2013-2014学年浙江省瑞安中学高二上学期期中物理试卷与答案(实验班)(带解析).doc

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资源描述

1、2013-2014学年浙江省瑞安中学高二上学期期中物理试卷与答案(实验班)(带解析) 选择题 下列哪些属于光的干涉现象( ) A雨后美丽的彩虹 B对着日光灯,从两铅笔的缝中看到的彩色条纹 C阳光下肥皂泡上的彩色条纹 D光通过三棱镜产生的彩色条纹 答案: C 试题分析:雨后的彩虹、光通过三棱镜产生的彩色条纹都是是光的折射现象,两铅笔的缝中看到的彩色条纹是光的单缝衍射现象,阳光下肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡的前后表面反射光干涉造成的, C正确。 考点:光的折射、衍射和干涉现象 如图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由 B到 C),场强大小随时间变化情况如图乙

2、所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示。在 t=1s时,从 A点沿AB方向(垂直于 BC)以初速度 v0射出第一个粒子,并在此之后,每隔 2s有一个相同的粒子沿 AB方向均以初速度 v0射出,并恰好均能击中 C点,若 AB BC=L,且粒子由 A运动到 C的运动时间小于 1s。不计空气阻力,对于各粒子由 A运动到 C的过程中,以下说法正确的是( ) A电场强度 E0和磁感应强度 B0的大小之比 为 3v0:1 B第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为 1:3 C第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为 :2 D第一个粒子和第二个粒子通过 C的动能之比为 1:5 答案:

3、 CD 试题分析:在电场中运动时,粒子轨迹为抛物线,在电场方向的位移为 L,即,在磁场中运动时,粒子轨迹为 1/4圆弧,半径为 L,洛伦兹力提供向心力,即 ,联立可得 , A错;由题可知,第一个粒子和第二个粒子分别在磁场和电场中运动,在磁场中运动时,粒子加速度为,在电场中运动时,粒子加速度为 ,所以 , B错;粒子在磁场中的运动周期为 ,所 以磁场中的运动时间为 ,电场中的运动时间为 ,所以 , C对;磁场对粒子不做功,电场对粒子做功 ,第一个粒子通过 C的动能为 ,第二个粒子通过C的动能为 , D正确。 考点:带电粒子在电场、磁场中的运动 如图所示,绝缘水平面上固定一正点电荷 Q,一质量为

4、m、电荷量为 -q的小滑块(可看作点电荷)从 a点以初速度 v0沿水平面向 Q运动,到达 b点时速度减为零。已知 a、 b间距离为 s,滑块与水平面间的动摩擦因数为 ,重力加速度为 g以下判断正确的是( ) A此过程中产生的热能为 B滑块在运动过程的中间时刻 , 速度大小等于 C滑块在运动过程中所受的库仑力一定小于滑动摩擦力 D Q产生的电场中, a、 b两点间的电势差为 答案: CD 试题分析:由动能定理, ,故, , A错 D对;滑块在运动过程受到的库仑力不断增大,所以加速度不断减小,并非匀速直线运动,故中间时刻速度不能用 表示, B错;小滑块末速度是零, b点时库仑力最大,所以整个运动过

5、程一直减速,即向左的库仑力一定小于向右的滑动摩擦力, C对。 考点:匀变速直线运动,牛顿定律的应用,动能定理,电势能、电势 位于坐标原点的波源产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波, 波速 v=40m/s,已知 t=0时刻波刚好传播到 x=13m处,部分波形图如图所示,则( ) A波源 S开始振动的方向沿 y轴正方向 B t=0 45s时, x=9m处的质点的位移为 5cm C t=0 45s时,波刚好传播到 x=18m处 D t=0 45s时,波刚好传播到 x=31m处 答案: AD 试题分析:波传播过程中的所有质点开始振动的方向都与波源相同, x=13m处的质点准备向上振动,所以波源 S开始

6、振动的方向沿 y轴正方向, A对;由波形图可知,该波波长是 8m,周期 , t=0.45s时, x=9m处的质点振动了 个周期, t=0时刻 x=9m处的质点振动方向向下,所以t=0.45s时其位移为 -5cm, B错误; t=0.45s时,波的传播距离为,即 , C错 D对。 考点:横波的图像,波速、波长和频率(周期)的关系 如图所示,某列波在 t=0时刻的波形如图中实线,虚线为 t=0.3s(该波的周期 T 0 3s)时刻的波形图。已知 t=0时刻质点 P正在做加速运动,则下列说法正确的是( ) A波速为 10m/s B周期为 1 2s C t =0 3s时刻质点 P正向上运动 D在 0

7、0 1s内质点 P运动的平均速度 大于 0 4 m/s 答案: AD 试题分析:质点 P正在做加速运动说明该质点正在靠近平衡位置运动,波正在向 x轴负方向运动,由图可知 ,即,又因为 T0.3s,所以 n=0, T=0.4s,波速, A对 B错; 0.3s 是四分之三个周期,所以 t =0.3s时刻质点 P正通过平衡位置后向下运动, C错;在开始的四分之一周期内,质点一直向上运动并通过平衡位置,所以位移大于 4cm,平均速度大于 0.4m/s, D正确。 考点:横波的图像,波速、波长和频率(周期)的关系 一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象如图所示 ,已知弹簧的劲度系数为 20 N/cm,则(

8、) A图中 A点对应的时刻振子所受的回复力大小为 5 N,方向指向 x轴的负方向 B图中 A点对应的时刻振子的速度方向指向 x轴的正方向 C在 0 4 s内振子做了 1 75次全振动 D在 0 4 s内振子通过的路程为 3 5 cm 答案: AB 试题分析:由简谐运动的特点和弹簧弹力与伸长量的关系可知,图中 A点对应的时刻振子所受的回复力大小为 ,方向指向 x轴的负方向,并且现在正在远离 O点向 x 轴的正方向运动, A、 B正确;由图可读出周期为 2s, 4s内振子做两次全振动,通过的路程是,、错误。 考点:简谐运动的公式和图像 如图所示为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制

9、带电,在电场力作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的。下列表述正确的是( ) A到达集尘极的尘埃带正电荷 B电场方向由集尘板指向放电极 C带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 答案: BD 试题分析:集尘极连接电源正极,需使尘埃带负电,才能受到集尘极吸引而向集尘极靠近, A错;电场方向由正极(高电势)指向负 极(低电势), B对;带负电的尘埃所受电场力的方向与电场方向相反, C错;电场中的同一位置 E一定,由 可知, E一定时, q越大, F越大, D正确。 考点:静电现象 如图所示,一束红光与一束紫光,以相同的入射角平行射入平行玻璃板的上表面,

10、下列说法正确的是( ) A从玻璃的上表面入射时,在玻璃中紫光比红光的折射角大 B紫光在玻璃中的速度比红光在玻璃中的速度大 C在玻璃的下表面,紫光可能发生全反射 D相对于原光束,紫光的侧向偏移较大 答案: D 试题分析:入射角相同,紫光折射率更大,根据折射定律 可知,玻璃中紫光比红光的折射角小, A错;根据 可知,折射率大的紫光在玻璃中的速度小, B错;做出光路图如下: 玻璃板上下表面平行,所以上表面折射的折射角等于下表面折射的入射角,故可知下表面的入射角小于临界角,不可能发生全反射,错;由光路图可知,折射率越大出射时光束的偏移量越大,对。 考点:光的折射定律 如图所示,水下光源 S向水面 A点

11、发射一束光线,折射光线分成 a、 b两束,则( ) A若保持入射点 A位置不变,将入射光线顺时针旋转,则从水面上方观察, a光先消失 B用同一双缝干涉实验装置做实验, a光的干涉条纹间距大于 b光的条纹间距 C a、 b两束光相比较,在真空中的传播速度 a光比 b光大 D在水中, b光波长比 a光波长大 答案: B 试题分析:由光路图可知,两束光在水中的折射率 ,全反射的临界角满足 ,所以光束 b的临界角小,顺时针旋转入射光线, b光先消失, A错;波长越长的光折射率越小,所以 ,干涉条纹间距 , a 光的更大,B对;各种光在真空中的传播速度都是 , C错;因为光速等于波长乘以频率,并且折射过

12、程不改变光的频率,所以光在水中的波长 ,所以波长长、折射率小的 a光在水中波长更大, D错。 考点:光的折射定律 如图所示,坐标原点处有一波源,波源起振方向为 -y方向。当波传到 x=1m处的质点 P开始计时,在 t=0 4s时 PM间第一次形成图示波形(其余波形未画出),此时 x=4m的 M点刚好在波谷。则( ) A t=0 3s时在 x=2m处的质点处于平衡位置且向 +y方向运动 B P点开始振动的方向沿 y 轴正方向 C当 M点开始振动时, P点正好在波谷 D这列波的传播速度是 7 5m/s 答案: A 试题分析:根据机械波传播的特点,第一次形成图示波形,说明 t=0 4s时的波形图如下

13、图所示: 即周期 满足 ,由图可知波长 ,波速 , D错误; x=2m处的质点起振时刻是 , t=0.3s时已经振动了 (0.3-0.16)s=0.14s,即不到半个周期,正在 x轴下面向 +y方向运动, A正确;波传播过程中的所有质点开始振动的方向都与波源相同, B错误; M点开始振动时的波形图如下图所示: 由图可知当 M点开始振动时, P点正好在波峰, C错误。 考点:横波的图像,波速、波长和频率(周期)的关系 某导体置于电场后周围的电场分布情况如图所示,图中虚线表示电场线,实线表示等势面, A、 B、 C为电场中的三个点。下列说法错误的是( ) A A点的电场强度小于 B点的电场强度 B

14、 A点的电势高于 B点的电势 C将负电荷从 A点移到 B点,电场力做正功 D将正电荷从 A点移到 C点,电场力做功为零 答案: C 试题分析:在同一电场中,电场线密的地方电场强, A正确;电场中的导体是等势体,所以 A、 C、导体等电势,顺着电场的方向电势降低, B点的电势低于导体电势,正确;负电荷受力方向与电场方向相反,所以负电荷从 A点移到B点,电场力做负功, C错误; A、 C间电势差为零,电荷从 A点移到 C电场力不做功, D正确。所以应选 C。 考点:电场线、电势能、电势 如图所示, O是一固定的点电荷,另一点电荷 P从很远处以初速度 v0射入点电荷 O的电场,在电场力作用下的运动轨

15、迹是曲线 MN。 a、 b、 c是以 O为圆心,以 Ra、 Rb、 Rc为半径画出的三个圆,且 Rc-Rb Rb-Ra, 1、 2、 3、 4为轨迹 MN与三个圆的一些交点。以 |W12|表示点电荷 P由 1到 2的过程中电场力做功的大小, |W34|表示由 3到 4的过程中电场力做功的大小,则下列说法正确的是( ) A |W12|=2|W34| B P、 O两电荷一定是异种电荷 C |W12| 2|W34| D P的初速度方向的延长线与 O之间的距离可能为零 答案: B 试题分析:由点电荷电场分布特点可知,距离场源电荷越远,电场越弱,相等间距的等势面间的电势差越小,由 可知, |W12|2|

16、W34|, A、 C错;曲线运动的物体的合外力指向轨迹的凹侧面,所以可以判定电荷运动过程中受到点电荷的引力, B正确;若 P的初速度方向的延长线与 O之间的距离为零,电荷将会做加速直线运动,故 D错。 考点:点电荷的电场,带电粒子在电场中的运动 如图所示,三根通电长直导线 P、 Q、 R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为 a,电流强度均为 I,方向垂直纸面向里 (已知电流为 I的长直导线产生的磁场中,距导线 r处的磁感应强度 B=kI/r,其中 k为常数 ) 。某时刻有一电子 (质量为 m、电量为 e)正好经过原点 O,速度大小为 v,方向沿 y轴正方向,则电子此时所受磁场力为( ) A方向垂

17、直纸面向里,大小为 B方向指向 x轴正方向,大小为 C方向垂直纸面向里,大小为 D方向指向 x轴正方向,大小为 答案: A 试题分析:由安培定则和矢量叠加原理,可知原点 O处的磁感应强度唯一由处的电流决定,大小为 ,方向指向 x轴负正方向,用左手定则可判定电子洛伦兹力的方向为垂直纸面向里,大小为 , A正确。 考点:通电直导线周围磁场的方向,洛伦兹力、洛伦兹力的方向 如图所示, ABC为与匀强磁场垂直的边长为 a的等边三角形,磁场垂直纸面向外,比荷为 e/m的电子以速度 v0从 A点沿 AB方向射入,欲使电子能经过BC边,则磁感应强度 B的取值应为( ) A B B B C B D B 答案:

18、 D 试题分析:当电子从 C点离开磁场,出射方向沿 BC方向时,电子做匀速圆周运动对应的半径最小,如图所示,设轨迹半径为 R,有几何关系可知 ,欲使电子能经过 BC边,必须满足 ,磁场中带电粒子圆周运动的向心力由洛伦兹力提供, ,即 ,综上可得电子经过 BC边要满足,选 D。 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动 回旋加速器主体部分是两个 D形金属盒。两金属盒处在垂直于盒底的匀强磁场中,并分别与高频交流电源两极相连接,从而使粒子每次经过两盒间的狭缝时都得到加速,如图所示。在粒子质量不变和 D形盒外径 R固定的情况下,下列说法正确的是( ) A粒子每次在磁场中偏转的时间随着加速次数的增加而增大 B粒

19、子在电场中加速时每次获得的能量相同 C增大高频交流的电压,则可以增大粒子最后偏转出 D形盒时的动能 D将磁感应强度 B减小,则可以增大粒子最后偏转出 D形盒时的动能 答案: B 试题分析:粒子在匀强磁场中偏转的时间都是周期的一半,而粒子的周期,与速度无关,所以粒子每次在磁场中偏转的时间一样长, A错;粒子在电场中加速时每次获得的能量都等于电场力做的功,即 , B正确;粒子最后偏转出 D 形盒时满足轨道半径等于 D 形盒半径,即 ,电压只是改变粒子的加速次数或运动(圈数)时间, C错;回旋加速器要求交流电周期与粒子圆周运动周期一致,改变磁感应强度 B意味着 改变粒子的周期( )和交流电周期,且减

20、小 B会使粒子最后偏转出 D形盒时的动能变小, D错。 考点:回旋加速器 如图所示,一个质量为 m、带电量为 +q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为 B的匀强磁场中。现给圆环一个水平向右的初速度 v0,在以后的运动中下列说法正确的是( ) A圆环可能做匀减速运动 B圆环克服摩擦力所做的功一定为 C圆环不可能做匀速直线运动 D圆环克服摩擦力所做的功可能为 答案: D 试题分析:圆环带正电,磁场方向垂直纸面向里,由左手定则可判定当小球水平向右运动时洛伦兹力方向竖直向上,当 ,即 时,小球不受水平杆的弹力作用,摩擦力 ,小球将做匀速直线运动;当 ,即 时,小球减速,洛

21、伦兹力减小,球与杆间的正压力 增大,摩擦力 增大,加速度增大,最终小球停下来,克服摩擦力所做功 ;当 ,即 时,小球先减速,洛伦兹力减小,球与杆间的正压力减小,摩擦力减小,加速度减小,当洛伦兹力减小到重力大小时,开始以 的速度做匀速直线运动,全过程客服摩擦力做功。 综上可知,正确答案:为 D。 考点:牛顿定律 的应用、洛伦兹力 实验题 在 “研究单摆周期和摆长的关系 ”实验中: 实验时,如甲图所示,让摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值 R随时间t变化图线如

22、图乙所示,则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径 2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将 (填 “变大 ”、 “不变 ”或 “变小 ”),图乙中的 t将 (填 “变大 ”、 “不变 ”或 “变小 ”)。 答案: t0、变大、变大 试题分析:从平衡位置计时开始,第二次回到平衡位置是一次全振动,所以由图可知单摆周期是 2t0;单摆摆长为悬点到摆球球心的距离,即 ,增大 r,周期 变大; t对应的是小球的挡光时间,小球越大,挡光时间 t越长。 考点:探究单摆的运动 如图所示,某种折射率较大的透光物质制成直角三棱镜 ABC,在垂直于AC面的直线 MN上插两枚大头

23、针 P1、 P2,在 AB面的左侧通过棱镜观察大头针P1、 P2的像,调整视线方向,直到 P1的像被 P2的像挡住,再在观察的这一侧先后插上两枚大头针 P3、 P4,使 P3挡住 P1、 P2的像, P4挡住 P3和 P1、 P2的像,记下 P3、 P4和三棱镜的位置,移去大头针和三棱镜,过 P3、 P4作直线与 AB面交于 D,量出该直线与 AB面的夹角为 45,则: ( 1)请做出光路图;( 2)透光物质的折射率 n = 。 答案:( 1)按照要求作出光路图如下: ( 2) 试题分析:( 1)光线垂直 AC入射,方向不偏折,打到 BC面时与 BC面夹角30,反射到 AB面,与 AB面夹角

24、45出射,如图所示: ( 2)结合光路图,有几何关系可知,光线在 AB面折射时,有 。 考点:光的折射定律、测定玻璃的折射率 在 用双缝 干涉测量单色光的波长 ”实验中,某同学准备的实验仪器包括以下元件: A白炽灯; B单缝; C毛玻璃屏; D双缝; E遮光筒; F红色滤光片; G凸透镜 (其中双缝和光屏连在遮光筒上) (1) 把以上元件安装在光具座上时,正确的排列顺序是: A EC (2) 将测量头的分划板中心刻线与某亮纹对齐,并将该亮纹定为第 1条亮纹,此时 10等分的游标卡尺位置如图甲所示,其读数为 mm,继续转动测量头,使分划板中心刻线与第 7条亮纹中心对齐,此时游标卡尺位置如图乙所示

