精品解析：江西省抚州市若士中学2024-2025学年高二下学期第一次考试物理试卷

2024-2025学年下学期第一次考试卷 高二物理 一、单选题（本题共10小题，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全对得2分，有选错得0分。） 1. 如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹，已知两个粒子带电量相同，且ra=2rb ，不计重力的影响，则由此可知 （ ） A. 两粒子均带正电，质量比 B. 两粒子均带负电，质量比 C. 两粒子均带正电，质量比 D. 两粒子均带负电，质量比 【答案】B 【解析】 【详解】两粒子进入磁场后均向下偏转，可知在A点，均受到向下的洛伦兹力，由左手定则可知，四指所指的方向与运动方向相反，得知两个粒子均带负电；在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有，得，因a、b进入磁场的速度相同，电量也相同，又在同一磁场运动，故，选B. 【点睛】该题考查带电粒子在匀强磁场中的偏转，带电粒子在匀强磁场中以垂直于磁场方向运动，洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动．根据偏转方向，利用左手定则来判断粒子所带的电性，根据半径判断粒子的质量比． 2. 下列说法正确的是（　　） A. 观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种纵波 B. 照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 C. 肥皂膜上看到的彩色条纹是薄膜两表面的光线折射色散的结果 D. 光纤通信利用了是光线在光纤内部的多次全反射 【答案】D 【解析】 【详解】A．观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种横波，故A错误； B．照相机镜头的增透膜应用了光的干涉原理，故B错误； C．肥皂膜上看到的彩色条纹是薄膜两表面的光线相互叠加干涉的结果，故C错误； D．光纤通信利用了是光线在光纤内部的多次全反射，故D正确。 故D正确。 3. 从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（ ） A. a侧是红色光，b侧是紫色光 B. 在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C. 三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率 D. 在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度 【答案】B 【解析】 【详解】红光的折射率小于紫光的折射率，经过三棱镜，红光的偏折角小于紫光的偏折角，则b侧是红色光，a侧是紫色光．故A错误．由图知a侧光的偏折角大，三棱镜对a侧光的折射率大，a侧光的波长小．故B正确，C错误．三棱镜对a侧光的折射率大，由公式v=c/n得知，a侧光在三棱镜中传播速率小于b侧光的传播速率．故D错误．故选B． 点睛：本题是光的色散现象，从中要掌握：可见光是复色光，紫光的折射率最大，在棱镜中的速度最小，红光的折射率最小，在棱镜中的速度最大． 4. 如图所示，带正电的粒子以初速度进入匀强电场或匀强磁场中，不计重力，粒子运动轨迹为直线的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据带正电的粒子在电场中的受力特点可知，A中粒子做曲线运动，B中粒子做直线运动，A错误，B正确； CD．根据带正电的粒子在磁场中的受力特点可知，初速度与洛伦兹力力垂直，粒子做圆周运动，不是直线运动，CD错误； 故选B。 5. 对如图所示的图片，下列判断正确的是（　　） A. 图甲是圆盘衍射的图样，中心的亮斑被称为“泊松亮斑” B. 图乙内窥镜的原理是利用了光纤对光的折射 C. 图丙中等间距的明暗相间的条纹是光的单缝衍射图样 D. 图丁中观看立体电影的眼镜利用了光的干涉 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲是圆盘衍射的图样，中心的亮斑被称为“泊松亮斑”，故A正确； B．内窥镜的原理是利用了光的全反射，故B错误； C．等间距的明暗相间的条纹是光的双缝干涉图样，故C错误； D．观看立体电影的眼镜利用了光的偏振原理实现立体电影的效果，故D错误； 故选A。 6. 如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为 E 、磁感应强度为 B 并相互垂直分布，某一带电粒子（重力不计）沿图中虚线水平通过．则该带电粒子 A. 一定带正电 B. 速度大小为 C. 可能沿QP方向运动 D. 若沿PQ方向运动的速度大于，将一定向下极板偏转 【答案】B 【解析】 【详解】粒子从左射入，不论带正电还是负电，电场力大小为qE，洛伦兹力大小F=qvB=qE，两个力平衡，速度 ，粒子做匀速直线运动．故A错误，B正确．此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动．故C错误．若速度 ，则粒子受到的洛伦兹力大于电场力，使粒子偏转，只有当粒子带负电时粒子向下偏转，故D错误；故选B． 7. 如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（　　） A. AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短 B. AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长 C. BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长 D. BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由光路图可知，BO光线的偏折能力要强于AO光线的偏折能力，证明B光的折射率大于A光的折射率，所以AO是红光，BO是紫光，光在介质中的传播速度，因此AO在介质中的传播速度更快，由可知，AO穿过玻璃砖所需的时间短，故选A。 8. 如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（　　） A. 轨道半径为 B. 轨道半径为 C. 时间为 D. 时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力 解得 运动了半周，则运动时间 故选AC。 9. 如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是__________ A. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B. a比b更容易发生衍射现象 C. 在水中a光的速度比b光的速度小 D. 在水中a光的临界角大于b光的临界角 E. 若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光 【答案】ABD 【解析】 【详解】由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，根据折射定律知，a光的折射率小于b光的折射率，则知a光的波长大．根据双缝干涉条纹的间距公式，可得，干涉条纹间距与波长成正比，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故A正确；a光的波长长，波动性强，更容易发生衍射现象，故B正确；由知，在水中a光的速度大，故C错误；由全反射临界角公式，知折射率n越大，临界角C越小，则知在水中a光的临界角大于b光的临界角，故D正确；若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水中a光的临界角大于b光的临界角，所以b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光，故E错误． 10. 如图所示，正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场．已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2，质量之比为1:2，不计粒子重力． 以下判断正确的是 A. 甲粒子带负电，乙粒子带正电 B. 甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍 C. 甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍 D. 甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍 【答案】CD 【解析】 【分析】根据粒子运动轨迹，应用左手定则可以判断出粒子的电性；粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意求出粒子轨道半径关系，然后应用牛顿第二定律求出粒子的速度然后分析答题；根据粒子做圆周运动的周期公式与粒子转过的圆心角求出粒子的运动时间． 【详解】由甲粒子垂直于bc边离开磁场可知，甲粒子向上偏转，所以甲粒子带正电，由粒子从ad边的中点离开磁场可知，乙粒子向下偏转，所以乙粒子带负电，故A错误；由几何关系可知，R甲=2L，乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60°，弦长为，所以：=2R乙sin60°，解得：R乙=L，由牛顿第二定律得：qvB=m，动能：EK=mv2=，所以甲粒子的动能是乙粒子动能的24倍，故B错误；由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：，洛伦兹力：f=qvB=，即，故C正确；由几何关系可知，甲粒子的圆心角为300，由B分析可得，乙粒子的圆心角为120°，粒子在磁场中的运动时间：t=T，粒子做圆周运动的周期： 可知，甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的1/4倍，故D正确．. 【点睛】题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，利用洛伦兹力提供向心力，结合几何关系进行求解；运用粒子在磁场中转过的圆心角，结合周期公式，求解粒子在磁场中运动的时间． 二、实验题（本题共两题，共18分。） 11. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。 （1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；在半圆形玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3；实验中要求三枚大头针的______（选填“针帽”或“针尖”）在同一视线上； （2）图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，（选填l1、l2、l3或l4）则玻璃砖的折射率可表示为______； （3）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. 针尖 ②. 和 ③. ④. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]实验中要求三枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽，针帽的在视线方向上的横截面积比较大，会带来较大误差。 （2）[2][3]光线的入射角和折射角的正弦值分别为 ， 根据光的折射定律可知玻璃砖的折射率 因此只需测量和即可。 （3）[4]当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为是不变的，即入射角不变，而减小，所以测量值 将偏大。 12. 用双缝干涉仪可以测量光的波长，部分实验装置如图所示。某同学在一次实验中，转动手轮调节分划板的位置，先使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，此时手轮上螺旋测微器的示数如图甲所示。然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上螺旋测微器的示数如图乙所示。图甲中的示数为________mm，图乙中的示数为________mm，由此求得相邻两条亮纹中心间距Δx为________mm。已知双缝间距d=2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L=0.700m，由计算式λ=__________，求得所测红光波长为__________nm。（最后结果取三位有效数字） 【答案】 ①. 2. 320 ②. 13.870 ③. 2.310 ④. ⑤. 660 【解析】 【详解】[1]图甲中螺旋测微器的固定刻度读数为2.0mm，可动刻度读数为 0.01×32.0mm=0.320mm 则最终读数为 2.0mm+0.320mm=2.320mm [2]图乙螺旋测微器的固定刻度读数为13.5mm，可动刻度读数为 0.01×37.0mm=0.370mm 则最终读数为 13.5mm+0.370mm=13.870mm [3]相邻亮条纹的间距 [4]根据得 [5]代入数据得 三、解答题（（3道大题，共计42分） 13. 如图所示，在磁感应强度大小为B＝1T、水平向外的匀强磁场中，把质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝0.1C的带负电小球用绝缘细线悬挂在O点，细线长度为L＝1m。现将小球从细线与竖直方向成θ＝37°角时由静止释放，小球在与磁场垂直的竖直面内摆动。不计空气阻力，重力加速度大小g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）小球第一次运动到最低点时的速率v。 （2）小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在从小球开始运动到第一次运动到最低点过程中，洛伦兹力不做功，由动能定理得 求得 （2）在最低点对小球分析 求得 14. 如图所示，半球形玻璃砖半径为R，AB为其直径，O为球心．一束单色光垂直于AB入射球面．入射角θ＝60°，已知这束光在玻璃砖中的折射率为n＝，光在真空中的传播速度为c，求： ①出射光线的方向； ②光在玻璃中的传播时间． 【答案】①出射光线与AB夹角为30°② 【解析】 【详解】①由折射定律 解得：α＝30° 由几何关系可知△OCD为等边三角形 光线在AB面上的入射角β＝30° 解得：γ＝60°，即出射光线与AB夹角为30° ②由几何关系可知：CD＝OD＝ 光在玻璃中的传播速度 光在玻璃中的传播时间 解得： 15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B；第二象限有沿x轴正方向的大小可调的匀强电场，其电场强度的大小可取从0到Em之间的任意数值，当电场强度的大小为Em时，一带正电的粒子从x轴负半轴上的P（-0.08m，0）点，以初速度v0=3×104m／s沿y轴正方向射入匀强电场，经过y轴上的Q(0,0. 12m)点后恰好垂直打到x轴正半轴上，带电粒子的比荷为×109C／kg，不计带电粒子所受重力，只考虑带电粒子第一次进入磁场的情况，求： (1)匀强电场的电场强度的最大值Em的大小； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小； (3)若带电粒子每次均从M（-0.08m，0.12m）点，以相同初速度vo沿y轴正方向射出，改变电场强度的大小，求带电粒子经过x轴正半轴的位置范围. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）设粒子到达轴所用时间为，则 ， 解得 （2）设粒子经过轴的速度大小为，方向与轴的夹角为，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则 ，， 解得 （3）设电场强度为E时，粒子经过轴的速度大小为，方向与轴的夹角为，粒子在磁场中做圆周运动的半径为，圆心到轴的距离为，则 ，， 解得 由于粒子做圆周运动的圆心到轴的距离不变，故粒子经过轴的坐标值最小为，当电场强度的大小为时，粒子在磁场中做圆周运动的半径最大，圆心的坐标最小，故此时粒子经过轴的坐标值最大，设粒子经过轴的坐标值最大值为，则 ，， 解得 故带电粒子经过轴的范围为之间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年下学期第一次考试卷 高二物理 一、单选题（本题共10小题，共40分。每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对得4分，选对但不全对得2分，有选错得0分。） 1. 如图所示，a和b是从A点以相同的速度垂直磁场方向射入匀强磁场的两个粒子运动的半圆形径迹，已知两个粒子带电量相同，且ra=2rb ，不计重力的影响，则由此可知 （ ） A. 两粒子均带正电，质量比 B. 两粒子均带负电，质量比 C. 两粒子均带正电，质量比 D. 两粒子均带负电，质量比 2. 下列说法正确的是（　　） A. 观看立体电影需要用到特殊的眼镜是利用了光的偏振现象，说明光是一种纵波 B. 照相机镜头的增透膜应用了光的衍射原理 C. 肥皂膜上看到的彩色条纹是薄膜两表面的光线折射色散的结果 D. 光纤通信利用了是光线在光纤内部的多次全反射 3. 从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的ab间形成一条彩色光带．下面的说法中正确的是（ ） A. a侧是红色光，b侧是紫色光 B. 在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长 C. 三棱镜对a侧光折射率小于对b侧光的折射率 D. 在三棱镜中a侧光的传播速度大于b侧光的传播速度 4. 如图所示，带正电的粒子以初速度进入匀强电场或匀强磁场中，不计重力，粒子运动轨迹为直线的是（　　） A. B. C. D. 5. 对如图所示的图片，下列判断正确的是（　　） A. 图甲是圆盘衍射的图样，中心的亮斑被称为“泊松亮斑” B. 图乙内窥镜的原理是利用了光纤对光的折射 C. 图丙中等间距的明暗相间的条纹是光的单缝衍射图样 D. 图丁中观看立体电影的眼镜利用了光的干涉 6. 如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为 E 、磁感应强度为 B 并相互垂直分布，某一带电粒子（重力不计）沿图中虚线水平通过．则该带电粒子 A. 一定带正电 B. 速度大小为 C. 可能沿QP方向运动 D. 若沿PQ方向运动的速度大于，将一定向下极板偏转 7. 如图一束红光与一束紫光以适当的入射角射向半圆形玻璃砖，其出射光线都是由圆心O点沿OP方向射出，如图所示，则（　　） A. AO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间短 B. AO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间长 C. BO是红光，它穿过玻璃砖所需的时间长 D. BO是紫光，它穿过玻璃砖所需的时间短 8. 如图所示，在水平直线MN上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带正电荷q的粒子，从直线N上的O点以速度v竖直向上射入磁场，由P点离开磁场，不计粒子重力，则粒子在磁场中运动的（　　） A. 轨道半径为 B. 轨道半径为 C. 时间为 D. 时间为 9. 如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是__________ A. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B. a比b更容易发生衍射现象 C. 在水中a光的速度比b光的速度小 D. 在水中a光的临界角大于b光的临界角 E. 若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光 10. 如图所示，正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子垂直于bc边离开磁场，乙粒子从ad边的中点离开磁场．已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2，质量之比为1:2，不计粒子重力． 以下判断正确的是 A. 甲粒子带负电，乙粒子带正电 B. 甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍 C. 甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的2倍 D. 甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍 二、实验题（本题共两题，共18分。） 11. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。 （1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；在半圆形玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3；实验中要求三枚大头针的______（选填“针帽”或“针尖”）在同一视线上； （2）图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，（选填l1、l2、l3或l4）则玻璃砖的折射率可表示为______； （3）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 用双缝干涉仪可以测量光的波长，部分实验装置如图所示。某同学在一次实验中，转动手轮调节分划板的位置，先使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，此时手轮上螺旋测微器的示数如图甲所示。然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上螺旋测微器的示数如图乙所示。图甲中的示数为________mm，图乙中的示数为________mm，由此求得相邻两条亮纹中心间距Δx为________mm。已知双缝间距d=2.0×10-4m，测得双缝到屏的距离L=0.700m，由计算式λ=__________，求得所测红光波长为__________nm。（最后结果取三位有效数字） 三、解答题（（3道大题，共计42分） 13. 如图所示，在磁感应强度大小为B＝1T、水平向外的匀强磁场中，把质量为m＝0.2kg、电荷量为q＝0.1C的带负电小球用绝缘细线悬挂在O点，细线长度为L＝1m。现将小球从细线与竖直方向成θ＝37°角时由静止释放，小球在与磁场垂直的竖直面内摆动。不计空气阻力，重力加速度大小g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求： （1）小球第一次运动到最低点时的速率v。 （2）小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小F。 14. 如图所示，半球形玻璃砖半径为R，AB为其直径，O为球心．一束单色光垂直于AB入射球面．入射角θ＝60°，已知这束光在玻璃砖中的折射率为n＝，光在真空中的传播速度为c，求： ①出射光线的方向； ②光在玻璃中的传播时间． 15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B；第二象限有沿x轴正方向的大小可调的匀强电场，其电场强度的大小可取从0到Em之间的任意数值，当电场强度的大小为Em时，一带正电的粒子从x轴负半轴上的P（-0.08m，0）点，以初速度v0=3×104m／s沿y轴正方向射入匀强电场，经过y轴上的Q(0,0. 12m)点后恰好垂直打到x轴正半轴上，带电粒子的比荷为×109C／kg，不计带电粒子所受重力，只考虑带电粒子第一次进入磁场的情况，求： (1)匀强电场的电场强度的最大值Em的大小； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小； (3)若带电粒子每次均从M（-0.08m，0.12m）点，以相同初速度vo沿y轴正方向射出，改变电场强度的大小，求带电粒子经过x轴正半轴的位置范围. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $