2021-2022学年江苏省镇江第一中学高二上学期期末考试物理试题（Word版）

江苏省镇江第一中学2021-2022学年高二上学期期末考试

物理试题

一、单项选择题，每题4分共40分。

1. 下列说法正确是（　　）

A. 在摆角很小时，单摆周期与振幅有关

B. 当火车鸣笛匀速靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大

C. 光偏振现象说明光是一种纵波

D. 两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点始终在最大位移处

2. 如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中 A，E 摆长相 等；先让 A 摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则(  )

A. 其它各摆摆动周期跟 A 摆相同

B. 其它各摆振动振幅大小相同

C. 其它各摆振动振幅大小不相同，E 摆振幅最小

D. 其它各摆振动周期大小不同，D 摆周期最大

3. 劲度系数为20N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（　　）

A. 振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的正方向

B. 振子的速度方向指向x轴的正方向

C. 振子的速度是最大速度的一半

D. 在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0

4. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　）

A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”

B. 乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果

C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹

D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹

5. 如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是（　　）

A. 若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像

B. 为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些

C. 为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些

D. 若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时，有可能在bb′面发生全反射

6. 如图所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光射在竖直放置的光屏上，比较其中的a、b、c三种色光，下列说法正确的是（　　）

A. 玻璃对a光的折射率最大

B. a光的波长最长

C. c光的频率最大

D. a在棱镜中传播速度最大

7. 如图所示，两个折成直角的金属薄板围成足够大的正方形abcd，加上电压，忽略边缘及转角处对电场分布的影响，正方形内部处处可视为方向由a指向c的匀强电场（图中未画出），同时在内部加方向垂直纸面向里的匀强磁场。现在有一个带负电、重力不计的粒子以v0（v0≠0）分别从图示三个方向开始运动，则（　　）

A. 只要v0大小合适，可以沿ac方向做直线运动

B. 只要v0大小合适，可以沿dc方向做直线运动

C. 只要v0大小合适，可以沿db方向做直线运动

D. 只能沿db方向做加速直线运动

8. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下

B. MN两点电压与液体流速无关

C. 污水流量计的流量与管道直径无关

D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量

9. 某回旋加速器的示意图如图，两个半径均为R的D形盒置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，并与高频电源两极相连。现对氚核（）加速，所需的高频电源的频率为f。已知元电荷为e、下列说法正确的是（　　）

A. D形盒可以用玻璃制成

B. 氚核的质量为

C. 高频电源的电压越大，氚核从P处射出的速度越大

D. 若对氦核（）加速，则高频电源的频率应调为f

10. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AC是圆O的水平直径，P是圆周上的一点，P点离AC的距离为R，一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定的速度从A点沿AC方向射入，粒子在磁场中运动的偏向角为90°，保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从P点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（　　）

A.  B.  C.  D.

二、实验题（每空2分，共14分）

11. 同学们利用如图所示的装置来测量某种单色光的波长。接通电源，规范操作后，在目镜中观察到清晰的干涉条纹。

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹数量，该同学可（      ）

A．将透镜向单缝靠近                B．使用间距更大的双缝

C．将单缝向靠近双缝方向移动        D．将毛玻璃向远离双缝的方向移动

（2）测量中，分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时，游标卡尺的游尺位置如图所示，则读数为___________cm。

（3）该同学已测出图中装置中双缝、毛玻璃之间的距离为L，又测出她记录的第1条亮条纹中心到第6条亮条纹中心的距离为△x，若双缝间距为d，则计算该单色光波长的表达式为___________（用题中所给字母表示）。

（4）小明和小强两人在实验时不小心碰到了实验装置，导致在目镜中看到的条纹模糊不清，为了在目镜中再次看到清晰的条纹，因仪器装置较长，一人无法完成操作，两人开始分工，小明在目镜中观察，小强必须前后微调___________（填写图中所给的仪器名称）才能看到清晰的干涉条纹。

12. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）以下关于本实验的措施中正确的是___________。

A．摆角应尽量大些

B．摆线可以选择弹性绳

C．摆球应选择密度较大的实心金属小球

D．用停表测量周期时，应从摆球摆至最高点时开始计时

（2）用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图所示，停表读数为___________s。

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（3）该同学按正确的操作进行测量摆长，但改变摆长测得6组L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，请你判断该同学得到的实验结果将___________。（填“偏大”“偏小”或“准确”）

三、计算题（四题共46分，12分+10分+8分+16分），要有详细的解题步骤。

13. 有一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于原点O，A、B分别是x轴上坐标为5m和9m的两个质点。在t=0时刻波刚好传到A点，此时波形图如图所示，在t1=0.3s时刻A质点刚好第1次出现波峰，求：

（1）这列波的周期和传播速度大小；

（2）从t=0时刻开始计时，B点第2次出现波峰的时刻和这段时间内B点的路程。

14. 如图，三棱镜的横截面为直角三角形 ABC， ∠A=30°， ∠B=60°， BC 边长度为 L，一束垂直于 AB 边的光线自 AB 边的 P 点射入三棱镜， AP 长度 d＜L，光线在 AC 边同时发生反射和折射，反射光线和折射光线恰好相互垂直，已知光在真空中的速度为 c．求：

（1）三棱镜的折射率；

（2）光从 P 点射入到第二次射出三棱镜经过的时间．

15. 如图所示，水平导轨间距为L=0.5m，导轨电阻忽略不计。导体棒ab垂直导轨放置，质量m=1kg，电阻R0=0.9Ω，与导轨接触良好。电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω。外加匀强磁场的磁感应强度B=5T，方向垂直于ab，与导轨平面成α=53°。ab与导轨间动摩擦因数为μ=0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），不计其余摩擦。重力加速度g=10m/s2，ab处于静止状态。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

（1）ab受到的安培力大小；

（2）如果电阻R的值可以调节，则当R阻值为多少时棒ab刚好要运动。

16. 某装置需要利用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示。y>0内存在一个有界匀强磁场区域，左右边界对称且平行于y轴，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。在x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，距离为2a。有一质量为m、带电量为+q的带电粒子从P点以某一速度v=斜向上射出，方向与+x轴成θ=30°角，经过磁场区域后恰好运动到Q点，不计粒子的重力。

（1）带电粒子在磁场中做圆运动的半径R；

（2）求磁场左右边界距离d；

（3）从P点射出方向不变，若速率在（v-△v）到（v+△v）范围内粒子均能通过右边界运动到x轴上。求粒子运动到+x轴上的最大范围。

参考答案

1-5 BABCC  6-10 ACDDC

11.【答案】    ①. B    ②.     ③.     ④. 凸透镜

12.【答案】    ①. C    ②. 100.2    ③. 准确

13.【答案】（1）0.4s，10m/s；（2）t=1.1s，70cm

【详解】（1）A质点开始振动的方向沿y轴负方向，故第一次出现波峰经历的时间

解得

由图可得

所以

（2）B点第二次出现波峰的时刻为

B走过的路程为

14.【答案】（1）（2）

【详解】(1)光线到达AC边的O点，入射角为i，折射角为r.

由题意可得：i+r=90∘

i=30∘

所以r=60∘

可得三棱镜的折射率n=

(2)光线反射到AB边的M点，入射角为i′=60∘

因为sini′=>=sinC，得i′>C，所以光线在M点发生全反射，不会射出三棱镜．

PQ=dtan30∘=

QM=2PQ

MN=(−2d)cos30∘=(L−d)

光在三棱镜中传播速度为：v=c/n

光从P从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间为：t=（PQ+QM+MN）/v

联立解得：t=

答：(1)三棱镜的折射率是；

(2)光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间是.

15.【答案】(1)；(2)

【详解】(1)根据闭合电路欧姆定律，可得

由安培力表达式，有

(2)对ab棒受力分析，如图

棒ab刚好要运动，有

又

联立，可得

由安培力表达式与闭合电路欧姆定律可得

解得

当R阻值为时棒ab刚好要运动。

16.【答案】（1）；（2）；（3）[]

【详解】（1）粒子在磁场中运动时

解得

（2）磁场左右边界距离

（3）从P点射出方向不变，速率在（v-△v）到（v+△v）范围内的粒子均能通过右边界运动到x轴上。则根据

可得

令，从P点射出方向不变，若速率在（v-△v）到（v+△v）范围内的粒子均能通过右边界运动到x轴上，需要满足

，

解得

越大，速率为（v-△v）的粒子打到+x轴上的位置离磁场右边界越近，速率为（v+△v）的粒子打到+x轴上的位置离磁场右边界约远，则速率在（v-△v）到（v+△v）范围内的粒子打到+x轴上的范围越大。

当时，速率在的粒子恰好能离开磁场，打在+x轴处(0.25a，0），及磁场右边界与x轴的交接处。而其轨迹半径为

离开磁场右边界时，与磁场右边界的夹角为，则

则

，

粒子打在+x轴时离磁场右边界的距离为

解得

则打在+x轴上的最大范围为(,，即（，）