精品解析：黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试卷

哈师大附中2023级高二下摸底考试物理试题 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下图能正确表示条形磁铁或通电直导线周围磁感线分布的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，单摆在光滑斜面上做简谐运动，若要使其运动的周期变大，可以（　　） A. 减小单摆振幅 B. 缩短单摆摆长 C. 增大摆球质量 D. 减小斜面倾角 3. 如图所示，产生机械波的波源从O点开始做匀速运动， 图中圆表示波峰， 已知波源振动的频率为f， 则下列说法正确的是（　　） A. 该图表示波源正在向A点移动 B. 观察者在B点接收到的波的频率是定值且大于f C. 观察者在C点接收到的波的频率是定值且大于f D. 观察者在O点接收到的波的频率是定值且大于f 4. 如图，质量为的小球A沿光滑水平面以速度向右运动，与质量为的静止小球B发生碰撞，碰撞后小球A以速率（为待定系数）弹回，然后与固定挡板P发生弹性碰撞，要使A球能与B球再次发生碰撞，则k的取值范围应满足（ ）． A. B. C. 或 D. 5. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示，则（　　） A. 圆盘匀速转动时，振动小球的频率与圆盘转动的频率无关 B. 此振动小球的固有频率约为3Hz C. 若圆盘匀速转动的周期增大，振动小球的振幅减小 D. 若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 6. 如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q、质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是（　　） A. 板间电场强度大小为 B. 板间电场强度大小为 C. 质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D. 质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 7. 如图平行板电容器通过导线与二极管，直流电源相连，电容器上下极板分别是板，板，且下极板接地。是极板中间的某一点，位置不发生改变。以下说法正确的是（　　） A. 板上移一点，两板之间电势差不变，点电势升高 B. 板上移一点，两板之间电场强度增大，点电势降低 C. 板下移一点，两板之间电场强度增大，点电势不变 D. 板下移一点，两板之间电势差变大，点电势不变 8. 台风对沿海地区的破坏力非常巨大，12级台风登陆时中心附近最大风力约为35m/s。已知小明站立时，在垂直于风速方向的受力面积约为0.5m2，空气的密度约为1.29kg/m3。假设空气吹到人身体上后速度减为零，则小明站在12级台风中心附近，所受的风力大小约为（ ） A. 790N B. 79N C. 230N D. 23N 9. 如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过xOy平面，与xOy平面的交点形成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出。下列说法正确的是（　　） A. 在O点的磁感应强度方向沿x轴正方向 B. x轴正半轴的磁感应强度方向沿x轴正方向 C. 直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 D. 直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 10. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子（可认为初速度为零），从狭缝进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场，现在MN上的F点（图中未画出）接收到该粒子，且，则该粒子的比荷为（粒子的重力忽略不计）（　　） A. B. C. D. 11. 用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验电路如图甲所示。改变滑动变阻器的阻值，测出多组数据，依据测量数据作出电源路端电压与电流的关系图像如图乙中所示。是上一点，平行于横轴，平行于纵轴。下列说法正确的是（　　） A. 比值的大小表示点对应的外电路的总电阻值 B. 比值的大小表示电源内阻的阻值 C. 矩形的面积大小表示与点对应的电源的总功率 D. 梯形面积大小表示与点对应的电源的输出功率 12. 如图甲所示，为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为处质点P的振动图像，质点M位于处。下列判断正确的是（　　） A. 此波在向x轴负方向传播 B. 该波的传播速率为 C. 经过时间，质点P沿波的传播方向移动8m D. 质点M从图示位置开始运动路程为0.5m时，所需的时间为 13. 如图所示，绝缘粗糙细直杆abc在b处弯折为a角，水平bc段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环（可视为点电荷）从倾斜ab段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度v随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 14. 回旋加速器原理如图所示，置于真空中的形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，交流电源电压为，频率为。若质子的质量为、电荷量为，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子由加速器的中心进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时最大动能为 D. 该加速器加速质量为、电荷量为的粒子时，交流电频率应变为 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. （1）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的连线与法线夹角较大时，有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到P1、P2的像 （2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。 （3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n=________（用图中线段的字母表示）。 （4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 16. 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、红色滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 （1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、___________、A。 （2）本实验的操作步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并注意单缝与双缝的间距为5～10cm，使单缝与双缝相互平行。 ③用米尺测量双缝到屏距离L=0.800m； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头；使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距为__________mm。 （4）已知双缝间距离d=0.20mm，用以上测量数据计算该单色光波长=__________m。（此空保留2位有效数字） （5）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的光学元件除了单缝D，还有__________（选填字母代号）。 （6）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能会实现这个效果的是__________。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 17. 物块A、B中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块A的质量为，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长。时对物块A施加水平向右的恒力F，时撤去F，在内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示，求： （1）B的质量； （2）恒力F的冲量的大小； （3）弹簧伸长量最大时，B的速度大小。 18. 图示为一截面为直角三角形ABC的棱镜，一条光线从D点垂直于BC由真空射向棱镜，已知棱镜材料对入射光的折射率为n＝，∠A＝30°，AB边的长度为8m，D点距离B点1m，真空中的光速为3×108m/s。求： （1）在此截面所在的平面内，光线第一次射出棱镜的出射点的位置； （2）光从D点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间。（不考虑光线沿原来路返回的情况，要求画出光路图，结果可用根号表示） 19. 如图所示，空间存在平面直角坐标系，第一象限整个空间都有沿轴负方向的匀强电场，轴下方整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场，第二象限既没有电场也没有磁场。一个不计重力的质量为、电量为带电粒子，从轴上的A点以初速度平行于轴向轴正方向飞出，A点坐标为，然后从轴上的M点第一次进入磁场，点坐标为，再从轴上的点第一次离开磁场，点坐标为，粒子始终在平面内运动。求： （1）电场强度的大小 （2）和磁感应强度的大小； （3）粒子第二次进入磁场时的位置及速度的大小和方向； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 哈师大附中2023级高二下摸底考试物理试题 时间：90分钟 满分：100分 一、选择题：本题共14小题，共46分。（在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~14题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下图能正确表示条形磁铁或通电直导线周围磁感线分布的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．条形磁铁外部磁场方向由N极出发指向S极，故A正确，B错误； C．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为逆时针方向，故C错误； D．根据右手螺旋定则可知，图中直线电流产生的磁场方向为顺时针方向，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，单摆在光滑斜面上做简谐运动，若要使其运动的周期变大，可以（　　） A. 减小单摆振幅 B. 缩短单摆摆长 C. 增大摆球质量 D. 