25、,其读数为 mm。 (3) 若已知双缝间距为 0.2mm,测得双缝到屏的距离为 70.00cm,则所测红光波长为 。 答案:( 1) GFBD;( 2) 19.8、 30.3;( 3) 510-7 m 试题分析:( 1)该实验中各元件的作用分别是: A白炽灯 光源; B单缝 产生相干光; C毛玻璃屏 呈现能观察的像; D双缝 作为产生干涉现象的两个波源; E遮光筒 避免外界光线干扰,便于观察; F红色滤光片 将白炽灯的其他色光过滤掉,只剩下红光; G凸透镜 将光源的发散光束汇聚,产生放大的效果。所以正确的排列顺序是 AGFBDEC。 ( 2) 甲图中游标尺上第 8条线与主尺刻度对齐,读数为;乙

26、图中游标尺上第 3条线与主尺刻度对齐,读数为。 ( 3)在双缝干涉现象中,条纹间距 ,由( 2)可知,条纹间距为,所以考点:用双缝干涉测光的波长 计算题 如图所示,光滑半圆弧绝缘轨道半径为 R, OA为水平半径, BC为竖直直径。一质量为 m且始终带 +q电量的小物块自 A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与 C点相切的粗糙水平绝缘滑道 CM上,在水平滑道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于滑道的末端 C点,此时弹簧处于自然状态。物块运动过程中弹簧最大弹性势能为 ,物块被弹簧反弹后恰能通过 B点。己知物块与水平滑道间的动摩擦因数为 ,直径 BC右侧所处的空间(包括 BC边界)有竖直

27、向上的匀强电场,且电场力为重力的一半。求: (1) 弹簧的最大压缩量 d; (2) 物块从 A处开始下滑时的初速度 v0 答案:( 1) ;( 2) 。 试题分析:根据功能关系,滑块克服弹簧弹力做功 由动能定理,从滑块开始运动到压缩弹簧最短的过程中 物块被弹簧反弹后恰能通过 B点,说明在 B点时滑块不受轨道弹力,即从开始释放滑块到滑块到达 B点的过程中运用全程动能定理得由题意可知 联立以上各式可得 , 考点:动能定理、功能关系 如图在 xoy坐标内,在 0x6m的区域存在以 ON为界的匀强磁场 B1、 B2,磁场方向均垂直 xoy平面,方向如图,大小均为 1T。在 x 6m的区域内存在沿y轴负

28、方向的匀强电场,场强大小为 104V/m。一带正电的粒子(不计重力),其比荷 q/m=1.0104C/kg,从 A板静止出发,经过加速电压(电压可调)加速后从坐标原点 O沿 x轴正方向射入磁场 B1。 ( 1)要使该带电粒子经过坐标为( 3, )的 P点( P点在 ON线上),求最大的加速电压 U0; ( 2)满足第( 1)问加速电压的条件下,粒子再次通过 x轴时到坐标原点 O的距离和速度大小; ( 3)粒子从经过 O点开始计时,到达 P点的时间。 答案:( 1) ; (2) M点到 O点的距离为 ,通过 x轴的速度为 ; (3)试题分析:( 1)加速电压最大时,速度最大,粒子进入磁场过 P点

29、的轨迹圆弧半径最大,如图 1所示: 由几何知识(圆弧的弦切角等于所对应的圆心角的一半)可知: 粒子在磁场中的轨道半径为 洛伦兹力提供向心力 根据动能定理,电场加速过程有 解得 , (2)P为 ON中点,由轨迹的对称性可知,粒子运动轨迹如图 1所示,粒子经过N点,其坐标为( 6, 2 ),并且以平行于 x轴的速度射入电场区域,设再次到达 x轴的位置为 M点, N到 M过程中: x轴方向: y轴方向: 由动能定理 联立解得: , M点到 O点的距离为 粒子在 M点的速度为 (3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为 ,与粒子的运动速度无关 粒子通过 P点的轨迹还可能如图 2所示: 每一段圆弧对应的圆心角都是 60,对应的运动时间都是 T/6,考虑到运动的重复性,可知 (如果只求出 ,本小题给 1分) 考点:带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动

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