度的值_____m/s2。（已知π2≈9.86，结果保留三位有效数字）

（4）如果测得的g值偏大，可能的原因是_____（填序号）。

A．计算摆长时用摆线长度

B．开始计时时，停表没有及时按下

C．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加

D．实验中误将30次全振动记为31次

【答案】    ①. 乙    ②. 12.0    ③.     ④. 9.66##9.60##9.61##9.62##9.63##9.64##9.65##9.67##9.68##9.69##9.70##9.71##9.72##9.73##9.74##9.75##9.76##9.77##9.78##9.79##9.80    ⑤. BD##DB

【解析】

【详解】（1）[1]采用乙方式，可以防止运动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，也方便调节摆长。

（2）[2]游标卡尺的主尺读数为12mm，游标卡尺为00.1mm，则摆球的直径为12.0mm；

[3]单摆摆长为总悬点到摆球的最低端的长度减去摆球的半径，即

（3）[4]根据单摆周期公式

可知

根据图像可知，图像的斜率

解得

（4）[5]已知测得的g值偏大，根据

可知，可能是测量的摆长偏大或者测量的周期偏小。

A．计算摆长时用摆线长度，则测量的摆长偏小，故A错误；

B．开始计时时，停表没有及时按下，则测量的周期偏小，故B正确；

C．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加，说明测量摆长比实际摆长小，故C错误；

D．实验中误将30次全振动记为31次，则计算出的周期偏小，故D正确。

故选BD。

12. 有一截面为长方形的物体ABCD静止浮在水面上，刚好有一半在水下，长方形宽AB边l1=1.2m，AB左侧s1=0.8m的水面处有一障碍物。一潜水员从障碍物左侧s2=3m的水面处竖直下潜到深度为h1的P处时，刚好被障碍物底部挡住看不到A点，继续竖直下潜到深度为的Q处时，潜水员刚好能看到CD右侧水面上方的景物，已知水的折射率，求：

（1）深度h1；

（2）长方形BC长度l2。

【答案】（1）4m；（2）2.2m

【解析】

【详解】（1）根据题意，设过P点光线恰好被障碍物挡住时，入射角、折射角分别为α、β，画出光路图，如图所示

由折射率定律可得

由几何关系式可得

联立解得

（2）根据临界角与折射率的关系，有

由几何关系有

联立解得

13. 如图所示，用粗细均匀的导线围成圆形线圈，将它用绝缘细线悬挂在竖直面内，线圈的上半部分处于磁场内，磁感应强度大小随时间的变化规律为B=kt（k>0），已知圆形线圈的半径为r、导线横截面积为S、电阻率为ρ、匝数为n、质量为m，经过时间t0细线恰好断裂，求：

（1）圆形线圈处于静止状态时的感应电动势；

（2）细线承受的最大拉力。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）圆形线圈处于静止状态时的感应电动势为

圆形线圈的半径为r，则线圈有效面积为

所以

（2）圆形线圈电阻为

感应电流为

安培力大小为

对圆形线圈，设拉力为F，则

14. 如图所示，在光滑水平面上有一个轨道ABCD，质量为4m，轨道的左侧为四分之一的光滑圆弧AB，半径为R，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数为，BC长为L，C点右侧的轨道光滑，轨道右端连接一轻质弹簧，弹簧的左侧与一个质量为m的挡板相连。现有一质量为m的小物体在A点正上方高9R处由静止自由落下，恰沿A点切线方向滑入圆弧轨道，小物体与弹簧上的挡板每一次碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g，（结果用m、g、R、L及数字表示），求：

（1）若轨道ABCD被锁定，小物体到达B点时对轨道的压力大小；

（2）若轨道ABCD被锁定，弹簧的最大弹性势能；

（3）若解除轨道ABCD的锁定，小物体在BC段滑行的总路程。

【答案】（1）；（2）5mgR；（3）

【解析】

【详解】（1）如果ABCD被锁定，小物体滑到B点过程有

在B点有

根据牛顿第三定律可得小物体到达B点对ABCD的压力为

解得

（2）从释放点到C点，由动能定理可得

由题意

物体和挡板碰撞过程，由动量守恒定律可得

系统机械能守恒，则

解得

故弹簧的最大弹性势能为

（3）解除ABCD的锁定，系统水平动量守恒，经过来回运动，三物体最终停止运动，系统能量守恒，则

解得

15. 如图所示，半径为R、磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形磁场区域，右侧与y轴相切，下侧与x轴相切于O，一群速率相同的同种正粒子沿不同方向从坐标O点处射入磁场，所有粒子平行于x轴从磁场中射出，而后击中右侧的感光板，感光板与y轴的距离为1.5R，已知粒子的质量为m，电量为q，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

（1）求粒子速率v0的大小；

（2）若在y轴与感光板之间充满垂直纸面的匀强磁场，求能使粒子击中感光板的磁感应强度大小范围；

（3）若在y轴与感光板之间加上与y轴平行，大小、方向按图变化的电场，其中，设粒子在电场中运动的时间远小于电场的周期，求粒子打在感光板上的范围。

【答案】（1）；（2）见解析；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）由题意可知，轨迹圆的半径r和有界磁场圆半径R相等，即

r=R

由

qv0B=

联立解得

v0 =

（2）由几何关系，粒子从圆形磁场射出时宽度为2R，进入右侧磁场后，粒子仍做匀速圆周运动，则

qv0B＇=

当圆周与感光板相切时，粒子恰好打在感光板上，即粒子的半径r=1.5R，可解得

B＇=

即当y轴与感光板之间的匀强磁场小于时，可让粒子击中感光板，与磁场方向垂直纸面向内还是向外无关。

（3）粒子进入电场后，由于粒子在电场中运动的时间远小于电场的周期，所以粒子在电场中均可看作做类平抛运动，由牛顿第二定律

qE0=ma

又

在x方向

1.5R=v0t

对向上偏转最大的粒子

由以上各式解得

y1=2R

对向下偏转最大的粒子

由以上各式解得

y2=2R

在感光板上的总长度为

y1+y2+2R=6R

所以在感光板上的范围为-2R≤y≤4R。