2021-2022学年辽宁省朝阳市凌源市高二（下）开学物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年辽宁省朝阳市凌源市高二（下）开学物理试卷

1.  关于波的干涉，下列说法正确的是(    )

A. 在振动减弱区域，介质质点的位移总为零
B. 在振动加强区域，介质质点的振幅随时间做周期性变化
C. 产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等
D. 两列波发生干涉时，振动加强点的位移一定大于振动减弱点的位移

2.  光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列符合实际应用的是(    )

A. 在光导纤维内传送图像是利用光的色散
B. 马路积水上的油膜呈现彩色图样是薄膜干涉现象
C. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射
D. 托马斯杨通过光的单缝衍射实验，证明了光是一种波

3.  如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的木块，木块与轻弹簧水平相连，弹簧的另一端连在竖直墙上，木块处于静止状态，一质量为m的子弹以水平速度击中木块，并嵌在其中，子弹射入木块时间极短，木块压缩弹簧后在水平面做往复运动，木块从被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，木块受到的合外力的冲量大小为(    )

A.  B.  C.  D.

4.  在弹簧振子的图中，以平衡位置O为原点，沿ON方向建立Ox轴向右为正方向，M、N是最大位移处，若振子位于M点时开始计时，则其振动图像为(    )

A.  B.
C.  D.

5.  如图所示，在张紧的绳上挂五个相同的小球，已知轻绳长远大于小球半径，A、D两球的绳长相等，B、E两球的绳长相等，使A球小角度在竖直平面内摆动，其余各球在A球的驱动下逐步振动起来，不计空气阻力。下列说法正确的是(    )

A. 稳定时B球的振幅最大 B. 稳定时C球的振幅最大
C. 稳定时D球的振幅最大 D. 稳定时E球的振幅最大

6.  如图所示是一质量为50kg的乘客乘电梯上楼过程的速度-时间图像，重力加速度g取，下列说法不正确的是(    )

A. 乘客在上升过程处于超重状态
B. 和两个过程中电梯的加速度相同
C. 时刻，乘客对电梯底板的压力大小为400N
D. 电梯上升过程的总位移大小为32m

7.  一辆总质量为含人和沙包的雪橇在水平光滑冰面上以速度v匀速行驶。雪橇上的人每次以相同的速度对地速度向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包。抛出第一个沙包后，车速减为原来的。下列说法正确的是(    )

A. 每次抛出沙包前后，人的动量守恒
B. 雪橇有可能与抛出的沙包发生碰撞
C. 雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M：：1
D. 抛出第四个沙包后雪橇会后退

8.  关于简谐波，下列说法中错误的是(    )

A. 波传播时各质点随着波的传播而迁移
B. 波的频率由介质决定，波的传播速度由波源决定
C. 当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象
D. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动

9.  下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是(    )
 

A. 图甲是圆形金属线圈水平放置在通电直导线的正下方，增大电流，圆线圈中有感应电流
B. 图乙是正方形金属线圈绕竖直虚线持续转动的过程中，正方形线圈中持续有感应电流
C. 图丙是闭合导线框从A位置运动到B位置，线框中可以产生感应电流
D. 图丁是金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路不一定会产生感应电流

10.  如图，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆水平直径的两个端点，AC为圆弧。一个质量为m，电荷量为的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，并从A点沿切线进入半圆轨道，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是(    )

A. 小球到达C点的速度不可能为零
B. 小球在AC部分对圆弧轨道的压力大小可能不变
C. 若小球能从B点离开，上升的高度一定小于H
D. 小球只要能过C点，就一定能过B点

11.  太空探测器在探索宇宙过程中，由太阳能电池板给它提供能源。为了研究太阳能电池板的电动势和内阻，某中学生找来一块玩具小车上的太阳能电池板，如图甲所示，该同学用伏安法测量有光照射它时作为电源，其路端电压与总电流的关系图像如图乙所示。

分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势约为______结果保留3位有效数字，其内阻随输出电流的增大而______填“增大”“不变”或“减小”。
若把该电池板与阻值为的定值电阻连接构成一个闭合电路，在该光照条件下，该定值电阻的功率是______ W。结果保留3位有效数字

12.  某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______。
A.将单缝向双缝靠近
B.使用间距更小的双缝
C.将屏向靠近双缝的方向移动
D.将屏向远离双缝的方向移动
若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为，则单色光的波长______。
转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示，读数为______ mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示，读数为______ mm。则相邻两亮条纹的间距是______ mm。
 

13.  如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：
质点离开平衡位置的最大距离有多大？
在和两个时刻，质点向哪个方向运动？
质点在第2s末的位移是多少？在前4s内的路程是多少？

14.  如图所示，一梯形透明介质ABCD，，，一光线垂直于BC面从E点射入介质后，射到AB面时恰好发生全反射，从AD面上的某点射出。求：
介质对该光线的折射率n；
该光线从AD面射出的折射角r。

15.  如图所示，水平地面光滑，四分之一表面光滑的圆弧形轨道P固定在地面上，半径为R，紧挨着轨道P的右端是表面粗糙的长木板Q，二者水平部分等高，Q的质量为2m。开始时木板Q通过一装置锁定在地面上，质量为2m的小滑块B静止于距Q的左端3R处．现有质量为m的小滑块A从P顶端由静止释放，已知A、B与Q之间的动摩擦因数均为，A、B可看成质点，重力加速度为g。求：
小滑块A滑到圆弧形轨道的最低点C时对轨道的压力大小；
若A、B相碰为完全非弹性碰撞，A与B碰撞瞬间木板Q解除锁定，要使物块不滑离长木板，长木板Q的长度至少多少。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、两列波发生干涉现象时，在振动减弱区域的质点的振幅等于两列波振幅之差的绝对值，若两列波的振幅相等，则减弱区域的质点的振幅为零，此质点的位移总为零；若两列波的振幅不相等，则减弱区域的质点的振幅不为零，此质点的位移随时间变化，并非总为零，故A错误；
B、两列波发生干涉现象时，在振动加强区域的质点的振幅等于两列波振幅之和，振幅是确定值，不随时间周期性变化，而质点的位移随时间周期性变化，故B错误；
C、两列波叠加时，如果两列波的频率不同，各个质点的振幅会随时间变化的，就不会出现振动总是加强或总是减弱的区域，因而不能产生稳定的干涉图样，两列波的频率相等是产生干涉现象的必要条件之一。另一必要条件是两个波源的相位差保持恒定。故C正确；
D、两列波发生干涉时，振动加强的质点与振动减弱不包含振幅为零的情况的质点都是在做周期性振动，质点的位移均随时间周期性变化，振动加强点的位移不一定大于振动减弱点的位移，但是振动加强点的振幅一定大于振动减弱点的振幅，故D错误。
故选：C。
两列波发生干涉现象时，在振动减弱区域的质点的振幅等于两列波振幅之差的绝对值，在振动加强区域的质点的振幅等于两列波振幅之和，振幅是确定值，不随时间周期性变化，而质点的位移随时间周期性变化；产生干涉现象的必要条件为：两列波的频率相等和两个波源的相位差保持恒定。
本题考查了对波的干涉现象的理解，两列波发生干涉时，振动加强的质点与振动减弱不包含振幅为零的情况的质点都是在做周期性振动，质点的位移均随时间周期性变化；在振动减弱区域的质点的振幅等于两列波振幅之差的绝对值，若两列波的振幅相等，则减弱区域的质点的振幅为零，在振动加强区域的质点的振幅等于两列波振幅之和。
 

2.【答案】B 

【解析】解：A、在光导纤维内传送图象是利用光的全反射现象，故A错误；
B、马路积水上的油膜呈现彩色图样是薄膜干涉现象，是由于光在油膜的上下表面发生反射，并在油膜的上表面处发生干涉产生的，故B正确；
C、用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象，故C错误；
D、干涉是波特有的现象，托马斯杨通过光的双缝干涉实验，证明了光是一种波，故D错误。
故选：B。
根据光的干涉、衍射、反射、折射现象的定义以及原理进行相关应用的分析。
本题考查了对常见有光学现象产生原因的了解，光现象与我们的生活有着密切的联系即可做好这一类的题目。
 

3.【答案】D 

【解析】解：由于子弹射入木块的时间极短，内力远远大于外力，外力可忽略不计，子弹和木块构成的系统动量守恒，取向右为正方向，根据动量守恒定律得，解得。木块从被子弹击中前到第一次回到原来位置的过程中，取向左为正方向，对木块，根据动量定理得合外力的冲量。
故ABC错误，故D正确。
故选：D。
木块被子弹击中前速度为零，第一次回到原来的位置的速度等于子弹击中木块后瞬间的速度，根据动量守恒定律求出子弹击中后的速度，通过动量定理求出木块受到的合外力的冲量大小。
本题考查动量守恒定律、动量定理与机械能守恒定律的综合应用，分析清楚子弹与木块、弹簧的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律、动量定理时，要明确研究对象和过程。
 

4.【答案】A 

【解析】解：向右为正方向，振子运动到M点时，振子具有负方向最大位移处，所以振子从M点时开始计时振子位于负位移最大处，故振动图象应如图A，故A正确，BCD错误。
故选：A。
振子运动到M点时开始计时，此时振子位于负位移最大处，即确定出了时刻质点的位置，即可确定位移-时间的图象。
本题主要考查了简谐运动的图像，解题的关键是知道振动图象定义，并根据已知条件明确时刻质点的位移和此后位移如何变化。
 

5.【答案】C 

【解析】解：使A球小角度在竖直面内摆动，其余各球在A球的驱动下做受迫振动，稳定时，其余各球振动的频率都与A球振动的频率相同，由于A球的振动频率等于D球的固有频率，D球发生共振，振幅最大，故C正确，ABD错误；
故选：C。
分析有没有小球的固有频率与A球的振动频率相同或者接近的，发生共振振幅最大。
明确受迫振动，知道共振产生的条件，知道共振时物体的振幅最大。
 

6.【答案】B 

【解析】解：A、由图可知，电梯加速上升，加速度向上，故处于超重状态，故A正确；
B、由图可知，和两个过程中电梯的加速度大小相同，方向相反，故B错误；
C、时刻，乘客的加速度，对乘客受力分析，由牛顿第二定律可得：，代入数据联立可得：，根据牛顿第三定律可知，乘客对电梯底板的压力大小为400N，故C正确；
D、电梯上升过程的总位移大小为图中图线与坐标轴所围面积，即，故D正确。
本题选错误的，
故选：B。
首先根据图线的斜率来计算各阶段的加速度，然后根据牛顿第二定律与牛顿第三定律来计算乘客对电梯底板的压力，最后由图像面积来计算电梯上升的高度；明确加速度向上时物体处于超重状态，加速度向下时物体处于失重状态。
本题考查牛顿定律的综合应用，涉及图中斜率与面积的物理意义，解题关键是合理运用图像中信息。
 

7.【答案】D 

【解析】解：A、根据含人和沙包的雪橇系统动量守恒，每次抛出沙包前后，人的动量是变化的，故A错误；
B、根据系统动量守恒，每次以相同的速度对地速度向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包，雪橇会受到与运动方向相反的冲量，雪橇的速度会变小，经过多次抛出会变成反方向运动，所以雪橇不可能与抛出的沙包发生碰撞，故B错误；
C、规定雪橇在水平光滑冰面上行驶的速度方向为正方向，原来雪橇、人、沙包的总质量为M，以相同的速度对地速度向行驶的正前方抛出一个质量为m的沙包，根据动量守恒定律得：
代入数据解得：，即雪橇的总质量M与沙包的质量m满足M：：1，故C错误；
D、抛出第四个沙包后，根据动量守恒定律得：
代入数据解得：，负号表示运动方向与原来运动方向相反，所以抛出第四个沙包后雪橇会后退，故D正确。
故选：D。
抛沙包的过程，雪橇、人与沙包组成的系统动量守恒，先根据第一次抛出过程列动量守恒定律方程求出车人沙包的总的质量，再根据动量守恒定律计算抛出第四个沙包后雪橇的运动情况。
本题中含人和沙包的雪橇组成的系统在水平方向不受其他的外力作用，系统的动量守恒，注意规定正方向。
 

8.【答案】AB 

【解析】解：机械波在介质中传播时，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动，故A错误；
B.波的频率由波源决定，与介质无关，波速由介质决定，与波源无关，故B错误；
C.当障碍物的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，故C正确；
D.产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动，故D正确。
故选：AB。
机械波传播的是机械振动的形式，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波发生迁移；
波的频率由波源决定，波速由介质决定
根据衍射的条件和多普勒效应分析判断。
明确机械波的传播需要介质，知道质点不随波迁移，知道衍射与多普勒效应。
 

9.【答案】CD 

【解析】解：A、图甲金属圆形线圈水平放置在通电直导线的正下方，则直线电流产生的磁场穿过线圈的磁通量为零，即使增大通过导线电流，圆线圈中也不会有感应电流产生，故A错误；
B、图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，在图示虚线左侧位置没有磁场的区域内转动时，没有穿过线圈的磁通量变化，此时正方形线圈中无感应电流，故B错误；
C、图丙是闭合导线框从A到B过程，穿过线圈的磁通量先减小，线圈有感应电流产生，故C正确；
D、图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，闭合线圈面积增大，若磁场减弱，则穿过闭合线圈的磁通量不一定改变，回路中不一定会产生感应电流，故D正确；
故选：CD。
结合题干给出四个图进行分析，注意感应电流产生的条件为穿过闭合回路磁通量改变，根据楞次定律判断感应电流的方向。
本题考查电流周围的磁场、安培定则以及感应电流的产生，解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件。
 

10.【答案】ABC 

【解析】解：A、若满足，小球要能够到达C点，在C点应满足，显然小球到达C点的速度不为零；若，由动能定理得：，则。综上所述，可知小球到达C点的速度不可能为零，故A正确；
B、若满足，小球进入圆弧轨道后做匀速圆周运动，由轨道的支持力提供向心力，支持力大小保持不变，故小球在AC部分对圆弧轨道的压力大小可能不变，故B正确；
C、若小球能从B点离开，设小球从 B点离开上升的高度为 h，对小球整个运动过程，由动能定理得：，解得，故C正确；
D、小球带负电，若满足，假设小球能到达B点，对整个过程，由动能定理得：，可知，若，，说明小球不能过B点，故D错误。
故选：ABC。
若小球的重力与电场力平衡，小球进入轨道后，靠轨道的弹力提供向心力，做匀速圆周运动。根据动能定理判断上升的高度与H的关系。通过假设法判断小球到达C点的速度能否为零，若能为零，根据动能定理知，电场力做功做功等于重力做功，则电场力大于重力，无法做圆周运动。
本题考查带电小球在电场和重力场中的运动，综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识，要做好受力分析和过程分析，运用动能定理要注意研究过程的选择。
 

11.【答案】增大   

【解析】解：根据闭合电路欧姆定律，可得，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，由图乙可知，电源的电动势约为：，根据图象的斜率表示电源内阻，由图乙可知斜率逐渐增大，所以电源内阻随电流的增大而增大。
把该电池板与某定值电阻连接构成一个闭合电路，若通过该电阻的电流为I，电压为U，根据闭合电路欧姆定律可写出：，代入数据后得到：，然后将此函数关系式画出电源的图象中，两图象相交于Q点，其坐标为：为定值电阻的工作点，根据功率公式，可知此时该定值电阻的功率是：。
故答案为：均正确、增大；均正确
由图象与纵轴的交点可以得出对应的电动势，根据图象的斜率表示电源内阻判断；
将画在电源的图象中，找出交点坐标，根据图象可知此时定值电阻对应的电压和电流，再根据功率公式求解。
本题以研究太阳能电池板为情景载体，考查了测量电源电动势和内阻的实验，要求学生能够根据闭合电路欧姆定律求解，并通过图象会处理实验数据。
 

12.【答案】   

【解析】解：若想增加从目镜中观察到的条纹个数，由相邻两个亮条纹或暗条纹的间距公式可知应减小相邻两个亮条纹或暗条纹的距离，可以增大双缝间距d或减小双缝到屏的距离l，故C正确，ABD错误；
由相邻两个亮条纹或暗条纹的间距公式可得波长为
分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示，
固定刻度读数为0mm，可动刻度读数为，故读数
分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示，
固定刻度读数为，可动刻度读数为，则
相邻两条纹的间距
故答案为：；；，，
根据间距公式进行分析即可判断；
根据双缝干涉条纹的间距公式间距公式求出光波的波长；
螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需要估读一位，根据双缝干涉条纹的间距公式得出增加相邻亮纹暗纹间的距离的方法。
解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，且需要估读。以及掌握干涉条纹间距公式，注意相邻亮条纹间距的求解是解题的关键。
 

13.【答案】解：由图象上的信息，结合质点的振动过程可断定：
质点离开平衡位置的最大距离就是x的最大值；
在下一时刻质点位移减小，因此时质点是向平衡位置运动，在下一时刻位移增大，因此时质点是背离平衡位置运动；
质点在2 s时在平衡位置，因此位移为零，质点在前4 s内完成一个周期性运动，其路程为。
答：质点离开平衡位置的最大距离是10 cm；
时向平衡位置运动时背离平衡位置运动；
质点在第2s末的位移是0，在前4s内的路程是 

【解析】的最大值表示质点离开平衡位置的最大距离，即振幅。
根据图象的斜率等于速度，分析质点的速度方向。
由图读出位移，前4s内路程是四倍的振幅。
分析振动过程中各个物理量如何变化是应具备的基本功。对于任意时刻的位移，可通过写出振动方程求解。
 

14.【答案】解该光线在介质中传播的光路如图所示

根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角
又
解得
根据几何关系，该光线射到AD面的入射角
又
解得
答：介质对该光线的折射率为；
该光线从AD面射出的折射角为。 

【解析】根据题意作图，结合全反射公式可解得折射率；
根据几何关系解得入射角，根据折射定律解得折射角。
对于几何光学问题，首先要正确作出光路图，其次要充分运用几何知识分析入射角与折射角的关系，再根据折射定律进行解题。
 

15.【答案】解：设A从P顶端滑至C点时速度为，由机械能守恒定律得：
解得小滑块到达C点的速度大小为：
在C点，对小滑块由牛顿第二定律得：
联立解得轨道对小滑块的支持力为：
由牛顿第三定律可知小滑块在C点对轨道的压力大小为：
当A与B发生碰撞前速度为，由动能定理得：
当A、B发生碰撞时，由动量守恒定律得：
设系统共速时速度为，由动量守恒定律得：
设相对位移为x，由能量守恒定律得：
代入数据联立解得：
长木板Q的长度至少为：
答：小滑块A滑到圆弧形轨道的最低点C时对轨道的压力大小为3mg；
要使物块不滑离长木板，长木板Q的长度至少为。 

【解析】小滑块A从A到C的过程，运用机械能守恒定律可求得滑块经过C点的速度，在C点，由牛顿第二定律和牛顿第三定律求得小滑块对轨道的压力大小；
小滑块A在长木板滑行时，根据动能定理求解与小滑块B碰前的速度，A、B相碰，根据动量守恒定律求解碰后一起的速度，对A、B以及长木板Q系统，由动量守恒定律和能量守恒定律，结合题意求解求长木板Q的最小长度。
本题考查了机械能守恒定律、牛顿第二定律定律、动量守恒定律以及能量守恒定律相结合的综合性试题，解题关键要明确小滑块和长木板的运动规律，熟练选择合适的规律求解，知道木板Q解除锁定后，小滑块A和B在木板上滑行时，系统动量守恒和能量守恒。