精品解析：江苏省徐州市第七中学2024-2025学年高二上学期12月学情调研物理试卷

2024—2025学年度第一学期 徐州市第七中学高二年级12月学情调研 物理试题 注意事项: 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。 3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 一、选择题：（每小题4分，本题共44分），每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是 A. 开关位置接错 B. 电流表的正、负接线柱接反 C. 线圈B的接线柱接反 D. 蓄电池的正、负极接反 2. 如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中的运动情况是（　　） A. 往复运动 B. 匀速圆周运动 C. 匀速直线运动 D. 匀变速直线运动 3. 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端、质量为m的小球向下运动，某时刻速度大小为v。经时间t，小球的速度大小仍是v，但方向变为向上。不计空气阻力，重力加速度为g。在此过程中（　　） A. 小球动量的变化量为零 B. 小球动量的变化率一直增加 C. 小球重力的冲量为mgt，方向向下 D. 弹簧弹力的冲量与小球重力的冲量大小相等，方向相反 4. 如图甲所示，O为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点由静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的关系，图中为摆球从A点开始运动的时刻，。则（　　） A. 单摆的摆长为 B. 摆球运动到A点时，回复力为0 C. 仅增大摆球质量，单摆的周期将变大 D. 仅减小摆球质量，单摆的振幅将变小 5. 干涉和衍射是波所特有的现象。图甲是波的衍射图样，挡板M是固定的，挡板N可上下移动，P点的水没有振动起来；图乙是两列频率相同的横波相遇时发生干涉的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，将N板下移，质点P会有明显振动 B. 甲图中，增大波源振动的频率，质点P会有明显振动 C. 乙图中，经过四分之一个周期，N点从振动减弱点变为振动加强点 D. 乙图中，经过四分之一个周期，M点将到达平衡位置处并向下振动 6. 如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的O点后，折射光发生了折射照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜色的单色光，则（ ） A. 由A到O，a光的传播时间大于b光的传播时间 B. 若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射 C. 光束a的临界角较小 D. 用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽 7. 图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 在时，质点Q向轴正方向运动 B. 在时，质点P的加速度方向与轴正方向相反 C. 质点Q简谐运动的表达式为 D. 从到，质点P通过的路程为 8. 如图所示，一束离子经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器（其中的磁场未画出）后，进入另一个匀强磁场中并分离为①、②两束。下列说法正确的是（　　） A. 离子束②中的离子一定带正电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 离子束①中离子的质量大于②中离子的质量 D. 离子束①中离子的比荷小于②中离子的比荷 9. 图甲是回旋加速器的示意图，两金属D形盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 粒子在电场中的加速次数为 10. 武汉的病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下 B. MN两点电压与液体流速无关 C. 污水流量计的流量与管道直径无关 D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量 11. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的小球C。现将C球拉起至细线水平伸直，并由静止释放（　　） A. 小球C第一次运动到O的正下方时，A与C的速度大小相等、方向相反 B. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，A的速度先增大后减小 C. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，细线对C不做功 D. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，合力对B的冲量为 二、实验题（共15分，每空3分） 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题： （1）图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________（填“甲”或“乙”）。 （2）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。 A. 旋转测量头 B. 增大单缝与双缝间的距离 C. 调节拨杆使单缝与双缝平行 （3）将下表中的光学元件放在图所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，从左至右，表示各光学元件的排列顺序应为________。（填写元件代号） （4）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图（a）所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图（b）所示，则其示数为________；在B位置时游标卡尺如图（c）所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________（保留2位有效数字）。 三、解答题（共4题，计41分） 13. 如图所示，两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 顶端接阻值为 的电阻，质量为m=1kg、电阻为r=0.5Ω的金属棒在距磁场上边界 处由静止释放，金属棒和导轨始终接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，不计导轨的电阻，重力加速度为 求： （1） 金属棒刚进入磁场时受到的安培力的大小； （2） 金属棒运动的最大速度。 14. 以光纤通讯为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率形，其直径为d。 （1）求该光纤的临界角； （2）若平行轴线射入的一束光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值。 15. 如图甲所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处，两波源均从t=0时刻开始振动，振动图像分别如图乙和图丙所示。质点P位于x轴上xP=4m处，在t1=5.5s时，质点P第一次到达波峰。 （1）写出波源S1的振动方程； （2）求这两列波的波长λ； （3）求从t=0开始经12.5s，质点P通过的路程l。 16. 如图1所示，水平直线MN上方有竖直向下的匀强电场，场强，MN下方有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t周期性变化的规律如图2所示，规定垂直纸面向外为磁场正方向，在时，将一带正电的粒子从电场中的O点处由静止释放，在时通过MN上的P点进入磁场，经过一段时间后，粒子最终打在足够大的挡板上。已知挡板位于P点左侧且垂直于MN，挡板与P点间的距离为100cm；粒子的比荷，不计粒子的重力；计算中取。 （1）求粒子从P点进入磁场时速度的大小； （2）在至时间内，求粒子运动的轨道半径和周期； （3）求粒子从O点出发运动到挡板所需的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第一学期 徐州市第七中学高二年级12月学情调研 物理试题 注意事项: 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共8页，满分为100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。 3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。 4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。 5.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。 一、选择题：（每小题4分，本题共44分），每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某学生做电磁感应现象的实验，其连线如图所示，当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其原因是 A. 开关位置接错 B. 电流表的正、负接线柱接反 C. 线圈B的接线柱接反 D. 蓄电池的正、负极接反 【答案】A 【解析】 【详解】D．电流表要有指针偏转，那么根据电磁感应，线圈B的磁通量要发生变化，那么使得B的磁通量发生变化的措施可以是AB发生相对运动，或者线圈A的电流变化，与线圈A的电流方向无关，选项D错； BC．电流表指针可以左右偏转，同时可以判断电流方向，所以电流表正负接线柱的接线方式没有影响，选项BC错； A．所以造成电流表指针不偏转的是开关位置接错．由于开关接在B线圈的电路上，而A线圈没有开关无法控制电流，也没有AB之间的相对运动，所以线圈B不会产生感应电流，指针不偏转，应该把开关接在A所在的电路，开关断开闭合使得A的电流变化从而控制B的磁通量变化，产生感应电流．选项A正确； 故选A。 2. 如图所示，螺线管中通入如图所示的电流，将电子沿轴线方向射入后，电子在螺线管中的运动情况是（　　） A. 往复运动 B. 匀速圆周运动 C. 匀速直线运动 D. 匀变速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】螺线管中磁场方向始终为水平方向，电子的速度方向始终与磁场方向平行，所以电子始终不受洛伦兹力，电子在螺线管中做匀速直线运动。 故选C。 3. 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端、质量为m的小球向下运动，某时刻速度大小为v。经时间t，小球的速度大小仍是v，但方向变为向上。不计空气阻力，重力加速度为g。在此过程中（　　） A. 小球动量的变化量为零 B. 小球动量的变化率一直增加 C. 小球重力的冲量为mgt，方向向下 D. 弹簧弹力的冲量与小球重力的冲量大小相等，方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．规定某时刻速度v的方向为正方向，由动量变化量公式有 小球动量的变化量为，故A错误； B．由动量定理有 又 可得 所以小球动量的变化率为合力，当小球向下运动至最低点时合力向上最大，小球向上弹起时合力逐步减小，故小球动量的变化率先增大后减小，故B错误； C．小球重力的冲量为 方向竖直向下，故C正确； D．由A选项有 规定某时刻速度v的方向为正方向，即 化简得 所以弹簧弹力的冲量与小球重力的冲量大小不相等，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，O为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点由静止释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的关系，图中为摆球从A点开始运动的时刻，。则（　　） A. 单摆的摆长为 B. 摆球运动到A点时，回复力为0 C. 仅增大摆球质量，单摆的周期将变大 D. 仅减小摆球质量，单摆的振幅将变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据图像可知单摆周期为 根据周期公式 解得 A正确； B．如图所示 摆球运动到A点时，摆球受到的回复力为 B错误； C．由单摆周期表达式为 可得，单摆的周期与摆球质量无关，C错误； D．仅减小摆球质量，由机械能守恒定律 则摆球的速度不变，摆动的高度不变，所以偏离平衡位置的最大距离不变，即单摆的振幅将不变，D错误。 故选A。 5. 干涉和衍射是波所特有的现象。图甲是波的衍射图样，挡板M是固定的，挡板N可上下移动，P点的水没有振动起来；图乙是两列频率相同的横波相遇时发生干涉的图样，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，将N板下移，质点P会有明显振动 B. 甲图中，增大波源振动的频率，质点P会有明显振动 C. 乙图中，经过四分之一个周期，N点从振动减弱点变为振动加强点 D. 乙图中，经过四分之一个周期，M点将到达平衡位置处并向下振动 【答案】D 【解析】 【详解】A．能发生明显的衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波的波长差不多或小于波长，故只有当MN间的距离与水波的波长差不多或小于波长，水波才能发生明显的衍射现象，甲图中，适当减少M、N挡板的距离，可以使水波发生明显衍射。甲图中，将N板上移，质点P会有明显振动。故A错误； B．根据 波速一定，减小波源振动的频率，波长将增大，水波才能发生明显的衍射现象，质点P会有明显振动。故B错误； C．乙图中，经过四分之一个周期，N点依然是减弱点，故C错误； D．乙图中，M点为波峰与波峰叠加的点，正处在平衡位置上方最大位移处，经过四分之一个周期，M点将到达平衡位置处并向下振动。故D正确。 故选D。 6. 如图所示，容器中盛有水，PM为水面，从A点发出一束白光，射到水面上的O点后，折射光发生了折射照到器壁上a、b之间，对应a、b两种颜色的单色光，则（ ） A. 由A到O，a光的传播时间大于b光的传播时间 B. 若发光点A不变而入射点O向左移，则b光可能发生全反射 C. 光束a的临界角较小 D. 用a光和b光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，a光的条纹间距较宽 【答案】D 【解析】 【详解】A、由图可知，两光在水中的入射角度相同，而光在空气中的折射角度较小，故可知光的折射率要小于光的折射率，由可知，光的传播速度要大于光，故到，光的传播时间小于光的传播时间，故选项A错误； B、发光点不变而入射点向左移，则入射角减小，不会发生全反射，故选项B错误； C、根据可知光的临界角较大，故选项C错误； D、光的折射率小，频率小，波长长，由可得用光和光分别在同一套双缝干涉实验装置上做实验，光的条纹间距较宽，故选项D正确． 7. 图（a）为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点；图（b）为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 在时，质点Q向轴正方向运动 B. 在时，质点P的加速度方向与轴正方向相反 C. 质点Q简谐运动的表达式为 D. 从到，质点P通过的路程为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图（b）可知，质点Q在时刻的振动方向沿轴负方向，故A错误； B．在时，质点Q向轴负方向运动，根据波形平移法可知该波沿轴负方向传播，此时质点P正向上运动。由图（b）读出周期，从到经过的时间为 则在时，质点P位于轴下方，加速度方向与轴正方向相同，故B错误； C．质点Q简谐运动的表达式为 故C正确； D．从到经过的时间为，由于时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点通过的路程 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一束离子经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器（其中的磁场未画出）后，进入另一个匀强磁场中并分离为①、②两束。下列说法正确的是（　　） A. 离子束②中的离子一定带正电 B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 C. 离子束①中离子的质量大于②中离子的质量 D. 离子束①中离子的比荷小于②中离子的比荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．离子束②中的离子进入匀强磁场后向右偏转，受到的洛伦兹力方向向右，根据左手定则判断知道离子束②中的离子一定带负电，A错误； B．离子束②中的离子经过速度选择器时，受到的电场力方向向左，离子所受的电场力和洛伦兹力平衡，则洛伦兹力方向向右，根据左手定则判断知道速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里，B错误； CD．离子在速度选择器中运动时，满足 qvB=qE 即不发生偏转的粒子具有共同的速度大小均为 进入上方匀强磁场后，离子束①中离子的轨迹半径大于②中离子的轨迹半径，结合 知离子束①中离子的比荷（）小于②中离子的比荷，由于电荷量关系不能确定，所以不能质量的大小，故C错误，D正确。 故选D。 9. 图甲是回旋加速器的示意图，两金属D形盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连。在加速带电粒子时，带电粒子从静止开始运动，其速率v随时间t的变化如图乙，已知tn时刻粒子恰好射出回旋加速器，粒子穿过狭缝的时间不可忽略，不考虑相对论效应及粒子的重力，下列判断不正确的是（　　） A. B. C. D. 粒子在电场中的加速次数为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据粒子在磁场中运动的周期 粒子回旋周期不变，在Ek-t图中应有 t2-t1=t4-t3= t6-t5 故A不符合题意； B．粒子在电场中做匀加速运动，令加速位移为x，根据位移时间关系 前两次加速过程所用的时间为 前三次加速过程所用的时间为 则有 由图可知 所以 故B符合题意； C．粒子在电场中做匀加速运动，令加速位移为x，根据速度位移时间关系 解得 前两次加速后的速度为 解得 前三次加速后的速度为 解得 联立可得 故C不符合题意； D．设粒子被加速n次后的速度为vn，则由动能定理可知 粒子被第一次加速过程中，由动能定理可知 联立可得 故D不符合题意。 故选B。 10. 武汉的病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　） A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下 B. MN两点电压与液体流速无关 C. 污水流量计的流量与管道直径无关 D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则判断，带负电粒子所受洛伦兹力方向向上。故A错误； B．废液流速稳定后，粒子受力平衡，有 解得 易知MN两点电压与液体流速有关。故B错误； CD．废液的流量为 联立，可得 易知流量与管道直径有关，只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量。故D正确。 故选D。 11. 如图所示，质量均为的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为的细线，细线另一端系一质量为的小球C。现将C球拉起至细线水平伸直，并由静止释放（　　） A. 小球C第一次运动到O的正下方时，A与C的速度大小相等、方向相反 B. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，A的速度先增大后减小 C. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，细线对C不做功 D. 从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，合力对B的冲量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球向下摆动的过程中，A和B一起向右运动，当C第一次达到最低点时，A和B即将分离，设A和B刚分离时的速度为、C的速度大小为，由于A、B、C组成的系统水平方向不受外力作用，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得 根据机械能守恒定律可得 解得 方向水平向左，且 方向水平向右，故A错误； B．从C过最低点到恰好第一次达到细线左侧最高点的过程中，木块A先做减速运动再反向做加速运动，恰好到达细线左侧最高处时与小球共速，故B错误； C．若A和B固定，则C在运动过程中拉力不做功，但由于C开始运动，A和B同时也在运动，则拉力方向与运动方向的夹角不是，故细线对C做功，故C错误； D．C从最低点向左运动的过程中，A和B分离，B做匀速直线运动，则由动量定理可得，从小球C开始运动到第一次摆到最高点的过程中，合力对B的冲量为 故D正确。 故选D。 二、实验题（共15分，每空3分） 12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题： （1）图中甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________（填“甲”或“乙”）。 （2）观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。 A. 旋转测量头 B. 增大单缝与双缝间的距离 C. 调节拨杆使单缝与双缝平行 （3）将下表中的光学元件放在图所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 元件代号 A B C D E 元件名称 光屏 双缝 白光光源 单缝 透红光的滤光片 将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，从左至右，表示各光学元件的排列顺序应为________。（填写元件代号） （4）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图（a）所示，分划板中心刻线在图中A位置时游标卡尺如图（b）所示，则其示数为________；在B位置时游标卡尺如图（c）所示。由以上所测数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为________（保留2位有效数字）。 【答案】（1）甲 （2）C （3）CEDBA （4） ①. 111.15 ②. 【解析】 【小问1详解】 双缝干涉的图样是等间距的、明暗相间的条纹，故干涉图样是甲。 【小问2详解】 若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。 故选C。 【小问3详解】 白色光源后面依次是滤光片、单缝、双缝、光屏，光学元件的排列顺序应为CEDBA。 【小问4详解】 [1]20分度游标卡尺的精确值为，由图（b）可知其示数为 [2]由图（c）可知在B位置时游标卡尺示数为 则 根据 可得波长为 三、解答题（共4题，计41分） 13. 如图所示，两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 顶端接阻值为 的电阻，质量为m=1kg、电阻为r=0.5Ω的金属棒在距磁场上边界 处由静止释放，金属棒和导轨始终接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直，不计导轨的电阻，重力加速度为 求： （1） 金属棒刚进入磁场时受到的安培力的大小； （2） 金属棒运动的最大速度。 【答案】（1）4N；（2）25m/s 【解析】 【详解】（1）金属棒刚进入磁场时的速度 解得 根据 解得 （2）金属棒以稳定的速度下滑时，根据平衡条件，有 此时速度最大，解得 14. 以光纤通讯为基础，我国千兆宽带已经进入很多家庭，在进入小区的光纤控制箱中，光纤绕成图示形状，已知光纤的折射率形，其直径为d。 （1）求该光纤的临界角； （2）若平行轴线射入的一束光通过圆弧部分不发生漏光，求内圆弧半径的最小值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据临界角公式 则该光纤的临界角为 （2）如下图所示 最内侧光线最容易漏光，则根据几何知识有 故内圆弧半径的最小值为 15. 如图甲所示，均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14m处，两波源均从t=0时刻开始振动，振动图像分别如图乙和图丙所示。质点P位于x轴上xP=4m处，在t1=5.5s时，质点P第一次到达波峰。 （1）写出波源S1的振动方程； （2）求这两列波的波长λ； （3）求从t=0开始经12.5s，质点P通过的路程l。 【答案】（1）；（2）2m；（3）53cm 【解析】 【详解】（1）由图可知，振幅为4cm，周期为2s，所以 所以波源S1的振动方程为 （2）t1=5.5s时波源S1的波峰第一次到达质点P，则 代入数据得波速为 所以波长为 （3）波源S1的振动传到P点所用时间为 波源S2的振动传到P点所用时间为 即0~4s内，质点P未振动，4s~10s内，质点P仅参与波源S1的振动，所以0~4s内，质点P通过的路程为 4s~10s内，质点P通过的路程为 10~12.5s内，质点P同时参与波源S1、S2的振动，两列波频率相同，发生干涉，且 由于两列波源起振方向相反，故该点为振动减弱点，故10~12.5s内，质点P通过的路程为 所以0~12.5s内质点P通过的总路程为 16. 如图1所示，水平直线MN上方有竖直向下的匀强电场，场强，MN下方有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t周期性变化的规律如图2所示，规定垂直纸面向外为磁场正方向，在时，将一带正电的粒子从电场中的O点处由静止释放，在时通过MN上的P点进入磁场，经过一段时间后，粒子最终打在足够大的挡板上。已知挡板位于P点左侧且垂直于MN，挡板与P点间的距离为100cm；粒子的比荷，不计粒子的重力；计算中取。 （1）求粒子从P点进入磁场时速度的大小； （2）在至时间内，求粒子运动的轨道半径和周期； （3）求粒子从O点出发运动到挡板所需的时间。 【答案】（1）3×104m/s；（2）20cm；4×10-5s；（3）1.4×10-4s。 【解析】 【详解】（1）电荷在电场中做匀加速直线运动，则 qE=ma v0=at1 解得 （2）电荷在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 在t=1×10-5s至2×10-5s时间内，B1=0.15T时，半径 周期 （3）当B2=0.30T时，半径 周期 故电荷从t=0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图所示。 从t=0到t2=4×10-5s时间内，电荷先沿直线OP运动t1，再沿大圆轨迹运动 ，紧接着沿小圆轨电荷从P点开始的运动周期 T=6×10-5s 且在每一个T内向左沿PM移动 s1=2r1=40cm 电荷到达挡板前经历了2个完整周期，沿PM运动距离 s=2s1=80cm 最后 d-s=20cm 内电荷正好运动垂直撞击挡板。则电荷从O点出发运动到挡板所需的时间 t总=t1+2T+ 解得 t总=1.4×10-4s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $