辽宁省辽河油田第二高级中学2021-2022学年高二下学期开学考试物理试题含解析

2022（下）高二开学考试  物理试题

一、选择题（1-6单选，7-10多选，每题7分，共70分）

1. 对下列现象解释正确的是（　　）

A. 图甲中全息照相利用了光的干涉原理

B. 图乙中光的色散现象利用了光的衍射原理

C. 图丙中水流导光利用了光的全反射原理

D. 图丁中照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的干涉原理

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．图甲中全息照相利用了光的干涉原理，故A正确；

B．图乙中光的色散现象利用了光的折射原理，故B错误；

C．图丙中水流导光利用了光的全反射原理，故C正确；

D．图丁中照相机镜头表面镀有增透膜利用了光的干涉原理，故D正确。

故选ACD。

2. 如图所示的装置中，在转动手柄A的转速由零逐渐增大的过程中，小球B的振幅将（　　）

A. 不断增大 B. 先增大，后不变

C. 先增大后减小 D. 先减小，后增大

【答案】C

【解析】

【详解】转速由零逐渐增大，转动的频率逐渐接近小球振动的固有频率，振幅增大，与固有频率相同时振幅最大；超过固有频率，转速继续增大，振幅减小，故先增大，后减小。

故选C。

3. 如图所示是双缝干涉的实验装置，使用波长为600nm的橙色光照射单缝S，在光屏中央P处观察到亮条纹，在位于P的上方的P1处出现第一条亮纹中心，现换用波长为400nm的紫色光照射单缝S，则（　　）

A. P和P1处都为亮条纹

B. P和P1处都为暗条纹

C. P处是亮条纹，P1处是暗条纹

D. P处是暗条纹，P1处是亮条纹

【答案】C

【解析】

【详解】缝S1、S2到光屏中央P点的距离相等，无论什么色光，其相干光的路程差均为0，故P处都是亮条纹。对于波长为600nm的橙色光，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1个波长，则换用波长为400nm的紫色光时，S1、S2到P1点的路程差恰好为橙色光的1.5个波长，因此紫色光照射时在P1处是暗条纹；故C正确，ABD错误；

故选C。

4. 如图所示，一条光线从空气垂直射到直角玻璃三棱镜的界面AB上，棱镜材料的折射率为1.414，这条光线从BC边射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为（　　）

A. 90° B. 60° C. 30° D. 45°

【答案】D

【解析】

【详解】光从空气经AB后方向不变，射到AC面，入射角为60°，由

算出光从玻璃射向空气时，发生全反射时的临界角为：C＝45°，所以光在AC面发生全反射，射到BC面，由几何关系可求得在BC面的入射角为30°，由折射定律得

所以r＝45°，则射出棱镜后的光线与界面BC的夹角为45°，故ABC错误，D正确。

故选D。

5. 冰壶是冬奥会比赛项目。如图所示，若运动员和冰壶在水平冰面上做匀速直线运动，此后运动员把冰壶平稳推出。不计冰面的摩擦，运动员把冰壶推出的过程，下列说法正确的是（　　）

A. 推出冰壶后，运动员和冰壶的速度大小与他们的质量成反比

B. 推出冰壶过程中，运动员与冰壶的总动能保持不变

C. 推出冰壶的过程中，运动员与冰壶的总动量保持不变

D. 运动员对冰壶做多少正功，冰壶对运动员就一定做多少负功

【答案】C

【解析】

【详解】A．不计冰面摩擦，运动员和冰壶组成系统所受合外力为零，系统动量守恒，设推出前运动员和冰壶的速度为，运动员的质量为M，冰壶的质量为m，推出后运动员的速度为，冰壶的速度为，由动量守恒定律可知

可知，推出冰壶后运动员和冰壶的速度大小不与质量成反比，故A错误；

B．运动员推出冰壶的过程中，消耗身体内的化学能，转换成运动员和冰壶的动能，因此运动员和冰壶的总动能增加，故B错误；

C．不计冰面摩擦，运动员和冰壶组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，由动量守恒定律可知，运动员和冰壶的总动量保持不变，故C正确；

D．运动员对冰壶的作用力和冰壶对运动员的反作用力大小相等，方向相反，作用在两个对象上，运动员和冰壶的位移大小不相等，则运动员对冰壶做的功与冰壶对运动员做的功不一样多，故D错误。

故选C。

6. 如图所示，宽为d的有界匀强磁场的边界为PP′、QQ′，一个质量为m、电荷量为q的负电荷沿图示方向以速度v0垂直射入磁场，磁感应强度大小为B，要使粒子不能从边界QQ′射出，粒子的入射速度v0的最大值可能是下面给出的（粒子的重力不计）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】粒子带负电荷，当粒子轨迹与QQ′相切时，恰好不能从边界QQ′射出，此时速度最大，如图所示

根据几何知识得

解得

由

解得

故选C。

7. 如图所示，小车放在光滑地面上，A、B两人站在车的两端，这两人同时开始相向行走，发现车向左运动，分析小车运动的原因可能是(　　)

A. A、B质量相等，但A比B的速率大

B. A、B质量相等，但A比B的速率小

C. A、B速率相等，但A比B的质量大

D. A、B速率相等，但A比B的质量小

【答案】AC

【解析】

【详解】A、B两人与车组成的系统动量守恒，开始时系统动量为零；两人相向运动时，车向左运动，车的动量向左，由于系统总动量为零，由动量守恒定律可知，A、B两人的动量之和向右，A的动量大于B的动量；如果A、B的质量相等，则A的速度大于B的速度，故A正确，B错误；如果A、B速率相等，则A的质量大于B的质量，故C正确，D错误；故选AC．

8. 波的衍射和干涉都是波特有的现象，图甲为水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。图乙为两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中挡板N向下移动一段距离，衍射现象变得明显

B. 甲图中减小波源的振动频率，衍射现象变得明显

C. 乙图中M、N两质点均为振动加强点

D. 乙图中M质点经过四分之一个周期后的加速度为零

【答案】BD

【解析】

【详解】A．当水波的波长比障碍物或孔的尺寸大或差不多时会发生明显的衍射现象，则甲图中挡板N向下移动一段距离，则小孔变大，衍射现象变得不明显，A错误；

B．甲图中减小波源振动频率，则波长增大，衍射现象变得明显，B正确；

C．乙图中M点为峰峰相遇点，为振动加强点；N点是峰谷相遇点，为振动减弱点，C错误；

D．乙图中M质点经过四分之一个周期后将到达平衡位置，则此时的加速度为零，D正确。

故选BD。

9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时的波形如图，此时波恰好传到质点M，当时，位于处的质点P运动的总路程为，则以下说法正确的是（　　）

A. 波周期为 B. 波源的起振方向沿y轴正方向

C. 波的传播速度为4m/s D. 时质点P处于波谷

【答案】CD

【解析】

【详解】由波形图可知，波长λ=4m。设波速为v、周期为T。波源的起振方向沿y轴负方向，所以质点P的起振方向沿y轴的负方向，波从M点传到P点的时间为，当t=1.5s时，质点P运动的总路程为

s=15cm=3A

即质点P第一次到达波峰，于是有

解得T=1s，故波速

t=1.5s时质点P第一次到达波峰，t=2.0s质点继续振动了半个周期到达波谷。

故选CD。

10. 如图，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，质子和某种粒子从下边界MN上的O点以相同的速度v0沿同一方向射入磁场，发现质子从F点离开磁场，另一粒子从E点离开磁场。已知EF＝2d，FO＝d。不计粒子的重力和相互作用力。下列说法正确的是（　　）

A. 从E点飞出的可能是α粒子

B. 从E点飞出的可能是氚核

C. 两种粒子在磁场中的运动时间相等

D. 两种粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角相等

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．画出两粒子轨迹过程图如图所示，圆心分别为O1、O2，设轨迹圆的半径分别为r1和r2，根据几何关系可得：△OO1F与△OO2E相似，又已知：EF=2d，FO=d，可得两圆半径之比

根据半径公式可知：r与比荷成反比，而质子从边界上的F点离开磁场，所以从E点离开磁场粒子的比荷应为质子的 ，故该粒子可能是氚核，该粒子不可能是α粒子，故A错误，B正确；

C．设两粒子在磁场中运动的圆弧长分别为s1和s2，两粒子在磁场中运动的时间

，

显然s1＞s2，所以t1＞t2，故C错误；

D．如图，根据几何关系可知两粒子转过的圆心角

故D正确。

故选BD。

二、计算题（每题15分 共30分）

11. 如图，一玻璃水槽，水深，身高的人紧靠水槽站立。太阳光以与水平方向成角射在水面上，测得人在水中底部的影长。求：

（1）水的折射率；

（2）光在水中的传播速度；

（3）光在水中的传播时间。

【答案】（1）；（2）；（3）6.7×10-9s

【解析】

【详解】（1）根据题意作出光路图如下图所示

由几何关系得：CD=0.8m，得BD=0.9m，CD=1.5m，∠BOD=37°，由折射率公式

即水的折射率为；

（2）又由可知

即光在水中的传播速度为；

（3）由

带入可得

t=67×10-9s

即光在水中的传播时间为6.7×10-9s。

12. 如图，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，导轨平面与水平夹角θ＝37°，空间分布着垂直于导轨平面的匀强磁场B＝0.5 T。导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒恰好静止。导体棒的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求：

（1）通过导体棒的电流；

（2）导体棒受到的安培力大小；

（3）导体棒受到的摩擦力大小。

【答案】（1）1.5 A；（2）0.30 N；（3）0.06 N

【解析】

【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律

（2）导体棒受到的安培力

（3）导体棒受力如图将重力正交分解

根据平衡条件

解得