2022-2023学年重庆市万州二中高二下学期3月第一次月考试题物理含解析

万州二中高2021级高二下第一次月考  物理试题

考试时间 75 分钟 满分 100 分

命题人：

一、单项选择题（每小题 4 分，共 28 分。每小题只有一个正确选项）

1．如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动.以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向.若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为(　　)

2．某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)(　　)

3．一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点说法正确的是(　　)

A.质点B向右运动

B.质点D和质点F的速度方向相同

C.质点A和质点C的速度方向相同

D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置

4．下列图中表示闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动的情景，导体ab上的感应电流方向为a→b是(　　)

5．如图所示，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3，垂直纸面置于正三角形三个顶点处，O为正三角形的中心，长直导线中的电流大小相等，当电流沿图示方向时，中心O处的磁感应强度为B0，若把L3移走，则O处的磁场磁感应强度为(　　)

A.    B.    C．B0  D.B0

6．如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF射出，电子的速率应满足的条件是(　　)

A．v＞     B．v＜

C．v＞ D．v＜

7．带电粒子M经小孔垂直进入匀强磁场，运动的轨迹如图中虚线所示。在磁场中静止着不带电的粒子N。粒子M与粒子N碰后粘在一起在磁场中继续运动，碰撞时间极短，不考虑粒子M和粒子N的重力。下列说法正确的是（　　）

A．碰后粒子做圆周运动的半径减小     B．碰后粒子做圆周运动的周期减小

C．碰后粒子做圆周运动的动量减小     D．碰后粒子做圆周运动的动能减小

二、多项选择题（每小题 5 分，共 20 分。每小题至少有两个正确选项）

8．(多选)一弹簧振子A的位移x随时间t变化的关系式为x＝0.1sin 2.5πt，位移x的单位为m，时间t的单位为s.则(　　)

A.弹簧振子的振幅为0.2 m

B.弹簧振子的周期为1.25 s

C.在t＝0.2 s时，振子的运动速度为零

D.若另一弹簧振子B的位移x随时间t变化的关系式为x＝0.2sin (2.5πt＋)，则A滞后B 

9．(多选)如图所示，两束单色光a、b从水面下射向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光的相邻干涉条纹间距大于b光的相邻干涉条纹间距

B．在水中a光的速度比b光的速度小

C．在水中a光的临界角大于b光的临界角

D．a光比b光更容易发生衍射现象

10．(多选)图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒。在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的变化规律如图乙所示，忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断正确的是(　　)

A．在Ek­t图像中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1

B．高频电源的变化周期应该等于tn－tn－1

C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大

D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径

11．(多选)如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线表示0.2 s后的波形图象，下列说法正确的是(　　)

A.若这列波向左传播，则可确定它传播的距离的大小

B.若这列波向右传播，则可求它的最大周期

C.若波速是35 m/s，则波的传播方向向左

D.不管波的传播方向如何，由图象都可以确定x＝0的质点在0.2 s时间内的位移和路程

三、实验题（每空 2 分，共 16 分）

12．某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度.实验步骤如下：

A.按装置图安装好实验装置；

B.用游标卡尺测量小球的直径d；

C.用米尺测量悬线的长度L；

D.让小球在竖直平面内小角度摆动，当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、…，当数到20时，停止计时，测得时间为t；

E.多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；

F.计算出每个悬线长度对应的t2；

G.以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2－L图线.

结合上述实验，完成下列问题：

(1)用游标为10分度的游标卡尺测量小球直径，某次测量示数如图所示，读出小球直径d为________ cm.

(2)该同学根据实验数据，利用计算机作出t2－L图线如图所示.根据图线拟合得到方程t2＝404.0L＋3.07，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3位有效数字)

(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是________.

A.不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时

B.开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数

C.不应作t2－L图线，而应作t－L图线

D.不应作t2－L图线，而应作t2－(L＋d)图线

13．在用双缝干涉测量光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题：

(1)如图(a)、(b)两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________.

(2)将下表中的光学元件放在图(c)所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长.

将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各学光元件的排列顺序应为________.(填写元件代号)

(3)已知该装置中双缝间距d＝0.50 mm，双缝到光屏的距离l＝0.50 m，在光屏上得到的干涉图样如图(d)所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图(e)所示，在B位置时游标卡尺如图(f)所示，则相邻两条纹间距Δx＝________ mm.（保留两位小数）

(4)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________ m.（保留两位有效数）

(5)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”).

四、计算题（9+9+18=36分）

14．(9分)半径为R的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示，O点为圆心，与直径AB垂直的足够大的光屏CD紧靠住玻璃砖的左侧，OO′与AB垂直.一细光束沿半径方向与OO′成θ＝30°角射向O点，光屏CD区域出现两个光斑，两光斑间的距离为(＋1)R，求：

(1)画出光路图(2分)，并求此玻璃的折射率；(4分)

(2)当θ变为多大时，两光斑恰好变为一个.(3分)

15．(9分)如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L＝0.4 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场．现把一个质量m＝0.04 kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流恒为I＝1.5 A时，导体棒恰好静止，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)求磁场的磁感应强度的大小？(4分)

(2)若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，则磁场方向改变后的瞬间，求导体棒的加速度的大小和方向？(5分)

16．(18分)如图所示的xOy坐标系中，第一象限存在与xOy平面平行的匀强电场E，且与x轴负方向的夹角θ＝30°，第二象限存在垂直平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.一带正电粒子自O点射入第二象限，速度v与x轴负方向的夹角θ＝30°，粒子经磁场偏转后从y轴上的P点进入第一象限，并由x轴上的M点(未画出)离开电场．已知OM距离为3L，粒子的比荷为，不计粒子重力．

(1)求OP两点的距离；(5分)

(2)求粒子在磁场中运动的时间；(3分)

(3)当该粒子经过P点的同时，在电场中的N点由静止释放另一个完全相同的带电粒子，若两粒子在离开电场前相遇且所需时间最长，求N点的坐标．(10分)

万州二中高 2021 级高二下第一次月考物理试题答案

一、单项选择题

1．答案　A

解析　开始计时时振子位于正向最大位移处，向负方向做简谐运动，振动图象为余弦函数图象，A项对.

2．答案　D

解析　由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin  C＝＝，得C＝45°＜θ＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确.

3．答案　D

解析　波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动，D跟随C向上运动，F跟随E向下运动，同理，A向下运动，C向上运动，由此可知选项B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项A错误，D正确.

4．答案　A

解析　在导体ab上，A中电流方向为a→b，B、C、D中电流方向为b→a，故选A.

5．答案　B

解析　三根相互平行的固定长直导线电流大小相等，它们在中心O处产生的磁感应强度大小均相同，依题意可知L1、L2在O处产生的合磁感应强度方向水平向右，与L3在O处产生的磁感应强度相同，若把L3移走，中心O处的磁场磁感应强度为，B正确．

6．答案　C

解析　由题意可知电子从边界EF射出的临界条件为到达边界EF时，速度与EF平行，轨迹与EF相切，如图所示．由几何知识得

R＋Rcos θ＝d，R＝，解得v0＝，当v＞v0时，即能从边界EF射出．

7．答案D

解析 带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式，解得带电粒子在磁场中做圆周运动的半径，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，设粒子M的电量为q，质量为，速度为。粒子N的质量为，碰撞前，碰撞前后两粒子动量守恒，则，碰撞后，即碰后新粒子做圆周运动的半径不变，周期增大，动量不变，故ABC错误；碰撞后粘在一起，机械能有损失，动能减小，选项D正确。故选D。

二、多项选择题（每小题 5 分，共 20 分。每小题至少有两个正确选项）

8．答案　CD

解析　由振动方程x＝0.1sin 2.5πt，可知振幅为0.1 m，圆频率ω＝2.5π rad/s，故周期T＝＝ s＝0.8 s，故A、B错误；在t＝0.2 s时，x＝0.1 m，即振子的位移最大，速度最小，为零，故C正确；两振动的相位差Δφ＝φ2－φ1＝2.5πt＋－2.5πt＝，即B超前A，或者说A滞后B，故D正确.

9．答案　ACD

解析　由题图知a光的折射率小于b光的折射率，所以a光的频率较小，波长较长，在介质中的速度较大，临界角较大，不易发生全反射，衍射本领较强．据此可判断选项B错误，C、D正确；波长越长，干涉条纹间距越大，选项A正确．

10．解析：AD　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小无关，因此，在Ek­t图像中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1，选项A正确；带电粒子在回旋加速器中每运行一周加速两次，高频电源的变化周期应该等于2(tn－tn－1)，选项B错误；由r＝＝可知，粒子获得的最大动能决定于D形盒的半径，当轨道半径与D形盒半径相等时粒子就不能继续加速，故选项C错误，D正确。

11．答案　BC

解析　若波向左传播，它传播的距离的大小Δx＝(n＋)λ(n＝0、1、2…)，不确定，A错误；

若波向右传播，波传播的最短时间为T，根据波形的平移和波的周期性，得出时间与周期的关系式t＝kT＋T(k＝0、1、2、3…)得到T＝，当k＝0时，T最大，最大周期T＝4t＝0.8 s，B正确；由题图知，该波的波长λ＝4 m，当v＝35 m/s时，波传播的位移：x＝vt＝35×0.2 m＝1λ，根据波形的平移得到，波向左传播，C正确；由于周期不确定，所以无法确定x＝0的质点在0.2 s时间内的路程和位移，D错误.

三、实验题（每空 2 分，共 16 分）

12．答案　(1)1.52　(2)9.76　(3)D

解析　(1)游标卡尺主尺的示数是1.5 cm＝15 mm，游标尺示数是2×0.1 mm＝0.2 mm，小球的直径d＝15 mm＋0.2 mm＝15.2 mm＝1.52 cm.

(2)根据单摆周期公式T＝2π得：＝2π，又l＝L＋，则t2＝400π2＝400π2＋.

由题意知斜率k＝404.0，则＝404.0，代入π2＝9.86得g≈9.76 m/s2.

(3)单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长小于实际摆长，故t2－L图象不过原点，在纵轴上截距不为零，故D正确.

13．答案　(1)(a)　(2)EDBA　(3)0.60　(4)6.0×10－7　(5)变小

四、计算题（9+9+18=36分）

14．答案　(1)　(2)θ≥45°

解析　(1)细光束在AB界面，一部分反射，另一部分折射，设折射角为β，光路图如图所示，(2分)

由几何关系得：L1＝＝＝R(1分)

根据题意两光斑间的距离为(＋1)R，所以L2＝R(1分)

由几何关系知β＝45°(1分)，根据折射定律，折射率n＝＝＝(1分)

(2)若光屏CD上恰好只剩一个光斑，则说明该光束恰好在AB面发生全反射，

由sin C＝得临界角为C＝45°(2分)，即当θ＝45°时，光屏上恰好只剩下一个光斑.(1分)

15．答案　(1)0.4 T　(2)1.2 m/s2

解析　(1)导体棒受力如图甲所示，建立直角坐标系如图

根据平衡条件得：F安－mgsin 37°＝0(2分)  而F安＝BIL(1分) 解得B＝0.4 T(1分)

(2)导体棒受力如图乙所示，建立直角坐标系如图

根据牛顿第二定律得：mgsin 37°－F安′cos 37°＝ma(2分)    F安′＝BIL(1分)

解得：a＝1.2 m/s2(1分)  即导体棒的加速度大小为1.2 m/s2，方向沿斜面向下．(1分)

16．答案　(1)L　(2)　(3)(L，L)

解析　(1)带电粒子在第二象限内做匀速圆周运动，轨迹如图，圆心为C

由牛顿第二定律，得qvB＝ (2分)，解得R＝L (1分)

由几何关系得∠OCP＝120°(1分)，则OP＝L (1分)

(2)粒子在磁场中的运动周期T＝ (1分)，粒子偏转120°，在磁场中运动时间t＝ (1分)，解得t＝ (1分)

(3)带电粒子进入第一象限时速度与y轴正方向成60°角，与电场方向垂直，故粒子在第一象限内做类平抛运动，轨迹如图．由于两粒子完全相同，所以只需在带电粒子进入电场时速度方向的直线上PN范围内任一点释放粒子，均可保证两粒子在电场中相遇，且两粒子在M点相遇所需时间最长，即在图中N点由静止释放粒子即可．设N点的横坐标为x，纵坐标为y，根据几何知识得PN＝QM＝L (2分)，又x＝PNcos 30°(2分)，y＝OP＋PNsin 30°(2分)，解得x＝L，(2分)，y＝L(2分)