精品解析:江苏省锡山高级中学2025-2026学年高二上学期期中物理试卷
2026-01-10
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内容正文:
江苏省锡山高级中学2025-2026学年度第一学期期中考试
高二物理(选修)试卷
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
一、选择题:(本大题共11小题,每小题4分,共计44分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的( )
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 全反射现象
【答案】C
【解析】
【详解】阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的薄膜干涉现象。
故选C。
2. 下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )
A. 甲为红光的衍射图样 B. 丙为红光的干涉图样
C. 乙为紫光的干涉图样 D. 丁为红光的衍射图样
【答案】C
【解析】
【详解】当单色光通过双缝时形成的干涉图样为等间距的,而通过单缝时的图样是中间宽、两边窄的衍射图样;根据,由于红光的波长大于紫光的波长,可知甲为红光的干涉图样,乙为紫光的干涉图样,丙为红光的衍射图样,丁为紫光的衍射图样。
故选C。
3. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是( )
A. M带正电,N带负电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N做正功
D. M的运行时间大于N的运行时间
【答案】B
【解析】
【详解】A. 根据左手定则,可知,M带负电,N带正电,A错误;
B. 粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,即:
解得:
同一磁场,又M和N两粒子的电荷量相同,故轨道半径大小r和速度v成正比,故B正确;
C. 洛伦兹力每时每刻与速度垂直,不做功,C错误;
D. 粒子在磁场中运动的周期T的计算如下:
同一磁场,M和N两粒子的电荷量相同,故两粒子在磁场中运动的周期相同,它们均运动了半个周期,故它们运动的时间相同,D错误;
故选B。
4. 磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈,线圈有n匝,a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )
A. 图示左侧通电导线受到安培力大小与匝数无关
B. a、b两点的磁感应强度相同
C. 图示右侧通电导线受到安培力向上
D. 通过线圈的磁通量和匝数成正比
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培力公式
可知左侧通电导线受到的安培力大小与匝数成正比,故A错误;
B.a、b两点处的磁场方向不同,所以a、b两点的磁感应强度不同,故B错误;
C.右侧导线电流方向垂直纸面向内,磁场方向向右,根据左手定则,可知受到的安培力方向向上,故C正确;
D.根据
其中表示垂直于磁场方向的投影面积,可知通过线圈的磁通量与匝数无关,故D错误。
故选C。
5. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,关于质点P的说法正确的是( )
A. 该时刻速度沿y轴负方向
B. 该时刻加速度沿y轴负方向
C. 此后周期内通过的路程为A
D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,简谐横波沿x轴正方向传播,由同侧法可知,质点P在该时刻速度沿y轴正方向,故A错误;
B.该时刻质点P的位移是正值,由可知,该时刻加速度沿y轴负方向,故B正确;
C.质点P不在平衡位置,也不在波峰和波谷,此后周期内通过的路程不是A,故C错误;
D.振动质点不会随波的传播方向迁移,只能在平衡位置附近振动,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,将长为L的导体棒放到磁感应强度为B的匀强磁场中,流过导体棒的电流强度为I。关于导体棒所受安培力说法正确的是( )
A. 甲图中导体棒所受安培力大小为
B. 乙图中导体棒所受安培力大小为
C. 甲图中导体棒所受安培力方向垂直纸面向外
D. 乙图中导体棒所受安培力方向平行金属导轨向右
【答案】C
【解析】
【详解】AC.甲图中导体棒所受安培力大小为
根据左手定则可知,导体棒所受安培力方向垂直纸面向外,故A错误,C正确;
BD.乙图中导体棒所受安培力大小为
据左手定则可知,导体棒所受安培力方向垂直于磁场方向斜向下偏右,故BD错误。
故选C。
7. 为了提高松树上松果的采摘率和工作效率,工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置,如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A. 针对不同树木,落果效果最好的振动频率不同
B. 随着振动器频率的增加,树干振动的幅度一定增大
C. 打击杆对不同粗细树干打击结束后,树干的振动频率相同
D. 振动器工作时,不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率无关
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据共振产生的条件,当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振,此时落果效果最好,而不同的树木的固有频率不同,针对不同树木,落果效果最好的振动频率可能不同,故A正确。
B.当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振,此时树干的振幅最大,则随着振动器频率的增加,树干振动的幅度不一定增大,故B错误。
C.打击杆对不同粗细树干打击的振动频率不同,打击结束后,树干的振动频率为其固有频率,不同粗细的树干的固有频率是不同的,故C错误。
D.树干在振动器的振动下做受迫振动,则稳定后,不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同,即不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率有关,故D错误。
故选A。
8. 用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q、质量为m的带电粒子,已知D形盒半径为R,所加磁场磁感应强度大小为B,a、b间所接电压为U,粒子从图中A点开始加速,忽略两D形盒间狭缝的宽度。下列说法正确的是( )
A. 图中回旋加速器加速的带电粒子一定带负电
B. 回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为
C. 回旋加速器加速后粒子的最大动能为
D. 回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B不变,则随加速电压U变高,粒子飞出D形盒的动能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由左手定则可判断出图中回旋加速器加速的带电粒子一定是带正电的粒子,故A错误;
B.为了保持始终加速,则交流电周期与粒子圆周运动周期相等,即,故B错误;
CD.在回旋加速器中,带电粒子每经过电场一次,获得动能
根据洛伦兹力提供向心力有
当粒子运动轨迹半径等于回旋加速器半径时,粒子速度最大,最大动能,与加速电压无关,与形盒的半径的二次方成正比,所以形盒的半径、磁感应强度不变,粒子飞出形盒的最大动能不变,C错误,D正确。
故选D。
9. 空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】解法一:
AC.在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,故在坐标原点O静止的带正电粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力,故带电粒子向x轴负方向偏转。AC错误;
BD.运动的过程中在电场力对带电粒子做功,粒子速度大小发生变化,粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直。由于匀强电场方向是沿y轴正方向,故x轴为匀强电场的等势面,从开始到带电粒子偏转再次运动到x轴时,电场力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时的速度为0,随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转,故B正确,D错误。
故选B。
解法二:
粒子在O点静止,对速度进行分解,分解为向x轴正方向的速度v,向x轴负方向的速度v’,两个速度大小相等,方向相反。使得其中一个洛伦兹力平衡电场力,即
则粒子的在电场、磁场中的运动,可视为,向x轴负方向以速度做匀速直线运动,同时在x轴上方做匀速圆周运动。
故选B。
10. 如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端是:挂一紫外激光笔(激光笔大小不计),转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的图像。已知轻杆在竖直面内长0.2m,电动机转速为12r/min。该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为( )
A. 0.4rad/s,2.0m B. 0.4rad/s,2.5m
C. 0.4πrad/s,2.5m D. 0.4πrad/s,2.0m
【答案】D
【解析】
【详解】紫外光在纸上的投影做的是简谐振动,电动机的转速为
所以角速度为
周期为
简谐振动的振幅即为轻杆的长度,通过的路程为
故选D。
11. 如图所示,一定厚度和宽度的半导体板放在匀强磁场中,当半导体板通过一定电流,且电流与磁场方向垂直时,在上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差UH将这种半导体板制成磁敏元件,可用来探测某空间的磁场。下列说法正确的是( )
A. 若半导体板内载流子为电子,则上侧面A的电势比下侧面的电势高
B. 探测空间磁场时,UH与被测磁场的磁感应强度呈线性关系
C. 探测空间磁场时,磁敏元件的摆放方向对UH的数值无影响
D. 在图示情况下,半导体板单位体积中载流子数目越大UH越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,电子受到洛伦兹力向上偏转,故上侧面A的电势比下侧面的电势低,A错误;
BD.设半导体板的厚度为d,高度为h,根据电流的微观表达式
当电势差稳定时洛伦兹力与电场力平衡,则有
联立解得
可知电势差与B成正比,与d成反比,半导体板单位体积中载流子数目越大UH越小,B正确,D错误;
C.探测空间磁场时,磁敏元件的摆放要求磁场方向与板的厚度平行,即磁敏元件的摆放方向对UH的数值有影响,C错误。
故选B。
二、非选择题:(共5题,共56分。)
12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、滤光片M、单缝N、双缝P、遮光筒、测量头。
(1)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图丙所示,______cm。
(2)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长为______mm。(保留3位有效数字)
(3)某同学观察到如图所示图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差。这种情况下,该对仪器如何调整,使分划板中心刻线与干涉条纹在同一方向上。______
【答案】(1)0.9762##0.9763##0.9764
(2)
(3)旋转测量头
【解析】
【小问1详解】
螺旋测微器的固定刻度读数为,螺旋测微器的可动刻度读数
螺旋测微器的读数为固定刻度读数+可动刻度读数,故螺旋测微器的读数为
【小问2详解】
根据条纹间距公式
由图乙可知
联立解得波长
保留3位有效数字,故待测光的波长为。
【小问3详解】
由图可知,条纹已经非常清晰,不再需要调整目镜;干涉图样也已经清晰,故不再需要拨动拨杆;中心刻度线与干涉条纹不平行,故应旋转测量头使分划板中心刻度线与某一条纹的中心对齐。
13. 某同学利用在半径为R的光滑圆弧球面上做简谐运动的匀质小球来测定当地的重力加速度,实验装置如图所示,在该实验条件下,小球在圆弧球面上的运动可视为单摆。
(1)该同学在圆弧球面下方安装了压力传感器,将小球从A点由静止释放后,压力传感器的示数变化如下图所示,则小球摆动的周期为T=______(用t表示)。
(2)小球的直径为d,根据已知的物理量,可得当地重力加速度g的表达式为g=______(用d、、R表示)。
(3)另一同学将光滑圆弧球面半径R当做小球等效单摆长度所测得g比真实重力加速度______(选填“偏大”“偏小”“正确”)
【答案】(1)
(2)
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
由图像可知小球摆动的周期为
【小问2详解】
小球单摆运动的周期
小球单摆运动的摆长应为圆弧圆心到小球球心的距离,即
联立解得
【小问3详解】
若将光滑圆弧球面半径当做小球等效单摆长度,即。
由上述分析可知,小球单摆运动的周期
联立解得,。故所测得比真实重力加速度偏大。
14. 如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出。出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知,求:
(1)玻璃的折射率;
(2)BN的长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
已知,由几何关系知入射角,折射角
根据折射定律得
代入数据得
【小问2详解】
光线BN恰好在N点发生全反射,则为临界角C,
由几何关系可知
由勾股定理
联立解得
15. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=1s时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示。求:
(1)波的传播方向;
(2)质点P在1-6s时间内运动的路程和6s时的位移大小;
(3)从t=1s时刻开始计时,写出x=3m处的质点的振动方程。
【答案】(1)轴正方向
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图(b)可知时,质点P向上运动,根据同侧法可知,波沿轴正方向传播。
【小问2详解】
由图(a)可知波的振幅为,由图(b)可知波的周期为
则
质点P在时间内运动的路程
质点P在时位于平衡位置,位移为。
【小问3详解】
由图(a)可知时处的质点位于波谷处,则从时刻开始计时, 处的质点的振动方程为
16. 如图所示,在xOy平面内的第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场,场强为E=2N/C。在x>0的区域存在磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场,方向垂直纸面向外。一质量为m=1kg、带电量为q=1C的正电荷从A点以沿x轴正方向的速度进入电场,恰能从O点进入磁场。已知A点到x轴的距离为到y轴距离的一半,不计电荷所受重力,求:
(1)电荷进入磁场的速度大小;
(2)电荷进入磁场后第一次穿过y轴的位置P到O点的距离;
(3)电荷从A运动到P所经历的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
不计电荷所受重力,电荷在第三象限只受电场力,正电荷所受电场力与电场方向相同沿轴正方向,正电荷从A点以沿轴正方向的速度进入电场,故正电荷在第三象限中做类平抛运动,设位移与水平方向夹角为,由A点到轴的距离为到轴距离的一半,即
设为点速度与水平方向夹角,由类平抛规律可知
解得,故电荷到点进入磁场时的速度。
【小问2详解】
不计电荷所受重力,故正电荷进入磁场后只受到洛伦兹力,并做圆周运动,可知
解得,电荷在磁场中的轨迹如下图所示。由几何关系可知
代入数据,解得
【小问3详解】
电荷在电场中作类平抛运动,在竖直方向有
由上述分析可知,正电荷在从A点运动到点时,速度与水平方向夹角,即竖直方向的分速度等于水平方向的分速度即
即,正电荷在竖直方向做初速度为0的匀加速运动,正电荷在电场中的运动时间
解得。电荷在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力即
由上述分析已知,联立解得正电荷运动周期,由正电荷在磁场中轨迹图像可知,正电荷在磁场转过的圆心角,可知正电荷在磁场中的运动时间
电荷从A运动到P所经历的时间为
17. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一,带正电粒子流(每个粒子的质量为、电荷量为q=1C)以初速度v=1m/s垂直进入磁场,不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在xOy平面内的粒子,求解以下问题。
(1)如图(a),宽度为的带正电粒子流沿x轴正方向射入圆心为、半径为的圆形匀强磁场中,若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点O,求该磁场磁感应强度的大小;
(2)如图(a),虚线框为边长等于的正方形,其几何中心位于。在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场,使汇聚到O点的带正电粒子流经过该区域后宽度变为,并沿x轴正方向射出。求该磁场磁感应强度的大小和方向,以及该磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程);
(3)如图(b),虚线框Ⅰ和Ⅱ均为边长等于的正方形,虚线框Ⅲ和Ⅳ均为边长等于的正方形。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场,使宽度为的带正电粒子流沿x轴正方向射入Ⅰ和Ⅱ后汇聚到坐标原点O,再经过Ⅲ和Ⅳ后宽度变为,并沿x轴正方向射出,从而实现带电粒子流的同轴控束。求Ⅰ和Ⅲ中磁场磁感应强度的大小,以及Ⅱ和Ⅳ中匀强磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程)。
【答案】(1)
(2),垂直于平面向里,
(3),,,
【解析】
【小问1详解】
粒子流沿轴正向垂直进入圆形磁场,在坐标原点汇聚,满足磁聚焦的条件,即粒子在磁场中运动的半径等于圆形磁场的半径为
粒子在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力,得
解得
【小问2详解】
粒子从点进入下方虚线区域,使汇聚到O点的带正电粒子流经过该区域后宽度变为,并沿x轴正方向射出,为磁控束的过程,即粒子在下方圆形磁场运动的轨迹半径等于磁场半径,粒子轨迹最大的边界如图所示,图中圆形磁场即为最小的匀强磁场区域
磁场半径为,根据
磁感应强度为,根据左手定则可知磁场的方向为垂直于平面向里
圆形磁场的面积为
【小问3详解】
粒子在磁场中的运动轨迹和磁场边界如图所示,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ每个区域中由两条四分之一圆弧围成的封闭区域即为面积最小的匀强磁场
根据,Ⅰ和Ⅲ中的磁感应强度为,
解得,
在Ⅱ中,磁场区域的一半面积为扇形与三角形面积之差,则
解得
同理, Ⅳ中磁场区域的面积为
解得
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江苏省锡山高级中学2025-2026学年度第一学期期中考试
高二物理(选修)试卷
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
一、选择题:(本大题共11小题,每小题4分,共计44分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,这种现象属于光的( )
A. 偏振现象 B. 衍射现象 C. 干涉现象 D. 全反射现象
2. 下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样,则( )
A. 甲为红光的衍射图样 B. 丙为红光的干涉图样
C. 乙为紫光的干涉图样 D. 丁为红光的衍射图样
3. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹分别如图中的两支虚线所示,下列表述正确的是( )
A. M带正电,N带负电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N做正功
D. M的运行时间大于N的运行时间
4. 磁电式电表原理示意图如图所示,两磁极装有极靴,极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,两者之间有可转动的线圈,线圈有n匝,a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是( )
A. 图示左侧通电导线受到安培力大小与匝数无关
B. a、b两点的磁感应强度相同
C. 图示右侧通电导线受到安培力向上
D. 通过线圈的磁通量和匝数成正比
5. 一列简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻的波形如图所示,关于质点P的说法正确的是( )
A. 该时刻速度沿y轴负方向
B. 该时刻加速度沿y轴负方向
C. 此后周期内通过的路程为A
D. 此后周期内沿x轴正方向迁移为
6. 如图所示,将长为L的导体棒放到磁感应强度为B的匀强磁场中,流过导体棒的电流强度为I。关于导体棒所受安培力说法正确的是( )
A. 甲图中导体棒所受安培力大小为
B. 乙图中导体棒所受安培力大小为
C. 甲图中导体棒所受安培力方向垂直纸面向外
D. 乙图中导体棒所受安培力方向平行金属导轨向右
7. 为了提高松树上松果的采摘率和工作效率,工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置,如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A. 针对不同树木,落果效果最好的振动频率不同
B. 随着振动器频率的增加,树干振动的幅度一定增大
C. 打击杆对不同粗细树干打击结束后,树干的振动频率相同
D. 振动器工作时,不同粗细树干的振动频率与振动器的振动频率无关
8. 用如图所示的回旋加速器加速电荷量为q、质量为m的带电粒子,已知D形盒半径为R,所加磁场磁感应强度大小为B,a、b间所接电压为U,粒子从图中A点开始加速,忽略两D形盒间狭缝的宽度。下列说法正确的是( )
A. 图中回旋加速器加速的带电粒子一定带负电
B. 回旋加速器a、b之间所接高频交流电的周期为
C. 回旋加速器加速后粒子的最大动能为
D. 回旋加速器D形盒的半径R、磁感应强度B不变,则随加速电压U变高,粒子飞出D形盒的动能不变
9. 空间存在着匀强磁场和匀强电场,磁场的方向垂直于纸面(平面)向里,电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下,从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中,可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端是:挂一紫外激光笔(激光笔大小不计),转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的图像。已知轻杆在竖直面内长0.2m,电动机转速为12r/min。该振动的圆频率和光点在12.5s内通过的路程分别为( )
A. 0.4rad/s,2.0m B. 0.4rad/s,2.5m
C. 0.4πrad/s,2.5m D. 0.4πrad/s,2.0m
11. 如图所示,一定厚度和宽度的半导体板放在匀强磁场中,当半导体板通过一定电流,且电流与磁场方向垂直时,在上侧面A和下侧面之间会产生一定的电势差UH将这种半导体板制成磁敏元件,可用来探测某空间的磁场。下列说法正确的是( )
A. 若半导体板内载流子为电子,则上侧面A的电势比下侧面的电势高
B. 探测空间磁场时,UH与被测磁场的磁感应强度呈线性关系
C. 探测空间磁场时,磁敏元件的摆放方向对UH的数值无影响
D. 在图示情况下,半导体板单位体积中载流子数目越大UH越大
二、非选择题:(共5题,共56分。)
12. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中,如图甲所示,光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、滤光片M、单缝N、双缝P、遮光筒、测量头。
(1)观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手,使分划板中心刻线对准a时,手轮的读数,继续转动手轮,使分划板中心刻线对准b时,手轮的读数如图丙所示,______cm。
(2)若已知双缝间距,双缝到屏的距离,则待测光的波长为______mm。(保留3位有效数字)
(3)某同学观察到如图所示图像,即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,若继续移动目镜观察,将会使测量结果出现偏差。这种情况下,该对仪器如何调整,使分划板中心刻线与干涉条纹在同一方向上。______
13. 某同学利用在半径为R的光滑圆弧球面上做简谐运动的匀质小球来测定当地的重力加速度,实验装置如图所示,在该实验条件下,小球在圆弧球面上的运动可视为单摆。
(1)该同学在圆弧球面下方安装了压力传感器,将小球从A点由静止释放后,压力传感器的示数变化如下图所示,则小球摆动的周期为T=______(用t表示)。
(2)小球的直径为d,根据已知的物理量,可得当地重力加速度g的表达式为g=______(用d、、R表示)。
(3)另一同学将光滑圆弧球面半径R当做小球等效单摆长度所测得g比真实重力加速度______(选填“偏大”“偏小”“正确”)
14. 如图所示,一玻璃球体的半径为R,O为球心,AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出。出射光线平行于AB,另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知,求:
(1)玻璃的折射率;
(2)BN的长度。
15. 一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=1s时刻的波形图;P是介质中位于x=2m处的质点,其振动图像如图(b)所示。求:
(1)波的传播方向;
(2)质点P在1-6s时间内运动的路程和6s时的位移大小;
(3)从t=1s时刻开始计时,写出x=3m处的质点的振动方程。
16. 如图所示,在xOy平面内的第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场,场强为E=2N/C。在x>0的区域存在磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场,方向垂直纸面向外。一质量为m=1kg、带电量为q=1C的正电荷从A点以沿x轴正方向的速度进入电场,恰能从O点进入磁场。已知A点到x轴的距离为到y轴距离的一半,不计电荷所受重力,求:
(1)电荷进入磁场的速度大小;
(2)电荷进入磁场后第一次穿过y轴的位置P到O点的距离;
(3)电荷从A运动到P所经历的时间。
17. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一,带正电粒子流(每个粒子的质量为、电荷量为q=1C)以初速度v=1m/s垂直进入磁场,不计重力及带电粒子之间的相互作用。对处在xOy平面内的粒子,求解以下问题。
(1)如图(a),宽度为的带正电粒子流沿x轴正方向射入圆心为、半径为的圆形匀强磁场中,若带电粒子流经过磁场后都汇聚到坐标原点O,求该磁场磁感应强度的大小;
(2)如图(a),虚线框为边长等于的正方形,其几何中心位于。在虚线框内设计一个区域面积最小的匀强磁场,使汇聚到O点的带正电粒子流经过该区域后宽度变为,并沿x轴正方向射出。求该磁场磁感应强度的大小和方向,以及该磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程);
(3)如图(b),虚线框Ⅰ和Ⅱ均为边长等于的正方形,虚线框Ⅲ和Ⅳ均为边长等于的正方形。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中分别设计一个区域面积最小的匀强磁场,使宽度为的带正电粒子流沿x轴正方向射入Ⅰ和Ⅱ后汇聚到坐标原点O,再经过Ⅲ和Ⅳ后宽度变为,并沿x轴正方向射出,从而实现带电粒子流的同轴控束。求Ⅰ和Ⅲ中磁场磁感应强度的大小,以及Ⅱ和Ⅳ中匀强磁场区域的面积(无需写出面积最小的证明过程)。
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