精品解析：四川省南充高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

四川省南充高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题 一、单选题 1. 下列关于电磁波的说法正确的是（ ） A. 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 C. 在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中的电流最小 D. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 2. 下列说法正确的是（　　） A. 甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加磁感应强度B B. 乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负极 C. 丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线通过的条件是，即 D. 丁是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动 3. 如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从M到N的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（ ） A. B. C. D. 4. 在学校食堂就餐刷卡时，听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。餐卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该时刻电容器正在充电 B. 电路中电流正在增大 C. 线圈中的磁场能正在增大 D. 电容器内的电场强度正在减小 5. 图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A. 该电动势的瞬时值e=12sin 100πt（V） B. R两端的电压瞬时值u=14.1cos 100πt（V） C. t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 6. 如图所示，为水平放置的“”形光滑金属导轨，间距为，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为，并与导轨成角。金属杆以角速度绕点由图示位置匀速转动到与导轨垂直的位置，转动过程中金属杆与导轨始终保持良好接触，金属杆单位长度的电阻为。则对于金属杆的转动过程，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆中感应电流的方向是由流向 B. 图示位置的感应电动势大小为 C. 回路中感应电流的大小始终为 D. 回路中通过金属杆某横截面的电荷量为 7. 如图的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，，为滑动变阻器且最大阻值为，为理想电流表，电源电压随时间变化的表达式是。下列说法正确的是（ ） A. 副线圈中电流方向每秒钟改变50次 B. 该理想变压器原、副线圈中磁通量的变化率之比为1∶2 C. 滑片向上移动时，流过电阻的电流增大 D. 当电流表的示数为时，通过的电流大小为 8. 如图所示，等腰直角三角形abc区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1∶t2∶t3＝3∶3∶1。直角边bc的长度为L，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 三个速度的大小关系一定是v1＝v2＜v3 B. 三个速度的大小关系可能是v2＜v1＜v3 C. 粒子的比荷＝ D. 粒子的比荷＝ 二、多选题 9. 某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示，关于该实验，下列说法错误的是（　　） A. 该实验演示的是断电自感现象 B. 线圈的直流电阻大于灯泡的电阻 C. 断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D. 乙图中的a曲线表示电流传感器A1测得的数据 10. 如图所示，倾斜固定放置的带电平行金属板，两板间距为，分别为上板和下板上的点，点高于点，距离大于，连线与上板夹角为，为锐角，平行板间存在水平向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一带电荷量为的粒子从直线上的P点沿直线向点运动，初速度大小为，则下列判断正确的是（　 　） A. 带电粒子一定受到重力作用 B. 上板一定带正电 C. 带电粒子可能做匀变速直线运动 D. 两板间的电场强度可能大于 11. 光导纤维在现代通信网络中发挥着重要作用。如图所示，长为L的直光导纤维由内芯和外套两层介质组成，一束激光从端面AB以某一入射角射向内芯，在内芯的内侧面入射角为，此时恰好发生全反射。设内芯材料的折射率为n，外套折射率与空气近似。光在真空中的传播速度为c，则（　　） A. B. 激光在内芯中的传播路程为 C. 若，则激光在内芯中传播的时间为 D. 若增大，激光在内芯中仍能发生全反射 12. 涡流制动是磁悬浮列车高速运行过程中进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统在其下方的水平光滑轨道（间距为L1）中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中央，其间距也为L2.已知模型车的总质量为m，每个线圈的电阻均为R，导线粗细忽略不计，不计空气阻力，不考虑磁场边缘效应的影响。在某次实验中，模型车的速度为v0时，启动电磁铁制动系统，直到模型车停止运动，则（　　） A. 在电磁铁系统进入线圈时，若俯视则线圈内的感应电流方向为顺时针 B. 线圈对电磁系统作用力的方向与模型车运动方向相同 C. 在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，通过线圈的电荷量为 D. 在刹车过程中，电磁铁系统通过第一个线圈瞬间速度大小为 三、实验题 13. 同学们在进行“利用单摆测重力加速度”的实验时，设计并实施了如下步骤： （1）选择下列最合理的器材________。 （2）用游标卡尺测量摆球的直径，某次测量结果如图甲所示，从图中读出________。 （3）将摆球用细线悬挂在铁架台上，测得摆线长，通过计算得到摆长。 （4）将摆球从平衡位置拉开一个微小的角度后由静止释放，使摆球开始摆动。待摆球到达最低点时，即刻启动停表并开始计数，此时计数设为0。随后，每当摆球再次经过此计时起点时，计数值递增1。当计数到达60时，停止计时，此时停表的读数为54.60s，则单摆的周期为________s。（结果保留两位小数） （5）某同学通过改变摆线长度，进行了多次测量，得到的图线如图乙所示。经过细致观察，他发现图线的延长线没有过坐标原点，原因在于所作的是图线。通过分析，他认为仍可利用该图中的数据来计算重力加速度，则其表达式为________。（用、和表示） 14. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 （1）M、N、P三个光学元件依次为________。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是________。 A. 仅转动透镜 B. 仅转动遮光筒 C. 仅转动手轮 D. 仅转动测量头 （3）关于该实验，下列说法正确的是______。 A. 若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大 B. 若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 D. 为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 四、解答题 15. 甲、乙两车在平直公路的同一车道上行驶。在t=0时，甲车以v0=24m/s的速度匀速行驶，乙车在甲车前面以a1=2m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动。t=2s时，甲车发现前面乙车，立即采取行动。两车均可视为质点，并排即视为相遇，不计反应、变道、转向时间。 （1）若甲车不变道，立即以a2=2m/s2的加速度做匀减速直线运动，恰好未追尾。求t=0时两车之间的距离。 （2）若t=0时甲、乙两车相距80m，t=2s时甲车立即变道，甲车进入新车道后，以变道前的速度继续匀速行驶2s。之后，甲车以a2=2m/s2加速度做匀减速直线运动。 ①请定量分析甲乙两车相遇几次？ ②从t=0时刻到两车相遇，乙车行驶的位移是多少？（若相遇次数多于1次，分别求对应位移） 16. 如图所示，空间中有单位为米的直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的另一匀强磁场（均未画出），长的光滑水平细管右端与y轴齐平，左端静止放置一个直径略小于细管直径，质量，电荷量的带正电小球a，现使细管从如图位置以的速度竖直向下做匀速直线运动，当细管右端到达时，小球a从细管右侧飞出进入区域后做匀速圆周运动并经过，若从原点O水平抛出一不带电的小球b，也能经过P点，且小球b经过P点的速度方向与小球a经过P点时的速度方向在一条直线上，，求： （1）区域的电场的电场强度大小E； （2）区域的匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）小球a在细管内运动的过程中，管壁对小球a弹力做的功。 17. 如图，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与两根间距为L的光滑平行水平导轨平滑连接。水平导轨足够长，其右端接有电容为C的电容器，且全部处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，在导轨上放置长度略大于L的导体棒P、M、N。P棒和M棒的质量均为m，接入电路的电阻均为2R，N棒的质量为2m，接入电路的电阻为R。已知初始时电容器带电量为0，开关S断开，M棒和N棒间距为d，且均处于静止状态。现让P棒从圆弧导轨上高为h处由静止释放，P棒与M棒如果发生碰撞则会粘在一起。重力加速度大小为g，不计导轨电阻及空气阻力，且导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 （1）求P棒刚进入磁场时速度的大小及此时流经M棒电流的大小； （2）若P棒与M棒恰好不发生碰撞，求该过程P棒中产生的焦耳热； （3）若初始时M棒离磁场左边界的距离，且运动过程中M棒始终未与N棒发生碰撞，求d的最小值；当P、M、N三棒达到稳定运动时，闭合开关S，求电容器最终的带电量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省南充高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题 一、单选题 1. 下列关于电磁波的说法正确的是（ ） A. 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 B. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 C. 在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中的电流最小 D. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，但不一定产生变化的磁场；变化的磁场产生电场，但不一定产生变化的电场，故A错误； B．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，无线电波、红外线、可见光、紫外线都是电磁波，它在真空中的速度相同，故B错误； C．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电容器的电场能最大，则线圈产生的磁场能最小，磁场能大小与电流大小变化同步，所以电路中的电流最小，故C正确； D．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故D错误。 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加磁感应强度B B. 乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负极 C. 丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线通过的条件是，即 D. 丁是磁电式电流表内部结构示意图，线圈在极靴产生的匀强磁场中转动 【答案】A 【解析】 【详解】A．粒子离开回旋加速器时动能最大，根据，可得 粒子获得的最大动能为 所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加磁感应强度B，故A正确； B．根据左手定则，满足正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机方向的负极，故B错误； C．速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电，速度大小满足Eq＝qvB即，还要速度方向满足从P入射，粒子才能匀速通过速度选择器，故C错误； D．磁电式电流表内部极靴产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，三角形闭合线框ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个顶点A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从M到N的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题知，直导线通入从M到N的恒定电流，则根据右手定则可知M、N左侧的磁场垂直纸面向里、右侧的磁场垂直纸面向外，再由于线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，根据左手定则可知： AB导线受到的安培力向右，则导线AB向右弯曲；AC在MN左侧的导线受到的安培力斜向左下，则这部分导线向左下弯曲、在MN右侧的导线受到的安培力斜向右上，则这部分导线向右上弯曲；BC在MN左侧的导线受到的安培力斜向左上，则这部分导线向左上弯曲、在MN右侧的导线受到的安培力斜向右下，则这部分导线向右下弯曲。 故选B。 4. 在学校食堂就餐刷卡时，听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。餐卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 该时刻电容器正在充电 B. 电路中电流正在增大 C. 线圈中的磁场能正在增大 D. 电容器内的电场强度正在减小 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知此时电容器下极板带正电，再根据合安培定则可知电流方向为从线圈流入下极板，所以该时刻电容器正在充电，电容器内的电场强度正在增大，电路中电流正在减小，线圈中的磁场能正在减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　） A. 该电动势的瞬时值e=12sin 100πt（V） B. R两端的电压瞬时值u=14.1cos 100πt（V） C. t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零 D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A） 【答案】B 【解析】 【详解】C．由图像可知，t=0.02 s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，故C错误； B．由Φ-t图像可知 T=2×10-2 s t=0时刻 Φ=0 根据可知R两端的电压u随时间t变化的规律是 u=14.1cos 100πt（V） 故B正确； D．通过R的电流i随时间t变化的规律是 i=1.41cos 100πt（A） 故D错误； A．电动势的最大值 故A错误。 故选B。 6. 如图所示，为水平放置的“”形光滑金属导轨，间距为，电阻不计。导轨间有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。金属杆放置在导轨上，与导轨的接触点为，并与导轨成角。金属杆以角速度绕点由图示位置匀速转动到与导轨垂直的位置，转动过程中金属杆与导轨始终保持良好接触，金属杆单位长度的电阻为。则对于金属杆的转动过程，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆中感应电流的方向是由流向 B. 图示位置的感应电动势大小为 C. 回路中感应电流的大小始终为 D. 回路中通过金属杆某横截面的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律和安培定则可得，回路中的感应电流方向为顺时针方向，所以金属杆中感应电流的方向是由流向，故A错误； B．