2021-2022学年山东省烟台莱阳市第一中学高二下学期开学考试物理试题 解析版

这是一份2021-2022学年山东省烟台莱阳市第一中学高二下学期开学考试物理试题 解析版，共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题，共7小题，共60分等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年山东省莱阳市一中高二下学期开学摸底检测物理2022.2.19一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分。每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）1. 对于光现象及其应用，下列说法正确的是（　　）A. 用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性B. 医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光相干性好的特点C. 在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象D. 泊松亮斑与小孔成像原理相同【答案】A【解析】【详解】A．用偏振片制作的眼镜观看立体电影是利用了光的偏振特性，A正确；B．医学上用激光做“光刀”切除肿瘤是利用了激光能量大的特点，B错误；C．在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射现象，C错误；D．泊松亮斑是光的衍射现象，小孔成像是光的直线传播现象，泊松亮斑与小孔成像原理不相同，D错误。故选A。2. 如图所示，AOC是光滑的金属轨道，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，PQ是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中Q端始终在OC上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在PQ杆滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）A. 感应电流的方向始终是由B. 感应电流方向始终是由C. PQ受磁场力的方向垂直杆向左D. PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上【答案】D【解析】【详解】AB．在PQ杆滑动的过程中，的面积先增大，后减小，穿过磁通量先增大，后减小，根据楞次定律可知：感应电流的方向先是由P到Q，后是由Q到P，故AB错误；CD．由左手定则判断得到：PQ受磁场力的方向先垂直于杆向左下，后垂直于杆向右上，故D正确，C错误。故选D。3. 如图甲所示为回旋加速器，其工作原理图如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别接电压为U的高频交流电源的两极，置于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盘的中心。若粒子源释放的粒子电荷量为q，质量为m，粒子从回旋加速器飞出时的最大速度为，以下判断正确的是（　　）
 A. 交流电源电压U越大，越大B. 磁感应强度B越大，越大C. 粒子的比荷越小，越大D. 随着粒子速度增大，在磁场中运动的周期变小【答案】B【解析】【分析】【详解】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力及粒子最大偏转半径为R，得带电粒子获得最大速度为最大速度与U无关，磁感应强度B越大，越大，粒子的比荷越小，越小，随着粒子速度增大，在磁场中运动的周期不变，故B正确ACD错误。故选B。4. 如图所示，上端接有一电阻R的光滑平行金属导轨倾斜放置在匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面，一金属棒与导轨垂直放置，以初速度v0从a处向下滑动，金属棒经b处滑到c处，已知ab＝bc，忽略其它电阻，则金属棒在经过ab和bc的两个过程中（　　）A. 安培力做功一定相等B. 通过棒的电荷量一定相等C. 棒运动的加速度一定相等D. 回路中产生的内能一定相等【答案】B【解析】【详解】AD．根据安培力的计算公式可得下滑过程中如果安培力和重力不相等则速度变化，安培力必定变化，则安培力做的功不相等，如果匀速下滑，则安培力不变，安培力做功相等，克服安培力做的功等于内能的变化，回路中产生的内能不一定相等，AD错误；B．根据电荷量的计算公式有可知，下滑相同的距离，通过棒的电荷量一定相等，B正确；C．根据牛顿第二定律可得如果速度不变则加速度不变，如果速度变化，则加速度变化，C错误。故选B。5. 中国CNCAP（汽车碰撞实验）是检验汽车安全性能的重要标准，其中一项称为40%ODB正面碰撞检验：汽车速度为64km/h，迎面碰到可溃障碍物上并停下来。某次测试中，驾驶座假人甲系着安全带，副驾驶座假人乙没有系安全带，但其前方固定着一竖直挡板，假人质量均为50kg，碰撞时间为s，假人与安全带的作用时间为s，碰撞过程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比为（　　）A. 1：4 B. 4：1 C. 2：5 D. 5：2【答案】A【解析】【详解】取假人为研究对象，取车速方向为正，由动量定理可得解得碰撞过程中甲、乙所受水平方向平均作用力之比为故选A。6. 如图所示为某学校报告厅的平面图，AB是主席台，、是报告厅墙壁上的两个喇叭。报告者的声音经喇叭放大后传回话筒，重复放大时可能会产生啸叫。为避免啸叫，话筒最好摆放在主席台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音强度因干涉而减弱。主席台上有四个位置a、b、c、d，到的距离分别为5m、6m、7m、8m，到的距离分别为8m、6m、5m、4m。已知空气中声速为340m/s，假设报告人声音的频率为170Hz，则话筒最好摆放在（　　）A. a B. b C. c D. d【答案】A【解析】【详解】相应于声频f=170Hz的声波的波长是a到两波源的距离差为则a点从两个喇叭来的声波因干涉而相消，同理即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强即为b点为两个喇叭来的声波因干涉而加强d点为两个喇叭来的声波因干涉而加强故选A。7. 如图所示，一根不可伸长的细绳下端拴一小钢球，上端系在位于光滑斜面O处的钉子上，小球处于静止状态，细绳与斜面平行。现使小球获得一平行于斜面底边的初速度，使小球偏离平衡位置，最大偏角小于5°。已知斜面倾角为θ，悬点到小球球心的距离为L，重力加速度为g。则小球回到最低点所需的最短时间为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【分析】【详解】因为小球偏离平衡位置，最大偏角小于5°，小球的运动可以看作单摆，根据牛顿第二定律理单摆的周期公式小球回到最低点所需的最短时间为解得故选C。8. 如图所示，用相同合金丝制作的边长为L的正三角形框架MNP，用绝缘细线竖直悬挂，匀强磁场垂直其所在平面，磁感应强度为B。给框架通入电流，已知电流从M点流入，从N点流出，MN棒中的电流为I。则（　　）A. 每条边所受安培力大小均为BILB. 框架所受安培力大小为2BILC. 框架所受安培力大小为D. 框架所受安培力方向竖直向上【答案】C【解析】【分析】【详解】A．图中边MP与PN串联后再与MN并联，MN中的电流为I，则MPN中的电流为，根据安培力公式可知，边MP与PN受到的安培力均为，边MN受到的安培力为BIL，故A错误；BCD．对于边MP与PN，因它们的夹角为120°，因此这两个安培力的合力大小为，方向竖直向下，而边MN受到的安培力大小为BIL，方向竖直向下，故框架所受安培力大小为，方向竖直向下，故C正确，BD错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。a、b端加一定交流电压后，则（　　）A. 两电阻两端的电压比B. 两电阻中的电流之比C. 两电阻消耗的电功率之比D. 电阻B两端的电压表的示数【答案】BD【解析】【详解】AB．电阻两端的电压所以两电阻两端的电压之比等于电流之比，由于电流比等于匝数反比，所以故A错误，B正确；C．电阻消耗的功率所以两电阻消耗的电功率之比故C错误；D．由表达式知ab两端电压有效值220V，设副线圈电压为U2，则原线圈两端电压3U2，原线圈中电阻分压为，即解得故D正确。故选BD。10. 一列简谐横波沿x轴方向传播，如图所示，实线为某时刻波形，虚线为从该时刻起0.1s后的波形。下列判断正确的是（　　）A. 当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为B. 当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为C. 若波沿x轴负方向传播，则波的最大周期为2sD. 若这列波的波速为110m/s，则波的传播方向沿x轴正方向【答案】ABD【解析】【详解】AB．由图可知，波长为当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为AB正确；C．当波沿x轴负方向传播时，这列波的最小波速为波沿x轴负方向传播，则波的最大周期为C错误；D．若波的传播方向沿x轴正方向，当 时的速度为D正确。故选ABD。11. 如图所示，一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。三个比荷均为的带电粒子，分别从a、b、c三点以相同初速度沿平行于直径be方向进入磁场。已知从b进入的粒子由d点离开，a、c两点到直径be的距离均为，直径df与be垂直，不计重力及粒子间相互作用。则（　　）
 A. 粒子带负电B. 粒子的初速度C. 从a进入的粒子在磁场中的运动时间为D. 从c进入的粒子在磁场中的运动时间为【答案】BC【解析】【分析】【详解】
 A．粒子向下偏转，说明受力方向向下，根据左手定则可知粒子带正电，A错误。B．根据粒子的运动轨迹可知根据洛伦兹力充当向心力，则有可解得B正确。C．由粒子的运动轨迹可知，a处进入的粒子圆心角为120°，则有可解得C正确。D．由粒子的运动轨迹可知，c处进入的粒子圆心角为60°，则有可解得D错误。故选BC。12. OBDE为半圆柱体玻璃砖的横截面，直径，一束由a光和b光组成的复色光，沿AO方向从上表面射入玻璃砖，入射角为θ。a光和b光折射后分别射到B、D点，如图所示，a光在B点恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（　　）A. 对玻璃的折射率a光小于b光 B. a光对玻璃的折射率为C. a光由O到B所需时间为 D. b光在D点也可能发生全反射【答案】BC【解析】【详解】A．a光的偏转角度比b光大，所以对玻璃的折射率a光大于b光，A错误；B．在O点根据折射定律得在B点发生全反射根据几何知识解得，B正确；C．a光由O到B所需时间 解得，C正确；D．根据解得 ，入射光OD的入射角小于临界角Cb，所以b光在D点一定不能发生全反射，D错误。故选BC。三、非选择题，共7小题，共60分13. 如图甲所示是“用双缝干涉测光的波长”的实验装置示意图，包括白光光源、单缝、双缝、滤光片、凸透镜（焦距12cm）和测量头（由目镜、毛玻璃、分划板和手轮构成），其中单缝、双缝以及测量头可跟遮光筒组装在一起。(1)关于器材安装，下列说法正确的是___________。A．凸透镜到光源的距离为6cmB．图甲中①是凸透镜，②是滤光片C．单缝必须跟双缝相互平行D．单缝到双缝的距离越大越好(2)某次实验使用红色滤光片，当分划板中心刻线与第5条红色亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图乙所示，其读数为___________。(3)若实验中所使用的双缝间距为d，双缝到毛玻璃的距离为L，某次实验测得相邻红色条纹的间距为，则所测红光的波长为___________。【答案】    ①. BC    ②. 15.325mm    ③. 【解析】【详解】(1)[1]A．凸透镜到光源的距离为6cm时，小于焦距12cm，不能得到平行光，A错误；B．图甲中①是凸透镜，②是滤光片，B正确；C．单缝跟双缝相互平行，双缝的亮度均匀，干涉条纹清晰，所以单缝必须跟双缝相互平行，C正确；D．单缝到双缝的距离不是越大越好，距离太远双缝的亮度降低，干涉条纹不清晰，D错误。故选BC。(2)[2]手轮上示数的读数为(3)[3]根据 解得 。14. 某同学用电流表和电压表测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，其中定值电阻。(1)在图乙所示的实物图上，用笔画线代替导线完成实物图连接___________。(2)按电路图连接好电路后，闭合开关，将滑动变阻器滑片调节到不同位置，可测得多组对应的电压、电流值。如图丙所示为滑片调节到某一位置时，电压表、电流表的示数，则此时电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。(3)利用实验中测得数据，在U-I坐标系中描出相应点，然后作出图像如图丁所示。根据图像可知，干电池的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω。（结果保留三位有效数字）【答案】    ①.     ②. 1.10    ③. 0.12    ④. 1.50    ⑤. 1.06【解析】【详解】(1)[1]连接实物如下图所示(2)[2]电压表的读数为1.10V[3]电流表读数为0.12A(3)[4]干电池的电动势等于1.50V[5]干电池的内阻为15. 气垫导轨是一种常用的实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，如图甲所示。利用气垫导轨，通过频闪照相运用动量守恒定律的知识，可以测量物体的质量以及判断碰撞过程中的一些特点，开始时滑块B静止，滑块A、B碰撞前后的位置情况如图乙所示。请回答以下问题：(1)若该实验在空间站中进行，气垫导轨在安装时______（选填“需要”或“不需要”）处于水平；(2)若滑块A的质量为150g，则滑块B的质量为______；(3)该碰撞过程中，系统的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。【答案】    ①. 不需要    ②. 50g    ③. 守恒【解析】【详解】(1)[1]空间站绕地球做圆周运动处于完全失重状态，滑块与气垫导轨间不存在弹力作用，滑块与气垫导轨间不存在摩擦力作用，气垫导轨在安装时不需要处于水平(2)[2]设频闪照相的时间间隔是T，由图乙所示可知，碰撞前滑块A的速度碰撞后滑块A的速度碰撞后滑块B的速度两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得代入数据解得mB=50g(3)[3]碰撞前系统总动能碰撞后系统的总动能则所以碰撞前后系统机械能相等，系统机械能守恒16. 如图所示，为透明圆柱体的直径，光束a自M点沿直径射入圆柱体，光束b自P点平行于射入，从N点射出，已知圆柱体的半径为R，P点到的距离为，若两束光在圆柱体中的传播时间相等，求圆柱体对a、b的折射率。【答案】1.5，【解析】【分析】【详解】据折射率定义式得得据几何知识可得，据运动学公式得，根据公式得得17.  2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电路中交流电压表的示数；(3)电阻R上的功率。【答案】(1) 100V；(2)45V；(3)45W【解析】【详解】(1)感应电动势最大值代入数据解得(2)根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数(3)R上产生的热功率18. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在竖直平面内，间距为L，电阻不计，上端接有阻值为R的定值电阻，两导轨间有一边长为的正方形区域MNPQ，该区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m，电阻为的金属杆从MN处由静止释放，运动过程中与导轨相互垂直且接触良好，若金属杆离开磁场前已做匀速运动，重力加速度大小为g。求：（1）金属杆离开磁场时速度大小为多少？（2）金属杆穿过整个磁场过程中整个电路产生的电热为多少？（3）金属杆穿过整个磁场过程中流过电阻R上的电量为多少？
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设杆匀速运动时的速度为v，由解得  （2）由能量守恒定律得（3）金属杆穿过整个磁场过程中流过电阻R上的电量解得   19. 如图所示，在区域Ⅰ和区域Ⅱ内存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和，方向相反且均垂直于平面。一质量为m、电荷量为的粒子从O点沿x轴正方向进入磁场，粒子离开区域Ⅰ时的速度方向与x轴正方向的夹角为，不计重力，求：(1)粒子进入区域Ⅰ时的速度大小；(2)粒子在区域Ⅱ中的运动时间；(3)若区域Ⅱ内磁感应强度大小可变，要保证粒子能够从区域Ⅱ右侧穿出，求磁感应强度大小应满足的条件。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【分析】【详解】(1)粒子运动轨迹如图所示设粒子在区域Ⅰ内的半径为，据几何知识得据牛顿第二定律得联立解得(2)设粒子在区域Ⅱ内的半径为，周期为T，则据牛顿第二定律得据运动学公式得据几何知识得据公式联立方程，解得(3)粒子刚好与区域Ⅱ右侧相切时，轨迹如图
 设粒子刚好从区域Ⅱ右侧射出的半径为，则据几何知识得据牛顿第二定律得联立方程，解得所以，要保证粒子能从区域Ⅱ右侧射出，磁感应强度应满足的条件为