精品解析：甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

天水一中高二级2024-2025学年度第二学期第一学段检测 物理试题 命题： 审核： （满分：100分 时间：75分钟） 一、单选题：每小题4分，共24分。 1. 研究发现蓝光对视网膜危害很大，佩戴防蓝光眼镜可减小蓝光带来的伤害，制作防蓝光的镜片主要利用了（　　） A. 光的全反射 B. 光的干涉 C. 光的衍射 D. 光的偏振 2. 如图所示，合肥六中物理探究学习小组的同学们，用一束可见光以相同的入射角θ射入半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光A和B，下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，B光波长比A光波长小 B. A、B两束光相比较，在真空中的传播速度A光比B光大 C. 用同一双缝干涉实验装置做实验，A光的干涉条纹间距小于B光的条纹间距 D. 若保持入射点O位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，A光先从玻璃中消失 3. 如图所示，一束平行光垂直照射到有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2的间距和宽度都很小。下列说法正确的是（　　） A. 光通过狭缝S1和S2时会发生衍射现象 B. 无论用哪种频率的光照射双缝，光屏上都会呈现中间宽、两端窄的条纹 C. 用蓝光照射时产生的条纹间距比用红光照射时产生的条纹间距大 D. 若用白光照射双缝，光屏上会呈现一片白色 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 由于大气对光的折射作用，观察到的日出时刻比实际日出时刻要晚 B. 肥皂泡在太阳光下呈现彩色，是因为发生了色散 C. “蜃景”的呈现是因为光在特定条件下的折射 D. 自行车的尾灯是利用了全反射原理 5. 如图所示，a、b两个单匝线圈用同样的导线制成。a、b的半径分别为r和，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则下列说法正确的是（　　） A. 穿过a、b两线圈的磁通量之比为 B. 穿过a、b两线圈的磁通量之比为 C. a、b两线圈的电阻大小之比为 D. a、b两线圈的电阻大小之比为 6. 四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形的四个顶点上，导线中通有大小都相等的电流，电流的方向如图所示，O点是正方形对角线交点．每一根通电导线单独在O点产生的磁感应强度大小是B．则O点的磁感应强度大小是（　　） A. 2B B. B C. B D. 0 二、多选题：每小题6分，共24分。 7. 下列说法正确的是（　　） A. 简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹 B. 做简谐运动的物体，通过平衡位置时受到的合外力不一定为0 C. 受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个 D. 弹簧振子的振动周期与振幅成正比 8. 相同的弹簧和不同质量的小球组成甲乙两个弹簧振子，它们做简谐运动的图像如图所示，P为其中一个交点，下列说法正确的有（　　） A. 甲、乙的周期之比为1：2 B. 甲乙两振子在0~1s内经过的路程之比为5：2 C. 在交点P对应的时刻两个小球的加速度相同 D. 乙的振动方程为 9. 如图所示为回旋加速器示意图，其中置于真空中的D形盒的半径为R，在D形盒圆心A处放有粒子源，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计。电压值的大小为的交变电压加在狭缝间。假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用与粒子在狭缝运动时间。下列说法正确的是（　　） A. 交变电压的周期 B. 出射粒子的最大速度 C. 减小，粒子被加速的最大动能不变 D. 增大，粒子从飘入狭缝至动能达到最大所需的总时间t不变 10. 图甲中笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流大小恒定且方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压超过某一临界值时，屏幕自动熄灭。则（　　） A. 合屏状态下，前表面的电势比后表面的高 B. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 C. 增大霍尔元件的高度c，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 前、后表面间的电压与流过霍尔元件的电流大小无关 三、实验题：每空4分，共16分。 11. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 （1）此玻璃砖的折射率计算式为n=________（用图中的、表示）； （2）P1、P2及P3、P4之间的距离适当_________（填“大”或“小”）些，可以提高准确度。 12. 如图是利用双缝干涉测定光波波长的实验装置，双缝之间的距离，光屏与双缝之间的距离，测得第1条到第9条亮条纹中心间的距离为。则相邻干涉条纹间距_______；实验中测得的单色光的波长为_________m。 四、计算题：共36分。 13. ）据报道，最近实验室已研制出一种电磁轨道炮，其实验装置俯视如图．炮弹（图中阴影部分）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0．10m，导轨长L＝5．0m，炮弹质量m＝10g．导轨上电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝50．0T，若炮弹出口速度为v＝2．0×103m/s，求： （1）磁场的方向； （2）通过导轨的电流I．（忽略摩擦力与重力的影响） 14. 如图所示，一个质量为m，电荷量为-q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）在第一象限内的运动时间； （3）粒子射出磁场位置距O点的距离。 15. 如图所示，水面下深度为处有一点光源，光源发出的光能从水面直接射出的区域为一圆形区域。已知水对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为。求： （1）圆形区域的半径； （2）从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天水一中高二级2024-2025学年度第二学期第一学段检测 物理试题 命题： 审核： （满分：100分 时间：75分钟） 一、单选题：每小题4分，共24分。 1. 研究发现蓝光对视网膜危害很大，佩戴防蓝光眼镜可减小蓝光带来的伤害，制作防蓝光的镜片主要利用了（　　） A. 光的全反射 B. 光的干涉 C. 光的衍射 D. 光的偏振 【答案】B 【解析】 【详解】防蓝光眼镜是通过在镜片表面镀上一层光学薄膜，这层薄膜可以通过光的干涉作用，将有害蓝光过滤掉。 故选B。 2. 如图所示，合肥六中物理探究学习小组的同学们，用一束可见光以相同的入射角θ射入半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光A和B，下列说法正确的是（　　） A. 在真空中，B光波长比A光波长小 B. A、B两束光相比较，在真空中的传播速度A光比B光大 C. 用同一双缝干涉实验装置做实验，A光的干涉条纹间距小于B光的条纹间距 D. 若保持入射点O位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，A光先从玻璃中消失 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为A光的偏折程度大于B光，所以根据折射定律可知玻璃对A光的折射率大于对B光的折射率，根据折射率大，频率大，波长短，则A光在真空中的波长小于B光在真空中的波长，故A错误； B．A、B两束光在真空中的传播速度相等，故B错误； C．因A光的折射率大于B光的折射率，所以A光的波长小于B光的波长，用同一套双缝干涉装置进行实验，由 可知，A光的干涉条纹间距比B光小，故C正确； D．根据 可知若保持入射点O位置不变，将入射光线顺时针旋转增大入射角，但是折射角一定小于入射角，所以两束单色光A和B都不会从玻璃中消失，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一束平行光垂直照射到有两条狭缝S1和S2的挡板上，狭缝S1和S2的间距和宽度都很小。下列说法正确的是（　　） A. 光通过狭缝S1和S2时会发生衍射现象 B. 无论用哪种频率的光照射双缝，光屏上都会呈现中间宽、两端窄的条纹 C. 用蓝光照射时产生的条纹间距比用红光照射时产生的条纹间距大 D. 若用白光照射双缝，光屏上会呈现一片白色 【答案】A 【解析】 【详解】A．由衍射现象可知，光通过狭缝S1和S2时会发生衍射现象，A正确； B．用单一频率的光照射，屏上呈现的干涉条纹分布均匀，B错误； C．由可知，因为红光的波长比蓝光的波长长，所以红光产生的条纹间距大，C错误； D．若用白光照射，则光屏上会呈现彩色的干涉条纹，D错误。 故选A。 4. 下列说法中正确的是（　　） A. 由于大气对光的折射作用，观察到的日出时刻比实际日出时刻要晚 B. 肥皂泡在太阳光下呈现彩色，是因为发生了色散 C. “蜃景”的呈现是因为光在特定条件下的折射 D. 自行车的尾灯是利用了全反射原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．因为地表面上有大气层，太阳光射入大气层时会发生折射现象，能够提前观察到日出，故A错误； B．肥皂泡在太阳光下呈现彩色，是发生了薄膜干涉现象，故B错误； C．“蜃景”的呈现是因为光在特定条件下的全反射，故C错误； D．自行车的尾灯是利用了全反射原理，使光线发生偏折，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，a、b两个单匝线圈用同样的导线制成。a、b的半径分别为r和，圆形匀强磁场B的边缘恰好与a线圈重合，则下列说法正确的是（　　） A. 穿过a、b两线圈的磁通量之比为 B. 穿过a、b两线圈的磁通量之比为 C. a、b两线圈的电阻大小之比为 D. a、b两线圈的电阻大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意，由图可知，线圈与磁场垂直，则穿过线圈的磁通量为 由图可知，两个线圈存在磁场的有效面积相同，则穿过a、b两线圈的磁通量之比为，故AB错误； CD．根据电阻定律 可得 故C正确，D错误。 故选C。 6. 四根完全相同的长直导线互相平行，它们的截面处于一个正方形的四个顶点上，导线中通有大小都相等的电流，电流的方向如图所示，O点是正方形对角线交点．每一根通电导线单独在O点产生的磁感应强度大小是B．则O点的磁感应强度大小是（　　） A. 2B B. B C. B D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】根据右手螺旋定则，各电流产生的磁场的方向如图： 1与3导线电流产生磁场都沿左下方，而2与4导线产生磁场都沿右下方，由于各电流产生的磁场的大小都是B，所以合磁场的方向沿角平分线的方向，大小等于； A.与分析相符，故A正确； B.与分析不符，故B错误； C.与分析不符，故C错误； D.与分析不符，故D错误． 二、多选题：每小题6分，共24分。 7. 下列说法正确的是（　　） A. 简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹 B. 做简谐运动的物体，通过平衡位置时受到的合外力不一定为0 C. 受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个 D. 弹簧振子的振动周期与振幅成正比 【答案】BC 【解析】 【详解】A．简谐运动的图像描述的是振动质点位移随时间的变化关系，而不是振动质点的运动轨迹，A错误； B．做简谐运动的物体，通过平衡位置时的回复力为0，合外力不一定为0，如单摆的最低点，B正确； C．根据共振图像可知，如果物体的驱动力频率等于固有频率则物体发生共振，物体的振幅最大，最大振幅外每个振幅对应有两个频率，C正确； D．弹簧振子的振动周期与弹簧劲度系数和振子质量有关，与振幅无关，D错误。 故选BC。 8. 相同的弹簧和不同质量的小球组成甲乙两个弹簧振子，它们做简谐运动的图像如图所示，P为其中一个交点，下列说法正确的有（　　） A. 甲、乙的周期之比为1：2 B. 甲乙两振子在0~1s内经过的路程之比为5：2 C. 在交点P对应的时刻两个小球的加速度相同 D. 乙的振动方程为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知甲的周期为，乙的周期为，所以甲、乙的周期之比为 故A正确； B．由图可知甲的振幅为，0~1s内经过5个周期，经过路程为 由图可知乙的振幅为，0~1s内经过2.5个周期，经过路程为 甲乙两振子在0~1s内经过的路程之比为 故B错误； C．在交点P对应的时刻两个小球的振动位移相等，相同的弹簧，由回复力可知回复力相等，由于两小球的质量不同，所以加速度 不同，得在交点P对应的时刻两个小球的加速度不相同，故C错误； D．由图可知乙的振幅为，周期为可得圆频率为 乙的初始状态在正向位移最大位置，得初相位 由振动方程，得乙的振动方程为 故D正确。 故选AD。 9. 如图所示为回旋加速器示意图，其中置于真空中的D形盒的半径为R，在D形盒圆心A处放有粒子源，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图。质子质量为m，电荷量为q。设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计。电压值的大小为的交变电压加在狭缝间。假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用与粒子在狭缝运动时间。下列说法正确的是（　　） A. 交变电压的周期 B. 出射粒子的最大速度 C. 减小，粒子被加速的最大动能不变 D. 增大，粒子从飘入狭缝至动能达到最大所需的总时间t不变 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．粒子每次经过狭缝均做加速运动，则交变电压的周期与带电粒子在磁场中运动的周期相等，所以周期为 A错误； B．出射粒子的运动半径为D形盒的半径为R，根据牛顿第二定律得 所以 B正确； C．粒子的最大速度与加速电压无关，所以减小，粒子被加速的最大动能不变。C正确； D．粒子被加速的次数为 粒子从飘入狭缝至动能达到最大所需的总时间为 增大，粒子从飘入狭缝至动能达到最大所需的总时间t减小。D错误。 故选BC。 10. 图甲中笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流大小恒定且方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压超过某一临界值时，屏幕自动熄灭。则（　　） A. 合屏状态下，前表面的电势比后表面的高 B. 若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 C. 增大霍尔元件的高度c，可能出现闭合屏幕时无法熄屏 D. 前、后表面间的电压与流过霍尔元件的电流大小无关 【答案】AC 【解析】 【详解】A．合屏状态下，根据左手定则可知，电子偏向后表面，则前表面的电势比后表面的高，选项A正确； B．根据 解得 U=Bbv 则若磁场变强，前后表面产生的电压变大，则不可能出现闭合屏幕时无法熄屏现象，选项B错误； C．根据 I=nebcv 解得 则增大霍尔元件的高度c，则前后产生的电压减小，则可能出现闭合屏幕时无法熄屏，选项C正确； D．根据 可知，前、后表面间的电压与流过霍尔元件的电流大小有关，选项D错误。 故选AC。 三、实验题：每空4分，共16分。 11. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行，正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。 （1）此玻璃砖的折射率计算式为n=________（用图中的、表示）； （2）P1、P2及P3、P4之间的距离适当_________（填“大”或“小”）些，可以提高准确度。 【答案】 ①. ②. 大 【解析】 【详解】（1）[1]由图知，入射角为θ1、折射角为θ2，根据折射定律得此玻璃砖的折射率计算式为 n= （2）[2]P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些，测量时入射角和折射角的相对误差可减小些，可以提高准确度。 12. 如图是利用双缝干涉测定光波波长的实验装置，双缝之间的距离，光屏与双缝之间的距离，测得第1条到第9条亮条纹中心间的距离为。则相邻干涉条纹间距_______；实验中测得的单色光的波长为_________m。 【答案】 ①. 2.10 ②. 【解析】 【详解】[1]相邻干涉条纹间距 [2]根据 可得 四、计算题：共36分。 13. ）据报道，最近实验室已研制出一种电磁轨道炮，其实验装置俯视如图．炮弹（图中阴影部分）置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接．开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁场力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出．设两导轨之间的距离d＝0．10m，导轨长L＝5．0m，炮弹质量m＝10g．导轨上电流I的方向如图中箭头所示．可以认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝50．0T，若炮弹出口速度为v＝2．0×103m/s，求： （1）磁场的方向； （2）通过导轨的电流I．（忽略摩擦力与重力的影响） 【答案】（1）垂直纸面向里 （2）A 【解析】 【详解】（1）当通过炮弹中的电流如图所示时，炮弹向右运动，则炮弹受到的磁场力向右，根据左手定则可判断出磁场应垂直纸面向里． （2）在导轨通有电流I时，炮弹受到的安培力为 由牛顿第二定律 炮弹在两导轨间做匀加速直线运动有 联立以上三式解得A 14. 如图所示，一个质量为m，电荷量为-q，不计重力的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x轴正方向成60°角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求： （1）匀强磁场的磁感应强度B； （2）在第一象限内的运动时间； （3）粒子射出磁场位置距O点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹如图 由图中几何关系知 据洛伦兹力提供向心力，有 解得 （2）带电粒子在第一象限内运动时间 （3）由几何关系可得 解得 粒子射出磁场位置距O点的距离为。 15. 如图所示，水面下深度为处有一点光源，光源发出的光能从水面直接射出的区域为一圆形区域。已知水对该光的折射率为，光在真空中的传播速度为。求： （1）圆形区域的半径； （2）从水面直接射出的所有光线中，在水中传播的最长时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设圆形区域的半径为，为全反射临界角，依题意作出光在水中传播的光路图如图所示 水对该光的折射率 又 解得 【小问2详解】 在所有从水面直接射出的光线中，光线在水中传播时间最长，设为t，光在水中传播的速度 又，， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $