【文档说明】安徽省合肥市第一中学2023-2024学年高二上学期素质拓展八（月考）物理试卷 含解析.docx，共(17)页，2.830 MB，由管理员店铺上传

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合肥一中2023级高二物理素质拓展八一、选择题。（本题共10小题，共46分。1-7题为单选题，每小题4分；8-10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.下列

有关光现象的说法中正确的是（）A.在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越短，衍射现象越明显B.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变窄C.光导纤维丝内芯材料

的折射率比外套材料的折射率大D.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种纵波【答案】C【解析】【详解】A．根据发生明显衍射的条件可知，在光的衍射现象中缝的宽度d越小，衍射现象越明显；入射光的波长越长，衍射现象越明显。故A错误；B．根据Lxd=可知，若仅将入射光由绿光改为

红光，则入射光的波长变大，干涉条纹间距变宽。故B错误；C．光导纤维是利用全反射原理制成的，根据发生全反射的条件可知，光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，才能发生全反射。故C正确；D．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振，光的偏振现象说明光是一种横波。故D错误。

故选C。2.“香炉初上日，瀑水喷成虹”是孟浩然在《彭蠡湖中望庐山》的描述彩虹的诗句，彩虹的形成原理可简化为如图，阳光由空气射入球形水滴后，可分成颜色不同的单色光，其中a、b是射出的两束单色光，则下列说法正确的是（）A.彩虹的形成

是光的干涉现象B.a光对水滴的折射率大于b光C.在真空中，a光波长大于b光D.在水中，a光的传播速度大于b光【答案】B的【解析】【详解】A．彩虹的形成是光的折射现象，A错误；BC．由图可知当从空气射入水滴中

时，入射角相同，a光的折射角大于b光，根据光的折射定律，故a光的折射率大于b光，a光的频率大于b光，a光的波长小于b光，B正确、C错误；D．由波速公式cvn=a光的波速小于b光，选项D错误。故选B。3.为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面

。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复合光，以下说法中正确的是（）A.在水中a光波速大于b光B.a光的频率小于b光C.用同一套装置做双缝干涉实

验，a光条纹间距更小D.若某单缝能使b光发生明显衍射现象，则a光也一定能发生明显衍射现象【答案】C【解析】【详解】AB．做出光路图，如图所示在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积

较小，则知a光的临界角较小，根据1sinnC=，可知a光的折射率较大，由cnv=可得知a光在水中的传播速度比b光小，a光的频率高于b光，A错误，B错误；C．由上述分析可知a光波长短，又由双缝干涉条纹间距公式lxd=，可知用同一套装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小，C正

确；D．单缝的尺寸小于光波的波长，或与波长差不多能发生明显的衍射，由于a的波长小于b的波长，所以若某单缝能使b光发生明显衍射现象，则a光不一定能发生明显衍射现象，D错误。故选C。4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，从某时刻开始计时，在t=6s时的波形如图（a）所示。在x轴正向距离原点

小于一个波长的A质点，其振动图像如图（b）所示。下列说法正确的是（）A.A质点在t=3s与t=7s时刻速度方向相反B.A点的平衡位置离原点的距离为x=0.25mC.t=9s时，平衡位置在x=1.7m处的质点

加速度方向沿y轴负方向D.t=13.5s时，平衡位置在x=1.4m处的质点位移为正值【答案】C【解析】【详解】A．由图a可知，波长为2m=由图b可知周期为T=4.0s则波速0.5m/svT==故3s和7s时刻相差一个周期时间，运动情况相同，速度方向相同，故

A错误；B．由b图可知，t=6.0s时质点的位置与t=10.0s时相同，位移为22yA=−再结合a图中可知A点的平衡位置离原点的距离为x=1.25m故B错误；C．根据t=9s与t=6s时间差为39s6s3s4tT=−==则平衡位置在x=1.7m处的质点在波形图上再振动34T的时间，x=1

.5m的质点处于平衡位置，x=2.0m的质点处于波峰，则x=1.7m处的质点正在正的位移处向平衡位置振动，故加速度为沿着y轴负方向，故C正确；D．根据t=13.5s与t=6s的时间差为13113.5s6s7.5s48tTTT=−==++则平衡位置在x=1.4m处的质点在波形图上再振动超

