精品解析：湖南省岳阳市岳阳县第一中学2024-2025学年高三下学期3月月考物理试题

2025年上学期高三物理月考试题模拟卷 一、单选题（共24分） 1. 如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力为G的灯笼1和重力为的灯笼2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（　　） A. a中的拉力大小为 B. c中的拉力大小为 C. b中的拉力大于a中的拉力 D. 只增加灯笼2的质量，c最先断 2. 单缝衍射图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝到屏的距离的关系和双缝干涉的条纹宽度关系类似；利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直狭缝，激光通过狭缝在光屏上形成衍射图样，在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数。（　　） A. 激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽 B. 相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C. 相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D. 狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得的线膨胀系数越大 3. 某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图。图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，则以下说法正确的是（　　） A. 单摆振动周期T=0.8s B. Fmin=mg C. t=0.1s时刻摆球速度最大 D. t=0.5s时刻摆球经过最低点 4. 溜溜球是一种玩具，两个圆饼状的塑钢块中心用一根轴固定相连，成为一个整体。绳的一端固定在轴上，将绳缠绕在轴上，绳的另一端用手拉住或固定在天花板上。从静止释放后，溜溜球会一边转动一边下落。如图所示，现有两个完全一样的溜溜球，绳长均为l。将左边一个溜溜球的绳缠绕在轴上，右边一个溜溜球的绳不绕在轴上。将两个溜溜球同时从同一高度由静止释放，它们各自下落到0.5l处时，左边溜溜球的下落速度，右边溜溜球的下落速度。下列关于、大小关系正确的是（　　） A. B. C. D. 无法确定 5. 如图所示，上端均封闭的连通管道A、B中封闭着液面相平的水银柱，连通管道下部有阀门K。A、B内的气柱长度不相同，且，初始状态两气柱温度相同。下列说法正确的是（　　） A. A、B气体温度同时缓慢升高，则A的液面将高于B B. A、B气体温度同时缓慢降低，则A的液面将高于B C. 打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将高于B D. 打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将低于B 6. 如图甲所示，在音乐厅中，小提琴抒情醇美，音域较宽，大提琴气势宏大，具有宽广的中音域。音乐厅中各种乐器相互配合，让听众体验音乐的美妙与魅力。图乙为小提琴琴弦某次振动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象 B. 小提琴和大提琴发出的声波会产生明显的干涉现象 C. 音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率会改变 D. 小提琴某根琴弦的某次振动函数表达式为 二、多选题（共20分） 7. 如图，一半径的老鼠夹固定于水平地面上，夹的夹角为，一旦触动升关，上夹立刻以角速度匀速向下转动。现有一只老鼠在与转轴距离为处偷吃食物，时刻触动开关，老鼠的运动行为如图的图像所示，老鼠可视为质点、下列说法正确的是（　　） A. 老鼠先匀速后匀加速运动逃跑 B. 老鼠1.5s内不动，1.5s后以速度约0.33m/s匀速逃跑 C. 老鼠能逃出老鼠夹的夹击 D. 老鼠不能逃出老鼠夹的夹击 8. 如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用横活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A. 左管内水银面向下移动的距离为 B. 活塞向下移动的距离为 C. 稳定后右管中气体的压强为 D. 稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管 9. 沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标点0．x1．x2和x3分别与x轴上O．A.B.C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点附近由静止释放，运动到A点处的动能为Ek，仅考虑电场力作用．则（ ） A. 从O点到C点，电势先升高后降低 B. 粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C. 粒子在AB段电势能变化量大于BC段的 D. 粒子运动到C点时动能小于3Ek 10. 如图所示，为一正五边形边界的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从边的中点点垂直边射入磁场，一段时间后垂直磁场边界射出。则粒子在磁场中运动的时间可能是（　　） A B. C. D. 三、实验题（共16分） 11. 某同学用图甲所示装置来“探究物体加速度与力、质量的关系”。实验中，他将槽码重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变槽码个数来改变拉力大小，通过改变小车上砝码个数来改变小车的质量。 （1）以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。 A. 使小车质量远小于槽码质量 B. 释放小车后立即打开打点计时器 C. 补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D. 调整垫块位置以补偿阻力 （2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图乙所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。 A. B. C D. （3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图丙所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 12. 在“测玻璃的折射率”实验中： （1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_______； A.若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D.若P1、P2连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P1、P2的像 （2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______。（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 （3）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_______。 （4）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n＝_______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_______。 （5）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）：乙同学测得的折射率与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，边长为的正方形单匝线框从垂直纸面向内的宽为的匀强磁场区域上方某处由静止释放，线框的质量为，线框的总电阻为，磁场的磁感应强度为。线框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动，最终边离开磁场前线框已再次做匀速直线运动。整个过程中线框的上、下两条边始终与磁场边界平行，线框始终在同一竖直平面内，重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）线框开始下落时，边到磁场上边界的距离。 （2）线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热。 （3）线框的刚要离开磁场前瞬间，两点之间的电势差。 14. 如图所示，正三角形ABC为玻璃薄板，以正三角形ABC的几何中心O点为圆心挖出一圆孔（可视为真空），现将一点光源放置在O点处，该光源向各方向均匀发光且发射波长为的蓝光，CH为AB边的中垂线。已知光在真空中的传播速度为c，蓝光在正三角形ABC玻璃薄板中传播的波长为，求： （1）蓝光在玻璃薄板中传播时的速度； （2）正三角形ABC玻璃薄板对蓝光的折射率； （3）射到AB边的光子中能直接从AB边射出和不能直接从AB边射出的光子个数比（不考虑多次反射）。 15. 如图所示，在的区域存在方向竖直向上、大小为E的匀强电场，在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场B（B未知）。一个质量为m的带正电粒子甲从A点以速度沿x轴正方向进入电场，粒子从B点进入磁场后，恰好与静止在C点质量为的中性粒子乙沿x轴正方向发生弹性正碰，且有的电荷量转移给粒子乙。已知C点横坐标为，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场变化引起的效应。求： （1）粒子甲的比荷； （2）粒子甲刚进入磁场时速率和磁感应强度B的大小； （3）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在区域加上与区域内相同的磁场，试通过计算判断两粒子碰撞后能否再次相遇，如果能，求再次相遇的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年上学期高三物理月考试题模拟卷 一、单选题（共24分） 1. 如图所示，用三根相同细线a、b、c将重力为G的灯笼1和重力为的灯笼2悬挂起来。两灯笼静止时，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平。则（　　） A. a中拉力大小为 B. c中的拉力大小为 C. b中的拉力大于a中的拉力 D. 只增加灯笼2的质量，c最先断 【答案】A 【解析】 【详解】AB．将两灯笼看作一个整体，对整体受力分析，如图所示 根据平衡条件可得 ， 解得 ， 故A正确，B错误； C．对2灯笼隔离分析，利用平衡条件可得 故C错误； D．三根相同细线a、b、c的拉力大小关系为 因三根相同细线所能承受的最大拉力相同，故只增加灯笼2的质量，由上可知，a最先断，故D错误。 故选A。 2. 单缝衍射图样的中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝到屏的距离的关系和双缝干涉的条纹宽度关系类似；利用单缝衍射实验可以测量金属的线膨胀系数，线膨胀系数是表征物体受热时长度增加程度的物理量。如图所示，挡光片A固定，挡光片B放置在待测金属棒上端，A、B间形成平直狭缝，激光通过狭缝在光屏上形成衍射图样，在激光波长已知的情况下，通过测量缝屏距离和中央亮条纹宽度，可算出狭缝宽度及变化，进而计算出金属的线膨胀系数。（　　） A. 激光波长越短，其他实验条件不变，中央亮条纹宽度越宽 B. 相同实验条件下，金属的膨胀量越大，中央亮条纹宽度越窄 C. 相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明金属膨胀量越大 D. 狭缝到光屏距离越大，其他实验条件相同，测得的线膨胀系数越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．对比双缝干涉相邻两亮条纹间距与双缝间距、光的波长、缝屏距离的关系公式 可得单缝衍射中央亮条纹宽度的一半与单缝宽度、光的波长、缝屏距离的关系为 激光波长变短，其他条件不变，则中央聊条纹宽度变窄，故A错误； B．相同实验条件下，金属的膨胀量越大，则单缝距离d越小，中央亮条纹宽度越宽，故B错误； C. ．相同实验条件下，中央亮条纹宽度变化越大，说明单缝的距离变化大，即金属膨胀量越大，故C正确； D．金属的线膨胀系数属于金属的特有属性，与实验装置无关，故D错误。 故选C。 3. 某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图。图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，则以下说法正确的是（　　） A. 单摆振动周期T=0.8s B. Fmin=mg C. t=0.1s时刻摆球速度最大 D. t=0.5s时刻摆球经过最低点 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，单摆振动周期为 故A错误； B．拉力最小时，摆球处于最大位移处，绳拉力等于重力沿绳方向的分量，即 故B错误； C．t=0.1s时刻摆球所受拉力最小，则摆球处于最大位移处，速度最小，故C错误； D．t=0.5s时刻摆球所以受拉力最大，则摆球经过最低点，故D正确。 故选D。 4. 溜溜球是一种玩具，两个圆饼状的塑钢块中心用一根轴固定相连，成为一个整体。绳的一端固定在轴上，将绳缠绕在轴上，绳的另一端用手拉住或固定在天花板上。从静止释放后，溜溜球会一边转动一边下落。如图所示，现有两个完全一样的溜溜球，绳长均为l。将左边一个溜溜球的绳缠绕在轴上，右边一个溜溜球的绳不绕在轴上。将两个溜溜球同时从同一高度由静止释放，它们各自下落到0.5l处时，左边溜溜球的下落速度，右边溜溜球的下落速度。下列关于、大小关系正确的是（　　） A. B. C. D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】绳绕在轴上的球一边下落一边旋转，绳不绕在轴上的球只下落，根据能量守恒定律，减少的重力势能转化为动能，两者下降高度一样，减少的重力势能相同，但是绳绕在轴上的球有旋转速度和下降速度，则根据能量守恒定律可知 ， 则 故选C。 5. 如图所示，上端均封闭的连通管道A、B中封闭着液面相平的水银柱，连通管道下部有阀门K。A、B内的气柱长度不相同，且，初始状态两气柱温度相同。下列说法正确的是（　　） A. A、B气体温度同时缓慢升高，则A的液面将高于B B. A、B气体温度同时缓慢降低，则A的液面将高于B C. 打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将高于B D. 打开阀门缓慢放出少量水银柱后，A的液面将低于B 【答案】C 【解析】 【详解】AB．A、B气体温度同时缓慢升高或降低，假设液面不移动，两部分气体为等容变化，根据 可得 两部分气体、、相同，故压强的变化量相同，所以A、B液面仍相平，故AB错误； CD．打开阀门K缓慢放出少量水银柱后，假设两边液面下降后仍相平，根据等温变化的规律可得 可得压强为 故初态气柱长的更大，因，则，所以A的液面高于B，故C正确，D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，在音乐厅中，小提琴抒情醇美，音域较宽，大提琴气势宏大，具有宽广的中音域。音乐厅中各种乐器相互配合，让听众体验音乐的美妙与魅力。图乙为小提琴琴弦某次振动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 频率越高的声音越容易发生明显的衍射现象 B. 小提琴和大提琴发出的声波会产生明显的干涉现象 C. 音乐厅中的声音传进墙面上的吸音材料后频率会改变 D. 小提琴某根琴弦的某次振动函数表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．频率越高的声音越，波长越短，更不容易发生明显的衍射现象，故A错误； B．若要产生明显的干涉现象，两列声波的频率需相同，小提琴和大提琴发出的声波频率不同，发出的声波不会产生明显的干涉现象，故B错误； C．声音频率由声源决定，声音传进墙面上的吸音材料后频率不会改变，故C错误； D．小提琴琴弦某次振动的表达式为 由图可知 当t=0时，，代入表达式可得 所以 故D正确。 故选D。 二、多选题（共20分） 7. 如图，一半径的老鼠夹固定于水平地面上，夹的夹角为，一旦触动升关，上夹立刻以角速度匀速向下转动。现有一只老鼠在与转轴距离为处偷吃食物，时刻触动开关，老鼠的运动行为如图的图像所示，老鼠可视为质点、下列说法正确的是（　　） A. 老鼠先匀速后匀加速运动逃跑 B. 老鼠1.5s内不动，1.5s后以速度约0.33m/s匀速逃跑 C. 老鼠能逃出老鼠夹的夹击 D. 老鼠不能逃出老鼠夹的夹击 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图像可知，老鼠静止不动，内老鼠做匀速直线运动，根据速度得定义式可得，老鼠做匀速直线运的速度为 A错误，B正确； CD．根据图像可知，老鼠在3s末逃离老鼠夹，而老鼠夹合上所需要的时间为 因为，故老鼠不能逃出老鼠夹的夹击， C错误，D正确。 故选BD。 8. 如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用横活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是（　　） A. 左管内水银面向下移动的距离为 B. 活塞向下移动的距离为 C. 稳定后右管中气体的压强为 D. 稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管 【答案】BC 【解析】 【详解】A．两管粗细均匀，开始左管内水银面比右管内水银面高，之后水银面齐平，则左管内水银面向下移动的距离为，故A错误； C．设开始右管的气压为，则有 解得 对于右管前后温度不变，发生等温变化，则有 解得 故C正确； B．两管液面相平时，两管中气压也相同，有 对于左管，由等温变化可得 解得 即左管气柱缩短为，又液面下降了，可知活塞向下移动的距离为 故B正确； D．稳定后固定横活塞，若液面不动，则两边都做等容变化，由查理定律可得 由题可知，稳定后两管中气体压强相等，若环境温度缓慢降低，则两管中气压减小量相等，所以两管中气压仍然相等，水银柱不动，故D错误。 故选BC。 9. 沿电场中某条直线电场线方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示，坐标点0．x1．x2和x3分别与x轴上O．A.B.C四点相对应，相邻两点间距相等．一个带正电的粒子从O点附近由静止释放，运动到A点处的动能为Ek，仅考虑电场力作用．则（ ） A. 从O点到C点，电势先升高后降低 B. 粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C. 粒子在AB段电势能变化量大于BC段的 D. 粒子运动到C点时动能小于3Ek 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意知，带正电的粒子受电场力方向沿x轴正方向，由图知，从O点到C点，电场的方向不变，电势一直降低，所以A错误； B．由图知，电场强度一直在变，粒子受电场力在变，所以粒子一直做变加速运动，所以B错误； C．由图知AB段电场强度的平均值大于BC段的场强平均值，而位移相同，所以在BC段电场做功较多，电势能的变化量较大，所以C正确； D．根据E x图像与坐标轴所围面积表示两点间的电势差，由图知，AC间图像所围面积小于OA的2倍，根据动能定理知粒子运动到C点时动能小于3Ek，所以D正确。 故选CD。 10. 如图所示，为一正五边形边界的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从边的中点点垂直边射入磁场，一段时间后垂直磁场边界射出。则粒子在磁场中运动的时间可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】由左手定则，粒子射入磁场后向左偏，它可能垂直或射出。由 联立解得 若垂直射出，则转半个圈，时间为 若垂直射出，则圆心为与的交点，由于五边形的内角和为，于是正五边形的每个内角为，圆心角为 时间为 若垂直射出，则圆心为与的延长线的交点，由三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和，那么圆心角为 时间 故选ABD。 三、实验题（共16分） 11. 某同学用图甲所示装置来“探究物体加速度与力、质量的关系”。实验中，他将槽码重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变槽码个数来改变拉力大小，通过改变小车上砝码个数来改变小车的质量。 （1）以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。 A. 使小车质量远小于槽码质量 B. 释放小车后立即打开打点计时器 C. 补偿阻力时移去打点计时器和纸带 D. 调整垫块位置以补偿阻力 （2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图乙所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。 A. B. C. D. （3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图丙所示。 由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。 【答案】（1）D （2）C （3） ①. 反比 ②. 槽码 【解析】 小问1详解】 A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，A错误； B．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，B错误； C．补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，C错误； D．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据逐差法可知 ABD错误，C正确。 故选C。 【小问3详解】 [1]根据图像可知与M成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比； [2]设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律 解得 故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。 12. 在“测玻璃的折射率”实验中： （1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_______； A.若P1、P2的距离较大时，通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些 C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些 D.若P1、P2的连线与法线NN'夹角较大时有可能在bb'面发生全反射，所以在bb'一侧就看不到P1、P2的像 （2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_______。（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。 （3）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_______。 （4）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n＝_______（用图中线段的字母表示）；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_______。 （5）在用针插法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙二位同学在纸上画出的界面aa'、bb'与玻璃砖位置的关系分别如图乙中①、②所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其它操作均正确，且均以aa'、bb'为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）：乙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. C ②. 大 ③. 1.5 ④. ###### ⑤. 1.5 ⑥. 偏小 ⑦. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]A．根据光路可逆性原理可知，光线一定会从另一侧表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，即使P1、P2的距离较大,通过玻璃砖仍然可以看到到P1、P2的像，故A错误； B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误； C．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确； D．由几何知识可知，光线在上表面的折射角一定等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，不可能在bb'面发生全反射，故D错误。 故选C。 （2）[2]玻璃砖的厚度越大，光线通过玻璃板的侧移量越大，测量误差越小，故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。 （2）[2]根据折射率定义公式有 带入数据可得玻璃砖的折射率是1.5。 （4）[4]设圆的半径为ｒ，入射角为α，则有 折射角为β，则有 玻璃的折射率则为 [5]当测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为 （5）[6]甲同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示 实线表示实际光线，可见测量的折射角偏大，则由折射定律可知，测得的折射率将偏小。 [7]图②测折射率时，主要操作正确，测量结果与玻璃砖的形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。 四、解答题（共40分） 13. 如图所示，边长为的正方形单匝线框从垂直纸面向内的宽为的匀强磁场区域上方某处由静止释放，线框的质量为，线框的总电阻为，磁场的磁感应强度为。线框进入磁场的过程恰好做匀速直线运动，最终边离开磁场前线框已再次做匀速直线运动。整个过程中线框的上、下两条边始终与磁场边界平行，线框始终在同一竖直平面内，重力加速度为，不计空气阻力。求： （1）线框开始下落时，边到磁场上边界的距离。 （2）线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热。 （3）线框的刚要离开磁场前瞬间，两点之间的电势差。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框进入磁场的过程，由闭合电路欧姆定律得 线框受力平衡，故 解得 进磁场前，有 解得 【小问2详解】 边离开磁场前，同样有 故有 线框穿过磁场的过程，由能量守恒得 【小问3详解】 边离开磁场前瞬间，有 由右手定则可知电流沿顺时针方向。 故 解得 14. 如图所示，正三角形ABC为玻璃薄板，以正三角形ABC的几何中心O点为圆心挖出一圆孔（可视为真空），现将一点光源放置在O点处，该光源向各方向均匀发光且发射波长为的蓝光，CH为AB边的中垂线。已知光在真空中的传播速度为c，蓝光在正三角形ABC玻璃薄板中传播的波长为，求： （1）蓝光在玻璃薄板中传播时的速度； （2）正三角形ABC玻璃薄板对蓝光的折射率； （3）射到AB边的光子中能直接从AB边射出和不能直接从AB边射出的光子个数比（不考虑多次反射）。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设蓝光在玻璃薄板中传播时的速度为，由波速公式、折射率和波速关系可得 解得 【小问2详解】 正三角形ABC玻璃薄板对蓝光的折射率 【小问3详解】 如图所示 设点为光线在区域恰好发生全反射的点，设玻璃介质的临界角为，由临界角公式可得 解得 易得 对于玻璃薄板段，由几何关系可得出段区域的入射角大于临界角，发生全反射无光线射出，区域对应光线的入射角小于临界角，由于各方向发光均匀，则辐射区域光子数目与辐射角成正比，对区域，设能够射出的光子数为，不能射出的为，可得 由于段和段对称，故射到边的光子能直接从边射出和不能直接从边射出的光子个数比为。 15. 如图所示，在的区域存在方向竖直向上、大小为E的匀强电场，在区域存在垂直纸面向外的匀强磁场B（B未知）。一个质量为m的带正电粒子甲从A点以速度沿x轴正方向进入电场，粒子从B点进入磁场后，恰好与静止在C点质量为的中性粒子乙沿x轴正方向发生弹性正碰，且有的电荷量转移给粒子乙。已知C点横坐标为，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场变化引起的效应。求： （1）粒子甲的比荷； （2）粒子甲刚进入磁场时的速率和磁感应强度B的大小； （3）若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在的区域加上与区域内相同的磁场，试通过计算判断两粒子碰撞后能否再次相遇，如果能，求再次相遇的时间。 【答案】（1） （2）， （3）能， 【解析】 小问1详解】 粒子在电场中沿轴匀速直线运动 沿轴匀加速直线运动 ， 联立求得 【小问2详解】 沿轴匀加速直线运动 进入磁场中粒子的运动轨迹如图所示，速度与轴的夹角 即 则进入磁场速率 有几何关系可得 又由 求得 【小问3详解】 甲乙粒子在C点发生弹性碰撞，设碰后速度为，有弹性碰撞可得 求得 两粒子碰后在磁场中运动 ， 求得 半径相同，可以再次相遇，两粒子在磁场中一直做轨迹相同的匀速圆周运动，周期分别为 ， 则两粒子碰后再次相遇需满足 解得再次相遇时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$