2022-2023学年辽宁省沈阳市第八十三中学高二上学期开学考试物理含答案

沈阳市第八十三中学

2022-2023学年度上学期开学考试高二年级试题

物  理

考试时间：75 分钟  试卷满分：100 分

注意事项：

本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成。第Ⅰ卷选择题部分，一律用 2B 铅笔按题号依次填涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置上。

第Ⅰ卷  选择题（共46分）

一、本题共10 小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1. 如图所示，光线由空气透过半圆形玻璃砖，或光线由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是（玻璃的折射率为1.5）（  ）

A. 图乙、丙、丁 B. 图乙、丁

C. 图乙、丙 D. 图甲、丙

【答案】B

【解析】

【详解】光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得

入射角50°大于临界角，将发生全反射。

ACD错误，B正确。

故选B。

2. 光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是(　　)

A. 15° B. 30° C. 45° D. 60°

【答案】B

【解析】

【详解】根据折射定律，有液体折射率

正好发生全反射，则有

解得，故选B。

3. 一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图所示。下列说法中正确的是（   ）

A. 玻璃砖对a、b的折射率关系为na < nb

B. a、b在玻璃中的传播速度关系为va > vb

C. 单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角

D. 用同一双缝干涉装置进行实验可看到a光干涉条纹的间距比b光的宽

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由折射定律有

nasini = sinθa，nbsini = sinθb

结合光路图可知

na > nb

A错误；

B．根据波速与折射率的关系可知

va < vb

B错误；

C．当恰好发生全反射时有

sinC =

则

Ca < Cb

C正确；

D．根据波长与折射率的关系有

λa < λb

由干涉条纹间距公式有

x =

则

xa < xb

D错误。

故选C。

4. 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开。下面各图表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，故验电器的上端应带上与小球异号的电荷，而验电器的箔片上将带上与小球同号的电荷。

故选B。

5. 如图所示，真空中A、B两个可视为点电荷的带电小球电荷量分别为和，放在光滑的绝缘水平面上，A、B之间用绝缘的轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为。当系统平衡时，弹簧的伸长量为。已知弹簧的形变均在弹性限度内，k为静电力常量，则（　　）

A. 保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的伸长量等于

B. 保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的伸长量小于

C. 保持Q不变，将q变为，平衡时弹簧的缩短量等于

D. 保持q不变，将Q变为，平衡时弹簧的缩短量小于

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．设弹簧的原长为l，由库仑定律、胡克定律平衡可得，当电荷量为q时

当保持Q不变，将q变为，或保持q不变，将Q变为时，设弹簧的伸长量为，有

解得

由于所以

故A错误 ，B正确。

CD．当保持Q不变，将q变为，或保持q不变，将Q变为时，设弹簧的压缩量为，有

解得

所以

故CD错误。

故选B。

6. 如图所示，A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点，在这些点上各固定一个点电荷，除A点处的电荷量为－q外，其余各点处的电荷量均为＋q，则圆心O处（　　）

A. 电场强度大小为，方向沿AO方向

B. 电场强度大小为，方向沿OA方向

C. 电场强度大小为，方向沿AO方向

D. 电场强度大小为，方向沿OA方向

【答案】D

【解析】

【详解】各点电荷在O点产生场强如下图所示

点电荷的场强公式可知，各点电荷在O点产生的场强大小为

由于场强强度为矢量，由平行四边形定则，根据对称性可知，B、C、D、E四个点电荷的合场强为

所以A、B、C、D、E五点的合场强为

沿OA方向，故ABC错误，D正确

故选D。

【点睛】电场强度是矢量，叠加符合平行四边形定则，多个矢量时，可分批次叠加。

7. 在静电场中，一个带电量 q=2.0×10-9C 的负电荷从A 点移动到 B 点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为 4.0×10-5J，质点的动能增加了 8.0×10-5J，则 A、B 两点间的电势差为（　　）

A. 2×10-4V B. 1×104V C. -2×104V D. 2×104V

【答案】C

【解析】

【分析】本题考查电场力做功及运用动能定理分析运动。

【详解】电场力做功

对粒子运用动能定理分析

负电荷电荷量带负值，解得

8. 在匀强电场中，有一质量为m，带电荷量为q的带电小球静止在O点，然后从O点自由释放，其运动轨迹为一直线，直线与竖直方向的夹角为，如图所示，那么下列关于匀强电场的电场强度大小的说法正确的是（　　）

A. 唯一值是 B. 最大值是

C. 最小值是 D. 可能是

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】带电小球受到电场力与重力作用，小球沿合力方向做加速直线运动，根据图示位置可确定电场力的方向，小球在重力和电场力的共同作用下做加速直线运动，当电场力的大小与重力沿合力的垂直方向分力相等时，电场力最小，即

故

故CD正确，AB错误。

故选CD。

9. 下面是四种与光有关的事实，其中与光的干涉有关的是（ ）

A. 用光导纤维传播信号

B. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度

C. 一束白光通过三棱镜形成彩色光带

D. 水面上的油膜呈现彩色

【答案】BD

【解析】

【详解】A．光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号，与光的干涉无关．选项A错误；

B．检查平面平整度的原理是经过空气层的前后两面反射的光线在标准样板的下表面叠加发生薄膜干涉形成干涉条纹，故与光的干涉有关，选项B正确；

C．白光是复色光，而同一种玻璃对不同的单色光的折射率不同，故虽然不同的单色光的入射角相同，但经玻璃折射后的出射角不同，即发生了色散是折射的结果，与光的干涉无关，选项C错误；

