2023-2024學(xué)年山東省青島市黃島區(qū)等3地高二上學(xué)期1月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE2山東青島市黃島區(qū)2023-2024學(xué)年高二第一學(xué)期期末考試物理試題一、單項選擇題1.圖，擋板M固定，擋板N可自由移動，將M、N兩板間空隙當(dāng)做一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現(xiàn)了圖示中的圖樣。實驗中觀測到P點水面沒有振動，為了使P點處能發(fā)生振動，可采用的辦法是（）A.增大波源的頻率 B.減小波源的周期C.將N板水平向左移動一些 D.將N板水平向上移動一些〖答案〗D〖解析〗P點的水沒有振動起來，說明在P點，波沒有明顯衍射過去，原因是M、N間的縫太寬或波長太小，因此若使P點的水振動起來，可采用N板上移減小小孔的間距；也可以增大水波的波長，由可知，減小振源的頻率或者增大波源的周期。故ABC錯誤；D正確。2.長度為L的水平板上方區(qū)域存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，從距水平板中心正上方的P點處以水平向右的速度釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，若電子能打在水平板上，速度應(yīng)滿足（）A. B.C. D.或〖答案〗C〖解析〗電子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得根據(jù)分析，當(dāng)半徑很小或者半徑很大時，電子均不能夠到達(dá)水平板上，兩個臨界點軌跡分別與水平板相切、軌跡恰好經(jīng)過水平板兩端點，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知，解得或則有3.一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖是某時刻的波形圖，已知此時質(zhì)點C沿y軸負(fù)方向運動，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點D的振幅為零B.這列波沿x軸正方向傳播C.質(zhì)點E將比質(zhì)點F先回到平衡位置D.質(zhì)點E與質(zhì)點G此時的加速度相同〖答案〗D〖解析〗A．由圖可知質(zhì)點D的振幅不為零。故A錯誤；B．根據(jù)“上下坡”法，可判斷此波沿x軸負(fù)方向傳播。故B錯誤；C．結(jié)合B選項分析由圖可知，質(zhì)點F處于負(fù)向最大位移處將向平衡位置振動，質(zhì)點E先向負(fù)向最大位移處振動然后再向平衡位置振動，所以質(zhì)點F先回到平衡位置。故C錯誤；D．由圖可知，此時質(zhì)點E與質(zhì)點G的位移相同，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點E與質(zhì)點G此時的加速度大小相等，方向相反。故D正確。故選D。4.如圖，一列簡諧橫波在某種介質(zhì)中沿x軸傳播，時波形圖如實線所示，時波形圖如虛線所示，已知波的傳播速度為，下列說法正確的是（）A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播B.質(zhì)點Q在內(nèi)向右平移C.質(zhì)點P從到內(nèi)的路程為D.頻率為的簡諧橫波遇到此波可發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)波速關(guān)系式有則在實線波形時刻到虛線波形時刻波傳播的距離通過平移規(guī)律可知，這列波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．機械波在傳播過程中，傳播的是振動形式與能量，質(zhì)點并變化隨波遷移，故B錯誤；C．根據(jù)解得由于則質(zhì)點P從到內(nèi)的路程為故C正確；D．該波的頻率可知，頻率為的簡諧橫波遇到此波不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。5.如圖，將一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光從上方入射后，從上往下可以看到干涉條紋。下列說法正確的是（）A.任意相鄰明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度相等B.在裝置中抽去一張紙后，觀察到干涉條紋變疏C.干涉條紋是由兩玻璃板上表面反射的光疊加產(chǎn)生的D.在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距〖答案〗B〖解析〗A．任意相鄰明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差相等，A錯誤；B．從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為，即光程差為空氣層厚度的2倍，當(dāng)光程差時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為，顯然抽去一張紙后空氣層的傾角變小，故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大。故干涉條紋條紋變疏，B正確；C．光線在空氣薄膜上下表面反射并發(fā)生干涉，形成干涉條紋，C錯誤；D．如圖所示設(shè)空氣膜頂角為，、為兩相鄰亮條紋對應(yīng)的膜厚度，則解得故在實驗裝置不變的情況下，藍(lán)光的波長比紅光的短，干涉條紋間距變小，D錯誤。6.如圖，水下光源從O點向水面上的A點發(fā)出a、b兩種單色光，觀察到a、b光均能從水面射出（出射光線未畫出），現(xiàn)使光源勻速上升，光線與豎直方向夾角逐漸增大，當(dāng)光源運動到B點時，此時在A點剛好只觀察到a光。已知：，下列說法正確的是（）A.水對b光的折射率為B.a光的頻率大于b光的頻率C.在水中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D.用同一臺雙縫干涉儀器做實驗，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距〖答案〗C〖解析〗A．當(dāng)時，在A點剛好只觀察到a光，即此時b光在A點發(fā)生全反射，由幾何關(guān)系可知，臨界角為，有解得故A項錯誤；B．由題意分析可知，b光臨界角比a光的臨界角小，根據(jù)可知，a光的折射率小，所以a光的頻率小于b光的頻率，故B項錯誤；C．由公式D．由波長與頻率的關(guān)系可知，其a光波長大于b光的波長，根據(jù)條紋間距公式可知，用同一臺雙縫干涉儀器做實驗，a光的相鄰亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距，故D項錯誤。7.如圖，空間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場下邊界和熒光屏之間的夾角為。上的P點處有一粒子源沿與垂直的方向以不同的速率持續(xù)向磁場發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為的粒子。已知P點到O點的距離為d，熒光屏上被打亮區(qū)域的長度為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)題意，若粒子的速率足夠大，粒子無限接近沿直線打到熒光屏的A點，如圖所示由幾何關(guān)系可得若粒子的速率較小，打到熒光屏上點為臨界點，如圖所示設(shè)粒子做圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系可得，解得則熒光屏上被打亮區(qū)域的長度為8.如圖，兩個阻值分別為和的定值電阻串聯(lián)接在電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，平行板電容器水平放置，板間距離為d，板間存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m的帶電小球以初速度v沿水平方向從下板左側(cè)邊緣進(jìn)入電容器，小球做勻速圓周運動且恰好從上板左側(cè)邊緣離開電容器，此過程中小球未與極板發(fā)生碰撞。已知重力加速度大小為g，空氣阻力不計，下列說法正確的是（）A.該小球帶正電B.小球所帶電荷量為C.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為D.如果將電容器上極板向下平移，電容器極板所帶的電量將減少〖答案〗C〖解析〗A．由于小球做勻速圓周運動且恰好從上板左側(cè)邊緣離開電容器，表明電場力與重力平衡，則電場力方向向上，與電場強度方向相反，則小球帶負(fù)電，故A錯誤；B．根據(jù)上述有根據(jù)歐姆定律有解得故B錯誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系有小球做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得故C正確；D．根據(jù)，解得可知，如果將電容器上極板向下平移，極板間距減小，則電容器極板所帶的電量將增大，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題9.自1929年勞倫斯提出回旋加速器的原理以來，已經(jīng)歷了整整一個世紀(jì)。如圖，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D型盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使帶電粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D型盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，下列說法正確的是（）A.帶電粒子從磁場中獲得能量B.加速電壓越大，粒子離開時的速度越大C.加速氘核和粒子所需的交流電頻率相同D.僅增大磁場的磁感應(yīng)強度可增大粒子離開時的最大速度〖答案〗CD〖解析〗A．洛倫茲力對帶電粒子不做功，則帶電粒子從電場中獲得能量，選項A錯誤；B．粒子從加速器中離開時滿足解得則粒子離開時的速度與加速電壓無關(guān)，選項B錯誤；C．所加交流電壓的頻率等于粒子在磁場中做圓周運動的頻率，即因氚核和粒子的比荷相同，可知加速氘核和粒子所需的交流電頻率相同，選項C正確；D．根據(jù)可知，僅增大磁場的磁感應(yīng)強度可增大粒子離開時的最大速度，選項D正確。10.如圖，一橫截面為正三角形的玻璃棱鏡，E點為邊中點，有一束單色光沿與邊成角方向射到邊的中點D，經(jīng)棱鏡折射后射到E點，下列說法正確的是（）A.棱鏡對光的折射率為B.棱鏡對光的折射率為C.該單色光束有可能在入射點D處發(fā)生全反射D.入射角不變，入射點D沿AB邊移動，不可能在BC邊所在平面發(fā)生全反射〖答案〗AD〖解析〗AB．由幾何關(guān)系可知，折射角為，所以折射率有故A正確，B錯誤；CD．光線第一次射到D點時，由空氣射入介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射；由幾何關(guān)系可知，該單色光在棱鏡內(nèi)射到BC邊時，單色光與法線的夾角為，設(shè)該單色光發(fā)生全反射的臨界角為C，有解得即，其在棱鏡內(nèi)不發(fā)生全反射；入射角不變，入射點D沿AB邊移動，棱鏡折射率不變，該單色光射到BC邊，單色光光與法線的夾角均為，由之前的分析可知入射角不變，入射點D沿AB邊移動，不可能在BC邊所在的平面發(fā)生全反射，故D項正確，C錯誤。11.如圖，一寬度為的絕緣導(dǎo)軌與水平面成角固定放置，導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度。將一根質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與外接電源相連，已知電流為時導(dǎo)體棒的處于靜止?fàn)顟B(tài)，棒與導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為，，下列說法正確的是（）A.此時導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌的支持力大小為B.若增大電流，導(dǎo)軌對金屬棒的支持力也增大C.此時導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力大小為，方向平行導(dǎo)軌向上D.若減小磁感應(yīng)強度，導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力先變小再變大〖答案〗ABC〖解析〗根據(jù)題意，對導(dǎo)體棒受力分析，由左手定則可知，安培力水平向右，大小為由于可知，此時導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力方向平行導(dǎo)軌向上，如圖所示AB．由平衡條件有若增大電流，變大，則導(dǎo)軌對金屬棒的支持力也增大，故AB正確；CD．由平衡條件有解得方向平行導(dǎo)軌向上，若減小磁感應(yīng)強度，減小，則增大，故C正確，D錯誤。12.下端附著重物粗細(xì)均勻的木棒，豎直懸浮在裝有鹽水的杯子里，將木棒豎直向上提起一段距離后釋放，木棒沿豎直方向做簡諧運動。以木棒所受浮力F為縱軸，木棒運動時間t為橫軸建立平面直角坐標(biāo)系，浮力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知鹽水密度為，木棒橫截面積為S，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.木棒做簡諧運動的回復(fù)力由鹽水對木棒的浮力提供B.內(nèi)木棒的加速度逐漸增大C.從過程中木棒的動量逐漸變大D.木棒在豎直方向做簡諧運動的振幅為〖答案〗BD〖解析〗A．對木棒進(jìn)行分析可知，木棒做簡諧運動的回復(fù)力由鹽水對木棒的浮力與木棒重力的合力提供，故A錯誤；B．0時刻，木棒所受浮力達(dá)到最大值，表明木棒向下運動到最低點，0.50s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最小值，表明木棒向上運動到最高點，根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，內(nèi)，木棒由平衡位置向下運動到最低點，相對平衡位置的位移逐漸增大，則木棒的加速度逐漸增大，故B正確；C．0.50s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最小值，表明木棒向上運動到最高點，1.00s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最大值，表明木棒向下運動到最低點，從過程中木棒由最高點運動到最低點，根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，木棒相對平衡位置的位移先減小后增大，則木棒的速度先增大后減小，即木棒的動量先增大后減小，故C錯誤；D．令木棒在平衡位置時，浸入水的深度為L，當(dāng)木棒在最低點時有當(dāng)木棒在最高點時有解得故D正確。故選BD。三、非選擇題13.某小組做“用單擺測量重力加速度”的實驗：（1）以下實驗過程中的做法，正確的有______；A.擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的B.測量擺長的方法是用刻度尺量出從懸點到擺球間的擺線長度C.讓擺線偏離豎直方向的角度盡可能大一些，以方便測量單擺的周期D.測量周期時，從小球經(jīng)過最低點時開始計時，記錄小球完成50次全振動所用的時間t（2）利用實驗數(shù)據(jù)做出圖像，可以求重力加速度g。已知實驗小組利用三次實驗數(shù)據(jù)做出的圖線的示意圖分別如下圖中a、b、c所示，其中b和c平行，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?。則相對于圖線b，下列分析正確的是______（選填選項前的字母）；A.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將擺線長當(dāng)作了擺長LB.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將49次全振動記為50次C.根據(jù)圖線c計算出的重力加速度數(shù)值等于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值D.根據(jù)圖線a計算出的重力加速度數(shù)值小于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值（3）實驗小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果實驗過程中沒有游標(biāo)卡尺，也可以通過實驗圖像求得小球直徑，根據(jù)實驗小組得到的圖像可求得小球的直徑是______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！即鸢浮剑?）AD或DA（2）ABC（3）0.50〖解析〗（1）[1]A．為了減小空氣阻力的影響，實驗中擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的，故A正確；B．測量擺長的方法是用刻度尺量出從懸點到擺球間的擺線長度在加上擺球的半徑，故B錯誤；C．為了使得單擺的運動能夠近似看為簡諧運動，實驗時，應(yīng)讓擺線偏離豎直方向的角度盡可能小一些，不超過，故C錯誤；D．測量周期時，為了方便確定計時位置，應(yīng)從小球經(jīng)過最低點時開始計時，為了減小測量誤差，應(yīng)記錄小球完成50次全振動所用的時間t，則周期為故D正確故選AD。（2）[2]根據(jù)單擺周期公式有解得圖線b對應(yīng)的函數(shù)式為則有此時圖像與圖線b平行，斜率相等，但圖像與縱軸截距為負(fù)值，可知，出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將擺線長當(dāng)作了擺長L，故A正確；B．若誤將49次全振動記為50次，則周期的測量值偏小，根據(jù)上述可解得可知，會導(dǎo)致重力加速度的測量值偏大，根據(jù)圖像可知，圖線a的斜率大于圖線b的斜率，結(jié)合上述可知，圖像的斜率可知，圖中圖線a對應(yīng)的重力加速度大于圖線b對應(yīng)的重力加速度，即出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將49次全振動記為50次，故B正確；CD．結(jié)合上述，根據(jù)圖像的斜率解得可知，圖線c計算出的重力加速度數(shù)值等于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值，根據(jù)圖線a計算出的重力加速度數(shù)值大于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值，故C正確，D錯誤。故選ABC。（3）[3]結(jié)合上述，若將擺線長當(dāng)作了擺長L，則對應(yīng)函數(shù)式為即根據(jù)圖線c可知解得14.如圖，在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，濾光片為綠色濾光片（只能透過綠光），接通電源使光源正常工作。（1）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖甲所示，則在這種情況下波長的測量值___________實際值（填“大于”“小于”或“等于”）；（2）已知雙縫間距離，雙縫到毛玻璃屏間的距離為，用測量頭測量條紋間的寬度：先將測量頭的分劃板中心刻線與第一條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)_________，然后同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)：_________。根據(jù)以上實驗，測得光的波長_________（保留兩位有效數(shù)字）；（3）在本實驗中，下列現(xiàn)象中能夠觀察到的有___________（填選項前的字母）。A．去掉濾光片后，目鏡中可觀察到彩色條紋B．換一個兩縫間距較小的雙縫，干涉條紋間距變窄C．將濾光片由綠色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬D．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬〖答案〗（1）大于（2）（3）AC或CA〖解析〗（1）[1]由甲圖可知，相鄰明條紋間距的測量值大于實際值，根據(jù)可知波長的測量值大于實際值。（2）[2]圖乙中讀數(shù)為[3]圖丙中讀數(shù)為[4]依題意，相鄰明條紋的間距為測得光的波長為代入數(shù)據(jù)，解得（3）[5]A．去掉濾光片后，目鏡中可觀察到的是復(fù)合光的干涉條紋，即彩色條紋。故A正確；B．根據(jù)可知換一個兩縫間距較小的雙縫，干涉條紋間距變寬。故B錯誤；C．同理，將濾光片由綠色的換成紅色的，入射光的波長變長，干涉條紋間距變寬。故C正確；D．同理，將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距不變。故D錯誤。故選AC。15.兩波源和的平衡位置分別在某介質(zhì)軸上和處，時刻兩波源同時開始振動，產(chǎn)生的兩列簡諧橫波沿和連線相向傳播，時兩列波的圖像如圖所示。質(zhì)點的平衡位置位于處，求（1）介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向以及兩列波的傳播速度；（2）從時刻起經(jīng)多長時間質(zhì)點的位移第一次為。〖答案〗（1）起振方向為y軸負(fù)向；4m/s；（2）5.5s〖解析〗（1）根據(jù)時刻的波形圖可知，波源在O點的波在介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向為y軸負(fù)向；波源在的波在介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向也為y軸負(fù)向；兩列波的傳播速度均為（2）當(dāng)兩列波的波峰第一次同時傳到M點時，質(zhì)點M的位移第一次為15cm，此時兩列波傳播的距離均為14m，則有可知從時刻起質(zhì)點的位移第一次為經(jīng)過的時間為16.如圖，空間存在一方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度的勻強磁場。將一帶電量、質(zhì)量的滑塊放在足夠長的絕緣粗糙小車右端。開始時小車靜止在光滑水平面上，一質(zhì)量的小球用長為的細(xì)繩懸掛在O點，將小球從與豎直方向成角由靜止釋放，小球到最低點時與小車相撞（碰撞時間極短），碰撞后小球恰好靜止。已知小車的質(zhì)量，，求：（1）小球與小車的碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能；（2）碰撞后小車的最終速度。〖答案〗（1）6.4J；（2）2.71m/s，方向水平向右〖解析〗（1）小球運動到最低點時，根據(jù)機械能守恒碰撞的過程中，小球和小車組成的系統(tǒng)滿足動量守恒系統(tǒng)損失的機械能為解得（2）當(dāng)小車向前運動時，滑塊受到向前的摩擦力，加速運動，小車受到向后的摩擦力做減速運動，同時滑塊由于受到向上的洛倫茲力，對小車的壓力減小，當(dāng)滑塊對小車的壓力減小到零時，滑塊速度達(dá)到最大，此時滑塊的最大速度為根據(jù)動量守恒解得小車的速度假設(shè)成立，因此最終小車的速度為方向水平向右。17.如圖，空氣中有一半徑為R，折射率為的玻璃半球，右方平行于玻璃半球平面放置一光屏，一束單色光垂直照射到玻璃半球平面上，經(jīng)半球折射后在光屏上形成一個圓形光斑。不考慮光的干涉和衍射，真空中光速為c。求：（1）光屏上的光斑最小時球心O到光屏的距離；（2）球心O到光屏的距離為時，光斑最邊緣的光從玻璃半球平面?zhèn)鞑サ焦馄恋臅r間。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）其平面圖如圖所示設(shè)光線入射到D點時恰好發(fā)生全反射由幾何關(guān)系有又有解得（2）由幾何關(guān)系有有幾何關(guān)系有所以傳播時間為18.如圖，足夠長的水平邊界AC和DF間存在垂直紙面向里的勻強磁場，OE為左、右磁場的豎直分界線，右方磁場的磁感應(yīng)強度。一質(zhì)量為、帶電荷量為的粒子從AC邊界上與O點相距為的P點處，以速度垂直于邊界AC射入右方磁場區(qū)域，經(jīng)OE邊上的Q點第一次進(jìn)入左方磁場區(qū)域，粒子重力不計。求：（1）Q與O點的距離L；（2）要使粒子恰好不從AC邊界飛出，左方磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度；（3）若左方磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度，粒子最終能垂直DF邊界飛出，粒子第五次從邊界OE進(jìn)入左方磁場區(qū)域時的位置到O點的距離?！即鸢浮剑?）4d；（2）；（3）16d〖解析〗（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力。有解得有幾何關(guān)系有（2）粒子恰好不從AC邊射出，運動軌跡如圖所示有幾何關(guān)系可知，粒子在O點的進(jìn)入第二個磁場其與OE的夾角為，設(shè)在第二個磁場做勻速圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系有帶電粒子在磁場中洛倫茲力提供向心力，有解得（3）若左側(cè)磁場區(qū)域的磁感應(yīng)變?yōu)?，設(shè)其粒子的軌跡半徑為，由解得由之前的分析可知，粒子第一次到達(dá)OE邊界的Q點，其Q點距離O點的距離為4d。其與OE的夾角為，在左側(cè)磁場運動后第二次到達(dá)OE的邊界N點，其與Q之間的距離為，由幾何關(guān)系有其在N點粒子速度方向與OE之間的夾角為，在右側(cè)磁場運動后第三次到達(dá)OE邊界M點，其與N點之間的距離為，由幾何關(guān)系有接下來再次進(jìn)入左側(cè)磁場，其與OE夾角為，即之后成周期運動，由此推論，第5次到達(dá)OE邊界，其與O點之間的距離為s，有山東青島市黃島區(qū)2023-2024學(xué)年高二第一學(xué)期期末考試物理試題一、單項選擇題1.圖，擋板M固定，擋板N可自由移動，將M、N兩板間空隙當(dāng)做一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現(xiàn)了圖示中的圖樣。實驗中觀測到P點水面沒有振動，為了使P點處能發(fā)生振動，可采用的辦法是（）A.增大波源的頻率 B.減小波源的周期C.將N板水平向左移動一些 D.將N板水平向上移動一些〖答案〗D〖解析〗P點的水沒有振動起來，說明在P點，波沒有明顯衍射過去，原因是M、N間的縫太寬或波長太小，因此若使P點的水振動起來，可采用N板上移減小小孔的間距；也可以增大水波的波長，由可知，減小振源的頻率或者增大波源的周期。故ABC錯誤；D正確。2.長度為L的水平板上方區(qū)域存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，從距水平板中心正上方的P點處以水平向右的速度釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，若電子能打在水平板上，速度應(yīng)滿足（）A. B.C. D.或〖答案〗C〖解析〗電子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得根據(jù)分析，當(dāng)半徑很小或者半徑很大時，電子均不能夠到達(dá)水平板上，兩個臨界點軌跡分別與水平板相切、軌跡恰好經(jīng)過水平板兩端點，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知，解得或則有3.一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖是某時刻的波形圖，已知此時質(zhì)點C沿y軸負(fù)方向運動，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點D的振幅為零B.這列波沿x軸正方向傳播C.質(zhì)點E將比質(zhì)點F先回到平衡位置D.質(zhì)點E與質(zhì)點G此時的加速度相同〖答案〗D〖解析〗A．由圖可知質(zhì)點D的振幅不為零。故A錯誤；B．根據(jù)“上下坡”法，可判斷此波沿x軸負(fù)方向傳播。故B錯誤；C．結(jié)合B選項分析由圖可知，質(zhì)點F處于負(fù)向最大位移處將向平衡位置振動，質(zhì)點E先向負(fù)向最大位移處振動然后再向平衡位置振動，所以質(zhì)點F先回到平衡位置。故C錯誤；D．由圖可知，此時質(zhì)點E與質(zhì)點G的位移相同，由牛頓第二定律可知，質(zhì)點E與質(zhì)點G此時的加速度大小相等，方向相反。故D正確。故選D。4.如圖，一列簡諧橫波在某種介質(zhì)中沿x軸傳播，時波形圖如實線所示，時波形圖如虛線所示，已知波的傳播速度為，下列說法正確的是（）A.這列波沿x軸負(fù)方向傳播B.質(zhì)點Q在內(nèi)向右平移C.質(zhì)點P從到內(nèi)的路程為D.頻率為的簡諧橫波遇到此波可發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)波速關(guān)系式有則在實線波形時刻到虛線波形時刻波傳播的距離通過平移規(guī)律可知，這列波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．機械波在傳播過程中，傳播的是振動形式與能量，質(zhì)點并變化隨波遷移，故B錯誤；C．根據(jù)解得由于則質(zhì)點P從到內(nèi)的路程為故C正確；D．該波的頻率可知，頻率為的簡諧橫波遇到此波不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。5.如圖，將一平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夾入兩張紙片，從而在玻璃表面之間形成一個劈形空氣薄膜，當(dāng)光從上方入射后，從上往下可以看到干涉條紋。下列說法正確的是（）A.任意相鄰明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度相等B.在裝置中抽去一張紙后，觀察到干涉條紋變疏C.干涉條紋是由兩玻璃板上表面反射的光疊加產(chǎn)生的D.在實驗裝置不變的情況下，紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距〖答案〗B〖解析〗A．任意相鄰明條紋所對應(yīng)的薄膜厚度差相等，A錯誤；B．從空氣膜的上下表面分別反射的兩列光是相干光，其光程差為，即光程差為空氣層厚度的2倍，當(dāng)光程差時此處表現(xiàn)為亮條紋，故相鄰亮條紋之間的空氣層的厚度差為，顯然抽去一張紙后空氣層的傾角變小，故相鄰亮條紋（或暗條紋）之間的距離變大。故干涉條紋條紋變疏，B正確；C．光線在空氣薄膜上下表面反射并發(fā)生干涉，形成干涉條紋，C錯誤；D．如圖所示設(shè)空氣膜頂角為，、為兩相鄰亮條紋對應(yīng)的膜厚度，則解得故在實驗裝置不變的情況下，藍(lán)光的波長比紅光的短，干涉條紋間距變小，D錯誤。6.如圖，水下光源從O點向水面上的A點發(fā)出a、b兩種單色光，觀察到a、b光均能從水面射出（出射光線未畫出），現(xiàn)使光源勻速上升，光線與豎直方向夾角逐漸增大，當(dāng)光源運動到B點時，此時在A點剛好只觀察到a光。已知：，下列說法正確的是（）A.水對b光的折射率為B.a光的頻率大于b光的頻率C.在水中a光的傳播速度大于b光的傳播速度D.用同一臺雙縫干涉儀器做實驗，a光的相鄰亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距〖答案〗C〖解析〗A．當(dāng)時，在A點剛好只觀察到a光，即此時b光在A點發(fā)生全反射，由幾何關(guān)系可知，臨界角為，有解得故A項錯誤；B．由題意分析可知，b光臨界角比a光的臨界角小，根據(jù)可知，a光的折射率小，所以a光的頻率小于b光的頻率，故B項錯誤；C．由公式D．由波長與頻率的關(guān)系可知，其a光波長大于b光的波長，根據(jù)條紋間距公式可知，用同一臺雙縫干涉儀器做實驗，a光的相鄰亮條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距，故D項錯誤。7.如圖，空間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，磁場下邊界和熒光屏之間的夾角為。上的P點處有一粒子源沿與垂直的方向以不同的速率持續(xù)向磁場發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為的粒子。已知P點到O點的距離為d，熒光屏上被打亮區(qū)域的長度為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)題意，若粒子的速率足夠大，粒子無限接近沿直線打到熒光屏的A點，如圖所示由幾何關(guān)系可得若粒子的速率較小，打到熒光屏上點為臨界點，如圖所示設(shè)粒子做圓周運動的半徑為，由幾何關(guān)系可得，解得則熒光屏上被打亮區(qū)域的長度為8.如圖，兩個阻值分別為和的定值電阻串聯(lián)接在電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，平行板電容器水平放置，板間距離為d，板間存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m的帶電小球以初速度v沿水平方向從下板左側(cè)邊緣進(jìn)入電容器，小球做勻速圓周運動且恰好從上板左側(cè)邊緣離開電容器，此過程中小球未與極板發(fā)生碰撞。已知重力加速度大小為g，空氣阻力不計，下列說法正確的是（）A.該小球帶正電B.小球所帶電荷量為C.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為D.如果將電容器上極板向下平移，電容器極板所帶的電量將減少〖答案〗C〖解析〗A．由于小球做勻速圓周運動且恰好從上板左側(cè)邊緣離開電容器，表明電場力與重力平衡，則電場力方向向上，與電場強度方向相反，則小球帶負(fù)電，故A錯誤；B．根據(jù)上述有根據(jù)歐姆定律有解得故B錯誤；C．根據(jù)幾何關(guān)系有小球做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，則有解得故C正確；D．根據(jù)，解得可知，如果將電容器上極板向下平移，極板間距減小，則電容器極板所帶的電量將增大，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題9.自1929年勞倫斯提出回旋加速器的原理以來，已經(jīng)歷了整整一個世紀(jì)。如圖，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D型盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場，使帶電粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D型盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，下列說法正確的是（）A.帶電粒子從磁場中獲得能量B.加速電壓越大，粒子離開時的速度越大C.加速氘核和粒子所需的交流電頻率相同D.僅增大磁場的磁感應(yīng)強度可增大粒子離開時的最大速度〖答案〗CD〖解析〗A．洛倫茲力對帶電粒子不做功，則帶電粒子從電場中獲得能量，選項A錯誤；B．粒子從加速器中離開時滿足解得則粒子離開時的速度與加速電壓無關(guān)，選項B錯誤；C．所加交流電壓的頻率等于粒子在磁場中做圓周運動的頻率，即因氚核和粒子的比荷相同，可知加速氘核和粒子所需的交流電頻率相同，選項C正確；D．根據(jù)可知，僅增大磁場的磁感應(yīng)強度可增大粒子離開時的最大速度，選項D正確。10.如圖，一橫截面為正三角形的玻璃棱鏡，E點為邊中點，有一束單色光沿與邊成角方向射到邊的中點D，經(jīng)棱鏡折射后射到E點，下列說法正確的是（）A.棱鏡對光的折射率為B.棱鏡對光的折射率為C.該單色光束有可能在入射點D處發(fā)生全反射D.入射角不變，入射點D沿AB邊移動，不可能在BC邊所在平面發(fā)生全反射〖答案〗AD〖解析〗AB．由幾何關(guān)系可知，折射角為，所以折射率有故A正確，B錯誤；CD．光線第一次射到D點時，由空氣射入介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射；由幾何關(guān)系可知，該單色光在棱鏡內(nèi)射到BC邊時，單色光與法線的夾角為，設(shè)該單色光發(fā)生全反射的臨界角為C，有解得即，其在棱鏡內(nèi)不發(fā)生全反射；入射角不變，入射點D沿AB邊移動，棱鏡折射率不變，該單色光射到BC邊，單色光光與法線的夾角均為，由之前的分析可知入射角不變，入射點D沿AB邊移動，不可能在BC邊所在的平面發(fā)生全反射，故D項正確，C錯誤。11.如圖，一寬度為的絕緣導(dǎo)軌與水平面成角固定放置，導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度。將一根質(zhì)量為的導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒與外接電源相連，已知電流為時導(dǎo)體棒的處于靜止?fàn)顟B(tài)，棒與導(dǎo)軌之間的最大靜摩擦力為，，下列說法正確的是（）A.此時導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌的支持力大小為B.若增大電流，導(dǎo)軌對金屬棒的支持力也增大C.此時導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力大小為，方向平行導(dǎo)軌向上D.若減小磁感應(yīng)強度，導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力先變小再變大〖答案〗ABC〖解析〗根據(jù)題意，對導(dǎo)體棒受力分析，由左手定則可知，安培力水平向右，大小為由于可知，此時導(dǎo)軌對金屬棒的摩擦力方向平行導(dǎo)軌向上，如圖所示AB．由平衡條件有若增大電流，變大，則導(dǎo)軌對金屬棒的支持力也增大，故AB正確；CD．由平衡條件有解得方向平行導(dǎo)軌向上，若減小磁感應(yīng)強度，減小，則增大，故C正確，D錯誤。12.下端附著重物粗細(xì)均勻的木棒，豎直懸浮在裝有鹽水的杯子里，將木棒豎直向上提起一段距離后釋放，木棒沿豎直方向做簡諧運動。以木棒所受浮力F為縱軸，木棒運動時間t為橫軸建立平面直角坐標(biāo)系，浮力F隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知鹽水密度為，木棒橫截面積為S，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.木棒做簡諧運動的回復(fù)力由鹽水對木棒的浮力提供B.內(nèi)木棒的加速度逐漸增大C.從過程中木棒的動量逐漸變大D.木棒在豎直方向做簡諧運動的振幅為〖答案〗BD〖解析〗A．對木棒進(jìn)行分析可知，木棒做簡諧運動的回復(fù)力由鹽水對木棒的浮力與木棒重力的合力提供，故A錯誤；B．0時刻，木棒所受浮力達(dá)到最大值，表明木棒向下運動到最低點，0.50s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最小值，表明木棒向上運動到最高點，根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，內(nèi)，木棒由平衡位置向下運動到最低點，相對平衡位置的位移逐漸增大，則木棒的加速度逐漸增大，故B正確；C．0.50s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最小值，表明木棒向上運動到最高點，1.00s時刻，木棒所受浮力達(dá)到最大值，表明木棒向下運動到最低點，從過程中木棒由最高點運動到最低點，根據(jù)簡諧運動的對稱性可知，木棒相對平衡位置的位移先減小后增大，則木棒的速度先增大后減小，即木棒的動量先增大后減小，故C錯誤；D．令木棒在平衡位置時，浸入水的深度為L，當(dāng)木棒在最低點時有當(dāng)木棒在最高點時有解得故D正確。故選BD。三、非選擇題13.某小組做“用單擺測量重力加速度”的實驗：（1）以下實驗過程中的做法，正確的有______；A.擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的B.測量擺長的方法是用刻度尺量出從懸點到擺球間的擺線長度C.讓擺線偏離豎直方向的角度盡可能大一些，以方便測量單擺的周期D.測量周期時，從小球經(jīng)過最低點時開始計時，記錄小球完成50次全振動所用的時間t（2）利用實驗數(shù)據(jù)做出圖像，可以求重力加速度g。已知實驗小組利用三次實驗數(shù)據(jù)做出的圖線的示意圖分別如下圖中a、b、c所示，其中b和c平行，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎?。則相對于圖線b，下列分析正確的是______（選填選項前的字母）；A.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將擺線長當(dāng)作了擺長LB.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將49次全振動記為50次C.根據(jù)圖線c計算出的重力加速度數(shù)值等于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值D.根據(jù)圖線a計算出的重力加速度數(shù)值小于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值（3）實驗小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)如果實驗過程中沒有游標(biāo)卡尺，也可以通過實驗圖像求得小球直徑，根據(jù)實驗小組得到的圖像可求得小球的直徑是______（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！即鸢浮剑?）AD或DA（2）ABC（3）0.50〖解析〗（1）[1]A．為了減小空氣阻力的影響，實驗中擺球盡量選擇質(zhì)量大、體積小的，故A正確；B．測量擺長的方法是用刻度尺量出從懸點到擺球間的擺線長度在加上擺球的半徑，故B錯誤；C．為了使得單擺的運動能夠近似看為簡諧運動，實驗時，應(yīng)讓擺線偏離豎直方向的角度盡可能小一些，不超過，故C錯誤；D．測量周期時，為了方便確定計時位置，應(yīng)從小球經(jīng)過最低點時開始計時，為了減小測量誤差，應(yīng)記錄小球完成50次全振動所用的時間t，則周期為故D正確故選AD。（2）[2]根據(jù)單擺周期公式有解得圖線b對應(yīng)的函數(shù)式為則有此時圖像與圖線b平行，斜率相等，但圖像與縱軸截距為負(fù)值，可知，出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將擺線長當(dāng)作了擺長L，故A正確；B．若誤將49次全振動記為50次，則周期的測量值偏小，根據(jù)上述可解得可知，會導(dǎo)致重力加速度的測量值偏大，根據(jù)圖像可知，圖線a的斜率大于圖線b的斜率，結(jié)合上述可知，圖像的斜率可知，圖中圖線a對應(yīng)的重力加速度大于圖線b對應(yīng)的重力加速度，即出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將49次全振動記為50次，故B正確；CD．結(jié)合上述，根據(jù)圖像的斜率解得可知，圖線c計算出的重力加速度數(shù)值等于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值，根據(jù)圖線a計算出的重力加速度數(shù)值大于根據(jù)圖線b計算的數(shù)值，故C正確，D錯誤。故選ABC。（3）[3]結(jié)合上述，若將擺線長當(dāng)作了擺長L，則對應(yīng)函數(shù)式為即根據(jù)圖線c可知解得14.如圖，在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，將實驗儀器按要求安裝在光具座上，單縫保持豎直方向，濾光片為綠色濾光片（只能透過綠光），接通電源使光源正常工作。（1）如果測量頭中的分劃板中心刻線與干涉條紋不在同一方向上，如圖甲所示，則在這種情況下波長的測量值___________實際值（填“大于”“小于”或“等于”）；（2）已知雙縫間距離，雙縫到毛玻璃屏間的距離為，用測量頭測量條紋間的寬度：先將測量頭的分劃板中心刻線與第一條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)_________，然后同方向轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)：_________。根據(jù)以上實驗，測得光的波長_________（保留兩位有效數(shù)字）；（3）在本實驗中，下列現(xiàn)象中能夠觀察到的有___________（填選項前的字母）。A．去掉濾光片后，目鏡中可觀察到彩色條紋B．換一個兩縫間距較小的雙縫，干涉條紋間距變窄C．將濾光片由綠色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬D．將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬〖答案〗（1）大于（2）（3）AC或CA〖解析〗（1）[1]由甲圖可知，相鄰明條紋間距的測量值大于實際值，根據(jù)可知波長的測量值大于實際值。（2）[2]圖乙中讀數(shù)為[3]圖丙中讀數(shù)為[4]依題意，相鄰明條紋的間距為測得光的波長為代入數(shù)據(jù)，解得（3）[5]A．去掉濾光片后，目鏡中可觀察到的是復(fù)合光的干涉條紋，即彩色條紋。故A正確；B．根據(jù)可知換一個兩縫間距較小的雙縫，干涉條紋間距變寬。故B錯誤；C．同理，將濾光片由綠色的換成紅色的，入射光的波長變長，干涉條紋間距變寬。故C正確；D．同理，將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距不變。故D錯