图示位置的回路中金属杆切割磁感线的有效长度为，此时金属杆产生的感应电动势大小为 故B正确； C．设金属杆接入回路的长度为，其接入回路的电阻为 金属杆转动切割磁感线产生的感应电动势大小 则感应电流的大小为 由于逐渐减小，所以回路中感应电流逐渐减小，故C错误； D．由于金属杆切割磁感线的有效长度逐渐减小，所以接入回路的电阻逐渐减小，不能根据计算回路中通过金属杆某横截面的电荷量，则 故D错误。 故选B。 7. 如图的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电阻，，为滑动变阻器且最大阻值为，为理想电流表，电源电压随时间变化的表达式是。下列说法正确的是（ ） A. 副线圈中电流方向每秒钟改变50次 B. 该理想变压器原、副线圈中磁通量的变化率之比为1∶2 C. 滑片向上移动时，流过电阻的电流增大 D. 当电流表的示数为时，通过的电流大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电源电压随时间变化的表达式是 则 解得电源电压的频率 理想变压器不会改变频率，则副线圈中电流的频率为，方向每秒钟改变100次，故A错误； B．理想变压器原、副线圈的匝数比为，则原、副线圈的电压比为，即 该理想变压器原、副线圈中磁通量的变化率之比为 故B错误； C．滑片向上移动时，阻值增大，副线圈所在电路总阻值增大，其干路电流减小，所以原线圈所在电路电流减小，则的分压减小，电源电压不变，则原线圈的分压增大，导致副线圈的电压增大，两端的电压增大，流过电阻的电流增大，故C正确； D．当电流表的示数为时，副线圈的电压 原、副线圈的匝数比为，则原线圈的电压 电源电压有效值 则电阻的分压 通过的电流大小为 故D错误； 故选C。 8. 如图所示，等腰直角三角形abc区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，且t1∶t2∶t3＝3∶3∶1。直角边bc的长度为L，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 三个速度的大小关系一定是v1＝v2＜v3 B. 三个速度的大小关系可能是v2＜v1＜v3 C. 粒子的比荷＝ D. 粒子的比荷＝ 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于t1∶t2∶t3＝3∶3∶1，作出粒子运动轨迹图如图所示，它们对应的圆心角分别为90°、90°、30°，由几何关系可知轨道半径大小分别为 R2<R3 R1<R3＝2L 由 qvB＝m 可知三个速度的大小关系可能是 v2＜v1＜v3 故A错误，B正确； C．粒子运动周期 T＝＝ 则 t1＝T＝ 解得 ＝ 故C错误； D．由 qvB＝m R3＝2L 解得粒子的比荷 ＝ 故D错误。 故选B。 二、多选题 9. 某同学设计了如图甲所示的电路来对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，电路两端电压U恒定，、为完全相同的电流传感器。某次实验中得到通过两电流传感器的图像如图乙所示，关于该实验，下列说法错误的是（　　） A. 该实验演示的是断电自感现象 B. 线圈的直流电阻大于灯泡的电阻 C. 断开开关后，小灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭 D. 乙图中的a曲线表示电流传感器A1测得的数据 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图像乙得，从计时开始两条支路都存在电流，分别是和，断开K后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，电流逐渐减小为零；因此本实验是：开关断开，电路中产生了感应电流，演示断电自感现象，A正确，不符合题意； BCD．断开开关前后的一小段时间内，通过自感线圈的电流方向是不变的，则自感线圈所在支路的电流如曲线a所示，乙图中的曲线a表示电流传感器A2测得的数据； 说明电感的直流电阻是小于灯泡的电阻的；断开开关之前通过线圈的电流大于通过小灯泡的电流，则断开开关后，线圈产生自感电动势阻碍电流减小，线圈相当电源，由于线圈、电阻和灯泡重新组成回路，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，C正确，不符合题意、BD错误，符合题意。 故选BD。 10. 如图所示，倾斜固定放置的带电平行金属板，两板间距为，分别为上板和下板上的点，点高于点，距离大于，连线与上板夹角为，为锐角，平行板间存在水平向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一带电荷量为的粒子从直线上的P点沿直线向点运动，初速度大小为，则下列判断正确的是（　 　） A. 带电粒子一定受到重力作用 B. 上板一定带正电 C. 带电粒子可能做匀变速直线运动 D. 两板间的电场强度可能大于 【答案】AB 【解析】 【详解】C．带电粒子在复合场中一定受洛伦兹力而做直线运动，一定为匀速运动，选项C错误； A．带电粒子沿做匀速直线运动，根据左手定则可知洛伦兹力垂直方向向上，而电场力方向垂直平行板向下，此二力不在一条直线上，可知一定受重力，选项A正确； B．带电粒子只受三个力，应用矢量三角形定则可知洛伦兹力垂直向上，则粒子带正电，选项B正确； D．为锐角，可知和两个力成锐角，此二力合力大于，又重力和电场力的合力大小等于，即，即，选项D错误。 故选AB。 11. 光导纤维在现代通信网络中发挥着重要作用。如图所示，长为L的直光导纤维由内芯和外套两层介质组成，一束激光从端面AB以某一入射角射向内芯，在内芯的内侧面入射角为，此时恰好发生全反射。设内芯材料的折射率为n，外套折射率与空气近似。光在真空中的传播速度为c，则（　　） A. B. 激光在内芯中的传播路程为 C. 若，则激光在内芯中传播的时间为 D. 若增大，激光在内芯中仍能发生全反射 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据折射定律得 可得 故A正确； B．由几何关系可知激光在内芯中的传播路程 故B错误； C．由 解得激光在内芯中传播的速度 若，则激光在内芯中传播的时间 故C正确； D．若增大，则折射角增大，激光在内芯的内侧面入射角减小，小于临界角，则激光不会发生全反射，故D错误。 故选AC。 12. 涡流制动是磁悬浮列车高速运行过程中进行制动的一种方式。某研究所制成如图所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程。如图所示，模型车的车厢下端安装有电磁铁系统，电磁铁系统在其下方的水平光滑轨道（间距为L1）中的长为L1、宽为L2的矩形区域内产生方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将长大于L1、宽为L2的单匝矩形线圈等间隔铺设在轨道正中央，其间距也为L2.已知模型车的总质量为m，每个线圈的电阻均为R，导线粗细忽略不计，不计空气阻力，不考虑磁场边缘效应的影响。在某次实验中，模型车的速度为v0时，启动电磁铁制动系统，直到模型车停止运动，则（　　） A. 在电磁铁系统进入线圈时，若俯视则线圈内的感应电流方向为顺时针 B. 线圈对电磁系统作用力的方向与模型车运动方向相同 C. 在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，通过线圈的电荷量为 D. 在刹车过程中，电磁铁系统通过第一个线圈瞬间速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．在电磁铁系统进入线圈时，根据右手定则可知，若俯视则线圈内的感应电流方向为逆时针，故A错误； B．模型车做减速度运动，线圈对电磁系统作用力的方向与模型车运动方向相反，故B错误； C．在电磁铁系统的磁场全部进入任意一个线圈的过程中，通过线圈的电荷量为 故C正确； D．取向右为正方向，根据动量定理有 即 解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题 13. 同学们在进行“利用单摆测重力加速度”的实验时，设计并实施了如下步骤： （1）选择下列最合理的器材________。 （2）用游标卡尺测量摆球的直径，某次测量结果如图甲所示，从图中读出________。 （3）将摆球用细线悬挂在铁架台上，测得摆线长，通过计算得到摆长。 （4）将摆球从平衡位置拉开一个微小的角度后由静止释放，使摆球开始摆动。待摆球到达最低点时，即刻启动停表并开始计数，此时计数设为0。随后，每当摆球再次经过此计时起点时，计数值递增1。当计数到达60时，停止计时，此时停表的读数为54.60s，则单摆的周期为________s。（结果保留两位小数） （5）某同学通过改变摆线长度，进行了多次测量，得到的图线如图乙所示。经过细致观察，他发现图线的延长线没有过坐标原点，原因在于所作的是图线。通过分析，他认为仍可利用该图中的数据来计算重力加速度，则其表达式为________。（用、和表示） 【答案】 ①. B ②. 17.4 ③. 1.82 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]为了减小空气阻力的影响，小球应选择密度大一些的铁球；为了保证小球摆动过程，摆长保持不变，应选用细丝线，且上端用铁夹夹住。 故选B。 （2）[2]10分度游标卡尺的精确值为，由图甲可知摆球的直径为 （4）[3]单摆的周期为 （5）[4]设小球半径为，根据单摆周期公式可得 可得 可知图像的斜率为 解得 14. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜（目镜），如图所示。 （1）M、N、P三个光学元件依次为________。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）如图所示，测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上。如果想使中心刻线与亮条纹对齐，下列操作中可达到目的的是________。 A. 仅转动透镜 B. 仅转动遮光筒 C. 仅转动手轮 D. 仅转动测量头 （3）关于该实验，下列说法正确的是______。 A. 若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大 B. 若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 C. 若将滤光片由绿色换成红色，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大 D. 为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为 【答案】（1）A （2）D （3）BC 【解析】 【小问1详解】 光源通过透镜会聚后变成点光源，然后通过滤光片后变成单色光，经过单缝后变成线光源，所以M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 【小问2详解】 测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，说明分化板中心线与双缝不平行，可以转动测量头。 故选D。 【小问3详解】 A．根据条纹间距公式可知，若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离不变，故A错误； B．根据条纹间距公式可知，若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故B正确； C．根据条纹间距公式可知，若将滤光片由绿色换成红色，波长变大，则光屏上相邻两条暗条纹中心的距离增大，故C正确； D．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故D错误。 故选BC。 四、解答题 15. 甲、乙两车在平直公路的同一车道上行驶。在t=0时，甲车以v0=24m/s的速度匀速行驶，乙车在甲车前面以a1=2m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动。t=2s时，甲车发现前面乙车，立即采取行动。两车均可视为质点，并排即视为相遇，不计反应、变道、转向时间。 （1）若甲车不变道，立即以a2=2m/s2的加速度做匀减速直线运动，恰好未追尾。求t=0时两车之间的距离。 （2）若t=0时甲、乙两车相距80m，t=2s时甲车立即变道，甲车进入新车道后，以变道前的速度继续匀速行驶2s。之后，甲车以a2=2m/s2加速度做匀减速直线运动。 ①请定量分析甲乙两车相遇几次？ ②从t=0时刻到两车相遇，乙车行驶的位移是多少？（若相遇次数多于1次，分别求对应位移） 【答案】（1） （2）①两次；②， 【解析】 【小问1详解】 两车速度相等时，恰好相遇，设运动时间为t1，则 解得 甲车位移 乙车位移 两车之间的距离 解得 【小问2详解】 ①设甲车从0时刻到速度减为零所用时间为t2，对甲车分析 解得 设t3时并排，则 解得 ， 由此可知两车相遇两次 ②当时 当时 16. 如图所示，空间中有单位为米的直角坐标系，x轴水平，y轴竖直，区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的另一匀强磁场（均未画出），长的光滑水平细管右端与y轴齐平，左端静止放置一个直径略小于细管直径，质量，电荷量的带正电小球a，现使细管从如图位置以的速度竖直向下做匀速直线运动，当细管右端到达时，小球a从细管右侧飞出进入区域后做匀速圆周运动并经过，若从原点O水平抛出一不带电的小球b，也能经过P点，且小球b经过P点的速度方向与小球a经过P点时的速度方向在一条直线上，，求： （1）区域的电场的电场强度大小E； （2）区域的匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）小球a在细管内运动的过程中，管壁对小球a弹力做的功。 【答案】（1）20V/m （2）1.33T （3） 【解析】 【小问1详解】 由于小球a在区域后做匀速圆周运动 因此 代入数据可得电场强度大小为 【小问2详解】 小球在管内水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 又 竖直方向做匀速运动，向下运动的距离为h，因此 代入数据可得区域的匀强磁场的磁感应强度B的大小为 【小问3详解】 小球离开管时的速度 下降的过程中，洛伦兹力不做功，只有重力和弹力做功 根据动能定理 解得 17. 如图，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与两根间距为L的光滑平行水平导轨平滑连接。水平导轨足够长，其右端接有电容为C的电容器，且全部处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，在导轨上放置长度略大于L的导体棒P、M、N。P棒和M棒的质量均为m，接入电路的电阻均为2R，N棒的质量为2m，接入电路的电阻为R。已知初始时电容器带电量为0，开关S断开，M棒和N棒间距为d，且均处于静止状态。现让P棒从圆弧导轨上高为h处由静止释放，P棒与M棒如果发生碰撞则会粘在一起。重力加速度大小为g，不计导轨电阻及空气阻力，且导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。 （1）求P棒刚进入磁场时速度的大小及此时流经M棒电流的大小； （2）若P棒与M棒恰好不发生碰撞，求该过程P棒中产生的焦耳热； （3）若初始时M棒离磁场左边界的距离，且运动过程中M棒始终未与N棒发生碰撞，求d的最小值；当P、M、N三棒达到稳定运动时，闭合开关S，求电容器最终的带电量。 【答案】（1）， （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 对P棒，由动能定理得 解得P棒刚进入磁场的速度大小为 当P棒进入磁场时产生感应电动势 P棒为电源，M、N两棒并联，则有 又 由欧姆定律得电路的总电流 各式联立得流经M棒的电流 【小问2详解】 P棒进入磁场，M、N两棒所受的安培力， 由牛顿第二定律得， 联立可得M、N两棒的加速度关系为 由此可知，M、N两棒加速度相同其运动总是相对静止的，由于P棒受到的安培力与M、N棒受到的安培力的合力为0，所以三棒组成的系统动量守恒。若P棒与M棒恰好不发生碰撞，则三棒速度相等，设此时的三棒速度均为，以向右为正方向 根据动量守恒定律有 根据能量守恒，该过程系统损失的机械能全部转化为电路电阻的焦耳热 故得 该过程P棒中产生的焦耳热 联立各式解得 【小问3详解】 P棒进入磁场到三棒速度相等的过程，对P棒 由动量定理得 又 联立解得P棒与M棒恰好不发生碰撞时，M棒离磁场左边界的距离 根据题意，若初始时M棒离磁场左边界的距离为 则P棒与M棒一定发生碰撞并粘在一起。 设导体棒P与导体棒M碰撞前瞬间的速度为v2，导体棒M、N的速度大小均为v3 碰撞前过程根据动量守恒定律有 同样对P棒，由动量定理得 又 联立解得， 设导体棒P与导体棒M碰撞粘在一起后瞬间的速度为v4 则根据动量守恒定律可得二者碰撞时满足 之后导体棒P、M整体与导体棒N通过安培力发生作用，设导体三棒最终共同速度为v5 则根据动量守恒定律可得 联立解得， 此过程对P、M整体，由动量定理得 又 联立解得满足题意的d的最小值 当P、M、N三棒达到稳定运动时 导体棒切割磁感线产生感应电动势为 闭合电键，根据动量定理 而 联立解得闭合开关S电容器最终的带电量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $