江西省2024-2025学年高二下学期3月第五次联考物理试卷（解析版）

这是一份江西省2024-2025学年高二下学期3月第五次联考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，选择性必修第二册第一章。
一、选择题：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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 一头江豚在赣江水面下欣赏南昌迎春烟花晚会中的烟花秀，则七彩光从空中射入水中时（ ）
A. 发生了折射B. 沿曲线传播
C. 光速不变D. 可能发生全反射
【答案】A
【解析】光从光疏介质传入光密介质会发生折射现象，不可能发生全发射现象，且光将沿着直线传播，光速减小。
故选A。
2. 一根长的导线中通有的电流，当其处于的匀强磁场中时，导线受到的安培力不可能是（ ）
A. 0B. 1N
C. D.
【答案】C
【解析】当电流方向与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大，则有
则安培力大小应满足
故选C。
3. 我国第一台回旋加速器是1958年在中国原子能科学研究院建成的。如图所示，两个处于同一匀强磁场中的相同的回旋加速器，分别接在加速电压和的高频电源上，且，两个相同的带电粒子分别从这两个加速器的中心由静止开始运动，设两个粒子在加速器中运动的时间分别为和（在盒缝间的加速时间忽略不计），获得的最大动能分别为和，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，由
可知
粒子获得的最大动能只与磁感应强度和形盒的半径有关，所以
故B正确、A错误；
CD．设粒子在加速器中加速的次数，则
由以上关系可知与加速电压成反比，由于，因此
而，T不变，所以
故CD错误。
故选B。
4. 高压清洗广泛应用于汽车清洁、地面清洁等。某次用高压水枪近距离清洗地面，出水口的直径为，水从枪口高速喷出后，喷出水流的流量为（单位时间流出的水的体积），设水流遇到地面后的速度在短时间变为零，忽略水从枪口喷出后的发散效应，水的密度为。则水在地面产生的平均冲击力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由题意，内水的质量
水刚出枪口的速度
由动量定理有
联立解得
故选D。
5. 图为霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度为的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流，、两侧面会形成电势差，下列说法正确的是（该元件正常工作时，磁场必须垂直工作面）（ ）
A. 电势差与磁感应强度无关
B. 若霍尔元件的自由电荷是自由电子，则侧的电势高于侧的电势
C. 其他条件不变，仅增大匀强磁场的磁感应强度时，电势差变小
D. 在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直
【答案】D
【解析】B．若霍尔元件的自由电荷是自由电子，则电子运动的方向与电流方向相反，根据左手定则，电子受洛伦兹力向侧移动，因此侧的电势低于侧的电势，选项B错误；
AC．电子在霍尔元件中运动时，处于平衡状态，有
设、间的距离为，、两个侧面间的电势差
因此其他条件不变，仅增大匀强磁场的磁感应强度，电势差变大，电势差与磁感应强度有关，选项AC错误；
D．地球赤道上方的地磁场是水平的，因此要测定该处的磁场，应使霍尔元件的工作面保持竖直，选项D正确。
6. 如图所示，一不透明圆柱形容器中装满液体，容器内部有一个点光源，点光源发出的红光照射到液面上，要使有光透过的圆半径（从上往下看）均匀增大，不考虑二次反射，则下列操作可能正确的是（ ）
A. 将点光源向上匀速移动B. 将点光源向下匀速移动
C. 将点光源向上加速移动D. 将点光源向下加速移动
【答案】B
【解析】AC．设光线在液面点刚好发生全反射，如图所示
将点光源向上匀速或加速移动，由于全反射临界角不变，由几何知识可知点将向右移动，则液面透出光的圆变小，故AC错误；
BD．将点光源向下移动，由于全反射临界角不变，因此点向左移动，即液面透出光的圆的半径变大，则液面透出光的圆的面积变大，半径与高度成正比，所以点光源要匀速下降，故B正确、D错误。
故选B。
7. 如图所示，有两根长为、质量为的细导体棒、，被水平放置在倾角为的光滑斜面上，被水平固定在与在同一水平面的另一位置，且、平行。当两导体棒中均通有电流为的同向电流时，恰能在斜面上保持静止，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（ ）
A. 两导体棒相互排斥
B. 的电流在处产生的磁场的磁感应强度大小为
C. 若使下移，则可能保持静止
D. 若使上移，则可能保持静止
【答案】D
【解析】A．两导体棒中通有同向电流，相互吸引，选项A错误；
B．导体棒受支持力、重力和水平向右的安培力（同向电流相互吸引），处于平衡状态，根据平衡条件可得
解得磁感应强度
选项B错误；
CD．导体棒受重力、支持力和安培力，根据平衡条件可知，三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，如图所示，假设下移后保持静止，根据平衡条件可知，安培力需要增大，而两导体棒间距增大会导致安培力减小，假设不成立，故下移后导体棒一定不能平衡；同理可得若使上移，有可能依然保持静止，选项C错误，D正确。
故选D。
8. 关于下图光学现象的说法正确的是（ ）
A. 图甲：光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率
B. 图乙：叠加一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变大
C. 图丙：太阳的反射光和折射光都是偏振光
D. 图丁：用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄
【答案】CD
【解析】A．光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套的折射率，选项A错误；
B．叠加一张纸片，即空气膜的夹角变大，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间距变小，选项B错误；
C．太阳的反射光和折射光都是偏振光，选项C正确；
D．根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄，选项D正确。
故选CD。
9. 在某水平均匀介质中建立如图所示的空间直角坐标系，平面水平。在轴上的两个相同波源、分别位于、处。若两波源从平衡位置先后向上起振，且时刻，刚开始振动，首次到达波峰处，两列波的波速均为，周期均为，振幅均为，传播过程中的能量损耗不计。轴上点的坐标为（0，12m，0），则下列说法正确的是（ ）
A. 两列波均传至点后，点的振幅为
B. 产生的波比产生的波提前传至点
C. 两列波均传至点后，点的振幅为
D. 到内，质点通过的路程为
【答案】CD
【解析】A．两列波频率相同，相位不相同，两列波相遇后能发生稳定的干涉，因波长均为
时刻刚开始振动时，产生波向前传播了，从时刻开始计时，波源的振动传播到点的时间
波源的振动传播到点的时间
即当波源的振动传播至点后，在点引起的振动时间为，波源的振动才刚刚传播至点，在平衡位置的振动方向向上，此时在点振动了
在平衡位置振动方向向下，叠加减弱，
选项A错误；
B．由题可知
可得波源、产生的波传播至点的时间分别为、，可得
选项B错误；
C．两列波传到点的时间差
故点是振动加强点，点振幅为，选项C正确；
D．根据以上分析可知，内，由波源在点引起的振动使处质点先振动了，即1个周期后由波源引起的振动的波峰恰好传播至点，说明产生的波传到点时叠加的振幅为，振动时间为
由此可知，内，质点通过的路程
选项D正确
故选CD。
10. 如图所示，在直角三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），AB边长度为L，，现垂直AB边射入一群质量均为、电荷量均为、速度大小相等的带负电粒子，已知垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间为，在磁场中运动时间最长的粒子运动的时间为，则下列判断正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
B. 该匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子在磁场中运动的轨迹半径为
D. 粒子进入磁场时的速度大小为
【答案】BC
【解析】A．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，垂直AC边射出的粒子在磁场中运动的时间是，即
则周期
选项错误；
B．由
得
选项正确；
C．设在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹所对应的圆心角为，则有
可得
画出该粒子的运动轨迹，如图所示，设粒子在磁场中运动的轨迹半径为，由几何知识有
可得
选项C正确；
D．根据
解得
选项D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. “吴有训”研究小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。
（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是_____。
（2）分别选用黄色和绿色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用绿色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的_____。
A. B.
C. D.
（3）经测量，绿光相邻两条干涉暗条纹间的距离为，请据此写出能够反映绿光波长大小的表达式_____。（用相关物理量符号表示）
【答案】（1）双缝 （2）C （3）
【解析】（1）为获取单色光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，处的实验器材是双缝。
（2）干涉图样应是间距相等明暗相间的条纹，由于黄光的波长大于绿光的波长，根据
可知，绿光干涉图样的明暗相间的条纹更窄，选项C正确。
（3）根据
可得绿光波长的表达式
12. 小明同学进行“用单摆测定重力加速度”实验。
（1）该同学组装了如下几种实验装置，你认为最合理的装置是_____。
A. B.
C. D.
（2）为了完成本实验，需要用刻度尺测量摆线的长度，并用游标卡尺测量球的直径，如图所示，摆球的直径________cm；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆经历次全振动所用的时间。
（3）此单摆的周期________；重力加速度大小________（用、和表示）。
【答案】（1）B （2）1.990 （3）2.0
【解析】（1）为了减小误差，摆球应选取质量大、体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应用铁夹夹住细绳。
故选B。
（2）摆球的直径
（3）[1]此单摆的周期
[2]根据单摆周期公式
可得重力加速度大小
13. 如图所示，半径为的球形凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心厚度为。一束单色激光自中心轴上距液面的点以的入射角射向液面点，其折射光经凹面镜反射后沿原路返回，液体的折射率为。，求：
（1）光线在点进入液体的折射角；
（2）凹面镜的半径；
（3）点处液面沿法线的厚度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由折射定律可得
解得
（2）如图
在中
在中，， ，
解得
（3）以点为原点建立坐标系，球面截面方程可表示为，即，
解得。
14. 如图所示，水平长直轨道上放置有10个质量均为、紧靠着的相同小物块，物块间用长为的不可伸长的细线相连，物块均可看成质点，刚开始都处于静止状态，物块与轨道间的动摩擦因数，取重力加速度大小，现用水平向右的恒力拉物块1，细线绷紧瞬间的时间极短，已知。
（1）求物块2被拉动瞬间的速度大小；
（2）写出细线绷紧瞬间的能量损失与（开始运动的物块数）间的函数关系（注：单次的损失）；
（3）求物块最终的速度大小。
【答案】（1） （2）（，且是整数） （3）
【解析】（1）由动能定理得
由动量守恒定律得
解得
（2）根据（1）问分析，可得物块1、2间的细线绷紧瞬间的能量损失为
同理，根据动能定理和动量守恒定律，可得物块2、3间的细线绷紧瞬间的能量损失为
物块3、4间细线绷紧瞬间的能量损失为
物块4、5间的细线绷紧瞬间的能量损失为
物块5、6间的细线绷紧瞬间的能量损失为
通过分析归纳可得物块、间的细线绷紧瞬间的能量损失为
化简得（，且是整数）。
（3）由可知物块最终将一起做匀速直线运动
对10个物块整体用动能定理得
解得
15. 如图所示，在平面直角坐标系中，边长为的正方形中存在沿轴负方向的匀强电场，、分别在轴、轴上。电场的周围分布着范围足够大的磁感应强度方向垂直纸面向里、大小为的匀强磁场。一个质量为、电荷量为的电子从的中点进入电场（不计电子所受重力）。
（1）若电子的初速度为零，电子从上边界垂直第二次离开电场后，垂直再次进入电场，求电场的电场强度大小；
（2）若改变电场强度的大小，电子以一定的初速度从点沿轴正方向第一次进入电场，离开电场后从点第二次进入电场，在电场的作用下从点离开，求电子从点进入电场时的速度大小及方向；
（3）求第（2）问中改变后的电场强度的大小和电子的初速度大小。
【答案】（1） （2），方向与轴成斜向左上方 （3），
【解析】（1）电子从上边界垂直第二次离开电场后，垂直再次进入电场，其运动轨迹如图甲所示，由几何关系知电子在磁场中做圆周运动的轨迹半径
电子在磁场中，由牛顿第二定律有
电子在电场中，由动能定理有
联立可得
（2）由题意可知，电子在电场和磁场中运动的轨迹如图乙所示
在磁场中，电子做匀速圆周运动，设电子做圆周运动的轨迹半径为，由几何关系有
解得
又由
解得
电子在磁场中，由牛顿第二定律有
解得
综上，电子从点进入电场时的速度大小，方向与轴成斜向左上方。
（3）电子再次进入电场后做类斜抛运动，沿轴方向有
沿轴方向有
解得
对电子第一次进入电场做匀加速直线运动的过程，由动能定理有
解得