过34T的时间，x=1.0m的质点处于波谷，x=1.5m的质点处于平衡位置，则x=1.4m的质点位移为负，故D错误。故选C。5.将一个质量为m的小球从某一高度以速度1v竖直向上抛出，落回抛出点的速度大小为2v，在运动过程中，小球受到的阻力大小与速度大小成正比fk

v=（）。小球从抛出点到回到抛出点的过程中，下列说法正确的是（）A.阻力的冲量为0B.重力的冲量大小为()21mvv−C.小球上升过程的时间大于下降过程的时间D.小球在这个过程中运动的总时间大于12vvg+【答案】A【解析】【详解】A．设竖直向下为正方向，根据冲量得表达式可知阻力的冲量为ft

kvtkx==所以从抛出点到回到抛出点的过程中位移为零，阻力的冲量为零，故A正确；BD．根据动量定理可知的2121()GIImgtmvmvmvmv===−−=+合所以小球在这个过程中运动的总时间为12vvtg+=故BD错误；C

．在位移相同处，上升小球的速度大于下降小球的速度，上升的位移合下降的位移相等，所以上升过程的时间小于下降过程的位移，故C错误；故选A。6.如图所示，平行金属板A、B之间有加速电场，C、D之间有偏转电场，M为荧光屏。今有质子和α粒子均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方

向进入偏转电场，最后打在荧光屏上。已知质子和α粒子的质量之比为1:4，电荷量之比为1:2，则下列判断中正确的是（）A.两种粒子进入偏转电场时的动能相等B.两种粒子在偏转电场中的运动时间相等C.粒子射出电场时速度的偏角之比为1:2D.偏转电场的电

场力对两种粒子做功之比为1:2【答案】D【解析】【详解】A．在加速电场中有k0EqU=两个粒子的带电量不同，所以两种粒子进入偏转电场时的动能不相等，故A错误；B．由2012qUmv=可得02qUvm=粒子在偏转电场中的运动时间02LmtLvqU==两个粒子比荷不同，所以在偏转电场中运动

时间不相等，故B错误；CD．在偏转电场中有qUamd=yvat=212yat=联立可得2yULqvdmU=24ULydU=则粒子射出电场时速度偏角的正切0tan2yvULvdU==所以粒子射出电场时速度的偏角之比

为1:1，偏转电场的电场力对两种粒子做功2224UqULWqyddU==可得偏转电场的电场力对两种粒子做功之比为1:2，故C错误，D正确。故选D。7.在x轴上一带正电的粒子（重力不计）仅在电场力作用下以原点O为中心，沿x轴做往返运动，x轴上各点电势如图所

示。若该粒子的质量为m，电荷量为q，其运动过程中电势能与动能之和为01.6q，则下列说法正确的是（）的A.粒子在往返运动过程中能通过02xx=处B.粒子在01.6xx=−时其动能为08q且大于电势能C.粒子沿x轴往返运动，一个周期

内的路程为09.6xD.原点O与02xx=−之间的电场为匀强电场，电场强度大小为002x【答案】C【解析】【详解】AC．因为电势能与动能之和为01.6q，当动能为零时，电势能为01.6q，则此时其所处电势01.6，由图像可知，向右最多可达到01.6x处，向左最多可达到

03.2x处，故一个周期内的路程为0002(1.63.2)9.6sxxx=+=故A错误，C正确；B．根据图像可知，粒子在01.6xx=−时其电势能为P001.620.84Eqq==此时动能为k0P01.60.8EqEq=−=

故B错误；D．x−图像斜率表示电场强度，由图知，原点O与02xx=−之间的电场为匀强电场，强度大小为00ΔΔ2Exx==故D错误。故选C。8.一质量为1kg、带电量为1C+的小球，以初速度10m/s冲上一质量为4kg，半径为1m的四分

之一绝缘光滑圆槽。整个空间置于竖直向下，电场强度为10N/C的匀强电场中。所有接触面均光滑，则从小球开始冲上圆槽到上升到最高点过程中，下列说法正确的是（）（重力加速度210m/s=g）A.小球和槽组成系统机械能守恒B.小球和槽之间的弹力对槽做正功C.整个过程小

球的电势能增加了21JD.小球离开槽后继续上升的高度为1m【答案】BD【解析】【详解】A．小球和槽组成系统除了重力做功之外，还有电场力做功，所以机械能不守恒。故A错误；B．小球对槽的弹力斜向右下，地面光滑

，槽的位移水平向右，所以该弹力对槽做正功。故B正确；C．整个过程电场力对小球做功为10JWqER=−=−电可知小球的电势能增加了10J。故C错误；D．小球开始冲上圆槽到上升到最高点过程，系统水平方向动量守恒，可得()0mvMmv=+设小球离开

槽后继续上升的高度为h，由能量守恒，可得()()()2201122mvmgRhqERhMmv=+++++联立，解得1mh=故D正确。故选BD。9.光纤主要由折射率不同的纤芯与外套组成，在光纤中传输的信号是脉冲光信号。当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段

长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，这种情况会降低信号传输质量。引起这一差别的主要原因之一是光通过光纤纤芯时路径长短的不同（如图），沿光纤轴线传输的光纤用时最短，在两种介质界面多次全反射的光线用时较长。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其内芯折射率为1n，外套折射率为2n。在入射端，

光脉冲宽度（即光持续时间）为t，在接收端光脉冲宽度（即光持续时间）为t，tt（）A.外套材料的折射率2n变小，t与t的差值不变B.内芯材料的折射率1n越大，光脉冲将越不容易从外套“漏”出C.入射光波长变短，t与t的差

值不变D.光纤的直径变小，t与t的差值不变【答案】BD【解析】【详解】B.根据21sinnCn=可知内芯材料的折射率1n越大，全反射的临界角C越小，越容易发生全反射，则光脉冲将越不容易从外套“漏”出，故B正确；ACD.设光纤的

长度为L，则光通过光纤轴线传输用时最短，光在光纤中的速度cvn=则最短时间有1Ltv=设光从左端面以1入射，折射角为2，在侧面发生全反射时的入射角和反射角为3，如图所示：如果3就是光在光导纤维全反射的临界角C，则

光在介质中的传播时间为最长，则231sinsinnCn==3sinLs=所以光通过光导纤维所用的最长时间为2122nLstvnc==故212112ΔnLtttncn=−=−所以外套材料的折射率2n

变小，t与t的差值变大，选用波长更短的光时，频率越大，折射半越大，t越大，t与t的差值变大，而t的表达式与光纤的直径无关，AC错误，D正确。故选BD。10.如图，一光滑斜面固定在水平地面上，斜面倾角为45

，其底端固定一轻质弹簧，将质量为m的物块从斜面顶端由静止释放，顶端距弹簧上端距离为l，弹簧的劲度系数为k，弹簧的最大压缩量为322mgk，已知，弹簧弹性势能为2p12Ekx=，其中x是形变量，简谐运动周期2mTk=，则下列说法正

确的是（）A.速度最大时的压缩量为22mgkB.物块的最大动能为222224mggmmglkk+−C.物块的最大加速度为22gD.从静止释放到压缩量最大的时间为2223lmgk+【答案】AB

D【解析】【详解】A．速度最大时合力为零，则sin45mgkx=得22mgxk=A正确；B．根据机械能守恒()2k1sin452mglxkxE+=+得22k2224mggmEmglkk=+−B

正确；C．弹簧压缩量最大时，根据牛顿第二定律32sin452mgkmgmak−=得最大加速度为2ag=C错误；D．从释放到与弹簧接触的过程中，加速度为sin4522mgagm==时间为122tlg=振幅为322222mgmgmgAkkk=−=压缩弹簧到平衡位置过程中，位移为振

幅的12，时间为212Tt=的从平衡位置到压缩量最大的时间为34Tt=从静止释放到压缩量最大的时间为123tttt=++得2223ktlmg=+D正确。故选ABD。二、实验题。（本题共9分，每空3分）11.（1）“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，aa和bb分别是

玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针1P和2P，用“×”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针3P和4P，在插3P和4P时，应使_____________。（选填正确选项前的字母）A.插上

大头针3P，使3P仅挡住2P的像B.插上大头针3P，使3P挡住1P的像和2P的像C.插上大头针4P，使4P挡住3P和1P、2P的像D.插上大头针4P，使4P仅挡住3P（2）在用两面平行的玻璃砖测定玻璃折射率的实验中，下列说法正确的是___________。（选填正确选项前的字母）

A.为了减小作图误差，3P和4P的距离应适当取大些B.如果光在界面aa的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖C.不论光以什么角度从aa射入，经一次折射后到达界面bb都能射出（3）另一位同学在“测量玻璃的折射率”实验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖

，该同学画出的玻璃砖界面aa、bb如图乙所示。其他操作均正确，该同学测得的折射率与真实值相比____________。（填“偏大”“偏小”或“不变”）【答案】①.BC##CB②.AC##CA③.偏小【解析】【详解】（1）[1]大头针1P、2P、3P、4P理论上都应在同一光路

上，所以该同学接下来要完成的必要步骤有：插上大头针3P，使3P挡住1P的像和2P的像，接着插上大头针4P，使4P挡住3P和1P、2P的像。故选BC；（2）[2]A．为了减小作图误差，3P和4P的距离应适当取大些，故A正确；B．全反射必

须是光由光密介质射向与光疏介质的交界面时才能发生，所以即使光在界面aa的入射角大于临界角，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃砖，故B错误；C．根据光路的可逆性可知，光在aa的入射角为，根据折射定律有

sin1sinsinCnn==不论光以什么角度从aa射入，经一次折射后到达界面bb时的入射角都会小于全反射临界角，所以都能射出，故C正确。故选AC；（3）[3]如图所示实线为实际的光路图，虚线为实验中

作出的折射光线，可知作出的折射光线相比实际折射光线沿逆时针转动了一个角度，所以折射角的测量值大于真实值，而由于玻璃砖上表面与aa平行，所以入射角的测量值等于真实值，因此玻璃砖折射率的测量值比真实值偏小。三、计算题。（本大题共3小题，共45分，每题15分）12.如图甲，

神舟十六号从空间站返回的第一步动作在大约390h=公里的高度完成，飞船通过两次调整姿态后，变成推进舱在前，返回舱在后，主发动机点火开始制动减速。现把制动减速过程简化为如图乙所示，设返、推组合体减速前的总质量为0m（包括发动机喷出的气体），减速前

的速度大小为0v（相对地球），主发动机点火后推进舱喷气，在t（很短）时间内推进舱把质量为00.1m的气体以速率101.9vv=（相对地球）喷出。由于减速制动时间短，可认为返、推组合体减速前、后速度及1v的方向均在同一直线上，除了组合体与喷出气体间的作用

外，不考虑其他力的影响。（1）分析说明1v的方向；（2）求减速制动后瞬间返、推组合体的速度大小；（3）求减速制动过程返、推组合体受到的平均作用力。【答案】（1）见解析；（2）00.9v；（3）009100mvt【解析】【详解】（1）返、推组合体要减速制动，根据牛顿运动定律可知

，推进舱主发动机喷气的方向与0v的方向相同，即向前喷气。（2）返、推组合体喷气获得的反推力沿切线方向，在此方向上，根据动量守恒定律定律有()00000020.11.90.1mvmvmmv=+−解得200.9vv=（3）减速制动过程，以发动机喷出气体为研究对象，根

据动量定理有00000.11.90.1Ftmvmv=−解得009100mvFt=根据牛顿第三定律有，返、推组合体受到的平均作用力009'100mvFt=13.如图所示，矩形abcd为一棱镜的横截面，M为ad

边的中点，ab的长度为2L。一束光自M点射入棱镜，入射角为45i=，已知该光在棱镜中折射率2n=，真空中光速为c，求：（1）折射角r和光在棱镜中发生全反射的临界角C；（2）改变入射角，当光垂直ad入射时，光从端面ad第一次传播到bc的时间t。【答案】（1）30r=，45C=；（

2）22Ltc=【解析】【详解】（1）由折射定律sinsininr=可得sinsin451sin22irn===可得折射角为30r=该棱镜全反射临界角C满足112sin22Cn===解得45C=（2）当光垂直ad入射时，如图所示光在该棱镜中传播的速

度为2ccvn==光由ad到bc的路程为2absL=则时间22absLtvc==14.如图所示，竖直平面内有一固定绝缘轨道ABCDP，由半径r=0.5m的圆弧轨道CDP和与之相切于C点的水平轨道ABC组成

，圆弧轨道的直径DP与竖直半径OC间的夹角θ=37°。质量10.2kgm=的不带电绝缘滑块以初速度06m/sv=沿轨道向右运动，与静止在B点的带正电小球发生弹性正碰，小球质量20.4kgm=、电荷量5110Cq−=，碰后小球沿轨道运动，小球的右侧空间存在水平向右的匀强

电场。小球到达P点时恰好和轨道间无挤压且所受合力方向指向圆心。小球和滑块均视为质点，碰撞过程中小球的电荷量不变，不计一切摩擦。（取210m/sg=，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）求碰后瞬间小球的速度大小Bv；（2）求匀强电

场的电场强度大小E及小球到达P点时的速度大小Pv；（3）求B、C两点间的距离x。【答案】（1）4m/s；（2）5310N/C，2.5m/s；（3）0.85m【解析】【详解】（1）滑块与小球发生弹性正碰，设碰后滑块、小球的速度大小分别为1v、2v，则由动量守恒定律得11122mvmvm

v=+由能量守恒得为22211122111222mvmvmv=+联立解得24m/sBvv==（2）小球到达P点时，受力如图所示则有2tanqEmg=解得5310N/CE=小球所受重力与电场力的合力大小为2cosmgG=等小球到达P点时，由牛顿第二定律有22

PvGmr=等解得2.5m/sPv=（3）对小球碰后运动到P点的过程，根据动能定理有22222211(sin)(cos)22PqExrmgrrmvmv−−+=−解得