辽宁省名校联盟2024-2025学年高二上学期1月联合考试物理试题（解析版）

这是一份辽宁省名校联盟2024-2025学年高二上学期1月联合考试物理试题（解析版），共16页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。答非选择题时，将案写在答题卡上。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。
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. 公元前1046年到771年的西周时期，《诗经·国风·鄘·蝃蝀》中的“蝃蝀在东…朝隮于西，崇朝其雨。”给出了彩虹出现的自然条件；600年左右，孔颖达的“云薄日，日照雨滴则虹生”同样也揭示了彩虹产生于雨滴。下列关于彩虹成因的描述正确的是（ ）
A. 彩虹是由于光在雨滴中发生干涉、全反射的结果
B. 彩虹是由于光在雨滴中发生衍射的结果
C. 彩虹是由于光在雨滴中直线传播的结果
D. 彩虹是由于光在雨滴中发生折射、反射的结果
【答案】D
【解析】彩虹是太阳光照射到空气中的雨滴时，经两次折射、一次反射而形成的彩色光带。
故选D。
2. 电磁感应的发现使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生。小组同学探讨如图所示的情境下的电磁学问题，已知初始状态闭合的圆形铜质线圈与通电长直导线位于同一平面内，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过线圈的磁场方向垂直纸面向外
B. 若线圈向左平移至导线左侧对称位置过程中，穿过线圈的磁通量先减小后增加
C. 若将线圈平行于导线沿纸面向上移动，线圈中不会产生感应电流
D. 若将线圈以直径ab为轴转动，线圈中不会产生感应电流
【答案】C
【解析】A．由右手螺旋定则可知，通过线圈的场方向垂直纸面向里，故A错误；
B．线圈向左平移至导线左侧的过程中，穿过线圈的磁通量先增大再减小，之后再增加再减小，故B错误；
C．若将线圈平行于导线沿纸面向上移动，则穿过线圈的磁通量不变，线圈中不会产生感应电流，故C正确；
D．若将线圈以直径ab为轴转动，则穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，故D错误。
故选C。
3. 一单摆如图1所示，M、N为单摆偏移的最大位置，O点为最低点，该单摆的振动图像如图2所示。以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，重力加速度g取，，下列说法正确的是（ ）
A. 该单摆的摆长为1m
B. 时刻，摆球位于M点或N点
C. 从到时间内单摆的回复力先减小后增大
D. 摆球运动到N点时加速度为0
【答案】C
【解析】A．由图2可知单摆的周期为T=2s，根据单摆周期公式
解得
故A错误；
B．由图2可知，时刻，摆球位于O点，故B错误；
C．由图2可知从到的过程中，摆球靠近平衡位置，受到的回复力减小，从到的过程中，摆球远离平衡位置，受到的回复力增大，故C正确；
D．摆球运动到N点时，处于最大位移处，根据
可知在切线方向上加速度取最大值，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，两块半圆形玻璃砖M、N放置在水平桌面上，且二者的平面平行，一属单色光从圆弧向上正对M的圆心O入射，从M出射后又从N的圆心射入N。已知M、N两块玻璃砖对该单色光的折射率分别为、，该单色光在M、N中的传播速度分别为、，波长分别为、，频率分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．设该单色光从M射出的折射角为，则、
解得
故A错误；
B．由
可得
故B错误；
C．该单色光在不同介质中频率相同，故C错误；
D．由
可得
故D正确。
故选D。
5. 当下倡导全民健身，许多人喜欢游泳、潜水。某同学把运动摄影相机安装在自己的头顶处，进行潜水。如图所示，某次处在游泳池中部的该同学为处在其正上方的朋友拍照时，发现照片中水面上的景象呈现在半径为的圆形区域内，水面上正在游泳的朋友从头到脚的长度（人体与水面平行），已知水的折射率，朋友实际身高，下列说法正确的是（ ）
A. 为增强透射光，相机镜头镀有一层晶体膜，利用了光偏振
B. 照片中圆形区域的实际半径为3m
C. 若该同学继续向下深潜，拍到的圆形区域将变小
D. 相机所在深度约为3.05m
【答案】B
【解析】A．为增强透射光，相机镜头镀有一层晶体膜利用了光的干涉，使反射光干涉相消，故A错误；
BD．设照片对应的圆形区域的半径为R，泳池水深为H，如图所示
游泳池中底部的照相机能拍摄到的景象，边界光线在水面恰好发生全反射，则
根据几何关系有，
联立解得，
故B正确，D错误；
C．根据，可知若该同学继续向下深潜，则增大，半径R增大，故拍到的圆形区域将变大，故C错误。
故选B。
6. 利用如图所示的实验装置可以测定液体的折射率，将水平面上一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在两玻璃表面之间形成一个倾角很小的劈形空气薄膜（空气可视为真空，折射率为），当光从上方垂直入射后，从上往下看到干涉条纹，并测得相邻亮条纹间距为。现保证倾角不变，在两块平板玻璃之间充满折射率为n的待测液体，然后用同种单色光垂直照射玻璃板，则相邻亮条纹间距为（ ）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行且等宽，当光垂直该装置方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻亮条纹对应劈尖厚度差为
由几何关系有
则
由于
则可得
故选A。
7. 如图所示，E、F为立方体上棱和棱的中点，在E、F点分别固定一个电荷量为q的正点电荷，关于空间中电场的分布，下列说法错误的是（ ）
A. 和两点之间没有电势差
B. 和两点电场强度相同
C. A和C两点电场强度等大反向
D. 将一正试探电荷从B点沿直线移至C点的过程，电势能先减小后增大
【答案】B
【解析】A．根据等量同种点电荷电场产生的电势分布的对称性，可知和两点的电势相等，故两点之间没有电势差，故A正确，不符合题意；
B．根据等量同种点电荷电场产生的电场强度分布特点，可知和两点电场强度大小相等，方向不同，故B错误，符合题意；
C．根据等量同种点电荷电场产生的电场强度分布特点，可知A和C两点电场强度等大反向，故C正确，不符合题意；
D．根据等量同种点电荷电场产生的电势分布的对称性，可知B、C两点的电势相等，且高于两点连线上任意一点的电势，所以从B点沿直线移至C点的过程中，电势先降低，再升高，因正试探电荷在电势高处电势能大，故将正试探电荷从B点沿直线移至C点的过程中，电势能先减小后增大，故D正确，不符合题意。
本题选错误的，故选B。
8. 沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，平衡位置在处的质点Q的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的振幅为40cm
C. 该波的传播速度为10m/s
D. 处质点的振动方程为
【答案】ACD
【解析】A．根据图乙可知，质点Q在时刻沿y轴正方向振动，根据“同侧法”，并结合图甲可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．根据图甲可知，该波的振幅为20cm，故B错误；
C．根据图甲知波长，设该波的周期为T，根据图乙有
则该波的传播速度
C正确；
D．根据图甲可知，处质点到相邻波峰质点的平衡位置之间的距离
则处质点首次到达波峰时间
根据图乙可知，质点Q的振动方程为
由上述可知，将图乙中图线向左平移，即可得到处质点的图像，则其振动方程为
故D正确。
故选ACD。
9. 劲度系数的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一个质量的金属小球，小球处于静止状态，以弹簧自然伸长时的最高点所在位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立一维坐标系，现用竖直向下的压力将小球向下按压，之后撤去压力，以压力撤去瞬间为计时起点，小球的位置坐标x随时间的变化图像如图所示。已知重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动的振幅为5cm
B. 时，小球的加速度为
C. 时，小球具有沿x轴正方向的最大速度
D. 在小球向上运动的过程中其机械能不断增大
【答案】BC
【解析】A．弹簧自然伸长时的最高点所在位置为坐标原点，小球静止时弹簧的压缩量
而小球释放时弹簧的压缩量为5cm，故小球的振幅为
故A错误；
B．由图可知，时，小球位于最高点，其加速度
其中，解得
故B正确；
C．由图可知，时，小球向上经过平衡位置，故小球具有沿x轴正方向的最大速度，故C正确；
D．小球向上运动过程中，弹簧先压缩后伸长，其弹性势能先减小后增大，由系统机械能守恒可知，小球的机械能先增大后减小，故D错误，
10. 如图所示，空间存在范围足够大的匀强电场（未画出），在平行于电场方向的竖直面内，一个带正电的质点以一定的初速度沿与水平面夹角的方向做直线运动，已知质点的质量为m，电荷量为q，重力加速度为g，，在质点斜向上运动的过程中下列说法正确的是（ ）
A. 该质点不可能做匀速直线运动
B. 若电场方向沿水平方向，则该质点一定做匀减速直线运动
C. 若电场强度，则该质点的动能一定不断减小
D. 若电场强度，则该质点的机械能一定不断增大
【答案】BC
【解析】A．当该质点所受电场力竖直向上，且大小与重力相等时，此时有
解得
质点做匀速直线运动，故A错误；
B．若电场方向沿水平方向，当电场力方向水平向左，若此时质点所受合力与初速度方向共线，且与初速度方向相反，则质点做匀减速直线运动，故B正确；
C．重力与电场力的合外力与初速度方向相反时，电场力最小为
解得，此时电场与速度垂直；
则当电场强度，电场力与重力的合力与速度方向相反，质点的动能减小，故C正确；
D．当电场强度，为实现重力与电场力合力与初速度共线，则电场力方向可能与初速度方向的夹角为锐角，电场力对质点做正功，质点机械能增大，电场力也可能与初速度方向的夹角为钝角，电场力对质点做负功，质点的机械能减小，故D错误。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 实验过程中，可以采取多种方法测量电阻的阻值。
（1）同学甲用如图（a）所示的电路，测量待测电阻的阻值。某次实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻的测量值为________（用题中所给物理量的字母表示）。若不考虑偶然误差，该测量值与的真实值相比________（填“偏小”或“偏大”）。
（2）同学乙用如图（b）所示的电路，测量待测电阻的阻值。操作步骤如下：①先将开关S接1。调节滑动变阻器，读出电流表的示数I；②再将开关S接2。保持不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，记下此时电阻箱的阻值为。则的测量值为________（用题中所给物理量的字母表示）；电流表内阻对测量结果________（填“有”或“无”）影响。
【答案】（1） 偏大 （2） 无
【解析】（1）[1]某次实验中，电流表的示数为I，电压表的示数为U，则电阻的测量值为
[2]因电路图中电流表采用内接法，误差来源于电流表的分压，使得电压表读数大于待测电阻的真实电压，则该测量值与的真实值相比偏大。
（2）[1]将开关S接1时，根据闭合电路欧姆定律有
将开关S接2时，根据闭合电路欧姆定律有
可知的测量值为；
[2]根据以上分析可知，电流表内阻对测量结果无影响。
12. 某同学“用单摆测定重力加速度”的实验如下。
（1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径如图（a）所示，则小球直径为________cm；用秒表记录的时间如图（b）所示，则秒表的示数为________s。
（2）如果该同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得摆线长为，测得周期为；第二次量得摆线长为，测得周期为。根据上述数据，可求得________（用题中所给物理量的字母表示）；该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像如图（c）所示，根据图（c）中数据。可算出重力加速度为________（取，结果保留3位有效数字），仅考虑该数据处理方法，他得到的重力加速度与真实值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。
（3）如果该同学测得的重力加速度的值偏大，可能的原因是______。
A. 测摆线长时摆线拉得过紧
B. 开始计时时，秒表按下稍晚
C. 实验中将51次全振动误记为50次
D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了
【答案】（1）1.070 96.8 （2） 9.86 相同 （3）AB
【解析】（1）[1]由图（a）可知，用游标卡尺测得单摆小球的直径为
[2]用秒表记录的时间为
（2）[1]根据
可得，
可得
[2]根据
可得
解得
[3]仅考虑该数据处理方法，没有系统误差，则测得的重力加速度与真实值相比相同。
（3）A．若测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长测量值偏大，根据可知，重力加速度的测量值偏大，故A正确；
B．开始计时时，秒表按下稍晚，则周期测量值偏小，重力加速度的测量值偏大，故B正确；
C．实验中将51次全振动误记为50次，则周期测量值偏大，则重力加速度的测量值偏小，故C错误；
D．摆线上端未牢固地系于点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，计算时还用原来的值计算，则重力加速度测量值偏小，故D错误。
故选AB。
13. 诗词“洞庭波涌连天雪”，描述的正是机械波传播的场景。一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时的波形如图中虚线所示。
（1）求这列波的传播速度大小；
（2）若该波的周期，则从时刻开始计时，求质点M在0~8s内运动的路程。
【答案】（1） （2）20cm
【解析】（1）由题图可知，波长，，
因波沿x轴正方向传播，则
解得
根据波速
解得
（2）由题意可知
则n只能取0时满足条件，即
因
则0~8s内质点M运动的路程为
14. 如图所示，半径为R的玻璃半球的截面图，为其半径，某平行单色光正对且垂直半球的平面入射，该单色光柱的横截面半径恰好与该玻璃半球的半径相等。已知光在真空中传播的速度为c，玻璃半球对该单色光的折射率为，不考虑光的多次反射，求：
（1）从半球面射出的光，在玻璃半球内传播的最长时间与最短时间的差值；
（2）入射到玻璃半球内的单色光中，发生全反射的光所占的百分比。
【答案】（1） （2）75%
【解析】（1）由光学知识有，
解得，
从半球面射出的光中，最短的路径是刚好发生全反射的光线1，画出光路图如图
则最短路径
故在玻璃半球内的传播时间最短为
解得
从半球面射出的光中，最长的路径是正对圆心入射的光线2，则最长路径
故在玻璃半球内传播时间最长为
解得
则在玻璃半球内传播的最长时间与最短时间的差值
（2）结合（1）问分析，由几何关系可知，发生全反射的光柱横截面积
解得
该单色光柱的横截面积
则发生全反射的光与射入到玻璃半球底面的光占比为
15. 如图所示，极板A、B长度为L、间距为d的平行板电容器与的定值电阻、内阻不计的电源、电阻箱组成闭合回路。当电阻箱的阻值时开关闭合，带负电粒子连续不断地以平行于极板的初速度沿中轴线射入偏转电场，恰好打在下极板B的中点M处。粒子重力不计。
（1）求带负电粒子在偏转电场中的运动时间；
（2）现欲通过调整电阻箱的阻值使带负电粒子可从偏转电场中飞出，求调整后电阻箱的阻值范围；
（3）现将电容器从电路中断开，两极板间接入如图乙所示的电压，其中，若某带电粒子恰好从中轴线的右端点射出偏转电场，则该粒子应在内的哪个时刻射入偏转电场。
【答案】（1） （2）0~2.5Ω （3）
【解析】（1）对粒子平行于极板方向的运动分析有
（2）对粒子在电场方向的运动有
若粒子恰好从极板右端飞出，则水平方向有
粒子在电场方向的运动有
联立解得
由牛顿第二定律有
可知两极板间电压
由闭合电路欧姆定律有
即，
解得
故若带负电粒子可以从偏转电场中飞出，则调整后电阻箱的阻值范围为
（3）若某带电粒子恰好从中轴线的右端点射出偏转电场，则其运动时间仍为
设粒子在前半个周期的加速度大小为，后半个周期加速度大小为，根据
由图乙可知
设粒子在t时刻射入偏转电场，则有
解得