2021-2022学年江苏省镇江一中高二（上）期末物理试卷（含答案解析）

这是一份2021-2022学年江苏省镇江一中高二（上）期末物理试卷（含答案解析），共15页。试卷主要包含了5N，方向指向x轴的正方向，【答案】B，【答案】A，【答案】C，【答案】D等内容，欢迎下载使用。
2021-2022学年江苏省镇江一中高二（上）期末物理试卷     下列说法正确的是(    )A. 在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关
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. 光的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    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
     劲度系数为的弹簧振子，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，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. 在内振子通过的路程为，位移为0    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、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    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、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B. 为减少测量误差，、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
D. 若、的连线与法线夹角较大时，有可能在面发生全反射
 
     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在棱镜中的传播速度最大    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、重力不计的粒子以分别从图示三个方向开始运动，则(    )
A. 只要大小合适，可以沿ac方向做直线运动
B. 只要大小合适，可以沿dc方向做直线运动
C. 只要大小合适，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    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    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，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，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. 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。

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
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。
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，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。
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。在“用单摆测定重力加速度”的实验中
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
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。

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”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。在时刻波刚好传到A点，此时波形图如图所示，在时刻A质点刚好第1次出现波峰，求：
这列波的周期和传播速度大小；
从时刻开始计时，B点第2次出现波峰的时刻和这段时间内B点的路程。
 如图，三棱镜的横截面为直角三角形ABC，，，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，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：
三棱镜的折射率；
光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间．如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计。导体棒ab垂直导轨放置，质量，电阻，与导轨接触良好。电源电动势，内阻，电阻。外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于ab，与导轨平面成。ab与导轨间动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计其余摩擦，ab处于静止状态。重力加速度。已知，。求：
受到的安培力大小；
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。
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。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、带电量为的带电粒子从P点以某一速度斜向上射出，方向与轴成角，经过磁场区域后恰好运动到Q点，不计粒子的重力。
带电粒子在磁场中做圆运动的半径R；
求磁场左右边界距离d；
从P点射出方向不变，若速率在到范围内的粒子均能通过右边界运动到x轴上。求粒子运动到轴上的范围。

答案和解析 1.【答案】B 【解析】【分析】
根据单摆的周期公式分析；根据多普勒效应的特点判断；光的偏振现象说明光是横波；振动加强区域的点振幅变大。
该题考查了单摆的周期、多普勒效应、偏振以及波的干涉等现象，都是一些记忆性的知识点，比较简单，在平时的学习中多加积累即可。
【解答】
A、根据单摆的周期公式，可知在摆角很小时，单摆的周期与振幅无关，故A错误；
B、根据多普勒效应可知，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，故B正确；
C、光的偏振现象说明光是一种横波，故C错误；
D、两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点的振幅增大，但不是始终在最大位移处，故D错误。
故选：B。  2.【答案】A 【解析】解：A摆摆动，其余各摆也摆动起来，它们均做受迫振动，则它们的振动频率均等于A摆的摆动频率，振动周期都等于A摆的振动周期；
由于A、E摆长相同，所以这两个摆的固有频率相同，则E摆出现共振现象，振幅最大；
故A正确，BCD错误；
故选：A。
5个单摆中，由A摆摆动从而带动其它4个单摆做受迫振动，则受迫振动的频率等于A摆摆动频率，当受迫振动的中固有频率等于受迫振动频率时，出现共振现象，振幅达到最大．
受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象．
 3.【答案】B 【解析】【分析】
弹簧振子的回复力是弹力，根据求得弹力；图象切线的斜率正负表示速度方向，振子一个周期内完成一次全振动，分析时间与周期的关系，确定内振动的次数．振子在一个周期内通过的路程是4A。
本题关键要掌握简谐运动的特征：分析弹簧的弹力，知道振动图象，通过分析位移即可分析振子的运动情况。
【解答】
A、由图可知A在t轴上方，位移，所以弹力，即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，故A错误；
B、由图可知过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故B正确；
C、由能量关系，在图中A点对应的时刻，解得：，故C错误；
D、由于时刻和时刻振子都在最大位移处，所以在内振子的位移为零，又由于振幅为，在内振子完成了两次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为，故D错误。
故选：B。  4.【答案】C 【解析】【分析】
本题考查是常见的光现象及其应用，可结合实验原理和实验现象加强记忆，能从图象中寻找有价值的信息．
【解答】
A.甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，故A错误；
B.乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上表面和样板玻璃的下表面反射后叠加的结果，故B错误；
C.丙图是双缝干涉原理图，若P到、的路程差是光的半波长的偶数倍，两列光波的波峰与波峰或波谷与波谷在P点相遇，振动加强，P处形成亮纹，故C正确；
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，出现水平干涉条纹，故D错误。  5.【答案】C 【解析】【分析】
根据实验原理和光路的可逆性逐个分析选项的正误。
本题主要考查了测量玻璃的折射率的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作和数据分析，结合光路的可逆性完成分析。
【解答】
A、根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖的的内表面发生全反射，即使、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故A错误；
B、为减少测量误差，入射角应适当大一些，则、的连线与法线的夹角应适当大些，故B错误；
C、为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故C正确；
D、由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故D错误。
故选：C。  6.【答案】A 【解析】解：ABC、由光路图可知，a光的偏折程度最大，则玻璃对a光的的折射率最大。结合折射率越大，频率越大，波长越短，可知a光的波长最短，频率最大，故A正确，BC错误；
D、根据公式可知玻璃对a光的折射率最大，a光在棱镜中的传播速度最小，故D错误。
故选：A。
根据光路图分析玻璃对三种光的折射率大小关系，结合折射率越大，频率越大，波长越短，分析频率和波长关系；根据公式分析三种光在棱镜中传播速度关系。
解决该题的关键是能根据光路图分析三种光的折射率大小关系，知道折射率与频率、波长的关系：折射率越大，频率越大，波长越短。
 7.【答案】C 【解析】解：A、不论大小如何，粒子开始时受到ca方向的电场力和垂直ca斜向上的洛伦兹力，即受到电场力与洛伦兹力不共线，则不可能平衡，因此不可能沿着ac方向做直线运动，故A错误；
B、对竖直向下射入的粒子，无论多大，粒子开始时受到斜向右上方的电场力和水平向左的洛伦兹力，则电场力与洛伦兹力不可能平衡，因此不可能沿着平行dc方向做直线运动，故B错误；
CD、若粒子沿db方向射入，则受斜向右上方的电场力和斜向左下方的洛伦兹力，两力方向相反，则只要大小合适，则有电场力与洛伦兹力相平衡，可以沿db方向做直线运动，且做匀速直线运动，故C正确，D错误。
故选：C。
粒子受到洛伦兹力与电场力共同作用，若轨迹是直线运动，则一定是匀速直线运动，因速度影响洛伦兹力的大小；根据左手定则确定洛伦兹力的方向，并依据力与运动的关系，从而即可求解．
本题考查粒子受到的电场力与洛伦兹力作用时，若是直线运动，必定是匀速直线运动，注意速度的大小在影响着洛伦兹力的大小，这是解题的关键．
 8.【答案】D 【解析】解：A、根据左手定则判断，带负电粒子所受洛伦兹力方向向上，故A错误；
B、废液流速稳定后，粒子受力平衡，有
解得：
易知MN两点电压与液体流速有关。故B错误；
CD、废液的流量为
解得
易知流量与管道直径有关，只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量。故D正确。
故选：D。
根据左手定则分析出带负电粒子所受的洛伦兹力方向；
根据电场力和洛伦兹力的等量关系列式分析出电压以及流量的表达式并做出分析。
 9.【答案】D 【解析】解：A、为使D形盒内的带电粒子不受外电场的影响，D形盒应用金属材料制成，以实现静电屏蔽，故A错误；
B、为使回旋加速器正常工作，高频电源的频率应与带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率相等，由和，得氚核的质量，故B错误；
C、由，得，可见氚核从P处射出时的最大速度与电源的电压大小无关，故C错误；
D、根据周期公式和，得，又，得，D正确。
故选：D。
为实现静电屏蔽，D形盒应用金属材料制成；由带电粒子在磁场中运动的周期公式和频率与周期的关系求解氚核的质量；由半径的计算公式分析最大速度是否与电压有关；根据周期公式推导频率关系。
考查回旋加速器的知识，要掌握带电粒子在磁场中运动规律和在加速电场中的运动情况，注意加速度的最大速度与加速电压无关，而加速的回转频率与粒子的比荷有关，是解题的关键。
 10.【答案】C 【解析】解：粒子两种情况下的运动轨迹如图所示红色为从A点入射，黑色为从P点入射：
根据题意可知，从A点入射的粒子在磁场中的偏向角为，则粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为：，根据几何知识可知，粒子做圆周运动的半径为：。
保持速度的大小和方向不变，从P点入射时，做匀速圆周运动的半径不变，由磁聚焦的原理，负粒子一定从D点射出场区，由几何关系可知，，偏向角。所以时间，故ABD错误，C正确。
故选：C。
作出运动轨迹，而粒子的速度偏向角等于轨迹对应的圆心角，根据几何知识求解粒子做圆周运动的半径；洛伦兹力提供向心力求解粒子做圆周运动的速度；由运动学公式求得周期，根据求解粒子在磁场中运动的时间。
解决该题需要明确知道粒子做圆周运动时，其速度的偏向角等于轨迹对应的圆心角，能根据几何知识求解圆周运动的半径，熟记半径以及周期公式。
 11.【答案】；；；凸透镜。 【解析】解：、透镜出来的是平行光，将透镜向单缝靠近对实验结果没有影响，故A错误；
B、根据双缝干涉条纹间距公式可知，使用间距d更大的双缝，会使条纹间距变小，则相应位置的条数增多，故B正确；
C、根据双缝干涉条纹间距公式可知，将单缝向靠近双缝方向移动，不影响干涉条纹间距，从目镜中观察到的条纹数量不变，故C错误；
D、将毛玻璃向远离双缝的方向移动，则L增大，由双缝干涉条纹间距公式可知，条纹间距变大，则相应位置的条数减少，故D错误。
故选：B。
由图示游标卡尺可知，游标卡尺的精度是，游标卡尺读数为：
由题意可知，相邻亮条纹的间距为，
根据双缝干涉条纹间距公式得：，解得：
小明在目镜中观察，小强必须前后微调凸透镜才能看到清晰的干涉条纹。
故答案为：；；；凸透镜。
根据双缝干涉条纹间距公式分析答题。
游标卡尺主尺读数与游标尺读数的和是游标卡尺读数。
求出相邻亮条纹间距，然后根据双缝干涉条纹间距公式分析求解。
根据产生干涉条纹的条件可以知道必须调节单缝与双缝相互平行，必须认真前后微调凸透镜才能看到清晰的干涉条纹。
要掌握常用器材的使用方法与读数方法；理解实验原理是解题的前提，根据实验注意事项应用双缝干涉条纹间距公式即可解题。
 12.【答案】；；准确 【解析】解：摆角不应该超过，故A错误；
B、摆线必须要选择非弹性绳，否则摆动过程中摆长会发生变化，不便于测量摆长，故B错误；
C、摆球应选择密度较大的实心金属小球，此类小球受到的空气阻力对实验的影响较小，故C正确；
D、用停表测量周期时，应从摆球摆至最低点时开始计时，故D错误。
故选：C。
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
根据单摆周期公式
可得
结合图象斜率可得
可得
则该同学得到的实验结果将准确的。
故答案为：；；准确
根据实验原理掌握正确的实验操作；
熟悉停表的读数规则，结合图片得出对应的示数；
根据单摆的周期公式结合图像分析出实验结论是否存在误差。
本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟悉停表的读数规则，结合单摆的周期公式完成分析。
 13.【答案】解：质点开始振的方向沿y轴负方向，故A质点第1次出现波峰经历的时间：
解得
由图可得，所以
间的距离为
B点第二次出现波峰的时刻为
代入数据解得：
B点走过的路程为
答：这列波的周期和传播速度大小分别为、；
从时刻开始计时，B点第2次出现波峰的时刻为，这段时间内B点的路程为。 【解析】点的起振方向沿y轴负方向，根据在时刻A质点刚好第1次出现波峰，求出波的周期，结合波长求出波速的大小；
根据波的传播原理求出质点B点第2次出现波峰的时间，根据时间与周期的关系求质点B的路程。
本题中知道质点的振动方向与波的传播方向的关系，要知道介质中各个质点的起振方向相同，能正确分析波的形成过程。第2问也可以运用波形的平移法求解。
 14.【答案】解：光线到达AC边的O点，入射角为i，折射角为

由题意可得：

所以
可得三棱镜的折射率
光线反射到AB边的M点，入射角为
因为，得，所以光线在M点发生全反射，不会射出三棱镜．
 
  
  
光在三棱镜中传播速度为：
光从P从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间为：
联立解得：
答：三棱镜的折射率是；
光从P点射入到第二次射出三棱镜经过的时间是 【解析】光线射到AC边上的O点，由折射定律和几何关系求三棱镜的折射率．
光线反射到AB边上，由几何关系求出入射角，与临界角比较，能发生全反射．再反射从BC边射出．由求出光在棱镜中传播的速度，由几何关系求出传播的距离，再求传播时间．
本题考查了折射定律的基本运用，关键要正确作出光路图，掌握全反射的条件，运用折射定律和几何关系进行求解．
 15.【答案】解：根据闭合电路欧姆定律，可得
由安培力表达式，有
对ab棒受力分析，如图

棒ab刚好要运动，有，
又
联立解得
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。
答：受到的安培力大小为；
如果电阻R的值可以调节，则当R阻值为时棒ab刚好要运动。 【解析】根据闭合电路欧姆定律求得回路中电流，根据求得受到的安培力；
对导体棒受力分析，求得导体棒刚好运动时受到的安培力大小，结合欧姆定律求得电阻。
解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力
 16.【答案】解：粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力：
联立解得：

根据几何关系可知磁场左右边界距离
从P点射出方向不变，速率在到范围内的粒子均能通过右边界运动到x轴上。则根据：
可得


粒子运动到轴上的范围
答：带电粒子在磁场中做圆运动的半径为；
求磁场左右边界距离为；
粒子运动到轴上的范围为。 【解析】粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，列式解得半径；
根据题意作出粒子运动轨迹图，根据几何关系解得；
根据半径公式结合题意可解得。
本题考查带电粒子在磁场中的运动，要求同学们能画出粒子运动的轨迹，结合几何关系求解，知道半径公式及周期公式，难度较大。