精品解析：重庆市巴蜀中学校2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

重庆市巴蜀中学教育集团 高2026届高二（上）期末考试 物理试卷 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2.每小题选出答案后，用2B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。在试卷上作答无效。 3.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、单选题（共7题，每题3分，共21分，每题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列有关光学现象的叙述正确的是（　　） A. 薄膜干涉是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果 B. 照相机镜头前镀增透膜，应用了光的衍射原理 C. 泊松亮斑是光沿直线传播产生的 D. 医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的偏振 2. 蜘蛛会根据丝网的振动感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（　　） A. “落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大 B. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动 C. 当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.05s时，丝网的振幅最大 D. 昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定 3. 小巴同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳置于水平面上，软绳一端固定，用手握住软绳一端将软绳水平拉直后，沿水平面垂直软绳方向抖动后，观察到如图所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（　　） A. 甲的振幅比乙的大 B. 甲的周期比乙的大 C. 甲的形成时间比乙早 D. 甲的起振方向与乙相同 4. 如图所示为同一地点的甲、乙两个单摆的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲单摆的摆长较大 B. 甲摆最大位移处的回复力比乙摆最大位移处的回复力的大 C. 在t=0.5s时，甲摆有负向最大加速度 D. 在t=0.5s时，乙摆有正向最大加速度 5. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中不正确的是（　　） A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电 B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小 C. 若传感器的电源输出电压变大，则电势差变大 D. 若自行车的车速越大，则电势差不变 6. 如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知离子质量为m、带电荷量为q，离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。若要使离子从垂直于N板射出磁场，则离子射入磁场时的速度可能为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲，宽L=1m的导轨固定，导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=1T的匀强磁场。最大阻值为R=20Ω的滑动变阻器接在其中一个虚线框中，定值电阻接在另一个虚线框中，一根长度与导轨等宽的电阻不计的金属杆以恒定速率向右运动，图乙和图丙分别为滑动变阻器阻值全部接入和一半接入时沿abcd方向电势变化的图像。金属杆和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向外 B. 定值电阻在虚线框Ⅱ中 C. 定值电阻的阻值为5Ω D. 金属杆运动的速率为3m/s 二、多选题（共3题，每题5分，共15分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 一列简谐横波在x轴上传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，x＝2m处的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断（　　） A. 该波的传播方向是沿x轴负方向 B. 该波的传播速度为0.5m/s C. 在t＝5s时质点P的速度最大 D. 在0~5s时间内质点P通过的路程是25cm 9. 如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，垂直纸面向里的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜虚线L做向下的直线运动，L与水平方向成β角，且，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴一定带正电 B. 电场线方向一定斜向下 C. 液滴一定做匀速直线运动 D. 液滴的电势能减小 10. 质量为2m可视作质点的物体A穿在光滑的水平杆上，用长为L的轻绳与质量为m可视作质点的小球B相连。如图所示，初始时手持小球B，使A、B在同一水平面上静止，轻绳刚好拉直。已知重力加速度为g。将小球B释放后A、B做往复运动，则下列说法正确的是（　　） A. 小球B相对于初始位置的最大水平位移为 B. 轻绳承受的最大张力为 C. 小球B相对于地的运动轨迹离心率 D. 小球B相对于地的运动轨迹离心率 三、实验题（共2题，11题5分，12题8分，共14分） 11. 巴蜀物理兴趣小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 （2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转； （3）根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是______。 12. 劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是。 （1）通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； （2）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； （3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A. 将平面镜稍向下移动一些 B. 将平面镜稍向左移动一些 C. 将光屏稍向右移动一些 D. 将光屏稍向上移动一些 （4）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 四、解答题（共4题，13题8分，14题10分，15题14分，16题18分，共50分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 13. 老师上课使用的激光笔，发出的红光激光用来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧用激光笔从E点垂直AB面射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°。已知该半球形介质的半径为R，光在真空中的传播速度为c，不考虑红光在AB面上的多次反射。求： （1）半球形介质的折射率n； （2）上述情景里，该红色激光从半球形介质中射出的时间t。 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=3V，内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取，已知，。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）导体棒受到的摩擦力和导体棒与导轨间的动摩擦因数。 15. 光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为h，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度B随时间t的变化如图（b）所示，0~T时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，4根电阻为R，边长为h的金属棒串联成刚性正方形金属框abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行。t=0时，线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在T时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。求： （1）t=0时线框所受的安培力F； （2）t=1.5T时穿过线框的磁通量； （3）T~3T时间内，线框中产生的热量Q。 16. 长方体，以A点为原点建立如图所示的空间直角坐标系，其中，，。在四边形内（含边界）有一垂直平面斜向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在A点沿方向射入质量为m、电荷量为的粒子1。（忽略粒子的重力和相对论效应；粒子碰撞时会发生电荷转移，且碰撞后各粒子带电量与质量成正比） （1）若粒子1从点离开，试求粒子1的速度大小； （2）若粒子1恰能经过中点，试求粒子1的速度大小v和在磁场内运动轨迹上的点到C点的最小距离； （3）在（2）的条件下，当粒子1距离C点最近时，正后方有一速度为、电荷量为粒子1电荷量2倍的粒子2与之发生弹性正碰，碰后粒子1恰不离开磁场，试分析粒子2的电性并求出粒子2的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市巴蜀中学教育集团 高2026届高二（上）期末考试 物理试卷 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2.每小题选出答案后，用2B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。在试卷上作答无效。 3.考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、单选题（共7题，每题3分，共21分，每题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列有关光学现象的叙述正确的是（　　） A. 薄膜干涉是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果 B. 照相机镜头前镀增透膜，应用了光的衍射原理 C. 泊松亮斑是光沿直线传播产生的 D. 医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的偏振 【答案】A 【解析】 【详解】A．薄膜干涉是薄膜前后两个表面反射回来的光叠加的结果，当这两束反射光的路程差满足一定条件时，就会出现干涉条纹，故A正确； B．照相机镜头前镀增透膜，是利用了光的干涉原理，使反射光相互抵消，从而增加透射光的强度，而不是光的衍射原理，故B错误； C．泊松亮斑是光的衍射现象，是光绕过障碍物传播到了障碍物的阴影区域，而不是光沿直线传播产生的，故C错误； D．医学上的内窥镜，其核心部件光导纤维能传输光信号是利用光的全反射，而不是光的偏振，故D错误。 故选A。 2. 蜘蛛会根据丝网的振动感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是（　　） A. “落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大 B. 当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动 C. 当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.05s时，丝网的振幅最大 D. 昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据共振的条件可知，当驱动力的频率越接近系统的固有频率时，系统的振幅越大，故A错误； B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网仍然振动，振动频率与昆虫的振动频率相同，故B错误； C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005 s时，其频率为 与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，故C错误； D．受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定，故D正确。 故选D。 3. 小巴同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳置于水平面上，软绳一端固定，用手握住软绳一端将软绳水平拉直后，沿水平面垂直软绳方向抖动后，观察到如图所示的甲、乙两个绳波。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是（　　） A. 甲的振幅比乙的大 B. 甲的周期比乙的大 C. 甲的形成时间比乙早 D. 甲的起振方向与乙相同 【答案】B 【解析】 【详解】A. 由图可知，甲的振幅比乙的小，选项A错误； B. 甲、乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，甲的波长比乙的大，根据，可知甲的周期大于乙的周期，选项B正确； C. 甲的形成时间比乙晚，选项C错误； D. 根据“同侧法”可知甲的起振方向与乙相反，选项D错误。 故选B。 4. 如图所示为同一地点的甲、乙两个单摆的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 甲单摆的摆长较大 B. 甲摆最大位移处的回复力比乙摆最大位移处的回复力的大 C. 在t=0.5s时，甲摆有负向最大加速度 D. 在t=0.5s时，乙摆有正向最大加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知两摆周期相等，根据单摆周期公式 可知两单摆摆长相等，故A错误； B．由图可知，甲摆振幅大，且两单摆摆长相等，故甲摆偏离平衡位置的位移大，根据单摆的回复力 因不知道两小球的质量大小关系，故无法判断两摆在最大位移处时最大回复力的大小，故B错误； C．由图可知，在t=0.5s时，甲摆在平衡位置，位移为零，根据 可知加速度为零，故C错误； D．由图可知，在t=0.5s时，乙摆在负的最大位移处，根据 可知乙摆有正向最大加速度，故D正确。 故选D。 5. 自行车速度计可以利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，一块磁铁安装在前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。如图乙所示，电源输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，在导体前后表面间出现电势差（前表面的电势低于后表面的电势）。下列说法中不正确的是（　　） A. 图乙中霍尔元件的载流子带正电 B. 已知自行车车轮的半径，再根据单位时间内的脉冲数，即获得车速大小 C. 若传感器的电源输出电压变大，则电势差变大 D. 若自行车的车速越大，则电势差不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题意可知，前表面的电势低于后表面的电势，结合左手定则可知，霍尔元件的电流I是由负电荷定向运动形成的，选项A错误，符合题意； B．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小，选项B正确，不符合题意； CD．根据题意，由平衡条件有 可得 由电流的微观表达式 n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电荷量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，整理得 若变大，则I变大，故变大；由以上分析可知与车速无关，选项CD正确，不符合题意。 故选A。 6. 如图甲所示，M、N为竖直放置彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知离子质量为m、带电荷量为q，离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响，不计离子所受重力。若要使离子从垂直于N板射出磁场，则离子射入磁场时的速度可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】要使正离子从孔垂直于N板射出磁场，的方向应如图所示 两板之间正离子只运动一个周期即时，有；当两板之间正离子运动n个周期即时，有。联立求解，得正离子的速度的可能值为。 当时，。 故选A。 7. 如图甲，宽L=1m的导轨固定，导轨间存在着垂直于纸面且磁感应强度B=1T的匀强磁场。最大阻值为R=20Ω的滑动变阻器接在其中一个虚线框中，定值电阻接在另一个虚线框中，一根长度与导轨等宽的电阻不计的金属杆以恒定速率向右运动，图乙和图丙分别为滑动变阻器阻值全部接入和一半接入时沿abcd方向电势变化的图像。金属杆和导轨的电阻不计，则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向外 B. 定值电阻在虚线框Ⅱ中 C. 定值电阻的阻值为5Ω D. 金属杆运动的速率为3m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图乙、丙可知a点电势高，即金属杆上端电势高，根据右手定则可判断出磁场方向垂直纸面向里，故A错误； BC．滑动变阻器接入阻值减小时，根据图乙、丙可知变大，根据串联电路分压特点，说明虚线框Ⅰ中的阻值分得的电压增大，则虚线框Ⅰ中为定值电阻，则滑动变阻器在虚线Ⅱ中；金属杆和导轨的电阻不计，则有 滑动变阻器在两种情况下有， 解得， 故B错误，C正确； D．根据上述，金属杆切割磁感线，产生感应电动势 解得 故D错误。 故选C。 二、多选题（共3题，每题5分，共15分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有错选的得0分） 8. 一列简谐横波在x轴上传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，x＝2m处的质点P的振动图像如图乙所示，由此可以判断（　　） A. 该波的传播方向是沿x轴负方向 B. 该波的传播速度为0.5m/s C. 在t＝5s时质点P的速度最大 D. 在0~5s时间内质点P通过的路程是25cm 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t＝0时刻质点P向上振动，根据波形平移法可知，该波的传播方向是沿x轴负方向，故A正确； B．由图甲、乙可知，波长为，周期为，则波速为 故B正确； C．由图乙可知，在t＝5s时质点P位于波峰位置，质点P的速度为0，故C错误； D．在0~5s时间内，经过的时间满足 且t＝0时刻质点P位于平衡位置，则在0~5s时间内质点P通过的路程为 故D正确。 故选ABD。 9. 如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，垂直纸面向里的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜虚线L做向下的直线运动，L与水平方向成β角，且，则下列说法中正确的是（　　） A. 液滴一定带正电 B. 电场线方向一定斜向下 C. 液滴一定做匀速直线运动 D. 液滴的电势能减小 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．液滴受重力、静电力、洛伦兹力的共同作用而做直线运动，若液滴做匀变速直线运动，重力和静电力为恒力，洛伦兹力随速度变化而变化，液滴不能沿直线运动，故液滴做匀速直线运动，合力为零，由题图可知液滴只有带负电才可能所受合力为零而做匀速直线运动，此时电场线方向必斜向下，故A错误，BC正确； D．带电液滴沿斜虚线向下做匀速直线运动，液滴动能不变，重力势能减小，根据能量守恒可知，电势能增大，故D错误。 故选BC。 10. 质量为2m可视作质点的物体A穿在光滑的水平杆上，用长为L的轻绳与质量为m可视作质点的小球B相连。如图所示，初始时手持小球B，使A、B在同一水平面上静止，轻绳刚好拉直。已知重力加速度为g。将小球B释放后A、B做往复运动，则下列说法正确的是（　　） A. 小球B相对于初始位置的最大水平位移为 B. 轻绳承受的最大张力为 C. 小球B相对于地的运动轨迹离心率 D. 小球B相对于地的运动轨迹离心率 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从小球B释放开始，两物体在水平方向动量守恒，时刻有 小球B运动到最低点的过程有 又 解得 故最大向左位移为 故A错误； B．结合能量守恒，在最低点时有 解得 根据牛顿第二定律 解出细绳的最大张力为 故B正确； CD．如图建系物体A和小球B在平面直角坐标系xOy 运动过程中，设A的位置坐标为，B的位置坐标为；根据动量守恒有 距离不变有 联立得 所以小球B相对于地的运动轨迹为椭圆方程，离心率 故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题（共2题，11题5分，12题8分，共14分） 11. 巴蜀物理兴趣小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。 （1）请用笔画线代替导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。 （2）把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，下面操作出现的情况有： ①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转； ②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转； （3）根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是______。 【答案】（1） （2） ①. 左 ②. 右 （3）闭合回路的磁通量发生变化 【解析】 【小问1详解】 实验电路的连线如图所示 【小问2详解】 ①[1]把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，可知当穿过B线圈的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向左偏转；向右移动滑动变阻器滑片，滑动变阻器接入电路阻值减小，A线圈电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，则灵敏电流计指针将向左偏转； ②[2]保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，穿过B线圈的磁通量减少，则灵敏电流计指针将向右偏转。 【小问3详解】 根据实验结果总结出：产生感应电流的条件是闭合回路的磁通量发生变化。 12. 劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝S射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝S通过平面镜成的像是。 （1）通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，______相当于另一个“缝”； （2）实验中已知单缝S到平面镜的垂直距离h=0.12mm，单缝到光屏的距离D=1.0m，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为2.900mm，则该单色光的波长λ=______nm； （3）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离______； A. 将平面镜稍向下移动一些 B. 将平面镜稍向左移动一些 C. 将光屏稍向右移动一些 D. 将光屏稍向上移动一些 （4）实验表明，光从光疏介质射向光密介质界面发生反射时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，称为“半波损失”。如果把光屏向左移动到和平面镜接触，接触点P处是______。（选填“亮条纹”或“暗条纹”） 【答案】（1） （2）696 （3）C （4）暗条纹 【解析】 【小问1详解】 通过洛埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果S被视为其中的一个缝，S'相当于另一个“缝”。 【小问2详解】 等效双缝间的距离为 根据双缝干涉条纹间距公式 代入数据，联立解得 【小问3详解】 根据双缝干涉条纹间距公式可知，增大D，即将光屏向右移动；减小d，即将平面镜向上移动；增大波长λ，能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离。 故选C。 【小问4详解】 如果把光屏移动到和平面镜接触，在入射角接近90°时，反射光与入射光相比，相位有π的变化，即“半波损失”，故直接射到光屏上的光和经平面镜反射的光相位差为π，所以接触点P处是暗条纹。 四、解答题（共4题，13题8分，14题10分，15题14分，16题18分，共50分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 13. 老师上课使用的激光笔，发出的红光激光用来投映一个光点或一条光线指向物体，如图甲所示，AB为半圆的直径，O为圆心，在O点左侧用激光笔从E点垂直AB面射入的红光进入半球形介质后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角C=45°。已知该半球形介质的半径为R，光在真空中的传播速度为c，不考虑红光在AB面上的多次反射。求： （1）半球形介质的折射率n； （2）上述情景里，该红色激光从半球形介质中射出的时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由全反射条件有 即 半球形介质的折射率 【小问2详解】 从E点垂直AB面射入的红光进入半球形介质后在上表面恰好全反射，则根据几何关系会再次发生全反射至AB界面射出，光路如图。 由几何关系知：在半球形介质中的光路程为 光在介质中有 则 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=3V，内阻r=0.5Ω的直流电源。现把一个质量m=0.050kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取，已知，。求： （1）导体棒受到的安培力； （2）导体棒受到的摩擦力和导体棒与导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1）0.20N，沿导轨向上 （2）0.1N，沿导轨平面向上；0.25 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路的欧姆定律，有 导体棒受到的安培力 根据左手定则，方向沿导轨向上； 【小问2详解】 导体棒重力沿导轨分解得 根据平衡条件 代入数据得 方向沿导轨平面向上； 又 解得 15. 光滑绝缘的水平面上有垂直平面的匀强磁场，磁场被分成区域Ⅰ和Ⅱ，宽度均为h，其俯视图如图（a）所示，两磁场磁感应强度B随时间t的变化如图（b）所示，0~T时间内，两区域磁场恒定，方向相反，磁感应强度大小分别为和，4根电阻为R，边长为h的金属棒串联成刚性正方形金属框abcd，平放在水平面上，ab、cd边与磁场边界平行。t=0时，线框ab边刚好跨过区域Ⅰ的左边界以速度v向右运动。在T时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，如图（a）中的虚线框所示。求： （1）t=0时线框所受的安培力F； （2）t=1.5T时穿过线框的磁通量； （3）T~3T时间内，线框中产生的热量Q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知t=0时线框切割磁感线产生的感应电动势为 则感应电流大小为 所受的安培力为 方向水平向左； 【小问2详解】 在T时刻，ab边运动到距区域Ⅰ的左边界处，线框的速度近似为零，此时线框被固定，则t=1.5T时穿过线框的磁通量为 方向垂直纸面向里； 【小问3详解】 T~2T时间内，Ⅱ区磁感应强度不变，Ⅰ区磁感应强度线性减小到0，则有 感应电流大小为 则T~2T时间内，线框中产生的热量为 2T~3T时间内，Ⅱ区磁感应强度线性减小到0，Ⅰ区磁感应强度为0，则有 感应电流大小为 则2T~3T时间内，中产生的热量为 线框在T~3T时间内，线框中产生的总热量为 16. 长方体，以A点为原点建立如图所示的空间直角坐标系，其中，，。在四边形内（含边界）有一垂直平面斜向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在A点沿方向射入质量为m、电荷量为的粒子1。（忽略粒子的重力和相对论效应；粒子碰撞时会发生电荷转移，且碰撞后各粒子带电量与质量成正比） （1）若粒子1从点离开，试求粒子1的速度大小； （2）若粒子1恰能经过中点，试求粒子1的速度大小v和在磁场内运动轨迹上的点到C点的最小距离； （3）在（2）的条件下，当粒子1距离C点最近时，正后方有一速度为、电荷量为粒子1电荷量2倍的粒子2与之发生弹性正碰，碰后粒子1恰不离开磁场，试分析粒子2的电性并求出粒子2的质量。 【答案】（1）；（2），；（3）正电， 【解析】 【详解】（1）由几何关系可得 粒子做圆周运动 粒子1从点射出 解得 （2）从A点沿x轴正方向射入的粒子经过中点M，轨迹的圆心O在上，如图所示，由几何关系 解得 粒子做圆周运动 解得 C点到平面的最小距离可在三角形中分析可知 其中是斜边的高线，解出 根据勾股定理 解得 则有，则与轨迹的交点N到C点的距离最小，则有 （3）粒子1被碰后，动量增大，即 变大，若粒子2带负电荷，则碰后粒子1电荷量 在磁场中做圆周运动的半径 必变大，必离开磁场，故粒子2带正电荷。两粒子在N点发生弹性碰撞，有 已知碰撞时发生电荷转移，碰后各粒子带电量与质量成正比，粒子1的电荷量 碰后粒子1继续在磁场中做圆周运动 且恰不离开磁场，有 联立求解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $