江苏省南通市启东市2024-2025学年高二上学期1月期末调研测试物理试题

江苏省南通市启东市2024-2025学年高二上学期期末物理试卷 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1．（4分）下列两幅图涉及的主要光学现象分别是（　　） A．干涉，衍射 B．衍射，干涉 C．干涉，干涉 D．衍射，衍射 2．（4分）如图所示，图甲中把一个偏振片放在亮着的手机屏幕上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度发生变化。图乙中把一个偏振片放在发光的灯泡上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度没有发生变化。则（　　） A．手机屏幕和灯泡发出的光都是自然光 B．手机屏幕和灯泡发出的光都是偏振光 C．手机屏幕发出的光是偏振光，灯泡发出的光是自然光 D．手机屏幕发出的光是自然光，灯泡发出的光是偏振光 3．（4分）上海天文馆有个展品叫傅科摆。这个巨大的装置，由16米的摆长和25千克的摆锤组成。当傅科摆在某一竖直平面内小角度摆动时，下列说法正确的是（　　） A．若仅增加摆球的振幅，则摆动周期增大 B．若仅增加摆球的振幅，则摆动周期减小 C．若仅增加摆长的长度，则摆动周期增大 D．若仅增加摆长的长度，则摆动周期减小 4．（4分）如图所示，纸平面内固定一条形磁铁，磁铁正下方直导线中通有恒定电流I，电流方向垂直纸面向里，则a、b、c、d四点中磁感应强度可能为零的是（　　） A．a B．b C．c D．d 5．（4分）如图所示，一只船静止在平静的河面上，某同学站在船尾，向右立定跳远，落在船上后相对于船静止，水的阻力不计。下列说法正确的是（　　） A．起跳过程，人对船的冲量与船对人的冲量大小相等 B．人在空中时，人与船的总动量为零 C．落在船上后，人与船一起向右运动 D．全过程，人所受重力的冲量为零 6．（4分）如图所示，螺线管外的导线采用双线绕法，导线中通有恒定电流I。形状相同的木块、铜块和铁块，分别从图中的位置a由静止开始释放，穿过螺线管到达位置b，不计空气阻力。则从位置a到位置b（　　） A．木块运动的时间最短 B．铜块运动的时间最短 C．铁块运动的时间最短 D．三者运动的时间相等 7．（4分）如图所示，用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验中，P1、P2的连线作为入射光线，其中P2的位置已经确定，P1选择在哪个位置最为合适（　　） A．a B．b C．c D．d 8．（4分）位于坐标原点的波源P从t＝0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝2.0s时波源停止振动，t＝2.25s时0～1.75cm的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．波长λ＝2.0cm C．周期T＝0.4s D．波速v＝1.0cm/s 9．（4分）如图所示，一轻弹簧上端固定在光滑斜面上，下端栓接一小球，将小球沿斜面拉下一段距离，然后松开。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，沿斜面向上为正方向。则小球所受弹簧弹力F与小球相对于平衡位置的位移x变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 10．（4分）如图所示，一单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向入射，图中的虚线与玻璃砖的直径垂直，已知入射光线1、反射光线2及折射光线3与虚线的夹角分别为θ1、θ2、θ3。则（　　） A．若光线沿2方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和3的方向 B．若光线沿3方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和2的方向 C．当θ1逐渐减小，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度 D．当θ1逐渐减小，反射光线2的强度始终保持不变 11．（4分）如图所示，在边长为L的等边三角形区域abc内存在垂直纸面向外的匀强磁场，边长为L的等边三角形导线框def顶点f与点b重合，从静止开始向右匀加速运动，底边ef始终与边界bc在同一直线上。取顺时针方向电流为正，导线框def中感应电流i随位移x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12．（15分）探究影响感应电流方向的因素的实验。 （1）为探究灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系，图甲中应选用电源 　 　（选填“干电池”或“6V交流电源”）； （2）利用图乙探究感应电流方向的规律，把电路图连接完整； （3）在图乙中开关K闭合瞬间，灵敏电流计的指针向右偏；将滑动变阻器滑片向左滑行时，灵敏电流计的指针向 　 　偏（选填“左”或“右”）； （4）利用图乙探究感应电流方向的规律时，需要记录的信息有 　 　； A．螺线管M中的电流方向 B．灵敏电流计指针的偏转方向 C．螺线管N中导线的绕向 D．螺线管M、N的直径 （5）某同学利用发光二极管判断感应电流的方向，如图丙所示，各实验原件和线路连接均正常。将条形磁铁快速插入或拔出螺线管，二极管都不发光。试分析该实验中二极管不发光的原因 　 　。（只要写出一条即可） 13．（6分）如图所示，绝缘的水平面上有两条平行且足够长的金属导轨相距L，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直于导轨放置，整个装置处在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。当ab在水平外力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd恰好保持静止。已知两金属棒的质量均为m、电阻均为R，导轨电阻不计，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）金属棒ab中的电流大小I和方向； （2）金属棒ab运动的速度大小v。 14．（8分）用某单色光做双缝干涉实验，该单色光在真空中的波长λ＝6×10﹣7m，S1、S2两双缝间距d＝2mm，光屏到双缝的距离l＝1.0m，P是光屏上的一点，S1与P的连线垂直于光屏。现在双缝和光屏间加入某种透明介质，测出光从S1到P的时间t＝5×10﹣9s，已知光在真空中的速度c＝3×108m/s。 （1）求该单色光的频率ν； （2）求这种透明介质的折射率n； （3）通过计算判断P点是亮条纹还是暗条纹。 15．（12分）如图所示，质量M＝4kg的圆环套在固定的光滑水平轨道AB上，质量m＝2kg的小球通过长L＝0.9m的轻绳与圆环连接。现将轻绳拉直，且与AB平行，已知重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。 （1）当圆环固定时，求小球由静止释放到最低点时的速度大小v1； （2）当圆环不固定时，小球由静止释放，求： ①小球到最低点时的速度大小v2； ②小球在最低点时轻绳上的拉力大小F。 16．（15分）我国成功研制了世界首套磁聚焦霍尔电推进系统，带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。在区域内有一束带电粒子流，沿x轴正方向射入磁场区域后，都从坐标原点O进入x轴上方区域，被安装在y＝R处的与x轴平行的收集板收集起来。已知带电粒子的比荷为k，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。 （1）求带电粒子的速度v； （2）求粒子打在收集板的区域长度L； （3）如果在x轴上方和收集板之间存在磁场，方向垂直纸面向外，求从y＝﹣R入射的粒子，打在收集板上速度方向与收集板的夹角θ。 参考答案与试题解析 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1．（4分）下列两幅图涉及的主要光学现象分别是（　　） A．干涉，衍射 B．衍射，干涉 C．干涉，干涉 D．衍射，衍射 【分析】彩色肥皂膜呈彩色是薄膜干涉；光照下的刀片形成条纹，是单缝衍射。 【解答】解：彩色肥皂膜是光的干涉现象；光照下的刀片形成条纹，是光的衍射现象，故A正确，BCD错误。 故选：A。 【点评】熟练掌握干涉和衍射在实际生活中的应用是解题的基础。 2．（4分）如图所示，图甲中把一个偏振片放在亮着的手机屏幕上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度发生变化。图乙中把一个偏振片放在发光的灯泡上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度没有发生变化。则（　　） A．手机屏幕和灯泡发出的光都是自然光 B．手机屏幕和灯泡发出的光都是偏振光 C．手机屏幕发出的光是偏振光，灯泡发出的光是自然光 D．手机屏幕发出的光是自然光，灯泡发出的光是偏振光 【分析】根据自然光和偏振光的区别，明确偏振光的现象，从而利用偏振现象做出选择。 【解答】解：因为把一个偏振片放在亮着的手机屏幕上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度发生变化，所以手机屏幕发出的光是偏振光；因为把一个偏振片放在发光的灯泡上，转动偏振片，发现透过偏振片的光的强度没有发生变化，所以灯泡发出的光是自然光，故C正确，ABD错误。 故选：C。 【点评】本题考查自然光与偏振光的区别及鉴别，要重点掌握偏振光的性质。 3．（4分）上海天文馆有个展品叫傅科摆。这个巨大的装置，由16米的摆长和25千克的摆锤组成。当傅科摆在某一竖直平面内小角度摆动时，下列说法正确的是（　　） A．若仅增加摆球的振幅，则摆动周期增大 B．若仅增加摆球的振幅，则摆动周期减小 C．若仅增加摆长的长度，则摆动周期增大 D．若仅增加摆长的长度，则摆动周期减小 【分析】由单摆的周期公式，可知其影响因素，及这些影响因素对周期的影响情况。 【解答】解：AB、由单摆的周期公式：，可知其影响因素为：摆长、重力加速度，故AB错误； CD、由单摆的周期公式：，可知仅增加摆长l，周期变大，故C正确，D错误。 故选：C。 【点评】本题考查单摆的周期公式，关键是理解周期的影响因素。 4．（4分）如图所示，纸平面内固定一条形磁铁，磁铁正下方直导线中通有恒定电流I，电流方向垂直纸面向里，则a、b、c、d四点中磁感应强度可能为零的是（　　） A．a B．b C．c D．d 【分析】根据条形磁铁周围磁场分布判断磁铁在abcd四点产生磁场方向，根据右手定则判断通电直导线周围磁场方向，根据磁场叠加原则判断各点次擦灰姑娘能否为零。 【解答】解：条形磁铁外部磁场从N极指向S极。 在a点，条形磁铁产生的磁场方向大致向左； 在b点，条形磁铁产生的磁场方向向左， 在c点，条形磁铁产生的磁场方向大致向右； 在d点，条形磁铁产生的磁场方向向左。 对于垂直纸面向里的电流，根据右手定则可知，其产生的磁场是以导线为圆心的逆时针方向的同心圆。 在a点，通电直导线产生的磁场方向大致向上，与条形磁铁在点产生的磁场方向不同向，合磁感应强度不可能为零； 在b点，通电直导线产生的磁场方向大致向右，若条形磁铁在点产生的磁场与通电直导线在点产生的磁场大小相等，方向相反，则合磁感应强度可能为零； 在c点，通电直导线产生的磁场方向大致向下，与条形磁铁在点产生的磁场方向不同向，合磁感应强度不可能为零； 在d点，通电直导线产生的磁场方向大致向左，与条形磁铁在点产生的磁场与通电直导线在点产生的磁场方向相同，则合磁感应强度步可能为零； 故B正确，ACD错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查磁场的叠加原理的应用，磁场是矢量，遵循矢量计算法则—平行四边形定则。 5．（4分）如图所示，一只船静止在平静的河面上，某同学站在船尾，向右立定跳远，落在船上后相对于船静止，水的阻力不计。下列说法正确的是（　　） A．起跳过程，人对船的冲量与船对人的冲量大小相等 B．人在空中时，人与船的总动量为零 C．落在船上后，人与船一起向右运动 D．全过程，人所受重力的冲量为零 【分析】根据相互作用力和冲量的定义分析；把人和船看成一个系统，该系统在水平方向的动量守恒，据此分析BC；根据重力的冲量计算公式分析。 【解答】解：A、在起跳过程中，人对船的作用力和船对人的作用力是一对相互作用力，它们大小相等，根据I＝Ft可知，人对船的冲量等于船对人的冲量，故A正确； B、人和船组成从系统在水平方向上不受任何外力作用，动量守恒，所以人在空中时，人与船在水平方向的总动量为零，但人还有竖直方向的速度，所以人和船的总动量不为零，故B错误； C、人和船组成从系统在水平方向上动量守恒，它们初速度都为零，即该系统的初动量为零，所以落在船上后，人与船的总动量还是为零，即人与船的速度都为零，故C错误； D、人所受重力的冲量为I＝Gt，所以全过程，人所受重力的冲量不为零，故D错误。 故选：A。 【点评】知道人和船组成从系统水平方向的动量守恒，但是人和船的总动量并不守恒是解题的关键，掌握冲量的计算公式是解题的基础。 6．（4分）如图所示，螺线管外的导线采用双线绕法，导线中通有恒定电流I。形状相同的木块、铜块和铁块，分别从图中的位置a由静止开始释放，穿过螺线管到达位置b，不计空气阻力。则从位置a到位置b（　　） A．木块运动的时间最短 B．铜块运动的时间最短 C．铁块运动的时间最短 D．三者运动的时间相等 【分析】根据双线绕的磁场抵消的情况结合电磁感应知识进行分析解答。 【解答】解：在通电的状态下，双线绕法使得穿过螺线管的磁感应磁通量始终为0，并不能使穿过的金属块发生电磁感应，或产生涡流现象，所以对穿过的金属块没有阻力作用，则三者穿过的速度是相同的，从而运动的时间相等，故D正确，ABC错误。 故选：D。 【点评】考查双线绕的磁场抵消和电磁感应的相关问题，会根据题意进行准确分析解答。 7．（4分）如图所示，用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验中，P1、P2的连线作为入射光线，其中P2的位置已经确定，P1选择在哪个位置最为合适（　　） A．a B．b C．c D．d 【分析】根据实验原理结合折射角大小进行判断。 【解答】解：实验中应保证入射角适当，所以P1选择在b位置，故B正确，ACD错误； 故选：B。 【点评】本题要掌握实验原理，注意减小实验误差的方法。 8．（4分）位于坐标原点的波源P从t＝0时刻开始振动，形成的简谐横波沿x轴正方向传播，t＝2.0s时波源停止振动，t＝2.25s时0～1.75cm的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A．波源的起振方向沿y轴负方向 B．波长λ＝2.0cm C．周期T＝0.4s D．波速v＝1.0cm/s 【分析】根据波长、波速以及周期的关系，结合图中波的传播距离和时间的关系，利用质点的振动特点分析求解。 【解答】解：B、由图可得：波长λ＝1.75cm﹣0.75cm＝1cm，故B错误； D、根据题意可得，2.0s～2.25s内波传播的距离为：x＝0.25cm，故波速：vcm/s＝1cm/s，故D正确； C、根据波速、周期以及波长的关系：Ts＝1s，故C错误； A、根据图像以及同侧法可得，t＝2.25s时，x＝0.5cm处的质点振动方向为沿y轴负向，波传播至x＝0.5cm处所需时间为：ts＝0.5s， 故x＝0.5cm处的质点振动了：Δt＝2.25s﹣0.5s＝1.75s＝1T，故x＝0.5cm处的质点起振方向为沿y轴正方向，故波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误。 故选：D。 【点评】本题考查了机械波的相关知识，理解质点不同时刻的振动状态是解决此类问题的关键。 9．（4分）如图所示，一轻弹簧上端固定在光滑斜面上，下端栓接一小球，将小球沿斜面拉下一段距离，然后松开。不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，沿斜面向上为正方向。则小球所受弹簧弹力F与小球相对于平衡位置的位移x变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【分析】小球在平衡位置时，由平衡条件列式，结合规定的正方向，以平衡位置为坐标原点，表示出小球所受弹簧弹力F，即可分析判断ABCD正误。 【解答】解：由题知，小球受到重力、弹簧的弹力和支持力， 小球在平衡位置时满足：kx0＝mgsinθ， 沿斜面向上为正方向，以平衡位置为坐标原点， 则当小球从平衡位置向下拉动﹣x时，弹簧弹力为：F＝k（﹣x+x0）， 联立可得：F＝﹣kx+mgsinθ， 故B正确，ACD错误； 故选：B。 【点评】本题考查简谐运动的回复力，解题时需注意，如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，则其做简谐运动，物体在平衡位置时，回复力为零。 10．（4分）如图所示，一单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向入射，图中的虚线与玻璃砖的直径垂直，已知入射光线1、反射光线2及折射光线3与虚线的夹角分别为θ1、θ2、θ3。则（　　） A．若光线沿2方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和3的方向 B．若光线沿3方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和2的方向 C．当θ1逐渐减小，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度 D．当θ1逐渐减小，反射光线2的强度始终保持不变 【分析】由光的反射、折射定律，可知光线从其他方向入射时，反射光线和折射光线的传播方向；当θ1逐渐减小，由反射光和折射光的强度变化情况，可判断反射光线的强度是否不变；由折射率，可知θ1逐渐减小时，θ3的减小幅度与θ1的减小幅度的相对大小。 【解答】解：AB、由光的反射定律可知反射时的特点：反射光线与入射光线分居法线两侧、反射角等于入射角、反射光线与入射光线和法线共面； 折射时的特点：折射光线与入射光线分居法线两侧、折射角不等于入射角、折射光线与入射光线和法线共面； 可知光线沿2方向入射时，则反射光线沿1的方向，折射光线与3对称； 若光线沿3方向入射，则反射光线与3对称，在空气中，折射光线分别沿1的方向，故AB错误； D、由反射和折射时光强的变化情况可知，当θ1逐渐减小，反射光强度变弱，折射光的强度增强，故D错误； C、由折射率，可知θ1逐渐减小时，θ3也减小，其正弦值之比不变，由正弦函数的特点可知，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度，故C正确。 故选：C。 【点评】本题考查光的反射、折射特点分析，关键是根据光的反射、折射规律，分析其动态变化。 11．（4分）如图所示，在边长为L的等边三角形区域abc内存在垂直纸面向外的匀强磁场，边长为L的等边三角形导线框def顶点f与点b重合，从静止开始向右匀加速运动，底边ef始终与边界bc在同一直线上。取顺时针方向电流为正，导线框def中感应电流i随位移x变化的图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【分析】设线框的边长为L，磁场的磁感应强度为B，分段由几何知识求出线框有效的切割长度，得到感应电动势E，由欧姆定律得到感应电流的表达式，即可选择图像。 【解答】解：该题可以先根据电流的方向采用排除法进行选择，当线框进入时磁通量增大，出来时磁通量减小，因此线框中感应电流的方向会发生改变，故AC错误； 当线框进入时，有效切割长度是随时间均匀变化的，因此根据E＝BLv可知，电流均匀变化，故B正确，D错误。 故选：B。 【点评】本题采用的是排除法．做选择题常用方法有直判法、排除法、代入法、特殊值法、图像法等等。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12．（15分）探究影响感应电流方向的因素的实验。 （1）为探究灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系，图甲中应选用电源 　干电池　（选填“干电池”或“6V交流电源”）； （2）利用图乙探究感应电流方向的规律，把电路图连接完整； （3）在图乙中开关K闭合瞬间，灵敏电流计的指针向右偏；将滑动变阻器滑片向左滑行时，灵敏电流计的指针向 　左　偏（选填“左”或“右”）； （4）利用图乙探究感应电流方向的规律时，需要记录的信息有 　ABC　； A．螺线管M中的电流方向 B．灵敏电流计指针的偏转方向 C．螺线管N中导线的绕向 D．螺线管M、N的直径 （5）某同学利用发光二极管判断感应电流的方向，如图丙所示，各实验原件和线路连接均正常。将条形磁铁快速插入或拔出螺线管，二极管都不发光。试分析该实验中二极管不发光的原因 　线圈匝数不够多或条形磁铁磁场不够强　。（只要写出一条即可） 【分析】（1）因为是直流电表，所以应该选用直流电源； （2）根据实验电路要求连接即可； （3）根据穿过线圈的磁通量变化分析； （4）根据实验要求分析； （5）根据产生的感应电流比较小的原因分析。 【解答】解：（1）在探究灵敏电流计指针偏转方向与电流方向的关系，应选用干电池作为电源。 （2）电源负接线柱连M的右接线柱，电流计的左接线柱连N的上接线柱，连线见下图 （3）在图乙中开关K闭合瞬间穿过线圈的磁通量增加，当将滑动变阻器滑片向左滑行时，变阻器接入电路中的电阻变大，电路中的电流变小，则穿过线圈的磁通量变小，所以产生的感应电流方向与闭合开关时产生的电流方向相反，则灵敏电流计指针向左偏转。 （4）利用图乙探究感应电流方向的规律时，需要记录的信息有螺线管M中的电流方向，灵敏电流计指针的偏转方向，螺线管N中导线的绕向，不需要测量螺线管M、N的直径，故ABC正确，D错误。 故选：ABC。 （5）将条形磁铁快速插入或拔出螺线管，会发生电磁感应现象，产生感应电流，但二极管不发光，是因为电路中感应电流太小，所以可能原因是线圈匝数不够多或条形磁铁磁场不够强。 故答案为：（1）干电池；（2）见解析；（3）左；（4）ABC；（5）线圈匝数不够多或条形磁铁磁场不够强。 【点评】掌握“探究影响感应电流方向的因素的实验”实验原理，实验电路，以及实验数据的测量方法是解题的基础。 13．（6分）如图所示，绝缘的水平面上有两条平行且足够长的金属导轨相距L，完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直于导轨放置，整个装置处在竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中。当ab在水平外力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd恰好保持静止。已知两金属棒的质量均为m、电阻均为R，导轨电阻不计，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。求： （1）金属棒ab中的电流大小I和方向； （2）金属棒ab运动的速度大小v。 【分析】（1）cd恰好能保持静止，根据平衡条件求解电流强度大小，根据右手定则可知电流方向； （2）根据闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律进行解答。 【解答】解：（1）cd恰好能保持静止，根据平衡条件可得：μmg＝BIL 解得电流强度大小为： 根据右手定则可知电流方向为从b指向a； （2）ab棒产生的感应电动势为：E＝BLv 根据闭合电路欧姆定律：E＝2IR 解得：。 答：（1）金属棒ab中的电流大小为，方向从b指向a； （2）金属棒ab运动的速度大小为。 【点评】本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据平衡条件进行解答。 14．（8分）用某单色光做双缝干涉实验，该单色光在真空中的波长λ＝6×10﹣7m，S1、S2两双缝间距d＝2mm，光屏到双缝的距离l＝1.0m，P是光屏上的一点，S1与P的连线垂直于光屏。现在双缝和光屏间加入某种透明介质，测出光从S1到P的时间t＝5×10﹣9s，已知光在真空中的速度c＝3×108m/s。 （1）求该单色光的频率ν； （2）求这种透明介质的折射率n； （3）通过计算判断P点是亮条纹还是暗条纹。 【分析】（1）根据可计算单色光的频率； （2）根据折射率与速度的关系计算； （3）根据条纹间距公式分析判断。 【解答】解：（1）由光的波长、波速与频率的关系可得 解得ν＝5×1014Hz （2）单色光在介质中传播的速度 根据介质的折射率 解得n＝1.5 （3）由公式 单色光在介质中的波长λ介＝4×10﹣7m 相邻两亮条纹中心距离为 则 解得k＝5 所以P点是亮条纹 答：（1）该单色光的频率为5×1014Hz； （2）这种透明介质的折射率为1.5； （3）P点是亮条纹。 【点评】本题考查光的干涉，考查知识点有针对性，重点突出，充分考查了学生掌握知识与应用知识的能力。 15．（12分）如图所示，质量M＝4kg的圆环套在固定的光滑水平轨道AB上，质量m＝2kg的小球通过长L＝0.9m的轻绳与圆环连接。现将轻绳拉直，且与AB平行，已知重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力。 （1）当圆环固定时，求小球由静止释放到最低点时的速度大小v1； （2）当圆环不固定时，小球由静止释放，求： ①小球到最低点时的速度大小v2； ②小球在最低点时轻绳上的拉力大小F。 【分析】（1）由动能定理求小球由静止释放到最低点时的速度大小v1； （2）①由动量守恒定律结合能量守恒定律求小球到最低点时的速度大小v2； ②对小球受力分析由牛顿第二定律求小球在最低点时轻绳上的拉力大小F。 【解答】解：（1）当圆环固定时，对小球由动能定理可得 代入数据解得 （2）①当圆环不固定时，取向右为正方向，圆环与小球水平方向动量守恒可得mv2＝Mv3 对圆环与小球由能量守恒可得 代入数据解得， ②小球在最低点相对圆环的速度 对小球受力分析可得 代入数据解得F＝80N 答：（1）当圆环固定时，小球由静止释放到最低点时的速度大小为； （2）①小球到最低点时的速度大小为； ②小球在最低点时轻绳上的拉力大小为80N。 【点评】本题考查了求速度问题，分析清楚运动过程、合理选择研究对象、应用动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题。 16．（15分）我国成功研制了世界首套磁聚焦霍尔电推进系统，带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。在区域内有一束带电粒子流，沿x轴正方向射入磁场区域后，都从坐标原点O进入x轴上方区域，被安装在y＝R处的与x轴平行的收集板收集起来。已知带电粒子的比荷为k，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。 （1）求带电粒子的速度v； （2）求粒子打在收集板的区域长度L； （3）如果在x轴上方和收集板之间存在磁场，方向垂直纸面向外，求从y＝﹣R入射的粒子，打在收集板上速度方向与收集板的夹角θ。 【分析】（1）根据“磁聚焦”原理粒子流在圆形磁场区域内做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力进行解答； （2）根据几何关系求解粒子流从进入圆形区域、从进入圆形区域时打在收集板上的位置，由此求解； （3）设此粒子进入x轴上方区域，分别设x方向，y方向的速度分别为vx，vy，根据动量定理结合B′﹣y图像求解vx，根据运动的合成与分解求解速度与水平方向的夹角。 【解答】解：（1）根据“磁聚焦”原理可知，粒子流在圆形磁场区域内做圆周运动的半径为：r＝R 根据洛伦兹力提供向心力可得： 带电粒子的比荷： 解得：v＝kBR； （2）粒子流（）进入圆形区域，运动轨迹如图所示： 根据几何关系可知，四边形O'OMN是菱形，则：，∠1＝30° 由几何关系可知，∠2＝∠3＝60°∠4＝30°，PQ＝Rtan30°，解得： 粒子流（）进入圆形区域，轨迹如图所示： 根据对称性可知，粒子打在收集板的区域长度：L＝2PQ 解得：； （3）设此粒子进入x轴上方区域，分别设x方向，y方向的速度分别为vx，vy 选极短时间，根据动量定理，可得：mΔvx＝qvyB'Δt 则有：ΣmΔvx＝ΣqB'Δy 画出B′﹣y图像如图所示： 由B′﹣y图像，可得： 解得： 速度与水平方向的夹角为θ，则： 解得：θ＝60°。 答：（1）带电粒子的速度为kBR； （2）求粒子打在收集板的区域长度为； （3）如果在x轴上方和收集板之间存在磁场，方向垂直纸面向外，则从y＝﹣R入射的粒子，打在收集板上速度方向与收集板的夹角为60°。 【点评】对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量。 学科网（北京）股份有限公司 $$