精品解析：广西壮族自治区玉林市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

2025年广西示范性高中4月高二期中调研测试 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只一项符合题目要求，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，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. 历史上关于运动量度的争论，一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，代表人物是笛卡儿：另一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，代表人物是莱布尼兹。经过半个多世纪的争论，人们终于认识到动量和能量在运动学中的重要性。关于这两种观点争论，下列说法正确的是（　　） A. 用来量度运动的“强弱”是正确的，用物理量来量度运动的“强弱”错误的。 B. 用来量度运动的“强弱”是错误的，用物理量来量度运动的“强弱”正确的。 C. 两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点一是从动量角度来描述物体在力阻碍下能运动多长时间，即力可表示为： D. 两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点二是从动能角度来描述物体在力阻碍下能运动多长距离，即力可表示为： 2. 如图甲所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球质量为m、半径为r、带正电荷，用长为l的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，重力加速度为g，当摆角很小时，单摆的周期为，若把电场换成匀强磁场，如图乙所示，当摆角很小时，单摆的周期为。则关于单摆周期正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，如图所示，圆板的四周固定着一圈带负电的金属小球，在圆板的中部有一个线圈，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时。关于圆板的转动（俯视）下列说法正确的是（　　） A. 静止不动 B. 沿逆时针方向匀速转动 C. 沿逆时针方向加速转动 D. 沿顺时针方向加速转动 4. 如图所示，用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，碗底形成两个光斑；缓慢给碗内注水，发现两个光斑逐渐重合。则关于ab光的说法正确的是（　　） A. a光是红光，b光是绿光 B. 在水中，a光波长较短，全反射的临界角较小 C. 光斑重合时，从碗底部射出的光线只有一条 D. 在同一双缝干涉实验装置中a光的干涉条纹间距较大 5. 某同学设计如图1所示的电路测量导体的载流子（电子）浓度，在导体表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B可以调节。闭合开关S，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。导体长为a，宽为b，厚度为c，电子的电荷量为e。根据数据作出的图像如图2所示，图线的斜率为k，则该导体单位体积中载流子数为（　　） A. B. C. D. 6. 某简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，处质点的位移为，处的质点P位于平衡位置。时刻的波形图如图中虚线所示。已知该波的周期大于2s，则（　　） A. 该波的波速为4m/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的波长为10m D. 时刻，质点P的振动方向沿y轴负方向 7. 如图所示，有一光滑水平导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力随时间变化图像如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（　　） A. B. C. D. 8. 如图，电磁打点计时器是利用电磁原理打点计时的一种仪器。它的工作原理为：线圈中通入交流电时，线圈中的钢制弹簧片被周期性的磁化，并受到永久磁铁作用使弹簧片带动振针周期性的上下振动。当某时刻线圈中通入图示电流时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈右端为N极 B. 线圈右端为S极 C. 弹簧片被磁化后受到向上的作用力 D. 弹簧片被磁化后受到向下的作用力 9. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为，，，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为，且满足，发射方向由图中的角度表示，对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（ ） A. 粒子有可能打到A点 B. 以飞入的粒子在磁场中运动时间最短 C. 以飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等 D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出 10. 两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为，导轨两端分别连接一个阻值的电阻和的电容器，整个装置处于的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中（图中未画），两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为，，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，现将ab由静止释放，同时cd从距离MN为处在一个大小，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为，则下列说法正确的是（　　） A. cd碰撞前做匀加速运动，从释放到第一次碰撞前所用时间为 B. ab从释放到第一次碰撞前，通过电阻R的电荷量为6C C. ab从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为3.9J D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 某实验小组采用如图甲装置开展“利用单摆测量重力加速度”实验。铁架台上端悬挂单摆，下端固定的激光源发出水平方向的激光。摆球右侧等高处固定一智能手机，使激光光源，摆球中心与手机光线接收口在同一水平直线上。借助手机光线传感器接收光照强度随时间变化的数据，以此测定摆球周期。 （1）如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径为______cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L； （2）拉动摆球使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于），使摆动平面与手机和激光源的连线垂直。将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙，根据图像判断单摆的周期______（用表示） （3）根据实验数据绘出图像如图丁所示，图像斜率为k，则当地的重力加速度______（用k和表示） （4）若该实验小组在绘图像时，错把摆线长度l当做摆长L来作图，则该小组的测量结果______（填“偏大”、“偏小”、“不变”） 12. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。） 13. 如图所示，一个横截面为四分之一圆的特殊玻璃柱体OAB水平放置，O点为圆心，半径为2R。一单色光束从AO面垂直AO水平入射，当光束在距离O点R处入射时，恰好在圆弧面上发生全反射，光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃柱体的折射率； （2）距离O点处水平入射的光束在玻璃中的传播时间。 14. 人们通常利用带电粒子在电场和磁场中会受到场力的作用特点，来控制带电粒子的运动，或对带粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪等。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为m的粒子从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。为了对带电粒子的有效控制，在实际应用中我们只需要一个比较小的磁场区域即可实现，如把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为的圆形磁场，即可以使带电粒子与x轴正方向成60°角向下经过N点。不计带电粒子的重力和其他阻力。求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）磁感应强度为的圆形磁场的最小面积。 15. 如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： （1）开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； （2）开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年广西示范性高中4月高二期中调研测试 物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只一项符合题目要求，第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，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. 历史上关于运动量度的争论，一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，代表人物是笛卡儿：另一种观点认为应该用物理量来量度运动的“强弱”，代表人物是莱布尼兹。经过半个多世纪的争论，人们终于认识到动量和能量在运动学中的重要性。关于这两种观点争论，下列说法正确的是（　　） A. 用来量度运动的“强弱”是正确的，用物理量来量度运动的“强弱”错误的。 B. 用来量度运动的“强弱”是错误的，用物理量来量度运动的“强弱”正确的。 C. 两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点一是从动量角度来描述物体在力阻碍下能运动多长时间，即力可表示为： D. 两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点二是从动能角度来描述物体在力阻碍下能运动多长距离，即力可表示为： 【答案】C 【解析】 【详解】两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点一是从动量角度来描述物体在力阻碍下能运动多长时间，即力可表示为： 观点二是从动能角度来描述物体在力阻碍下能运动多长距离，即力可表示为： 故选C。 2. 如图甲所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球质量为m、半径为r、带正电荷，用长为l的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，重力加速度为g，当摆角很小时，单摆的周期为，若把电场换成匀强磁场，如图乙所示，当摆角很小时，单摆的周期为。则关于单摆周期正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．图甲中，设电场强度为E，摆球所带电荷量为q，当单摆所处系统中无竖直向下的匀强电场时，单摆的周期为 当单摆处于竖直向下的匀强电场中时，其等效重力加速度为 则单摆的周期 故AB错误； CD．图乙中，摆球摆动过程中，洛伦兹力始终速度方向垂直，不提供回复力，回复力仍由重力沿切线方向的分力提供，其等效重力加速度仍为重力加速度，则有 故C错误，D正确。 故选D。 3. 著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，如图所示，圆板的四周固定着一圈带负电的金属小球，在圆板的中部有一个线圈，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时。关于圆板的转动（俯视）下列说法正确的是（　　） A. 静止不动 B. 沿逆时针方向匀速转动 C. 沿逆时针方向加速转动 D. 沿顺时针方向加速转动 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时，根据右手螺旋定则可知，圆盘上产生恒定的顺时针方向的感生电场，带负电的金属小球受到逆时针方向的电场力，使圆板沿逆时针方向加速转动。 故选C。 4. 如图所示，用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，碗底形成两个光斑；缓慢给碗内注水，发现两个光斑逐渐重合。则关于ab光的说法正确的是（　　） A. a光是红光，b光是绿光 B. 在水中，a光波长较短，全反射的临界角较小 C. 光斑重合时，从碗底部射出的光线只有一条 D. 在同一双缝干涉实验装置中a光的干涉条纹间距较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，画出光路图，如图所示 由图可知，光的折射角较小，根据折射定律可知，光的折射率大于光的折射率，a光是绿光，b光是红光，故A错误； B．根据和可知，光的折射率较大，频率较大，故光在水中的波长较短，由可知，在水中，a光全反射的临界角较小，故B正确； C．结合上述分析可知，光斑重合时，两光在碗底的入射角不等于在水面折射角，则碗底射出时的折射角也不等于水面的入射角，可知，从碗底部射出的光线有两条，故C错误； D．由于光的折射率大于光的折射率，则光的波长小于光的波长，由公式可知，在同一双缝干涉实验装置中a光的干涉条纹间距较小，故D错误。 故选B。 5. 某同学设计如图1所示的电路测量导体的载流子（电子）浓度，在导体表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B可以调节。闭合开关S，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。导体长为a，宽为b，厚度为c，电子的电荷量为e。根据数据作出的图像如图2所示，图线的斜率为k，则该导体单位体积中载流子数为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意设导体单位体积中载流子数为，由电流微观表达式有 稳定时，电子所受洛伦兹力与电场力平衡有 整理可得 结合图像可得 解得 故选D。 6. 某简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，处质点的位移为，处的质点P位于平衡位置。时刻的波形图如图中虚线所示。已知该波的周期大于2s，则（　　） A. 该波的波速为4m/s B. 该波沿x轴负方向传播 C. 该波的波长为10m D. 时刻，质点P的振动方向沿y轴负方向 【答案】A 【解析】 【详解】BD．由于图中波形图实线到虚线经历，且该波的周期大于2s，可知时刻，处质点从位移为向下振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，则时刻，质点P的振动方向沿y轴正方向，故BD错误； C．设该简谐横波的波动方程为 将在时，，代入，可得 解得 则该简谐横波的波动方程为 将在时时代入，可得 可得 解得波长为 故C错误； A．设处质点的振动方程为 代入，，可得 由于时刻，处质点向下振动，解得 则有 代入，，可得 可得 解得周期为 则波速为 故A正确。 故选A。 7. 如图所示，有一光滑水平导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力随时间变化图像如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】金属棒在匀强磁场中做切割磁感线运动，产生感应电动势和感应电流分别为， 所受安培力 对照安培力随时间变化图像可知，金属棒做匀变速直线运动，时刻速度减小到零，设加速度大小为a，所受安培力先向左后向右，金属棒先向右匀减速后向左匀加速，则有 所受安培力 安培力随时间变化图像中，根据牛顿第二定律有 解得 可知当时， 即此时外力不等于0，且方向向左，综合上述分析可知图像C正确。 故选C。 8. 如图，电磁打点计时器是利用电磁原理打点计时的一种仪器。它的工作原理为：线圈中通入交流电时，线圈中的钢制弹簧片被周期性的磁化，并受到永久磁铁作用使弹簧片带动振针周期性的上下振动。当某时刻线圈中通入图示电流时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈右端为N极 B. 线圈右端为S极 C. 弹簧片被磁化后受到向上的作用力 D. 弹簧片被磁化后受到向下的作用力 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由右手螺旋定律知线圈右端为N极，弹簧片被磁环后右端为N极，故A正确，B错误； CD．由磁场对磁极的作用可知，弹簧片右端受向下的磁场力，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为，，，在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电粒子，粒子的比荷为，发射速度大小都为，且满足，发射方向由图中的角度表示，对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（ ） A. 粒子有可能打到A点 B. 以飞入的粒子在磁场中运动时间最短 C. 以飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等 D. 在AC边界上只有一半区域有粒子射出 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由洛伦兹力提供向心力 其中 解得 因此当θ＝60°入射时，粒子恰好从A点飞出，见图1 A正确； B．当飞入的粒子在磁场中运动时对应的弦长为a，对应的时间为，不管是从OA段射出，还是从AC段射出，这个弦长都是最大弦长，最大的弦长就对应着最大的弧长，而速度大小不变，所以弧长越大时间越长，即这个时间是最长时间，故B错误； C．当飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，见图2 在磁场中运动时间也恰好是，所以从到粒子在磁场中运动时间先减小后增大，C错误； D．当飞入的粒子在磁场中，粒子恰好从AC中点飞出，见图2，因此在AC边界上只有一半区域有粒子射出，D正确。 故选AD。 10. 两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为，导轨两端分别连接一个阻值的电阻和的电容器，整个装置处于的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中（图中未画），两根导体棒ab、cd分别放在MN两侧，质量分为，，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，现将ab由静止释放，同时cd从距离MN为处在一个大小，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为，则下列说法正确的是（　　） A. cd碰撞前做匀加速运动，从释放到第一次碰撞前所用时间为 B. ab从释放到第一次碰撞前，通过电阻R的电荷量为6C C. ab从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为3.9J D. 两棒第一次碰撞后瞬间，cd的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于金属棒ab、cd同时由静止释放，且恰好在M、N处发生弹性碰撞，则说明ab、cd在到达M、N处所用的时间是相同的，对金属棒cd和电容器组成的回路有 对cd根据牛顿第二定律有 又有， 整理可得 则说明金属棒cd做匀加速直线运动，则有 解得 故A错误； B．根据题意，对棒，由动量定理有 又有 解得 故B正确； C．根据题意，由能量守恒定律有 又有 R上消耗的焦耳热为 联立解得 故C错误； D．结合A分析可知，两棒第一次碰撞前瞬间，cd的速度大小为 两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，设碰撞后的速度为，的速度为，取沿斜面向下为正方向，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得， 故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题，共14分。） 11. 某实验小组采用如图甲装置开展“利用单摆测量重力加速度”实验。铁架台上端悬挂单摆，下端固定的激光源发出水平方向的激光。摆球右侧等高处固定一智能手机，使激光光源，摆球中心与手机光线接收口在同一水平直线上。借助手机光线传感器接收光照强度随时间变化的数据，以此测定摆球周期。 （1）如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径为______cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L； （2）拉动摆球使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于），使摆动平面与手机和激光源的连线垂直。将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙，根据图像判断单摆的周期______（用表示） （3）根据实验数据绘出图像如图丁所示，图像斜率为k，则当地的重力加速度______（用k和表示） （4）若该实验小组在绘图像时，错把摆线长度l当做摆长L来作图，则该小组的测量结果______（填“偏大”、“偏小”、“不变”） 【答案】（1） （2） （3） （4）不变 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，摆球的直径为 【小问2详解】 摆球通过最低点，光照强度最小，摆球连续两次通过最低点为半个周期，因此单摆的周期 【小问3详解】 由单摆的周期公式 可得 则有 解得 【小问4详解】 若该实验小组在绘图像时，错把摆线长度l当做摆长L来作图，则有 整理可得 图像的斜率不变，则该小组的测量结果不变。 12. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 【答案】（1） ①. 不偏转 ②. 偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 逆时针 （3）向右偏 【解析】 【小问1详解】 [1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。 [2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。 【小问2详解】 [1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。 [2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。 【小问3详解】 在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。） 13. 如图所示，一个横截面为四分之一圆的特殊玻璃柱体OAB水平放置，O点为圆心，半径为2R。一单色光束从AO面垂直AO水平入射，当光束在距离O点R处入射时，恰好在圆弧面上发生全反射，光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃柱体的折射率； （2）距离O点处水平入射的光束在玻璃中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系有 又有 解得玻璃柱体的折射率 【小问2详解】 根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可得 可得， 又有 则光束在玻璃中的传播时间 14. 人们通常利用带电粒子在电场和磁场中会受到场力的作用特点，来控制带电粒子的运动，或对带粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪等。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为，质量为m的粒子从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。为了对带电粒子的有效控制，在实际应用中我们只需要一个比较小的磁场区域即可实现，如把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为的圆形磁场，即可以使带电粒子与x轴正方向成60°角向下经过N点。不计带电粒子的重力和其他阻力。求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）匀强磁场的磁感应强度大小； （3）磁感应强度为的圆形磁场的最小面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，带电粒子在第二象限电场中做类平抛运动，垂直电场方向有 沿电场方向有， 联立解得 【小问2详解】 设带电粒子运动到点时，水平分速度为，则有 解得 则带电粒子进入第一象限的速度为 设速度方向与水平方向的夹角为，则有 连接，由几何关系可得 解得 则带电粒子进入磁场时，与的夹角为，由带电粒子在直边界磁场中的运动可知，带电粒子到达点时，速度方向与的夹角也为，即垂直轴向下，运动轨迹如图所示 由几何关系有 解得 又有 解得 【小问3详解】 加一磁感应强度为的圆形磁场，则有 解得 使带电粒子与x轴正方向成60°角向下经过N点，即粒子速度偏转，圆弧轨迹为半径为的圆弧，如图所示 可知，所加面积最小的圆形磁场的直径为 面积为 15. 如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直轨道放置，且离斜面底端足够远；轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度为。倾斜轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平轨道放置“］”形金属框，框的长宽均为L，质量为、电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度转动，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与定值电阻R连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，、、、、、，除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求： （1）开关S和1接通： ①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小： ②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小； （2）开关S和2接通： ①闭合框刚进入磁场时的速度大小； ②导体棒在水平轨道运动过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）①方向由a流向b，，②逆时针方向， （2）①，② 【解析】 【小问1详解】 ①由于棒静止，则棒所受的安培力沿倾斜轨道向上，根据左手定则得流过棒的电流方向由a流向b，根据平衡条件 解得棒静止时，流过棒的电流大小为 ②根据右手定则结合电路分析得：金属棒的转动方向为逆时针方向根据电路图分析得： 由上式可知流经棒的电流，则电路中的总电流为，电动势 导体棒绕一端转动切割 解得两金属棒转动的角速度大小为 【小问2详解】 ①当开关S打到2时，导体棒与定值电阻连接，导体棒做变加速直线运动，由于倾斜轨道足够长，导体棒到达斜面底端时已经处于平衡状态，则 解得 导体棒与金属框相碰，由动量守恒定律 得闭合框刚进入磁场时的速度大小为 ②若闭合线框在磁场中能停止，则根据动量定理 解得 即闭合线框能出磁场。闭合线框经过磁场过程中，由动量定理 解得 根据系统能量守恒 解得 根据焦耳热分配定律 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $