精品解析：山东省栖霞市第一中学2020-2021高二（上）期末模拟物理试题（三）

2020-2021高二物理上学期期末模拟试题三

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1. 下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（   ）

A. 简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置

B. 横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定

C. 当人向一个固定的声源跑去，人听到的音调变低了

D. 当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，波长变长

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．简谐振动经过平衡位置时物体所受合外力不一定为零，如单摆运动过程经过平衡位置时合外力不为零，指向圆心作为向心力，A错误；

B．机械波传播的速度由介质决定与波源无关，B错误；

C．由多普勒效应可知，当人向一个固定的声源跑去，两者相对靠近，人听到的音调（频率）变高了，C错误；

D．频率由波源决定，当声波从空气进入水中时，声波的频率不变，而波速增大，由

可知波长变长，D正确。

故选D。

2. 沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移—时间图象如图所示．则下列判断正确的是(　　)

A. A、B的质量之比为1：2

B. 碰撞前后A的运动方向相同

C. 碰撞过程中A的动能变大，B的动能减小

D. 碰前B的动量较小

【答案】A

【解析】

【分析】位移-时间图象的斜率表示速度，由此求出碰撞前后两个物体的速度大小和方向．根据碰撞的基本规律：动量守恒定律求出质量之比．由能量守恒定律比较碰撞两个物体动能的变化．

【详解】根据位移-时间图象的斜率表示速度，知碰撞前后A的运动方向相反，B正确；碰撞前，A的速度，B的速度为，碰撞后，AB的共同速度为，碰撞前后A的动能不变，B的动能减小，根据动量守恒定律得，解得，A正确C错误；碰撞前，A的动量为，B的动量为，则得，B的动量较大，D错误．

3. 如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（ ）

A. a光的频率比b光大

B. 水对a光的折射率比b光大

C. a光在水中的传播速度比b光大

D. 在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：由图乙可知a光发生全反射的临界角大，由可知a光的折射率小，即频率小，波长长，故选项AB错误；由可知选项C正确；由可知选项D错误．

考点：全发射；单色光的特点．

4. 如图所示，原来静止的弓形线圈通有逆时针方向的电流I，在其直径中点右侧放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是（　　）

A. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点靠近直线电流

B. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点远离直线电流

C. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点靠近直线电流

D. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点远离直线电流

【答案】A

【解析】

【详解】根据右手螺旋定则知，直线电流在A点的磁场方向竖直向上，与A点电流方向平行，所以A点不受安培力；取线圈上下位置一微元研究，如同所示

根据左手定则，所以圆形线圈将以直径AB为轴逆时针转动，在旋转的过成中，环形线圈会和固定不动的长直导线平行，此时电流方向同向，根据左手定则，会靠近直线电流。

故选A。

5. 题图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n=，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线（  ）

A. 不能从圆孤射出 B. 只能从圆孤射出

C. 能从圆孤射出 D. 能从圆孤射出

【答案】B

【解析】

【详解】由该棱镜的折射率为可知其临界角C满足

可求出GG1右边的入射光线没有发生全反射，其左边的光线全部发生全反射。所以光线只能从圆弧NG1射出。

故选B

6. 如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（　　）

A. 该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同

B. 该线圈的磁通量为BL2

C. a导线受到的安培力方向向下

D. 线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据磁感线疏密代表磁场强弱可知，并非处处大小相等，故A错误；
B．线圈与磁感线平行，故磁通量为零，故B错误；
C．a导线电流向外，磁场向右，根据左手定则，安培力向上，故C错误；
D．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动，故D正确；
故选D。

7. 如图所示，图a为一列简谐波在t=0时的波形图，图b是这列波中200cm处点的振动图线，那么该波的传播速度方向分别是（   ）

A. V=50cm/s ,沿x轴正方向传播 B. V=50cm/s ,沿x轴负方向传播

C. V=25cm/s ,沿x轴正方向传播 D. V=25cm/s ,沿x轴负方向传播

【答案】B

【解析】

【详解】由图a和图b知，λ=100cm，T=2s，所以v= =50cm/s．根据振动图象知，P质点在0s时处于平衡位置向上振动，由“上下坡”法知，波向左传播，沿x轴负方向传播．故选B

8. 如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电表均为理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头由图示位置向左滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A. 电容器的带电荷量增加 B. 电阻R2两端电压增大

C. 电源的总功率增加 D. 电源的输出功率一定减小

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．当滑动变阻器的滑动触头由图示位置向左滑动的过程中，变阻器接入电路的电阻增大，总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I减小，根据欧姆定律可知电源的内电压和电阻R2两端电压均减小，则R1的电压增大，电容器的电压增大，由Q=CU知，电容器的电量增加，故A正确，B错误；

C．I减小，由电源的总功率公式P=EI知，电源的总功率减小，故C错误；

D．由于不知道R1+R2与内阻r的关系，所以不能确定电源的输出功率变化，故D错误。

故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃表面，下列说法正确的是（　　）

A. 入射角大于45°时，会发生全反射现象

B. 无论入射角多大，折射角都不超过45°

C. 欲使折射角等于30°，应以45°入射角入射

D. 当入射角等于arctan时，反射光线和折射光线垂直

E. 当入射角等于arctan时，入射光线和反射光线垂直

【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】A．光从空气中射向玻璃表面时，不可能发生全反射，只有从光密（即折射率较大的介质）介质射到光疏（即折射率较小的介质）介质的界面时，才会发生全反射，故A错误；

B．当入射角最大时，根据折射定律知，折射角也最大，而最大的入射角为90°，则由得，r＝45°，所以最大的折射角为45°，故B正确；

C．当折射角r＝30°时，由折射定律得，入射角i＝45°，故C正确；

D．当反射光线跟折射光线恰好互相垂直时，设入射角为θ，折射角为β，有θ＋β＝90°，

所以，故D正确；

E．根据反射定律知，当入射角等于45°时，入射光线和反射光线垂直。故E错误；

故选：BCD。

10. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是7kg·m/s，B球的动量是5kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是(   )

A. pA＝－2kg·m/s，pB＝14kg·m/s

B. pA＝－4kg·m/s，pB＝16kg·m/s

C. pA＝6kg·m/s，pB＝6kg·m/s

D. pA＝5kg·m/s，pB＝7kg·m/s

【答案】CD

【解析】

【分析】A、B碰撞过程动量守恒，碰撞过程系统机械能不增加，碰撞两球不可能再发生二次碰撞，碰后后面小球的速度不大于前面小球的速度，据此分析答题．

【详解】碰撞前系统总动量，由题意，设，碰前总动能为：；

若，系统动量守恒，碰撞后的总动能：，不可能，A错误；若，碰撞后的总动能：，不可能，B错误；若，系统动量守恒，碰撞后的总动能，是可能的，C正确；若，系统动量守恒，碰撞后的总动能，是可能的，D正确．

【点睛】对于碰撞过程要遵守三大规律：1、是动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．

11. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是（　　）

A. 该束带电粒子带正电

B. 速度选择器的P1极板带负电

C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小

D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．根据粒子圆周运动轨迹，结合左手定则可以判断粒子带正电，在速度选择器中，粒子做匀速直线运动，合力为0，粒子带正电，则洛伦兹力向上，电场力必向下，即上板带正电；故A正确，B错误；

CD．由可得

由于磁感应强度相同，粒子速度相同，故半径越大的粒子，比荷越小，故C正确，D错误。

故选AC。

12. 如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为，最大速度为；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为，最大速度为，已知两次加速过程中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是

A. ， B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】AC．由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由可知，两粒子的比荷一定相等，即，选项A错误，选项C正确；

B．粒子最终获得的速度，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确；

D．粒子最后获得的最大动能

由于粒子的比荷相等，因此

选项D错误；

故选BC.

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 在“测定电源电动势和内阻”的实验中：

(1)实验电路如图所示，请根据电路图连接实物图；______

(2)若根据实验数据作出如图所示的图象，则该电池的电动势______；内阻______；

(3)由于电压表、电流表均不是理想电表，则测量结果：电源电动势的测量值将______真实值，内阻的测量值将______真实值。（选填“大于”、“等于”、“小于”）

【答案】    ①.     ②. 1.5    ③. 0.5    ④. 小于    ⑤. 小于

【解析】

详解】(1)[1]电路图连接实物图

(2) [2][3]由闭合电路欧姆定律

和

可知，在图象中，纵轴截距为电动势的测量值，图线的斜率为电源内阻的大小；该电池的电动势

E=1.50V

内阻

(3)[4][5]误差产生的原因为电压表的分流使得电流表对干路电流的测量不准确，真实的干路电流比电流表的求数要略大，其大小由电压表的示数决定，因而真实的图线在此图线的上方，并随电压的减小而靠近，电动势和内阻的真实值都大于测量值，所以都填“小于”。

14. 甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。

（1）甲组同学采用图甲所示的实验装置。

A．该组同学先测出悬点到小球球心的距离L，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.请写出重力加速度的表达式g=_____（用所测物理量表示）。

B．在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

（2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示．将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，得到如图丙所示的v－t图线。

A．由图丙可知，该单摆的周期T=_____s；

B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2－L（周期平方—摆长）图线，并根据图线拟合得到方程T2=4.04L＋0.035.由此可以得出当地的重力加速度g=______m /s2.（取π2=9.86，结果保留三位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 偏小    ③. 2.0    ④. 9.76

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]根据单摆周期公式，因为单摆完成n次全振动所用时间为t，所以可得

联立可得

[2] 测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，则摆长的测量值偏小，由可知测得的重力加速度偏小；

（2）[3]由图丙所示的v－t图线，可知该单摆的周期T=2.0s；

[3]根据得

根据表达式可知图线的斜率

解得

15. 一半径为R的球体放置在水平面上，球体由折射率为的透明材料制成。现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示。已知入射光线与桌面的距离为R，光在真空中的传播速度为c，求：

（1）出射角θ；

（2）光穿越球体的时间。

【答案】（1）600；（2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)设入射光线与球体的交点为C，连接OC，OC即为入射点的法线,因此，图中的角α为入射角，过C点作球体水平表面的垂线，垂足为B，如图所示

依题意可知

∠COB＝α

又由△OBC可知

sinα＝

设光线在C点的折射角为β，由折射定律得

联立解得

β＝30°

由几何关系知，光线在球体的竖直表面上的入射角如图所示为30°，由折射定律得

解得

θ＝60°

(2)由几何知识知△ACO为等腰三角形，故

2scos30°＝R

解得光线在球体内的传播距离为

光线在球体内的传播速度为

设光穿越球体的时间为t，则

联立解得

16. 有两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正方向和负方向传播。两列波在t＝0时刻的波形曲线如图所示，已知a波的周期Ta＝1s。求

（1）求两列波的传播速度.

（2）从t＝0时刻开始，最短经过多长时间x＝1.0m的质点偏离平衡位置的位移为0.16 m?

【答案】(1)2.5m/s；(2)5.4s

【解析】

【分析】

【详解】（1）由图可知a、b两列波的波长分别为

λa=2.5m

λb=4.0m

两列波在同种介质中的传播速度相同为

（2）a波的波峰传播到x=1.0m的质点经历的时间

b波的波峰传播到x=1.0m的质点经历的时间

又

ta=tb=t

联立解得

5m－8n=1（式中m、n均为正整数）

分析知，当m=5、n=3时，x=1.0m的质点偏离平衡位置的位移为0.16m时经过时间最短，将m=5代入

解得

t=5.4s

17. 如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时A静止于水平地面上，B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8 m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直，A、B以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2。空气阻力不计。求：

（1）B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；

（2）A的最大速度v的大小；

（3）初始时B离地面的高度H。

【答案】（1）0.6s；（2）2m/s；（3）0.6m

【解析】

【分析】

【详解】（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，由解得

（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB，有

细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，总动量守恒

绳子绷直瞬间，A、B系统获得的速度

之后A做匀减速运动，所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度，A的最大速度为2 m/s。

（3）细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有

解得，初始时B离地面的高度

【点睛】本题的难点是绳子绷紧瞬间的物理规律——是两物体的动量守恒，而不是机械能守恒。

18. 如图所示，一带电微粒质量为、电荷量，从静止开始经电压为的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角，并接着沿半径方向近入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为。已知偏转电场中金属板长，圆形匀强磁场的半径为，重力忽略不计。求；

（1）带电微粒经加速电场后的速度大小；

（2）两金属板间偏转电场的电场强度E的大小；

（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小。

【答案】(1)(2)2000V/m(3)013T

【解析】

【详解】(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1，根据动能定理

代入数据解得

(2)带电微粒在偏转电场中只受电场力作用，做类平抛运动．在水平方向微粒做匀速直线运动，水平方向

带电微粒在竖直方向做匀加速直线运动，加速度为a，出电场时竖直方向速度为v2，竖直方向

，

由几何关系

联立解得

由题可知，，则有

(3)设带电粒子进磁场时的速度大小为v，则

由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，则轨迹半径为：

由

解得