2021-2022學(xué)年江蘇省南通市包場高級中學(xué)高二（上）期中物理試題（解析版）

2021-2022學(xué)年南通市包場高級中學(xué)高二年級第一學(xué)期期中考試（物

理）

本試卷滿分100分，考試用時75分鐘

一、單項選擇題：本題共10小題，每小題4分，共計40分。每小題只有一個選項符合題意。

1.如圖所示，在光滑的水平面上固定著兩輕質(zhì)彈簧，一彈性小球在兩彈簧間往復(fù)運(yùn)動，把小球和彈簧視為

一個系統(tǒng)，則小球在運(yùn)動過程中（）

J

J

1

L

U

1

L

A.系統(tǒng)的動量守恒，動能守恒

B.系統(tǒng)的動量守恒，機(jī)械能守恒

C.系統(tǒng)的動量不守恒，機(jī)械能守恒

D.系統(tǒng)的動量不守恒，動能守恒

【答案】C

【解析】

【詳解】小球和彈簧組成的系統(tǒng)受到重力和水平地面的支持力兩個外力，小球與彈簧相互作用時，彈簧會

用墻壁的作用力，所受合外力不等于零，動量不守恒；在運(yùn)動過程中，小球和槽通過彈簧相互作用，但因

為只有彈簧的彈力做功，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，而總量保持不變，機(jī)械能守恒.故C正確，A、B、D錯誤.故

選C.

【點睛】根據(jù)動量守恒的條件判斷系統(tǒng)動量是否守恒，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化，知系統(tǒng)有動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,

機(jī)械能守恒.

2.如圖所示，水平面上的U形導(dǎo)軌NMPQ處于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向與水平面夾角為仇

垂直于"且指向右斜上方。導(dǎo)軌寬度為L,垂直于導(dǎo)軌放置一根金屬棒油，帥棒中電流為/,則必棒受

到的安培力大小為（）

MnN

O

b

A.BILSAX\0B.BILcose0C.BILD.0

【答案】C

【解析】

【詳解】因為金屬棒與磁場垂直，所以他棒受到的安培力大小為

F=B1L

故選C。

3.如圖所示，勻強(qiáng)磁場方向與圓形線圈平面垂直，方線圈的面枳是。線圈面積的2倍，穿過。線圈的磁通量

為0,則穿過6線圈的磁通量為

A.0B.0

C.—0D.20

2

【答案】B

【解析】

【詳解】。線圈和b線圈雖然面積不同，但是放入磁場中的有效面積相同，由0=8S可知，兩線圈磁通量

相同，故B正確；

故選B。

4.四根等長的導(dǎo)線固定在正方體的四條沿x軸方向的棱上，并通以等大的電流，方向如圖所示。正方體的

中心。處有一粒子源在不斷地沿x軸負(fù)方向噴射電子，則電子剛被噴射出時受到的洛倫茲力方向為（）

A.沿y軸負(fù)方向B.沿y軸正方向

C.沿z軸正方向D.沿z軸負(fù)方向

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】由安培定則可知，通電直導(dǎo)線4片、co在o點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均斜向左下方，大小相同，設(shè)為

B,通電直導(dǎo)線G。、A3在。點處的磁感應(yīng)強(qiáng)度均斜向右下方，大小相同，均為B,由平行四邊形定則

可知，。點的合磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，故電子受到的洛倫茲力沿)，軸正方向。

故選B?

5.如圖所示，圖甲為以。點為平衡位置，在A、B兩點間做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，圖乙為該彈簧振子的振

動圖像，由圖可知下列說法中正確的是()

A.彈簧振子受重力、支持力、彈簧的彈力、回復(fù)力

B.r=0.1s時，彈簧振子的位移為2.5cm

C.從r=0到r=().2s的時間內(nèi)，彈簧振子的動能持續(xù)地增加

D.在，=0.2s與r=().6s兩個時刻，彈簧振子的回復(fù)力不相同

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.回復(fù)力是效果力，由彈簧彈力充當(dāng)，A錯誤；

B.彈簧振子位移隨時間不是均勻變化，B錯誤；

C.，=0到，=o.2s的時間內(nèi)，彈簧振子遠(yuǎn)離平衡位置，速度減小，動能減小，C錯誤；

D.f=().2s與f=0.6s兩個時刻，位移大小相等，方向相反，所以回復(fù)力的大小相等，方向相反，即回復(fù)

力不相同，D正確。

故選D。

6.一束光線穿過介質(zhì)1、2、3時，光路如圖所示，則()

A.介質(zhì)1的折射率最大

B.介質(zhì)2是光密介質(zhì)

C.光在介質(zhì)2中的速度最小

D.當(dāng)入射角由45。逐漸增大時，在1、2分界面上可能發(fā)生全反射

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.因為sin45°<sin60。，根據(jù)折射定律，4>馬，同理〃3>〃2,根據(jù)光的可逆性，光從2

射向1或者小2射向3時，入射角相等，則知>〃］，所以〃3>”|>〃2，介質(zhì)3的折射率最最大，介質(zhì)2的

折射率最小，A錯誤;

B.因為〃3>〃|>〃2，介質(zhì)2對介質(zhì)1和介質(zhì)3來說都是光疏介質(zhì)，B錯誤;

C.因為>%和丫=￡，光在介質(zhì)2中的速度最大，C錯誤；

n

D.光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2時，是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，可能發(fā)生全反射，D正確。

故選D。

7.如圖甲所示，用藍(lán)色光照射透明標(biāo)準(zhǔn)板M來檢查平面N的上表面的平滑情況，觀察到4處如圖乙所示條

A.條紋是光在標(biāo)準(zhǔn)板M的上表面反射和N的上表面反射疊加而成的

B.N的上表面A處向上凸起

C.將之間的薄片向右拉出一些，條紋會變密集

D.若改用綠光照射，條紋會變密集

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.條紋是光在標(biāo)準(zhǔn)板M的下表面反射和N的上表面反射疊加而成的。故A錯誤；

B.空氣薄膜厚度從左向右依次增大，又因為同一條紋上各處空氣薄膜厚度相同，所以N的上表面A處空氣

厚度與左邊相同，即向上凸起。故B正確；

C.將之間的薄片向右拉出一些，空氣薄膜厚度依次減小，觀察到的條紋寬度會變大，所以條紋會變稀

疏。故C錯誤；

D.若改用綠光照射，入射光的波長變長，相鄰明（暗）條紋會變大，所以條紋變稀疏。故D錯誤。

故選B

A

8.甲、乙兩列波振幅分別為A、一，在同一介質(zhì)中相向傳播，某時刻的波形圖如圖所示，x=4m處的質(zhì)

2

B.經(jīng)過4s兩波會相遇

C.當(dāng)兩列波疊加時，x=7m處的質(zhì)點振幅為A

D.當(dāng)兩列波疊加時，x=6m處的質(zhì)點振動加強(qiáng)

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.由題圖可知，兩列波的波長相同，且在同種介質(zhì)中傳播時兩波的波速相同，則兩波的頻率相同,

因此會發(fā)生干涉現(xiàn)象，A錯誤；

B.由題圖可知波長2=4m,由x=4m處的質(zhì)點再過1s將第一次到達(dá)波谷可知周期T=4s,則波速

v=—=1m/s

T

兩列波相遇所需時間

Ax4c

t=——=—s=2s

2v2

B錯誤；

C.x=4m和x=10m的質(zhì)點振動情況相反，兩質(zhì)點到x=7m的距離相等，可知兩列波在x=7m處相互

A

減弱，因此在x=7m處的質(zhì)點振幅為一，C錯誤；

2

D.x=2m和x=10m的質(zhì)點振動情況相同，兩質(zhì)點到x=6m的距離相等，因此在x=6m處的質(zhì)點振動加

強(qiáng)，D正確。

故選D。

9.在冰壺比賽中，球員手持毛刷擦刷冰面，可以改變冰壺滑行時受到的阻力。如圖中所示，藍(lán)壺靜止在固

定區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生紅壺正碰，碰后兩壺的加速度相等，若碰撞前后兩

壺的壯-7圖像如圖乙所示。關(guān)于冰壺的運(yùn)動，下列說法正確的是（）

v/(m-s-1

、紅壺

藍(lán)壺'

A.紅壺碰撞前后速度大小變化了Llm/s

B.碰撞后藍(lán)壺的加速度大小為O/m/s?

C.藍(lán)壺運(yùn)動了4s停下

D.碰撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.2m

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.由圖乙可知，紅壺碰撞前后的速度分別為1.2m/s、0.3m/s,所以紅壺碰撞前后速度大小變化了

0.9m/s,故A錯誤；

B.由丫-/圖像斜率表示加速度，可知碰撞后藍(lán)壺加速度大小等于紅壺的加速度大小，為

Av0.3-0__.

a=——=--------=0.3m/s2

M1

故B錯誤;

C.設(shè)碰后藍(lán)壺的速度為V,碰前紅壺的速度w=1.2m/s,碰后速度為環(huán)=o.3m/s,根據(jù)動量守恒定律可得

mv0=mv'Q+mv

解得

v=0.9m/s

故藍(lán)壺運(yùn)動時間

V

/'=—=3s

a

故C錯誤；

D.碰撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離等于碰后兩圖象與時間軸所圍面積之差，為

0.9x30.3x1

AA.y---------1.2m

22

故D正確。

故選D。

10.如圖，在直角三角形He區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為8、方向垂直紙面向里勻強(qiáng)磁場。直角邊H上的O

點有一粒子發(fā)射源，該發(fā)射源可以沿紙面與碗邊垂直的方向發(fā)射速率不同的帶電粒子。已知所有粒子在磁

場中運(yùn)動的時間均相同，粒子比荷為"，。。長為"，Ob長為3d,6=30°,不計粒子的重力以及粒子間的

m

相互作用，則（）

A,負(fù)電粒子的軌跡半徑最大為一

2

B.負(fù)電粒子運(yùn)動的最大速度為詡4

m

C.正電粒子的軌跡半徑最大為幺

3

D.粒子在磁場中的運(yùn)動時間為二丁

2qB

【答案】C

【解析】

【分析】

T2開加

【詳解】D.由于所有粒子在磁場中運(yùn)動時間均相同，則所有粒子均旋轉(zhuǎn)半圈后從外邊出，周期T=F-

qB

7vm

t=——

qB

故D錯誤;

C.若粒子為正電荷，則如圖所示，最大半徑時圓心在Oi,半徑的最大值滿足d=3R,故C正確;

AB.若粒子為負(fù)電荷則如圖所示，最大半徑時圓心在。2,半徑最大值滿足

d+r=2r

有

r-d

此時

m

則AB錯誤。

故選Co

二、實驗題：本題共15分，每空3分。把答案填在答題卡相應(yīng)的位置。

II.在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖I）,并選用縫

間距為〃的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為心接通電源使光源正常工作,

發(fā)出白光。

光源凸透鏡濾光片ab遮光筒毛玻璃屏目鏡

（1）組裝儀器時，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在。處和人處，則；

A.可觀察到水平方向的干涉條紋

B.可觀察到豎直方向的干涉條紋

C.看不到干涉現(xiàn)象

（2）若取下紅色濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中；

A.觀察不到干涉條紋

B.可觀察到明暗相間的白條紋

C.可觀察到彩色條紋

（3）若實驗中在像屏上得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中4、8位置時，游

標(biāo)卡尺的讀數(shù)分別為為、4，則入射的單色光波長的計算表達(dá)式為丸=。分劃板刻線在某條明條

紋位置時游標(biāo)卡尺如圖3所示，則其讀數(shù)為mm；

（4）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4所示，則在這種情況下測量干涉

條紋的間距Ax時，測量值實際值。（填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】①.B②.C③（Zf"（4）.31.10⑤.大于

6L

【解析】

【詳解】（1）[1]將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在。處和人處，在毛玻璃屏上可觀察到豎直方向的干

涉條紋，故B正確，AC錯誤。

故選B。

（2）[2]若取下紅色濾光片，在毛玻璃屏上觀察到的是白光（復(fù)色光）的干涉條件，因此觀察到的是彩色條

紋，故C正確，AB錯誤。

故選c。

(3)[3]條紋間距為

/一玉

AAr=------L-L—

6d

解得單色光波長為

(x-xAd

A,—2

6L

[4]游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

31mm+2x0.05mm=31.10mm

(4)[5]如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值將偏大。

三、計算題：本題共4小題，共計45分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中明確寫出數(shù)值和單位。

12.如圖所示，實線是某時刻的波形圖，虛線是0.2s后的波形圖。

(1)若波向左傳播，求它的可能周期和最大周期。

(2)若波向右傳播，求它可能的傳播速度。

08

【答案】(1)^~(〃=0，1，2,???)，0.27s；(2)5(4〃+1)m/s5=0,1,2,???)

4〃+3

【解析】

【詳解】(1)波向左傳播，傳播的時間為

3

A-T+nT(n=0,1,2,???)

4

所以

4Ar0.20.8

T=--------=4X----------s=--------s("=0,1,2,…)

4〃+3An+34H+3

最大周期為

T=---s^0.27s

m3

(2)波向右傳播

T

At=--\-nT("=0,1,2,???)

4

0.8

T=-----s(〃=0,1,2,…)

4?+l

而A=4m,所以

A

v=—=5(4??+1)m/s(n=0,1,2,…)

T

13.如圖所示，半圓形玻璃磚固定在水平桌面上，圓心為。半徑為七A點是0。的中點光線從A垂直于半

徑0。入射，在8點恰好發(fā)生全反射，反射光線到達(dá)C點。已知光在真空中傳播的速度為c,不考慮光的多

次反射。求：

①玻璃磚的折射率；

②光從A到C所用的時間。

【答案】①〃=2；②/=氈4

c

【解析】

【分析】

【詳解】①如圖所示；設(shè)NABo=e,臨界角為c,在B點恰好發(fā)生全反射，故有e=c

且4為0。中點

OB2

故

c=e=30。

sinC=-

n

解得

n=2

②由幾何關(guān)系可知

AB=Rcos0=—R

2

BC=￡R

光在玻璃磚中傳播的速度

一

n

則

AB+BC

t=-----------

v

14.如圖所示，兩粗糙的平行金屬導(dǎo)軌間距L=0.2m,導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角。=37°,導(dǎo)軌的一

端接有電動勢E=6V、內(nèi)阻r=1。的直流電源。現(xiàn)把一個質(zhì)量〃，=0.4kg的導(dǎo)體棒放在導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒

與導(dǎo)軌垂直、且接觸良好。在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，加一個豎直向上的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)體棒始終靜止在導(dǎo)軌上。

2

導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)體棒接入電路的電阻R=2￡l,已知sin370=0.6,cos370=0.8,?g=10m/so則：

(1)當(dāng)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度用多大時，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦力為零；

(2)當(dāng)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=12.5T時，求導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間摩擦力的大小和方向；

(3)若金屬導(dǎo)軌光滑，將磁場方向由豎直向上逆時針緩慢轉(zhuǎn)到水平位置的過程中，試求為保持金屬桿始終靜

止，磁感應(yīng)強(qiáng)度8的最小值及其方向。

【答案】（1）7.5T；（2）1.6N,沿導(dǎo)軌平面向下：（3）6T,方向垂直平面向上

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，則有

八…

---E----=-6A=2A

0+r3

解得

4T7.5T

（2）導(dǎo)體棒受力情況如圖所示（圖中摩擦力/未畫出）

mgsin0<BILcos0

摩擦力/沿導(dǎo)軌平面向下，由平衡條件得

f+mgsin6=BILcos6

代入數(shù)據(jù)得f=L6N；

（3）金屬導(dǎo)軌光滑，當(dāng)安培力沿導(dǎo)軌平面向上時，安培力最小，磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小

mgsin0=BIL

解得：

IL

根據(jù)左手定則，方向垂直導(dǎo)軌平面向上。

15.2020年12月，中科院合肥物理科學(xué)研究院成功研制出國產(chǎn)最緊湊型超導(dǎo)回旋質(zhì)子加速器，從而打破了

美國、瑞士等少數(shù)國家在這一領(lǐng)域的壟斷。如圖甲為某型號的回旋加速器的工作原理，圖乙為俯視圖，回

旋加速器的核心部分為兩個D形盒，分別為D>D2,D形盒裝在真空容器里，盒內(nèi)充滿與底面垂直的強(qiáng)

大勻強(qiáng)磁場。加速器接入一定頻率的高頻交變電壓，加速電壓為U,兩盒問的狹縫很小，帶電粒子穿過狹

縫的時間忽略不計，質(zhì)子從粒子源。處進(jìn)入加速電場的初速度為零。已知D形盒的半徑為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度

為B,質(zhì)子質(zhì)量為，小電荷量為+4,不考慮相對論效應(yīng)和重力作用，求

(1)質(zhì)子第一次經(jīng)過狹縫被加速后進(jìn)入D形盒時的速度大小V,和進(jìn)入D形盒后運(yùn)動的軌跡半徑4；

(2)質(zhì)子被加速后獲得的最大動能Ekm和高頻交變電壓的頻率/；

(3)通過必要的推導(dǎo)演算，說明質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動時，隨軌跡半徑，?的增大，同一D形盒中相鄰軌跡

的半徑之差A(yù)r將如何變化。

甲