精品解析：陕西西安市临潼区华清中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

华清中学高二年级第一次月考物理试题 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 如图所示，一细束单色光从半圆形玻璃砖上P点沿半径方向射向圆心O，刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出，单色光在玻璃砖下表面的反射角为37°，取，玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A. B. C. D. 2. 下图是带电粒子在匀强磁场中运动的四种情况，其中运动的带电粒子所受洛伦兹力为零的是（　　） A. B. C. D. 3. 关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（　　） A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 B. 放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用 C. 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D. 磁场对运动电荷的作用力总是等于Bqv 4. 如图所示，三根平行长直导线A、B、C水平放置，其截面在等边三角形的三个顶点上。长直导线产生的磁场的磁感应强度大小，其中k为常量，I为通过导线的电流，r为某点到导线的距离。一段电流元P放置在三角形的中心，且与长直导线平行。当只有A中通入大小为I、方向垂直纸面向里的电流时，电流元P受到的安培力的大小为F，方向由A指向P；若再在B中通入大小为I、方向垂直纸面向里的电流，C中通入大小为I、方向垂直纸面向外的电流时，关于电流元P的说法正确的是（　　） A. 电流元P的电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为2F B. 电流元P的电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为2F C. 电流元P电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为3F D. 电流元P的电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为F 5. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于（ ） A. 光的干涉现象 B. 光的偏振现象 C. 光的衍射现象 D. 光的反射现象 6. 如图所示，磁场B垂直纸面向内。若将匀强磁场中的一段通电导线在纸平面内转过θ角，则它受到的磁场力的大小将 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 条件不足，无法确定 7. 一束光由空气射入某种介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是（真空中光速为c）（　　） A. c B. C. D 二、多选题（共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 8. 如图为一圆柱状的光导纤维，其纵截面MNPQ为矩形，MQ为材料的截面直径。与MNPQ在同一平面内的一束单色光，以入射角从空气经圆心O射入光导纤维内，恰好未从MN边界射出，则（ ） A. 临界角为60° B. 折射率为 C. 单色光射入后波长变长 D. 减小入射角α，传播的时间变短 9. 1932年，美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的两D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的质量为m、电荷量为+q粒子在加速器中被加速，其加速电压恒为U。带电粒子在加速过程中不考虑相对论效应和重力的作用。则（　　） A. 带电粒子在加速器中第1次和第2次做曲线运动的时间分别为t1和t2，则t1:t2=1:2 B. 带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比r1:r2=：2 C. 两D形盒狭缝间的交变电场的周期 D. 带电粒子离开回旋加速器时获得的动能为 10. 如图所示，在正方形区域ABCD内分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在A点有比荷相同的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿AB方向垂直射入磁场，经时间t1从D点射出磁场；乙粒子以速度v2沿与AB成30°的方向垂直射入磁场，经时间t2垂直于CD射出磁场。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则（　　） A. B. C. D. 第Ⅱ卷 三、实验题（共2小题，共15分） 11. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 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 （1）图1中甲、乙两图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 （2）将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 将白光光源放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为CE__________A。（在适当的位置填写元件代号BD） （3）已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离L＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，其读数为111.05mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示。则其读数为________mm；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________m（结果保留两位有效数字）。 12. 实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针4枚（、、、）、刻度尺、笔、白纸。 （1）实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面，和，在白纸上竖直插上两枚大头针、，如图甲所示，再插大头针P3、P4时，要使_________ A．要插在、的连线上 B．要挡住透过玻璃砖观察到的、 C．要插在、P3的连线上 D．要挡住和透过玻璃砖观察到的、 （2）作出光路如图乙所示，过C点作法线交玻璃砖于A点和C点，过O点延长入射光线交AC于B点。设OA长度为，OB的长度为，OC的长度为，AB的长度为，AC的长度为，为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的量至少有_________（选填、、、、），则计算玻璃砖折射率的表达式为n=_________。 四、解答题（共3小题，共39分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。） 13. 如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上的E点恰好发生一次全反射后，从AB边中点F处射出。已知真空中光速为c。求： （1）棱镜的折射率n； （2）单色光通过棱镜的时间t。 14. 如图所示，宽为的平行光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角，导轨的一端与电动势和内阻均恒定的直流电源相接，空间分布着磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。一质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上恰好保持静止，若金属杆电阻恒定，不计导轨电阻。（，） （1）求金属杆受到安培力大小； （2）求通过金属杆的电流I。 15. 如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好垂直于轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求： （1）轴上点坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 （3）粒子在匀强磁场运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华清中学高二年级第一次月考物理试题 第Ⅰ卷 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 如图所示，一细束单色光从半圆形玻璃砖上的P点沿半径方向射向圆心O，刚好在玻璃砖的底面发生全反射后从玻璃砖射出，单色光在玻璃砖下表面的反射角为37°，取，玻璃砖对该单色光的折射率为（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据折射率及全反射的临界条件可知 B正确。 故选B。 2. 下图是带电粒子在匀强磁场中运动的四种情况，其中运动的带电粒子所受洛伦兹力为零的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】假设粒子带正电，则有 A．根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向垂直于纸面向里，故A错误； B．根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向向右，故B错误； C．粒子运动方向与磁场方向平行，所受洛伦兹力为零，故C正确； D．根据左手定则，粒子所受洛伦兹力方向向右，故D错误。 故选C 3. 关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是（　　） A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用 B. 放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用 C 洛伦兹力对运动电荷一定不做功 D. 磁场对运动电荷的作用力总是等于Bqv 【答案】C 【解析】 【详解】AD．当带电粒子运动的方向与磁场平行时，不受洛伦兹力的作用，AD错误； B．当通电导线的方向与磁场的方向平行时，不受安培力，B错误； C．洛伦兹力始终与运动的方向垂直，所以洛伦兹力不做功，C正确。 故选C。 4. 如图所示，三根平行长直导线A、B、C水平放置，其截面在等边三角形的三个顶点上。长直导线产生的磁场的磁感应强度大小，其中k为常量，I为通过导线的电流，r为某点到导线的距离。一段电流元P放置在三角形的中心，且与长直导线平行。当只有A中通入大小为I、方向垂直纸面向里的电流时，电流元P受到的安培力的大小为F，方向由A指向P；若再在B中通入大小为I、方向垂直纸面向里的电流，C中通入大小为I、方向垂直纸面向外的电流时，关于电流元P的说法正确的是（　　） A. 电流元P的电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为2F B. 电流元P电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为2F C. 电流元P的电流方向垂直纸面向里，所受安培力的合力大小为3F D. 电流元P的电流方向垂直纸面向外，所受安培力的合力大小为F 【答案】B 【解析】 【详解】由于三根长直导线中电流大小相等，到电流元P的距离也相等，所以对电流元P的安培力大小相等，均为F，由于A对P的安培力沿AP向下，根据“同向电流相吸引，反向电流相排斥”的推论，可知电流元P中电流方向垂直纸面向外，同时可知B对P的安培力沿BP方向，C对P的安培力沿PC方向，由力的合成可知，三根长直导线对电流元P的安培力的合力大小为2F，方向沿PC方向，故ACD错误，B正确。 故选B。 5. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，如图所示，这属于（ ） A. 光的干涉现象 B. 光的偏振现象 C. 光的衍射现象 D. 光的反射现象 【答案】A 【解析】 【详解】阳光下肥皂泡呈现彩色花纹，这属于光的干涉现象。 故选A。 6. 如图所示，磁场B垂直纸面向内。若将匀强磁场中的一段通电导线在纸平面内转过θ角，则它受到的磁场力的大小将 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 条件不足，无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】开始时，直导线与磁场垂直，所受的安培力等于BIL，当通电导线在纸平面内转过θ角时，直导线仍与磁场垂直，则安培力仍为BIL； A．增大，与结论不相符，选项A错误； B．减小，与结论不相符，选项B错误； C．不变，与结论相符，选项C正确； D．条件不足，无法确定，与结论不相符，选项D错误； 故选C. 7. 一束光由空气射入某种介质，当入射光线和界面的夹角为30°时，折射光线恰好与反射光线垂直，则光在该介质中的传播速度是（真空中光速为c）（　　） A. c B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】当入射光线与界面间的夹角为30°时，入射角i=60°，折射光线与反射光线恰好垂直，则折射角 故折射率为 这束光在此介质中传播的速度为 故选D。 二、多选题（共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 8. 如图为一圆柱状的光导纤维，其纵截面MNPQ为矩形，MQ为材料的截面直径。与MNPQ在同一平面内的一束单色光，以入射角从空气经圆心O射入光导纤维内，恰好未从MN边界射出，则（ ） A. 临界角为60° B. 折射率为 C. 单色光射入后波长变长 D. 减小入射角α，传播的时间变短 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意可知 可得 选项A错误，B正确； C．单色光射入后波速变小，频率不变，根据 则波长变短，选项C错误； D．减小入射角α，折射角变小，则光线射到侧壁上的入射角β变大，根据 传播的时间变短，选项D正确。 故选BD。 9. 1932年，美国的物理学家劳伦斯设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的两D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的质量为m、电荷量为+q粒子在加速器中被加速，其加速电压恒为U。带电粒子在加速过程中不考虑相对论效应和重力的作用。则（　　） A. 带电粒子在加速器中第1次和第2次做曲线运动的时间分别为t1和t2，则t1:t2=1:2 B. 带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比r1:r2=：2 C. 两D形盒狭缝间的交变电场的周期 D. 带电粒子离开回旋加速器时获得的动能为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．带电粒子在磁场中运动的周期与电场变化的周期相等，根据 则 周期 与粒子的速度无关 交变电场的周期也为。故A错误，C正确； B．第一次加速后有 第二次加速后有 故带电粒子第一次和第二次经过加速后的速度比为，根据 知，带电粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比 故B正确． D．根据 知最大速度为 则带电粒子离开回旋加速器时获得动能为 故D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，在正方形区域ABCD内分布着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在A点有比荷相同的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿AB方向垂直射入磁场，经时间t1从D点射出磁场；乙粒子以速度v2沿与AB成30°的方向垂直射入磁场，经时间t2垂直于CD射出磁场。不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】画出两粒子的运动轨迹如图 两粒子比荷相同，则运动的周期相同，设为T；设正方形的边长为a，则从D点射出的粒子运动半径为 运动时间 速度为的粒子，由几何关系得其运动半径 运动时间 根据可知 故选BD。 第Ⅱ卷 三、实验题（共2小题，共15分） 11. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，请按照题目要求回答下列问题。 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 （1）图1中甲、乙两图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。 （2）将下表中的光学元件放在图1丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长。 将白光光源放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的排列顺序应为CE__________A。（在适当的位置填写元件代号BD） （3）已知该装置中双缝间距d＝0.50mm，双缝到光屏的距离L＝0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，其读数为111.05mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示。则其读数为________mm；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________m（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）甲 （2）DB （3） ①. 115.55 ②. 6.4×10－7m 【解析】 【小问1详解】 图1甲中的条纹间距和宽度相同，是干涉图样，图1乙是衍射图样； 【小问2详解】 光源发出的白光，各种频率都有，加上E后通过的只有红光了，变成单色光，加上D和B，就得到两列频率相同，步调一致的相干光，最后放置光屏，干涉条纹呈现在光屏上，所以顺序为CEDBA； 【小问3详解】 [1] B位置的示数为 [2] 图2甲中AB之间的距离为 （115.55－111.05）mm＝4.50mm 则相邻亮条纹的间距为 再根据公式 解得 12. 实验小组要测定玻璃砖的折射率，实验室器材有：玻璃砖、大头针4枚（、、、）、刻度尺、笔、白纸。 （1）实验时，先将玻璃砖放到白纸上，画出玻璃砖的上、下两个表面，和，在白纸上竖直插上两枚大头针、，如图甲所示，再插大头针P3、P4时，要使_________ A．要插在、的连线上 B．要挡住透过玻璃砖观察到的、 C．要插在、P3的连线上 D．要挡住和透过玻璃砖观察到的、 （2）作出光路如图乙所示，过C点作法线交玻璃砖于A点和C点，过O点延长入射光线交AC于B点。设OA的长度为，OB的长度为，OC的长度为，AB的长度为，AC的长度为，为方便地测量出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量的量至少有_________（选填、、、、），则计算玻璃砖折射率的表达式为n=_________。 【答案】 ①. BD ②. 、 ③. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1] bb′一侧观察P1、P2（经aa′折射、bb′折射）的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像，再插上P4，让其挡住P3及P2、P1的像，故BD正确，AC错误； (2)[2][3] 玻璃的折射率 则要测量l2，l3。 四、解答题（共3小题，共39分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。） 13. 如图所示，直角棱镜ABC置于空气中，∠A=30°，AB边长为2a。一束单色光从D点垂直于BC边射入棱镜，在AC边上E点恰好发生一次全反射后，从AB边中点F处射出。已知真空中光速为c。求： （1）棱镜的折射率n； （2）单色光通过棱镜的时间t。 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）由几何关系可知，全反射临界角C=60°，所以： （2）由几何关系可知： 通过棱镜的时间： 。 14. 如图所示，宽为的平行光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角，导轨的一端与电动势和内阻均恒定的直流电源相接，空间分布着磁感应强度、方向竖直向上的匀强磁场。一质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上恰好保持静止，若金属杆电阻恒定，不计导轨电阻。（，） （1）求金属杆受到的安培力大小； （2）求通过金属杆的电流I。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对导体棒受力分析，根据共点力平衡条件可得 解得 【小问2详解】 根据安培力的计算公式有 解得 15. 如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场。在该平面有一个质量为、电荷量为的粒子以垂直轴的初速度，从轴上的点进入匀强电场，恰好与轴成角从点射出电场，再经过一段时间恰好垂直于轴飞出，已知之间的距离为。（不计粒子重力）求： （1）轴上点坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 （3）粒子在匀强磁场运动的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，粒子在第Ⅱ象限内做类平抛运动，垂直电场方向上有 沿电场方向，做匀加速直线运动，设加速度为，则有 恰好与轴成角从点射出电场，则有 联立解得 则轴上点坐标为。 （2）根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可知，粒子进入磁场时的速度为 由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意，由几何关系可知，粒子在磁场中运动的弧长为 则粒子的运动时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $