云南省昆明市麗山附設(shè)中學(xué)2021年高二物理聯(lián)考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.（單選）真空中三個相同的導(dǎo)體小球A、B和C，A和B分別帶+3Q、-Q的電荷（A、B可看成點電荷）分別固定在兩處，兩球間庫侖力是F，用不帶電的小球C，先后跟A和B來回反復(fù)接觸很多次，然后移去C，則A、B間的庫侖力變?yōu)镕的（

）A、1/3

B、3/4 C、4/27

D、16/27參考答案：C2.如圖所示,一輕彈簧上端懸于頂壁,下端掛一物體,在AB之間作簡諧運(yùn)動,其中O點為它的平衡位置,物體在A時彈簧處于自然狀態(tài).若v、x、F、a、Ek、Ep分別表示物體運(yùn)動到某一位置的速度、位移、回復(fù)力、加速度、動能和勢能,則(

).(A)物體在從O點向A點運(yùn)動過程中,v、Ep減小向而x、a增大(B)物體在從B點向O點運(yùn)動過程中,v、Ek增大而x、F、Ep減小(C)當(dāng)物體運(yùn)動到平衡位置兩側(cè)的對稱點時,v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同(D)當(dāng)物體運(yùn)動到平衡位置兩側(cè)的對稱點時,v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同參考答案：BC3.對于光的偏振，下列認(rèn)識正確的是A．通過偏振片看電燈光，轉(zhuǎn)動偏振片時可看到透射光亮度無變化，說明電燈光不是偏振光B．光的偏振現(xiàn)象使人們認(rèn)識到光是縱波C．光振動方向和偏振片透振方向垂直的光才能夠通過偏振片D．對于全反射臨界角為的某介質(zhì)，光從空氣以60度的入射角射向該介質(zhì)時，折射光和反射光的偏振方向剛好相互垂直參考答案：AD4.如圖所示的電路中，已知電容C1=C2，電阻R1=R2，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，當(dāng)開關(guān)S由閉合狀態(tài)斷開時，下列說法中正確的是（

）A、電容器C1的電量增多，電容器C2的電量減少B、電容器C1的電量減少，電容器C2的電量增多C、電容器C1、C2的電量都增多D、電容器C1、C2的電量都減少參考答案：C5.（單選）用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素(如圖所示)．設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ.實驗中，極板所帶電荷量不變，若

A．保持S不變，增大d，則θ變大B．保持S不變，增大d，則θ變小C．保持d不變，減小S，則θ變小D．保持d不變，減小S，則θ不變參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.在驗證動量守恒定律的實驗里，兩半徑相同的小球質(zhì)量之比∶＝8∶3，實驗記錄紙上，各點（O、M、P、N）位置如圖所示，其中O點為斜槽末端所系重錘線指的位置，那么，、兩球中，__

__球是入射球，碰撞結(jié)束時刻，兩球的動量之比∶＝__________。參考答案：略7.在某電池的電路中每通過的電荷量，電池提供的電能是，那么這個電池的電動勢的大小是

參考答案：.2V8.某市陸航團(tuán)的一架固定翼飛機(jī)以900m/s的速度沿水平方向飛行，恰好自西向東飛行到聊城四中上空，經(jīng)該校高二師生測定該處地磁場的豎直分量為0.5×10－4T，飛機(jī)的翼展為12m，機(jī)翼兩端間的感應(yīng)電動勢為_

_V，機(jī)翼的

（東、南、西或北）側(cè)電勢高，在飛行員的

（左或右）側(cè)。參考答案：9.在赤道附近的地磁場可看做是沿南北方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是0.5×10－4T。如果赤道上有一根沿東西方向的直導(dǎo)線，長20m，通有從東向西的電流30A，問地磁場對這根導(dǎo)線的作用力為__________,方向為_________。參考答案：0.03

向下10.有一個未知電阻Rx，用圖10中（a）和（b）兩種電路分別對它進(jìn)行測量，用（a）圖電路測量時，兩表讀數(shù)分別為6V，6mA，用（b）圖電路測量時，兩表讀數(shù)分別為5.9V，10mA，則用______圖所示電路測該電阻的阻值誤差較小，測量值Rx=______Ω，測量值比真實值偏______（填：“大”或“小”）。參考答案：a，1000，大11.根據(jù)下圖可知該交流電的電流最大值是

A，有效值是

A，周期是

s，頻率是_____Hz。參考答案：12.根據(jù)完全相同的“表頭”改裝而成的兩個不同量程的電流表和，其中的量程是的5倍，現(xiàn)將這兩個電流表串聯(lián)在一起接入某電路中，則兩個電流表指針偏角

（填“相同”或“不相同”）；兩個電流表的讀數(shù)

（填“相同”或“不相同”）。參考答案：13.右圖為示波器的面板，一同學(xué)用該示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號.把電壓信號接入示波器y輸入，當(dāng)屏幕出現(xiàn)如圖所示的波形時，應(yīng)調(diào)節(jié)

旋鈕（選填“水平位移”或“豎直位移”），以使正弦波的整個波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi).如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍，應(yīng)調(diào)節(jié)

旋鈕或衰減旋鈕（選填“Y增益”或“X增益”），或這兩個鈕配合使用，以使正弦波的整個波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi).參考答案：豎直位移，Y增益三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.用油膜法估測分子的大小時有如下步驟：A．向淺盤中倒入約2cm深的水；B．向淺盤中的水面均勻地撒入石膏粉(或痱子粉)；C．將油酸和酒精按一定比例配制好；D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，當(dāng)體積達(dá)到1mL時記下滴入的滴數(shù)，算出每滴液滴的體積；E．把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直到薄膜形態(tài)穩(wěn)定；F．將玻璃板放在淺盤上，然后將油酸膜的形態(tài)用彩筆畫在玻璃板上；G．把玻璃板放在方格紙上，數(shù)出薄膜所占面積；H．計算出油膜的厚度L＝若所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中含有純油酸6mL，上述溶液為75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描繪出油酸膜的輪廓形狀再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1cm，試求：(1)油酸膜的面積是________cm2；(2)每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是______mL；(3)按以上實驗數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑________m。[(2)，(3)兩問答案保留一位有效數(shù)字]參考答案：(1)110（3分）(2)8×10－6（3分）(3)7×10－10（3分）解析：(1)由圖示可知，油酸薄膜輪廓內(nèi)的正方形個數(shù)為110個，則油酸膜的面積是S＝110×1×1cm2＝110cm2；(2)1mL溶液中含有純油酸的體積為mL，則1滴該液中含有純油酸的體積為V＝×mL＝8×10－6mL；(3)d＝＝≈7×10－10m。15.氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB．b．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平．c．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上．d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1．e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計時器開始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t1和t2．（1）實驗中還應(yīng)測量的物理量是

．（2）利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是

，上式中算得的A、B兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的原因可能是

（至少寫出兩點）（3）利用上述實驗數(shù)據(jù)是否可以測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？（填“可以”或“不可以”）參考答案：（1）B的右端至D板的距離L2；（2）mA﹣mB=0；測量時間、距離、質(zhì)量等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差．（3）可以．【考點】驗證動量守恒定律．【分析】根據(jù)實驗的原理確定測量的物理量，以及測量的步驟，根據(jù)原理列出動量守恒定律的表達(dá)式．由能量守恒定律列方程，然后分析答題．【解答】解：（1）因系統(tǒng)水平方向動量守恒即：mAvA﹣mBVB=0，由于系統(tǒng)不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運(yùn)動故有：vA=，vB=，所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L2．（2）若要驗證動量守恒定律則：mAvA﹣mBVB=0，帶入得：mA﹣mB=0；由實驗原理與實驗步驟可知，產(chǎn)生誤差的原因：①L1、L2、t1、t2、mA、mB的數(shù)據(jù)測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；③滑塊并不是做標(biāo)準(zhǔn)的勻速直線運(yùn)動滑塊與導(dǎo)軌間有少許摩擦力．④氣墊導(dǎo)軌不完全水平；（3）根據(jù)能量守恒定律被壓縮彈簧的彈性勢能Ep=mAvA2+mBvB2，將vA，vB代入上式得：EP═mA（）2+=mA（）2，可以測出彈簧的彈性勢能；故答案為：（1）B的右端至D板的距離L2；（2）mA﹣mB=0；測量時間、距離、質(zhì)量等存在誤差，由于阻力、氣墊導(dǎo)軌不水平等造成誤差．（3）可以．四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（14分）如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上有一有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向豎直向下，虛線MN為磁場的邊界。單匝正方形均勻?qū)Ь€框abcd，邊長為L，總電阻為R，當(dāng)導(dǎo)線框在外力的作用下以速度勻速進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中（ab邊始終保持與MN平行）。求：（1）線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E（2）線框a、b兩點的電勢差（3）導(dǎo)線框在進(jìn)入磁場的過程中外力的大小。參考答案：⑴線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLV（3分）⑵線框的等效電路圖如圖根據(jù)閉合電路歐姆定律,電路中的電流（2分）a、b兩點間的電勢差為（3分）即電勢差為（1分）

⑶導(dǎo)線框勻速運(yùn)動安培力與外力相等

（2分）

聯(lián)立可得（2分）

即外力為（1分）17.如圖所示，在點放置一個正電荷。在經(jīng)過點的豎直平面內(nèi)的A點，自由釋放一個帶正電的小球，小球的質(zhì)量為、電荷量為。小球落下的軌跡如圖中虛線所示，它與以為圓心、R為半徑的圓（圖中實線表示）相交于B、C兩點，、C在同一水平線上，,A距離的豎直高度為。若小球通過B點的速度為，試求：

（1）小球通過C點的速度大小

（2）小球由A到C的過程中電場力做的功參考答案：

（1）

（2）18.（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S1、S2對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級亮紋，與P0的距離2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時，可將擴(kuò)展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應(yīng)的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強(qiáng)相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴(kuò)展光源各處發(fā)出的光強(qiáng)相同、波長皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠(yuǎn)星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、a′和b、b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計算式。注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時，研究擴(kuò)展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學(xué)困難，為簡化討論，本題擬將擴(kuò)展光源作寬度為的矩形光源處理。參考答案：解析：1．求經(jīng)雙縫產(chǎn)生的干涉圖像的零級亮紋的位置設(shè)點的坐標(biāo)為，它也就是光源與S分別對應(yīng)的干涉條紋的零級亮紋之間的距離，即

由雙縫到點的光程差，從作的垂線交于H點，三角形與三角形相似，因，則（附1）

從作的垂線交于G，到雙縫的光程差

（2）三角形與三角形相似，因，則

（3）對滿足零光程差條件的而言，得

（4）2．在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙縫干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（5）值不同對應(yīng)著擴(kuò)展光源中不同位置的線光源．不難證明，它們經(jīng)雙縫產(chǎn)生干涉條紋的間距均如（5）式所示．寬度為w的擴(kuò)展光源是由一系列值不同的、連續(xù)分布的、相互獨立的線光源構(gòu)成．因此擴(kuò)展光源在觀察屏上產(chǎn)生的干涉圖像的強(qiáng)度是由每個線光源產(chǎn)生干涉條紋的強(qiáng)度相加而成．當(dāng)擴(kuò)展光源寬度為w時，對于光源最邊緣點有

（6）代入（4）式

（7）若

（8）則相當(dāng)于擴(kuò)展光源最邊緣的線光源產(chǎn)生的干涉條紋錯開了一個條紋間距．由于擴(kuò)展光源各部分產(chǎn)生的干涉條紋的光強(qiáng)分布都相同，各套干涉條紋強(qiáng)度相加的結(jié)果使屏上各處光強(qiáng)相等，變得一片模糊而無法分辨．由（5）式和（7）式，求得為使條紋能被分辨，擴(kuò)展光源允許的最大寬度

（9）3.如圖2所示，是由擴(kuò)展光源上端邊緣發(fā)出的平行光，是由擴(kuò)展光源下端邊緣發(fā)出的平行光．設(shè)光線交于點，光線交于點．光束中的光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點；光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點，兩相干光波產(chǎn)生干涉，在觀察屏上產(chǎn)生一套干涉條紋．同理，平行光束在觀察屏上產(chǎn)生另一套干涉條紋．從擴(kuò)展光源不同部位發(fā)出的、傾角在0和之間不同角度入射的平行光束，經(jīng)邁克爾遜測星儀相應(yīng)的反射鏡走過不同路徑到雙孔，然后在觀察屏上產(chǎn)生很多套干涉條紋．這些干涉條紋光強(qiáng)度彼此相加，屏幕上就形成了光強(qiáng)度的分布圖像．根據(jù)第2問的結(jié)果，其清晰度取決于來自擴(kuò)展光源上下邊緣發(fā)出的平行光與分別在屏幕上產(chǎn)生兩套干涉條紋的相對位置錯開的程度。由對稱性考慮，平行光束中兩條光線和在觀察屏上的光程差為0，即平行光產(chǎn)生的那套干涉條紋的零級亮紋就在處．現(xiàn)討論以傾角斜入射的平行光束通過整個光學(xué)裝置后，在觀察屏上某點發(fā)生干涉時的光程差．光束中的光線入射M1的光線經(jīng)M3反射到達(dá)，光線從點算起，所經(jīng)光程為；光線入射M2的光線經(jīng)M4反射到達(dá)，光線從點算起，所經(jīng)光程為．由對稱性可得

（1）也就是說從M1和M2算起，光線和到達(dá)與的光程是相等的，但是光線和在到達(dá)M1和M2時，二者的相位卻不同．由作斜入射光線的垂線交點，與相位相等，因此，斜入射的兩條平行光線和到達(dá)S1和S2時的相位差是光程差引起的（2）從擴(kuò)展光源下邊緣發(fā)出的平行光束斜入射到測星干涉儀，經(jīng)雙孔后發(fā)出的相干光在觀察屏上坐標(biāo)為y（坐標(biāo)原點取在上）的P點上引起的光程差

（3）其零級亮紋所在位置對應(yīng)的光程差，故的坐標(biāo)

（4）這也就是平行光與產(chǎn)生的干涉條紋的零級亮紋（也是兩套條紋）錯開的距離

（5）因在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙孔干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（6）當(dāng)二者錯開一個條紋間隔時，即，代入（6）式（星光波長采用），得

（7）遠(yuǎn)處的星體作為擴(kuò)展光源發(fā)出的光經(jīng)過“測星儀”到達(dá)雙孔，在屏上觀察到干涉條紋的清晰度下降，由小到大調(diào)節(jié)M1、M2距離h，當(dāng)屏幕上條紋消失時，記下此時h的值代入（7）式就可確定擴(kuò)展光源角直徑的大小．注：實際星體都看作均勻亮度的圓形擴(kuò)展光源，通過調(diào)節(jié)h使屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等時，通過數(shù)學(xué)計算，用邁克爾遜測星儀測量得的星體角直徑．解法二如圖3所示，對M1、M3而言，找出對的中間像和對所成的像以及光線a在M1、M3的反射點F和G．由物像的對稱性可知，，故

即從光線a上一點到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點到和到的光程相等；對M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點到和到的光程相等；從光線上一點到和到的光程相等．因此，光線a到處與光線到處引起的光程差與沒有反射鏡M1、M2時兩光線到、處的光程相等．因a、垂直雙孔屏，故

（1）通過雙孔、后，光線a、在的光程差

（2）平行光束b斜入射時，可從、處求b、兩光線到達(dá)、處的光程差．由作的垂線（見圖4），

（3）說明光線超前于光線b．通過雙孔、后光線b、射出的相干光線在屏幕上形成的零級亮紋不可能位于處，因為二者到達(dá)雙孔前光線已超前了光線b，如圖5所示，光線經(jīng)過孔后要多走一段光程來抵消前面的相位差，以達(dá)到與光線b在沒有光程差的情況下相交于遠(yuǎn)方屏幕上，形成干涉零級亮紋．該點所對應(yīng)的經(jīng)過孔后多走的光程

（4）從可求得平行光束經(jīng)雙孔后在觀察屏上的干涉零級條紋位置．由（3）式和（4）式，得

（5）的位置坐標(biāo)