减小斜面倾角 【答案】D 【解析】 【详解】单摆的周期 单摆振幅和摆球质量对周期无影响，缩短单摆摆长，周期减小；减小斜面倾角则单摆周期变大。 故选D。 3. 如图所示，产生机械波的波源从O点开始做匀速运动， 图中圆表示波峰， 已知波源振动的频率为f， 则下列说法正确的是（　　） A. 该图表示波源正在向A点移动 B. 观察者在B点接收到的波的频率是定值且大于f C. 观察者在C点接收到的波的频率是定值且大于f D. 观察者在O点接收到的波的频率是定值且大于f 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据多普勒效应产生的原因，该图表示波源正在向B点移动，A错误； BCD．当波源接近观察者时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率高，当波源远离观察者时，观察者接收到的频率一定比波源振动的频率低，则观察者在C、O点接收波的频率小于f，观察者在B点接收波的频率是定值且大于f，B正确，CD错误。 故选B。 4. 如图，质量为的小球A沿光滑水平面以速度向右运动，与质量为的静止小球B发生碰撞，碰撞后小球A以速率（为待定系数）弹回，然后与固定挡板P发生弹性碰撞，要使A球能与B球再次发生碰撞，则k的取值范围应满足（ ）． A. B. C. 或 D. 【答案】A 【解析】 【详解】A球与B球第一次碰撞过程，根据动量守恒可得 碰撞过程应遵循系统总动能不增加原则，则有 为了使A球能与B球再次发生碰撞，需要满足 联立解得 故选A。 5. 如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统．当圆盘静止时，小球可稳定振动．现使圆盘匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定．改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示，则（　　） A. 圆盘匀速转动时，振动小球频率与圆盘转动的频率无关 B. 此振动小球的固有频率约为3Hz C. 若圆盘匀速转动的周期增大，振动小球的振幅减小 D. 若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．振动系统的振动频率是由驱动力的频率决定的，振动小球的频率由圆盘转动的频率决定，故A错误； B．由振子的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3Hz，故B正确； C．若圆盘匀速转动的周期增大，频率减小，因不知道初始频率与固有频率的关系，无法判断振幅变化，故C错误； D．共振曲线的峰值表示振子的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，两平行金属板间有一匀强电场，板长为L，板间距离为d，在板右端L处有一竖直放置的光屏M，一带电荷量为q、质量为m的质点从两板中央射入板间，最后垂直打在M屏上，则下列结论正确的是（　　） A. 板间电场强度大小为 B. 板间电场强度大小为 C. 质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等 D. 质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据质点垂直打在M屏上可知，质点在两板中央运动时向上偏转，在板右端运动时向下偏转，即满足 mg<qE 故AB错误； CD．质点在水平方向做匀速直线运动，则质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图平行板电容器通过导线与二极管，直流电源相连，电容器上下极板分别是板，板，且下极板接地。是极板中间的某一点，位置不发生改变。以下说法正确的是（　　） A. 板上移一点，两板之间电势差不变，点电势升高 B. 板上移一点，两板之间电场强度增大，点电势降低 C. 板下移一点，两板之间电场强度增大，点电势不变 D. 板下移一点，两板之间电势差变大，点电势不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．板上移一点，板间距增大，根据可得，减少，假如电压U不变，则由可知，Q减少，但是由于二极管的存在，Q不能减少，所以Q恒定，根据 联立得 所以电场强度不变，而点电势 可得点电势不变，A错误； B．板上移一点，板间距减小，根据可得，增加，假如电压U不变，则由可知，Q增加，由于二极管的存在，Q可以增加，所以两板之间电势差U不变， 根据，可知E增加，又由 不变，所以降低，B正确； C．板下移一点，板间距减少，根据可得，增加，假如电压U不变，则由可知，Q增加，由于二极管的存在，Q可以增加，所以两板之间电势差U不变，根据，可知E增加，根据，可知增加，C错误； D．板下移一点，板间距增大，根据可得，减少，假如电压U不变，则由可知，Q减少，但是由于二极管的存在，Q不能减少，所以两板之间电势差U变大，根据 联立得 所以电场强度不变，又由点电势 可得点电势变大，D错误。 故选B。 8. 台风对沿海地区的破坏力非常巨大，12级台风登陆时中心附近最大风力约为35m/s。已知小明站立时，在垂直于风速方向的受力面积约为0.5m2，空气的密度约为1.29kg/m3。假设空气吹到人身体上后速度减为零，则小明站在12级台风中心附近，所受的风力大小约为（ ） A. 790N B. 79N C. 230N D. 23N 【答案】A 【解析】 【详解】单位时间吹到人身体上的空气质量 根据动量定理 小明所受的风力大小约为 故选A。 9. 如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过xOy平面，与xOy平面的交点形成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出。下列说法正确的是（　　） A. 在O点的磁感应强度方向沿x轴正方向 B. x轴正半轴的磁感应强度方向沿x轴正方向 C. 