【物理】陕西省安康市2024-2025学年高二下学期3月联考试题（解析版）

这是一份【物理】陕西省安康市2024-2025学年高二下学期3月联考试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（a、b是单色光）。下列关于a光与b光的说法正确的是（ ）
A. 水滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B. a光在水滴中的传播速度等于b光在水滴中的传播速度
C. a、b光在由空气进入水滴后波长变长
D. 若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若a光能够发生全反射，则b光也一定能够发生全反射
【答案】A
【解析】A．由光路可知，a光的偏折程度大于b光，可知水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，选项A正确；
B．根据
可知，a光在水滴中的传播速度小于b光在水滴中的传播速度，选项B错误；
C．a、b光在由空气进入水滴后波速变小，频率不变，根据
则波长变短，选项C错误；
D．根据
可知，a光的折射率大于对b光的折射率，可知a光的临界角小于b光的临界角，则若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若a光能够发生全反射，则b光不一定能够发生全反射，选项D错误。
故选A。
2. 在薄膜干涉实验中，铁丝圈上附有肥皂膜，竖直放置，形成如图所示的肥皂膜侧视图，用黄色光从左侧照射薄膜，会观察到明暗相间的干涉条纹，则下列结论正确的是（ ）
A. 实验者应该从薄膜右侧观察干涉图样
B. 干涉条纹的分布上疏下密
C. 将铁丝圈在竖直平面内缓慢旋转一定角度θ，条纹也旋转θ角
D. 若换用紫光照射，则条纹间距将变大
【答案】B
【解析】A．薄膜干涉是前后两个面的反射光叠加产生的，应该从入射光的同侧观察，故实验者应该从薄膜左侧观察干涉图样，故A错误；
B．由于薄膜不是均匀增厚的，从上到下薄膜增厚的越来越快，所以明暗相间的条纹是不等间距的，而是上疏下密，故B正确；
C．将铁丝圈在竖直平面缓慢旋转一定角度θ，肥皂膜仍然是上薄下厚，所以条纹不旋转，故C错误；
D．光波的干涉条纹间距公式为
如果换成紫光照射，则波长变小，相邻条纹间距变小，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为的中点，c、d位于的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等。下列选项正确的是（ ）
A. a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反
B. c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同
C. 使正电荷从a到b匀速运动，受到的磁场力保持不变
D. 使正电荷从c到d匀速运动，受到的磁场力先变大后变小
【答案】A
【解析】AB．根据安培定则可知，两根通电长直导线在a、b、c、d四点处产生的磁感应强度如图所示
其中
所以，a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反，c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相反，故A正确，B错误；
C．从a到b磁感应强度先减小后增大，根据洛伦兹力公式
可知，使正电荷从a到b匀速运动，受到的磁场力先减小后增大，故C错误；
D．O点的磁感应强度为零，故从c到d磁感应强度不可能先变大后变小，根据洛伦兹力公式
可知，使正电荷从c到d匀速运动，受到磁场力不可能先变大后变小，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，两个振动周期均为4s、振幅均为1cm的相同的波源S1、S2、分别位于x轴上-2m、12m处，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为4m、沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上2m、5m和8.5m的三个点，下列说法正确的是（ ）
A. 6.0s时P、M、Q三点均已振动
B. 前10s内P点运动的路程是6cm
C. 7s后M点的位移始终是2cm
D. 10.5s时Q点的振动方向竖直向上
【答案】B
【解析】A．波速为
经过6.0s波传播的距离为
根据题意得
M点未振动，A错误；
B．根据题意得
前10s内，S2未引起P点振动；
S1的振动传播到P点的时间为

P点的振动时间为

前10s内P点运动的路程是
B正确；
C．7s末两个波源的振动同时传播到M点，M点开始振动；因为
M点是振动加强点，振幅是2cm；所以，7s后M点的位移不停变化，振幅始终是2cm，C错误；
D．根据题意得
10.5s末S1的振动恰好传播到Q点，Q点的振动方向竖直向下；
根据题意得
3.5s末S2的振动恰好传播到Q点，10.5s末Q点正在波峰处，速度等于零；
综上所述，10.5s时Q点的振动方向竖直向下，D错误。
5. 振动和波存在于我们生活的方方面面，关于下列四种情景的说法正确的是（ ）
A. 如图甲，人造地球卫星经过地面跟踪站上空，跟踪站接收到的信号频率先减小后增大
B. 如图乙为干涉型消声器的结构示意图，波长为λ的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的奇数倍
C. 如图丙，如果孔的大小不变，使波源的频率增大，能观察到更明显的衍射现象
D. 如图丁，手掌摩擦盆耳使得水花飞溅，是因为摩擦力较大
【答案】B
【解析】A．人造地球卫星先靠近跟踪站，然后远离跟踪站，根据多普勒效应，跟踪站接收到的信号频率先增大后减小，故A错误；
B．根据波的干涉，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为半波长的奇数倍，叠加后振动减弱，起到消声的目的，故B正确；
C．如果孔的大小不变，使波源的频率增大，则波的波长减小，则可能观察不到明显的衍射现象，故C错误；
D．用双手摩擦盆耳，起初频率非常低，逐渐提高摩擦的频率，当摩擦的频率等于水的固有频率时，会发生共振现象，此时振幅最大，使水花飞涨，故D错误。
故选B。
6. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（ ）
A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出
B. 乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大
C. 丙图中，回旋加速器使用交流电，且电压越大，粒子获得的能量越高
D. 丁图中，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U减小
【答案】A
【解析】A．带电粒子从P 射入时，电场力与洛伦兹力相互平衡，根据平衡条件有
解得
故A正确；
B．带电粒子在磁场中运动的周期为
与半径大小无关，故B错误；
C．回旋加速器高频交变电源的电压的周期和质子在磁场中的运动周期一样。质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则有
所以最大速度不超过，最大动能
可见最大动能与加速加压无关，故C错误；
D．最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有
解得
故B增大时，a、b两表面间的电压U增大，故D错误。
故选A。
7. 如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，重力加速度为g，则圆环克服摩擦力做的功不可能为（ ）
A. 0B.
C. D.
【答案】C
【解析】A．圆环克服摩擦力做的功，在数量上等于圆环的动能变化量，当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小恰好等于圆环的重力，则圆环将不受摩擦力的作用，圆环克服摩擦力做的功为零，故A正确，不符合题意；
B．当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小小于圆环的重力，则圆环在摩擦力作用下做减速运动，最终完全停止，处于平衡状态，此过程中损失的动能为，即圆环克服摩擦力做的功为，故B正确，不符合题意；
CD．当圆环以初速度v0向右运动时，洛仑兹力的大小大于圆环的重力，则圆环在摩擦力作用下做减速运动，当速度减小到某一值时，洛仑兹力与重力等大反向，则圆环将保持此时的速度匀速运动下去，设此时的速度为v，则
圆环克服摩擦力做的功为
解得
故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8. 如图所示，等边三角形AOB为透明柱状介质的横截面。一束单色光PQ平行于角平分线OM射向OA，在界面OA发生折射，折射光线平行于OB且恰好射到M点（不考虑反射光线）。则（ ）
A. 透明柱状介质对单色光PQ的折射率为
B. 增大入射光PQ的频率，光在该介质中的传播速度不变
C. 保持入射点Q不变，减小入射角，一直有光线从AMB面射出
D. 保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，出射点将在M点下方
【答案】AD
【解析】A．作出光路图如图所示
由几何知识可知，入射角为
i=60°
折射角为
r=30°
根据折射定律得
A正确；
B．增大入射光PQ的频率，光的折射率增大，由
知光在该介质中的传播速度减小，B错误．
C．保持入射点Q不变，减小入射角度，折射角随之减小，则折射光线射到AMB面上的入射角增大，当该入射角大于等于临界角时，将发生全反射，光线就不能射出AMB面．C错误；
D．保持入射光PQ的方向不变，增大入射光的频率，光的折射率增大，由
知折射角减小，出射点将在M点下方，D正确。
故选AD。
9. 一列简谐横波的波形图如图甲所示，实线和虚线分别为时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（ ）
A. 该列简谐横波沿轴正方向传播
B. 该列简谐横波的波速大小为
C. 质点P从0时刻到时刻经过的路程可能为50cm
D. 质点P的振动方程为
【答案】AB
【解析】A．根据图乙，0时刻质点Q沿y轴正方向振动，利用同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．根据图甲可知波长为
根据图乙可知周期为T=2s
则传播速度为
故B正确；
C．根据图像，从实线时刻到虚线时刻经过的时间为
处于平衡位置质点从0时刻到t2时刻经过的路程
当n=1时，可得
由于质点P不在平衡位置，从0时刻到t2时刻经过的路程不可能为50cm，故C错误；
D．质点Q的振动方程为
质点P与质点Q相位差恒定，为
故质点P的振动方程为
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，一电子从y轴上的P点以大小为2v0、方向与y轴成θ = 60°的速度沿坐标系xOy平面射入第二象限，第二象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小的圆形有界匀强磁场，电子经磁场偏转后通过x轴时，与y轴负方向的夹角为30°。已知电子的电荷量为−e，质量为m，不考虑电子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 圆形磁场的最小半径可能为
B. 圆形磁场的最小半径可能为
C. 电子在圆形磁场中的运动时间可能为
D. 电子在圆形磁场中的运动时间可能为
【答案】ABD
【解析】AB．设电子在磁场中运动的半径为r，由
解得
电子与y轴负方向的夹角为30°可能有两种情况，其运动轨迹图如图所示
设两种情况下圆形磁场的最小半径分别为R1和R2，由几何知识可得
故AB正确；
CD．两种情况下电子在圆形磁场中的运动时间分别为
故C错误，D正确。
故选ABD。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。）
11. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离______mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离，已知（为相邻两亮条纹间的距离），则该激光的波长______m。如果用绿色激光重新实验，相邻亮纹间距会_____填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】65.0 变小
【解析】[1]刻度尺的最小刻度值为1mm，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离为65.0mm。
[2]由图乙可知
由题题有
可得
[3]如果用绿色激光重新实验，由于绿色激光的波长较小，由可知，d、L不变，则相邻亮纹间距会变小。
12. 某学校研学时，组织同学们爬山，到达山顶后，小强想起“用单摆测重力加速度”的实验，便想知道所在山顶的重力加速度大小，他在包里找到可供选择的摆线有：
长细线 长的细线 长的粗线 长的橡皮绳
（1）摆线应选用___________（填标号）。
（2）单摆做简谐振动时，回复力是由摆球所受________（填“重力”或“拉力”）沿轨迹切线方向的分力提供。实验时，测出摆长为l，摆动的周期为T，则重力加速度大小的表达式为g=________（用题中所测物理量的字母表示）。
【答案】（1）B （2）重力
【解析】（1）摆线应选用细而不易伸长的线，且长度要适当长一些。故选B。
（2）[1]单摆做简谐振动时，回复力是由摆球所受重力沿切线方向的分力提供。
[2]根据公式
得到
13. 如图所示为半圆柱体玻璃砖的横截面，O为圆心，MN为水平直径。一细束光a沿半径方向从A点射入半圆柱体后，恰好在O点发生全反射。同种频率的细束光b平行于光束a从B点射入半圆柱体。已知半圆柱形玻璃砖的半径为R，折射率为，BO与MN所成的夹角为，光在真空中传播的速度为c。求：
（1）画出b光束的光路图（不考虑MN界面反射）；
（2）a、b两束光在玻璃砖中传播的时间差。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）光束a在O点恰好发生全反射
由
①
解得
所以b光束与OB成时，设b光束的折射角为θ，由
②
解得
所以光束b垂直于MN射出。b光束的光路图如图所示
（2）光在玻璃砖的传播速度为
③
a光束的传播时间为
④
光束b在玻璃砖的传播时间为
⑤
所以
⑥
14. 如图所示，t=0时，位于原点O处的波源，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期T=0.2s、振幅A=4cm的简谐振动。该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，当平衡位置坐标为（9m，0）的质点P刚开始振动时，波源刚好位于波谷。
（1）质点P在开始振动后的Δt =1.05s内通过的路程是多少？
（2）该简谐波的最大波速是多少？
（3）若该简谐波的波速为v=12m/s，质点Q的平衡位置坐标为（12m，0）（图中未画出）。请写出以t=1.05s时刻为新的计时起点的质点Q的振动方程。
【答案】（1）84cm；（2）60m/s；（3）
【解析】（1）由于质点P从平衡位置开始振动，且
故在内质点P通过的路程为
（2）设该简谐波的波速为v，两质点O、P间的距离为，由题意可得
（，，）
所以
（，，）
当时，该简谐波的波速最大，为
（3）若该简谐波的波速为v=12m/s，简谐波从波源传到（12m，0）点所用时间为
再经过
质点Q位于波峰位置，则以此时刻为计时起点，质点Q的振动方程为
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅱ象限内有沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场。现从y轴上的A点沿x轴负方向发射一初速度为的带正电粒子，经电场偏转后与x轴负方向成夹角进入磁场区域，粒子刚好能打在与y轴垂直的足够大荧光屏P上。已知荧光屏P到x轴的距离为，A点到坐标原点O的距离为d，不计粒子重力。求：
（1）进入磁场时的入射点到坐标原点O的距离；
（2）电场强度E与磁感应强度B的比值；
（3）若改变初速度的大小，让粒子从y轴上M点（图中未画出）沿x轴负方向射出，现要求粒子仍能以与x轴负方向成夹角进入磁场，且进入磁场后垂直打在荧光屏P上，此时M点到坐标原点O的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设粒子在电场中运动时，沿轴负方向获得的分速度为，则由速度合成规律可得
设粒子在电场中的运动时间为，则有
解得
（2）由
可解得粒子在电场中的运动时间为
又由
可解得
粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图1所示。
图1
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则有
解得
设粒子进入磁场时的速度大小为，则有
由牛顿第二定律可得
解得
故有
（3）设粒子以初速度从轴上的点射入电场，由于粒子进入磁场时的角度不变，故粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为
粒子在磁场中的运动情况如图2所示。
图2
由几何关系可知，此时粒子在磁场中做圆周运动的半径为
粒子在电场中沿轴负方向运动时，有
又因
由牛顿第二定律可知
以上各式联立可解得