D．光照射在水面上的油膜上光在油膜的上下两个表面分别发生反射，两列反射光在油膜的上表面发生薄膜干涉形成彩色干涉条纹，故与光的干涉有关，选项D正确；

故选BD．

【名师点睛】解答此题要知道：光导纤维是利用光的全反射的原理传播光信号；检查平面的平整度是利用薄膜干涉；色散是同种玻璃对不同的单色光的折射率不同造成的；水面上的油膜呈现彩色是薄膜干涉造成的．

10. 如图甲所示，A、B是一条电场上的两点，若在某点释放一初速度为零的电子，电子仅受电场力作用，从A点运动到B点，其速度随时间变化的规律如图乙所示。则（  ）

A. A、B两点的电势ΦA＜ΦB

B. A、B两点的电场强度EA=EB

C. 电子在A、B两点的电势能EPA＜EPB

D. 电子在A、B两点受的电场力FA＜FB

【答案】AD

【解析】

【详解】BD．速度时间图象斜率等于加速度，由图可知：电子做初速度为零的加速度增大的加速直线运动。加速度增大，说明电子所受电场力增大，电子在A点受到的电场力小于B点，即FA＜FB；由F=qE可知，电场强度增大，A点的场强小于B点，即EA＜EB．故D正确，B错误。
A．电子由静止开始沿电场线从A运动到B，电场力的方向从A到B，而电子带负电，则场强方向从B到A，根据顺着电场线电势降低可知，A点的电势低于B点电势，即φA＜φB．故A正确。
C．由速度图象看出，电子的速度增大，动能增大，根据能量守恒得知，电子的电势能减小，则电子在A点的电势能大于B点，即EPA＞EPB．故C错误。
故选AD。

第Ⅱ卷  非选择题（共54分）

二、本题共5小题，共54分。用0.5mm黑色签字笔写在答题卡指定位置上。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 如图甲所示，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 aa′和 bb′，O 为直线 MO 与 aa′的交点，在直线 MO 上竖直地插上 P1、P2 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 P3，使 P3 仅挡住 P2的像

B．插上大头针 P3，使 P3挡住 P1的像和 P2 的像

C．插上大头针 P4，使 P4仅挡住 P3

D．插上大头针 P4，使 P4 挡住 P3和 P1、P2的像

（2）图甲是他在操作过程中的一个状态，请你指出第四枚大头针 P4应在图甲中的位置________（填“A”“B”或“C”）；

（3）如图乙所示，该同学在实验中将玻璃砖界面 aa′和 bb′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”）。

【答案】    ①. BD    ②. B    ③. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]应该使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3和P1、P2的像，只有这样P1、P2、P3、P4才是一条光线，因此BD正确，AC错误。

故选BD。

（2）[2]由于和两个边界平行，因此出射光线与入射光线也应平行，因此P4的位置在B点。

（3）[3] 出射光线和折射光线及入射角θ1 和折射角θ2，如图所示

由图可知，当aa′和 bb′的间距画得过宽时，使折射角变大，由公式

可知折射率测量值小于准确值。

12. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离l＝0.5 m，实验时，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。

（1）某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则

①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为xA＝11.1 mm，在B位置时游标卡尺读数为xB＝________mm，相邻两条纹间距Δx＝________mm。

②该单色光的波长λ＝________nm。

（2）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不平行，如图所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距Δx时，测量值________实际值（填“大于”“小于”或“等于”） 。

【答案】    ①. 15.6    ②. 0.75    ③. 600    ④. 大于

【解析】

【详解】（1）①[1]该游标卡尺的最小分度为0.1mm，则在B位置时游标卡尺读数为

15mm＋0.1mm×6＝15.6mm

[2]由图可知，A处第1条暗条纹，B处为第7条暗条纹，相邻两条纹间距

②[3]由可得

代入数据得该单色光的波长

（2）[4]如果测量头中分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，则测得的偏大，由公式可知，波长的测量值将偏大。

13. 如图所示，光滑斜面（足够长）倾角为37°，一带正电的小物块质量为m，电荷量为q，置于斜面上，当沿水平方向加如图所示的匀强电场时，带电小物块恰好静止在斜面上，从某时刻开始，电场强度变化为原来的，（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）求：

(1)原来的电场强度；

(2)小物块运动的加速度；

(3)小物块2s末的速度和2s内的位移。

【答案】(1)；(2)3m/s2，方向沿斜面向下；(3)6m/s，6m

【解析】

【分析】

【详解】(1)对小物块受力分析如图所示，小物块静止于斜面上，则

mgsin37°=qEcos37°

(2)当场强变为原来的时，小物块受到的合外力

F合=mgsin37°－qEcos37°=0.3mg

又

F合=ma

所以

a=3m/s2

方向沿斜面向下。

(3)由运动学公式

v=at=3×2m/s=6m/s

x=at2=×3×22m=6m

14. 如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。

（1）棱镜的折射率n；

（2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα；

（3）光束在三棱镜中的传播时间t。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60°

又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角

C=60°

根据全反射临界角与介质折射率的关系得

解得棱镜的折射率

（2）由几何关系可知，光线在D点的折射角

γ=30°

由折射定律得

解得得

（3）已知AC=d，E点为AC的中点，即

CE=EA=

由几何关系可得

，

光束在棱镜中经过的路程为

光在棱镜中的传播速度

光束在三棱镜中的传播时间

解得

15. 把一个带电荷量为的正点电荷从电场中的A点移到无限远处时，静电力做功；若把该电荷从电场中的B点移到无限远处时，静电力做功，取无限远处电势为零。

（1）求A点的电势;

（2）求A、B两点的电势差;

（3）若把电荷量为的负电荷由A点移到B点，静电力做的功为多少？

【答案】（1）400V；（2）300V；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意

得到

（2）同（1）

故A、B间的电势差为

（3）根据电场力做功与电势差关系公式

有