直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 D. 直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：1导线产生的磁感应强度方向为O4方向；3导线产生的磁感应强度方向为O2方向；同理，2导线产生的方向为O3方向，4导线产生的方向为O1方向；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为0。同理，可判断知在Ox轴正方向上，1、4导线的合磁场方向沿x轴负方向，2、3导线的合磁场方向沿x轴正方向，且磁感应强度大小大于1、4导线的合磁感应强度大小（无穷远点出除外），所以，可得四根导线在x轴正方向上的合磁感应强度方向沿x轴正方向，A错误，B正确； C．利用安培定则确定通电直导线电流产生的磁场方向，利用左手定则确定安培力的方向，可知当平行放置的长直导线中通有反向电流时，电流之间的作用力表现为排斥力，当平行放置的长直导线中通有同向电流时，电流之间的作用力表现为吸引力，即“同向相吸，异向相斥”的规律，所以直导线1、3之间的相互作用力应为吸引力，C错误； D．根据通电导线之间的作用规律“同向相吸，异向相斥”，可知1、3导线对4的作用力均为斥力，且沿它们的连线向外，2导线对4的作用力为引力，且沿它们的连线向内。设1、3导线对4的作用力大小为，则它们的合力大小为，方向2→4。由于无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，可得2导线对4的作用力大小为，方向4→2，则直导线1、2、3对导线4的作用力的合力大小为，D错误。 故选B。 10. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子（可认为初速度为零），从狭缝进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场，现在MN上的F点（图中未画出）接收到该粒子，且，则该粒子的比荷为（粒子的重力忽略不计）（　　） A. B. C D. 【答案】C 【解析】 【详解】设粒子被加速后获得的速度为，由动能定理有 根据题意，粒子在磁场中运动轨迹，如图所示 由几何关系可得，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 由牛顿第二定律有 解得 故选C。 11. 用电压表和电流表测电源电动势和内电阻的实验电路如图甲所示。改变滑动变阻器的阻值，测出多组数据，依据测量数据作出电源路端电压与电流的关系图像如图乙中所示。是上一点，平行于横轴，平行于纵轴。下列说法正确的是（　　） A. 比值的大小表示点对应的外电路的总电阻值 B. 比值的大小表示电源内阻的阻值 C. 矩形的面积大小表示与点对应的电源的总功率 D. 梯形的面积大小表示与点对应的电源的输出功率 【答案】AB 【解析】 【详解】A．纵坐标表示路端电压，横坐标表示干路电流，则比值的大小表示点对应的外电路的总电阻值，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律 则图像斜率的绝对值表示电源内阻，即比值的大小表示电源内阻的阻值，故B正确； CD．矩形的面积大小即点对应的路端电压与电流的乘积，表示电源的输出功率，则梯形的面积大小大于点对应的电源的输出功率，故CD错误。 故选AB。 12. 如图甲所示，为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为处质点P的振动图像，质点M位于处。下列判断正确的是（　　） A. 此波在向x轴负方向传播 B. 该波的传播速率为 C. 经过时间，质点P沿波的传播方向移动8m D. 质点M从图示位置开始运动路程为0.5m时，所需的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，0.5s时质点P沿y轴正方向运动，由上下坡法可知P点处于下坡，即波的传播方向为x轴正方向，故A错误； B．由图可知，波的波长 周期 波的传播速率 故B正确； C．质点P不会随波逐流，只会上下振动，经过 时间，P运动的路程 故C错误； D．当质点M运动的路程为时，M处于处且沿y轴正方向运动，以图示位置为计时0点，质点M的振动方程为 当，可得 故D正确。 故选BD。 13. 如图所示，绝缘粗糙细直杆abc在b处弯折为a角，水平bc段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环（可视为点电荷）从倾斜ab段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度v随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】设带电圆环的质量为，绝缘粗糙细直杆的动摩擦因数为，当带电圆环从倾角为角的倾斜绝缘细直杆上下滑时，设其获得的加速度大小为，由牛顿第二定律可得 解得 由此可知在带电圆环下滑到倾斜绝缘细直杆的最下端的过程中，做初速度为零的匀加速直线运动，反映在图像上则为过圆点的倾斜直线。而当带电圆环进入虚线AB右侧的匀强磁场中后，若圆环带正电，则要受到竖直向上的洛伦兹力，而当洛伦兹力等于其重力时，圆环所受合外力为零，在磁场中将做匀速直线运动，图像为一条平行于时间轴的直线；若洛伦兹力大于重力，则由牛顿第二定律可得 可知小环将做加速度减小的减速运动，而随着速度的减小洛伦兹力也随之减小，当洛伦兹力减小到与重力大小相等时，小环将做匀速直线运动；若洛伦兹力小于重力，则由牛顿第二定律有 可知小环做减速运动，随着速度的减小，洛伦兹力减小，加速度增大，因此可知小环做加速度增大的减速运动，直至速度减为零；若小环带负电，所受洛伦兹力竖直向下，由牛顿第二定律可得 可知小环做减速运动，随着速度的减小洛伦兹力减小，加速度减小，小环做加速度减小的减速运动，直至速度减为零。 故选ACD。 14. 回旋加速器原理如图所示，置于真空中形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，交流电源电压为，频率为。若质子的质量为、电荷量为，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子由加速器的中心进入加速器 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能为 D. 该加速器加速质量为、电荷量为的粒子时，交流电频率应变为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由于粒子经过电场加速后，进入磁场做匀速圆周运动，为了使得粒子能够在电场中持续加速，最终从加速器边缘飞出，则带电粒子应由加速器的中心位置进入加速器，A正确； B．根据 ， 解得 ， 可知，磁感应强度不变时，带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期不变，与圆周运动半径无关，B错误； C．粒子在磁场中圆周运动速度越大，半径越大，根据 ， 解得 C错误； D．回旋加速器正常工作的前提是交变电流的周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相等，则该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的粒子时，根据 ， 解得 D正确。 故选AD。 二、非选择题，本题共5小题，共54分。 15. （1）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的连线与法线夹角较大时，有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到P1、P2的像 （2）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。 （3）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n=________（用图中线段的字母表示）。 （4）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；乙同学测得的折射率与真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. C ②. 1.5 ③. ④. 偏小 ⑤. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]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内表面发生全反射，则即是、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，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NN'的夹角应尽量大些，B错误； C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，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，D错误。 故选C。 （2）[2]由折射率公式，即 代入数据，可得 （3）[3]设圆半径为r，入射角为，则有 折射角为，则有 故可得玻璃的折射率为 （4）[4]图①甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示 实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小； [5]图②测折射率时，主要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 16. 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、红色滤光片E等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。 （1）将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、___________、A。 （2）本实验的操作步骤有： ①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮； ②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并注意单缝与双缝的间距为5～10cm，使单缝与双缝相互平行。 ③用米尺测量双缝到屏的距离L=0.800m； ④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。 （3）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头；使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数__________mm，求得相邻亮纹的间距为__________mm。 （4）已知双缝间距离d=0.20mm，用以上测量的数据计算该单色光波长=__________m。（此空保留2位有效数字） （5）如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的光学元件除了单缝D，还有__________（选填字母代号）。 （6）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象很明显。若他对实验装置进行改动后，在毛玻璃上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能会实现这个效果的是__________。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝与双缝间距增大少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片 【答案】 ①. E、D、B ②. 13.870##13.869##13.871 ③. 2.310##2.309##2.311 ④. ⑤. E ⑥. D 【解析】 【详解】（1）[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片E、单缝D、双缝B、光屏A，则由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、E、D、B、A。 （3）[2]螺旋测微器的精确值为，由图乙可知手轮上的示数为 [3]由图甲可知读数为 则得相邻亮纹的间距为 （4）[4]根据公式 可得波长为 （5）[5] 如果将灯泡换成激光光源，激光光源是单色相干光源，这时可以去掉的部件是滤光片E和单缝D。 （6）[6]对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知各条纹的宽度减小，相邻条纹间距减小，根据 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、与均不变，则不变，故A错误； B．仅将单缝与双缝间距增大少许，、与均不变，则不变，故B错误； C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故C错误； D．仅将红色滤光片换成绿色滤光片，则变小，与不变，则变小，故D正确。 故选D。 17. 物块A、B中间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块A的质量为，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长。时对物块A施加水平向右的恒力F，时撤去F，在内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示，求： （1）B的质量； （2）恒力F的冲量的大小； （3）弹簧伸长量最大时，B的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 时，对物块A根据牛顿第二定律有 时，设弹簧弹力大小为T，对A、B根据牛顿第二定律有 ， 代入题图乙数据，联立解得 【小问2详解】 恒力F的冲量为 【小问3详解】 根据动量定理可知撤去恒力时，A、B组成的系统动量为 图线与横轴围成的面积表示速度的变化量，撤去恒力后，根据题图乙易知A的速度大于B的速度，则A、B之间距离还将继续增大，当弹簧伸长量最大时，A、B的速度相同，设为v，则A、B组成的系统动量为 此过程中A、B组成的系统动量守恒，有 联立解得 18. 图示为一截面为直角三角形ABC的棱镜，一条光线从D点垂直于BC由真空射向棱镜，已知棱镜材料对入射光的折射率为n＝，∠A＝30°，AB边的长度为8m，D点距离B点1m，真空中的光速为3×108m/s。求： （1）在此截面所在的平面内，光线第一次射出棱镜的出射点的位置； （2）光从D点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间。（不考虑光线沿原来路返回的情况，要求画出光路图，结果可用根号表示） 【答案】（1）m；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）光路如图所示 因DE//AC，故 ∠BED=∠A=30° 则E点的入射角 α=60° 根据临界角公式 sinC= 可得棱镜对入射光全反射临界角 C=45° 因α>C，故光线在E点发生全反射。 F点的入射角β=30°，因β<C，光线从F点第一次射出棱镜 BEsin30°=BD BE=2m，AE=AB-BE=6m 2AFcos30°=AE 解得 AF=m （2）根据光在介质中的传播速度与光速的关系 n= 解得 v=m/s DE=BEcos30°=m EF=AF=m 则光在棱镜中的路程 x路=DE+EF=m 则光从D点进入棱镜到第一次射出棱镜所经历的时间 t== 19. 如图所示，空间存在平面直角坐标系，第一象限整个空间都有沿轴负方向的匀强电场，轴下方整个空间都有垂直于纸面向外的匀强磁场，第二象限既没有电场也没有磁场。一个不计重力的质量为、电量为带电粒子，从轴上的A点以初速度平行于轴向轴正方向飞出，A点坐标为，然后从轴上的M点第一次进入磁场，点坐标为，再从轴上的点第一次离开磁场，点坐标为，粒子始终在平面内运动。求： （1）电场强度的大小 （2）和磁感应强度的大小； （3）粒子第二次进入磁场时的位置及速度的大小和方向； 【答案】（1） （2） （3），， 【解析】 【小问1详解】 粒子从A点飞出后做类平抛运动，则有 ,, 解得 【小问2详解】 设第一次进入磁场时速度与x轴的夹角为，速度为，沿y轴方向的速度为,则， 即，在磁场中的第一次沿x轴的侧移量 由几何关系 由题可知 可得 【小问3详解】 做出粒子运动的大致轨迹，粒子第一次离开磁场时速度与x轴夹角依然为，沿y轴正向运动的位移后到y轴上的点，再做反向的类平抛运动到最高点，可以知道在的正上方，此时与的高度差 由于从最高点开始沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动，根据 可知 因此粒子第二次进入磁场时的位置x坐标为第一次类平抛的水平位移和第二次类平抛的水平位移之和，由于 则， 即粒子第二次进入磁场的位置坐标为，粒子第二次进入磁场时的速度 速度与水平方向夹角为，则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$