1、20202021学年第一学期第二次阶段性考试（D卷）人教版高二物理试题D第I卷（40分）一、单项选择題:本题共有8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的4个选项中，只有一个选项符合题目的要求。1. 下列说法正确是（）A. 一束色光从空气进入水中，波长将变短，色光的颜色也将发生变化B. 肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象C. 光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率小D. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要浅【答案】B【解析】【分析】【详解】A光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不变，即光的颜色不发生变化。故A错误；B肥皂膜在阳光的照射下呈现彩色是光的干涉现象
2、，选项B正确；C光纤通信利用了全反射的原理，故内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故C错误；D在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深，即看到的要浅，故D错误；故选B。2. 下列关于简谐振动和简谐波的说法正确的是（）A. 弹簧振子的周期与振幅有关B. 横波在介质中的传播速度由波源决定C. 在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D. 介质中某一点的振动频率就是这列简谐波的频率【答案】D【解析】【分析】【详解】A弹簧振子的周期与振幅无关，而与振动的质量及弹簧的劲度系数有关，故A错误；B横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，固体比气体传播速度快，故B错误；C对于机械波
3、，某个质点的振动速度与波的传播速度不同，横波两者垂直，纵波两者平行，故C错误；D介质中某一点做受迫振动其振动频率就是这列简谐波的频率，故D正确。故选D。3. 光滑水平桌面上有相距不远的P、Q两个小球，它们的形状完全相同，P的质量是Q的3倍；它们都带正电，P的电量是Q的2倍，在彼此间库仑力的作用下，P、Q由静止开始运动，P和Q的动量大小之比为（ ）A. 1：1B. 2：1C. 3：1D. 6：1【答案】A【解析】把P、Q作为系统考虑它们之间的库仑力是内力，故系统动量守恒，由于P、Q由静止开始运动，所以初状态系统内的总动量为零，所以在运动过程中P和Q 的动量要时刻保持大小相等，方向相反，这样才符合
4、动量守恒定律，即P、Q的动量大小之比为1:1，故A正确综上所述本题答案是：A点睛：本题考查动量守恒定律的应用，要注意明确撤去拉力后的动量大小始终为零，同时在列式时一定要注意动量的矢量性4. 夏天的河上，有几名熟悉水性的青年将绳子挂在桥下荡秋千，绳子来回荡几次后跳入河中，现把秋千看成单摆模型，图为小明在荡秋千时的振动图像，已知小王的体重比小明的大，则下列说法正确的是（）A. 小王荡秋千时，其周期大于6.28sB. 图中a点对应荡秋千时的最高点，此时回复力为零C. 小明荡到图中对应的b点时，动能最小D. 该秋千的绳子长度约为10m【答案】D【解析】【分析】【详解】A小王荡秋千时，根据可知做单摆运动
5、的物体的周期与质量无关，其周期等于6.28s，故A错误；B图中a点对应荡秋千时的最高点，此时回复力最大，故B错误；C小明荡到图中对应的b点时，b点为平衡位置，速度最大，动能最大，故C错误；D根据计算得l10m，故D正确。5. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述正确的是（）A. M带负电，N带正电B. M的速率小于N的速率C. 洛伦兹力对M做正功，对N做负功D. M的运行时间大于N的运行时间【答案】A【解析】【分析】【详解】A由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，故A错误；B带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力
6、提供向心力得由图可知N的半径小于M的半径，所以M的速率大于N的速率，故B错误；C洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故C错误；D粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D错误。故选A。6. 如图所示，用频率为 v的单色光垂直照射双缝，在光屏上的P点出现第3级暗条纹已知光速为c ，则P点到双缝的距离之差r2r1 为A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】由双缝干涉中出现暗条纹，P点到双缝的距离之差r2r1满足半波长的奇数倍r2r1=（2n+1）（n=0、1、2、3、）因在光屏上的P点出
7、现第3级暗条纹所以n=2，得r2r1=（22+1）=故选D7. 蹦极是一项刺激的极限运动，如图，运动员将一端固定的弹性长绳绑在腰或踝关节处，从几十米高处跳下（忽略空气阻力）。在某次蹦极中质量为50kg的人在弹性绳绷紧后又经过2s人的速度减为零，假设弹性绳长为45m。若运动员从跳下到弹性绳绷紧前的过程称为过程，绳开始绷紧到运动员速度减为零的过程称为过程。（重力加速度g=10m/s2）下列说法正确的是（）A. 过程中绳对人平均作用力大小为750NB. 过程中运动员重力冲量与绳作用力的冲量大小相等C. 过程中运动员动量的改变量等于弹性绳的作用力的冲量D. 过程中运动员动量的改变量与重力的冲量相等【答
8、案】D【解析】【分析】【详解】A绳在刚绷紧时，人的速度为绷紧过程中，根据动量定理解得故A错误；BC绷紧过程中，根据动量定理故BC错误；D过程用动量定理过程中运动员动量改变量与重力的冲量相等，故D正确。故选D。8. 如图所示，间距为的水平导轨接有电源，导轨上固定有三根用同种材料制作的导体棒a、b、c，导体棒的横截面积均为，其中b最短，c弯成了直径与b等长的半圆，导体的电阻与其长度成正比，导轨电阻不计现将装置置于竖直向下的匀强磁场中，接通电源后，三根导体棒中均有电流通过，则它们所受安培力的大小关系为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】分析】【详解】设a、b两导体棒的长度分别为和，c导体棒
9、弯成半圆的直径为；由于导体棒都与匀强磁场垂直，则a、b两导体棒所受的安培力大小分别为，因则因则因则则故选B。二、多项选择题:本题共有4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目的要求，全部选对的4分，选对但选不全的得2分，有错选的得0分。9. 如图所示，质量为2m的物体A放在光滑水平面上，右端与一水平轻质弹簧相连，弹簧另一端固定在墙上，质量为m的物体B以速度v0向右运动，与A相碰后一起压缩弹簧，直至B与A分离的过程中，下列说法正确的是（）A. 在整个过程中，物体A、B和弹簧组成的系统机械能守恒B. 弹簧的最大弹性势能为C. 物体A对B做的功为D. 物体A对B的冲
10、量大小为【答案】BD【解析】【分析】【详解】AA和B发生完全非弹性碰撞有机械能的损失；而在弹簧被压缩的过程中，物体B、A和弹簧组成的系统机械能守恒，则全过程系统机械能不守恒，故A错误；BA和B发生完全非弹性碰撞有可得共同速度为则弹簧的最大弹性势能为故B正确；C根据动能定理有知物体A对B做的功即为物体B动能的变化量故C错误；D根据动量定理知物体A对B做的冲量即为物体B动量的变化量则物体A对B的冲量大小为，故D正确；故选BD。10. 一列简谐波沿x轴的正方向传播，在t = 0时的波形如图所示，已知这列波的P点至少再经过0.3s才能到达波峰处，则以下说法正确的是A. 这列波的周期是1.2sB. 这列
11、波的波速是10m/sC. 质点Q要经过0.7s才能第一次到达波逢处D. 质点Q到达波峰处时质点P也恰好到达波峰处【答案】BCD【解析】【分析】【详解】A由波沿x轴的正方向传播，可知p点振动方向向下，即至少再经过3T/4才能到达波峰处，3T/4=0.3s，得T=0.4s，选项A错误；B由图可知波长为4m=4/0.4=10m/s选项B正确；C波在传播的过程中，起始点均向下振动，传播到Q点的时间为t=4/10=0.4s，再经3T/4=0.3s，即0.7s，Q才能第一次到达波逢处，选项C正确；D质点Q经过T也恰好到达波峰处，选项D正确11. a、b两束平行激光垂直于表面射入截面为等腰直角三角形（截面如
12、图）的玻璃砖，其中b束激光在出射面上发生全反射，下列关于这两束激光的说法中正确的是（）A. a光在此玻璃砖内传播速度更大B. b光在此玻璃砖内传播速度更大C. 该玻璃砖对a光的折射率大于D. a光和b光分别通过杨氏双缝干涉装置的两个狭缝，不能产生干涉现象【答案】AD【解析】【分析】【详解】ABC根据题意可知a、b光在界面上的入射角相等且都等于，而b光发生了全反射，a光未发生全反射，所以a光的临界角大于b光的临界角，根据可知，a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，根据可知，则a光在此玻璃砖内传播速度更大，故A正确，BC错误；D由于两种光的频率不同，
13、所以这两种光不能发生明显的干涉现象，故D正确。故选AD。12. 质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是（）A. 该微粒一定带负电荷B. 微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C. 若微粒速度反向，也可以由A沿直线运动到O点D. 该磁场的磁感应强度大小为【答案】AD【解析】【分析】【详解】A若粒子带正电，电场力向左，洛伦兹力垂直于OA线斜向右下方，则电场力、洛伦兹力和重力不能平衡。所以粒子带负电，故A正确；B粒子如果做匀变速运动，重力和电场力不变
14、，而洛伦兹力随速度变化而变化，粒子不能沿直线运动，故B错误；C若微粒速度反向，微粒受竖直向下的重力，水平向右的电场力、垂直OA斜向下的洛伦兹力，微粒在此三力作用下不可能沿直线运动到O点，故C错误；D粒子受力如图由平衡条件得解得故D正确。故选AD。第卷（60分）三、非选择题:本题共6小题，共60分。13. 某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。回答下列问题:(1)现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图所示的光具座上组装成双缝干涉装置。将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、_、_、A；(
15、2)实验时，接通电源使光源正常发光:调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_；A.将单缝向双缝靠近B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动D.使用间距更小的双缝(3)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm。则所测单色光的波长为_nm（结果保留3位有效数字）。【答案】 (1). E (2). D (3). B (4). B (5). 630【解析】【分析】【详解】(1)123为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，即E、D、B；(
16、2)4A将单缝向双缝靠近，不影响条纹间距，故A错误；B将屏向靠近双缝的方向移动，即减小双缝到屏的距离，故B正确；C将屏向远离双缝的方向移动，即增大双缝到屏的距离，故C错误；D使用间距更小的双缝，即减小双缝间的距离，故D错误；(3)5根据题意单个条纹间距为所以单色光的波长为代入数据，解得14. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。(1)下列关于单摆实验的操作，正确的是_；A.摆球运动过程中摆角应大于30B.用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期C.摆球应选用泡沫小球D.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)该同学用游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图所示，读出小球直径d的值为_cm；(3
17、)用米尺测量悬线的长度，让小球在竖直面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，测出10次全振动的总时间t，改变摆线的长度再做几次实验，记下每次相应的和t。该同学利用计算机作出t2-图线如图所示根据图线拟合得到方程t2=404.0+3.5。由此可以得出当地的重力加速度g=_m/s2；（取2=9.86，结果保留3位有效数字）(4)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是_。A.不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时B.开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数C.不应作t2-l图线，而应作t-l图线D.不应作t2-l图线，而应作t2
18、-（）图线【答案】 (1). D (2). 1.52 (3). 9.76 (4). D【解析】【分析】【详解】(1)1A摆球运动过程中摆角应小于10，故A错误；B用秒表记录摆球n次全振动的时间，通过计算得周期，测量一次全振动的时间偶然误差较大，故B错误；C摆球应选用密度大的小铁球，以减少因空气阻力引起的误差，故C错误；D做简谐运动，要保证摆球在同一竖直平面内摆动，故D正确。故选D；(2)2小球直径d的值等于游标卡尺主尺加上副尺的示数d=15mm+0.2mm=15.2mm=1.52cm(3)3 根据计算得(4)4 不应作t2-l图线，而应作 图线，因为球半径的存在，故选D。15. 如图，金属导轨
19、M、N水平放置，平行地置于匀强磁场中，间距为L=0.1m，磁场的磁感强度大小为B=1T，方向与导轨平面夹角为=53。金属棒ab的质量为20g，与导轨垂直，且与导轨间的动摩擦因数为0.5。电源电动势为3V，定值电阻为R=1，其余部分电阻不计。则当电键K闭合的瞬间，棒ab的加速度为多大?（取g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6）【答案】2.5m/s2【解析】【分析】【详解】以导体棒为研究对象，分析受力，由平衡条件得FN=mg+BILcos由牛顿第二定律得BILsin-FN=ma由闭合电路欧姆定律得联立解得加速度为a=2.5m/s216. 一半径为R=10cm的半圆形玻璃砖放置在
20、竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，MN为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为h=6cm时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的传播速度为c=3108 m/s，则：(1)此玻璃的折射率为多少；(2)若h =5cm，求光在玻璃砖中传播的时间。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】设此光线的临界角为C。(1) 根据题意可知，当入射光线与O点的距离为h时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图根据几何知识得又解得(2)若h =5c
21、m，光在MN圆弧面上的入射角光在MN圆弧面上发生全反射，光路如图光在玻璃砖中传播的时间又解得17. 如图所示，abcd是一个边长为L的正方形，它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线。一带电粒子从ad边的中点O与ad边成=角且垂直于磁场方向射入，若该带电粒子所带电荷量为q、质量为m（重力不计），则该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少？若要带电粒子飞行时间最长，带电粒子的速度必须符合什么条件？【答案】；【解析】【分析】【详解】从题设的条件中，可知带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，它做匀速圆周运动，粒子带正电，由左手定则可知它将向ab方向偏转，带电粒子可能的轨道如下图所示（磁场方向没有画出），这
22、些轨道的圆心均在与v方向垂直的OM上带电粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB得运动的周期为由于带电粒子做匀速圆周运动的周期与半径和速率均没有关系，这说明了它在磁场中运动的时间仅与轨迹所对的圆心角大小有关，由图可以发现带电粒子从入射边进入，又从入射边飞出，其轨迹所对的圆心角最大，那么，带电粒子从ad边飞出的轨迹中，与ab相切的轨迹的半径也就是它所有可能轨迹半径中的临界半径r0，rr0，在磁场中运动时间是变化的，rr0，在磁场中运动的时间是相同的，也是在磁场中运动时间最长的，由上图可知，三角形O2EF和三角形O2OE均为等腰三角形，所以有OO2E=轨迹所对的圆心角为运动的时间由图还可以得
23、到得 得v带电粒子在磁场中飞行时间最长是；带电粒子的速度应符合条件v18. 如图，一个质子p和一个粒子分别从容器A下方的小孔S，无初速地飘入电势差为U的加速电场然后垂直进人磁感应强度为B的勻强磁场中，磁场方向垂直纸面向外，MN为磁场的边界已知质子的比荷为e/m，粒子的电荷量是质子的2倍，质量数是质子的4倍，求：（1）质子进入磁场时的速率v；（2）粒子在磁场中运动的时间t；（3）质子和粒子各自进出磁场的位置间距离之比【答案】（1） （2） （3）1： 【解析】（1）质子在电场中加速，根据动能定理 求得 （2）质子在磁场中做匀速圆周运动，根据 求得 （3）由以上式子可知 而d=2r 则 dHd = 1 点睛：本题要知道，带电粒子在电场中加速，通常用动能定理求解；带电粒子垂直于匀强磁场进入磁场时，做匀速圆周运动，此时洛伦兹力提供向心力
