精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

石嘴山三中2024-2025学年第二学期高二年级第一次月考物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每题3分，共39分） 1. 下列关于运动电荷和磁场的说法，正确的是（　　） A. 运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零 B. 电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力 C. 只要速度大小相同，粒子所受洛伦兹力就相同 D. 电子束垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果 【答案】B 【解析】 【详解】A．运动电荷的速度方向若与磁场方向平行，则洛伦兹力为零，但磁感应强度不一定为零，故A错误； B．电荷与磁场无相对运动时，电荷相对于磁场静止，磁场对静止电荷无作用力，故B正确； C．洛伦兹力大小与速度方向有关，由洛伦兹力公式可知，速度大小相同但方向不同时，洛伦兹力的大小或方向可能不同，故C错误； D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，对电子不做功，偏转是因为速度方向改变而非做功，故D错误。 故选B。 2. 关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法正确的是（　　） A. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 B. 光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑是光的衍射现象 C. 白光经过狭窄的单缝得到彩色图样是光的干涉现象 D. 利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是纵波 【答案】B 【解析】 【详解】A．衍射是波的特有现象，激光的方向性好，激光仍然能发生衍射现象，故A错误； B．光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑，这是泊松亮斑，是光的衍射现象，故B正确； C．白光经过狭窄的单缝得到彩色图样是光的衍射现象，故C错误； D．利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是横波，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看）（ ） A. 沿顺时针方向 B. 先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C. 沿逆时针方向 D. 先沿逆时针方向后沿顺时针方向 【答案】C 【解析】 【分析】楞次定律的内容：感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流磁通量的变化．根据楞次定律判定感应电流的方向． 【详解】条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，穿过金属环向右的磁通量一直增大，根据楞次定律可判断，从左向右看，环中的感应电流沿逆时针为向，C正确；A、B、D错误； 故选C． 【点睛】解决本题的关键掌握用楞次定律判断感应电流方向的步骤，先判断原磁场的方向以及磁通量是增加还是减小，再根据楞次定律判断出感应电流的磁场方向，最后根据安培定则，判断出感应电流的方向． 4. 如图所示，一单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向入射，图中的虚线与玻璃砖的直径垂直，已知入射光线1、反射光线2及折射光线3与虚线的夹角分别为θ1、θ2、θ3．则（　　） A. 若光线沿2方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和3的方向 B. 若光线沿3方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和2的方向 C. 当θ1逐渐减小，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度 D. 当θ1逐渐减小，反射光线2的强度始终保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．若光线沿2方向入射，则反射光线沿1的方向，折射光线沿与3关于虚线对称的方向，选项A错误； B．若光线沿3方向入射，则反射光线沿2的反向延长线的方向，折射光线沿1的方向，选项B错误； C．因θ1<θ3，可知当θ1逐渐减小，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度，选项C正确； D．当θ1逐渐减小，反射光线2的强度会减小，折射光线3的强度会增加，选项D错误。 故选C。 5. 在下列四幅图中，关于安培力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，图中的安培力方向向下，故A错误； B．根据左手定则可知，图中的安培力方向向上，故B错误； C．根据左手定则可知，图中的安培力方向垂直电流方向向下，故C正确； D．图中电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用，故D错误。 故选C。 6. 如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（　　） A. a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样 B. a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样 C. 形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D. 在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大 【答案】B 【解析】 【详解】AB．双缝干涉图样的条纹是等间距的，而衍射条纹间距不相等，则知a、b是光的干涉图样，c、d是光的衍射图样，故A错误，B正确； C．根据可知，光的波长越长，双缝干涉条纹间距越大，则知形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，故C错误； D．波长越长，频率越小，折射率越小；形成a图样的光的波长比形成b图样光的波长长，则形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率小，故D错误。 故选B。 7. 质子（）和α（）粒子的电荷量之比是1：2，质量之比是1：4，以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为RH和RHe，周期分别为TH和THe，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由， 可得， 则有， 故选D。 8. 如图所示，在螺线管正上方用细线悬挂一根通电直导线，电流方向自左向右。当开关S闭合后，关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 导线垂直纸面向外摆动，细线张力变小 B. 从上向下看，导线顺时针转动，细线张力变大 C. 从上向下看，导线逆时针转动，细线张力变小 D. 导线与螺线管产生的磁场平行，始终处于静止状态 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】通电螺线管在a、b、c三处产生的磁场方向如图所示，根据左手定则，通电直导线a处受到的安培力方向垂直纸面向外，b处受到的安培力方向垂直纸面向里，所以，从上向下看，导线将沿顺时针方向转动；利用特殊位置分析法，当导线转过90°到c位置时，导线受到的安培力方向竖直向下，所以细线的张力变大。选项A、B、C均错误，B正确。 故选B。 9. 如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则（　　） A. λa<λb，na>nb B. λa>λb ，na<nb C. λa<λb ，na <nb D. λa>λb ，na >nb 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，b光的偏折程度较大，根据折射定律可知三棱镜对b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射率就越大，故b光的频率大于a光的频率，根据 可知b光的波长小于a光的波长。 故选B。 10. 竖直面内一正三角形的底边水平，三个顶点处分别固定有与三角形平面垂直的长直导线，并通以如图所示方向的恒定电流，导线中的电流大小均相等，则A处导线所受到的安培力方向是（　　） A. 平行向左 B. 平行向右 C. 垂直向上 D. 垂直向下 【答案】A 【解析】 【详解】方法一：用安培定则判断B电流在A处的磁感应强度方向垂直BA朝向左上方，C电流在A处的磁感应强度方向垂直AC朝向右上方，如图 且B、C电流在A处的磁感应强度大小相等，故矢量合成后A处的磁感应强度方向垂直BC向上；由左手定则可知，A电流所受的安培力方向平行BC向左。 故选A。 方法二：根据同向电流相互吸引，B电流对A的安培力方向由A指向B；根据反向电流相互排斥，C电流对A的安培力方向由C指向A；如图 A所受的合力方向平行BC向左。 故选A。 11. 如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（　　） A. 粒子a带负电，粒子b、c带正电 B. 粒子b在磁场中运动的时间最短 C. 粒子c在磁场中运动的周期最长 D. 射入磁场时粒子c的速率最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知a粒子带正电，b、c粒子带负电，故A错误； BC．由洛伦兹力提供向心力 可知周期 即各粒子的周期一样，又因粒子在磁场中的运动时间为 由图可知，粒子b的轨迹对应的圆心角最小，所以粒子b在磁场中运动的时间最短，故B正确，C错误； D．由洛伦兹力提供向心力 可知 由图可知，粒子c的圆周运动半径r最小，所以射入磁场时粒子c的速率最小，故D错误。 故选B。 12. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆，与水平面的夹角为，固定在竖直平面内，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为的带电小环沿杆下滑到图中的处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为。已知小环的电荷量为，重力加速度大小为，，下列说法正确的是（　　） A. 小环带正电 B. 小环滑到处时的速度大小 C. 当小环的速度大小为时，小环对杆没有压力 D. 当小环与杆之间没有正压力时，小环到的距离 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，假如没有磁场，由平衡条件及牛顿第三定律可知，小环对杆的压力大小为 然而此时小环对杆的压力大小为0.4mg，说明小环受到垂直杆向上的洛伦兹力作用，根据左手定则可知，小环带负电，故A错误； B．设小环滑到P处时的速度大小为vP，在P处，小环的受力如图所示 根据平衡条件得 由牛顿第三定律得，杆对小环的支持力大小0.4mg，联立解得 故B错误； CD．在小环由P处下滑到处的过程中，对杆没有压力，此时小环的速度大小为v'，则在P'处，小环的受力如图所示 由平衡条件得 变形解得 在小环由P处滑到P'处的过程中，由动能定理得 代入解得 故C错误，D正确； 故选D。 13. 如图所示，质量为、长为、电阻为的导体棒初始时静止于电阻不计的光滑的水平轨道上，电源电动势为，内阻也不计．匀强磁场的磁感应强度为，其方向与轨道平面成角斜向上方．开关闭合后导体棒开始运动，则（ ） A. 导体棒向左运动 B. 开关闭合瞬间，导体棒所受的安培力为 C. 开关闭合瞬间，导体棒所受的安培力为 D. 开关闭合瞬间，导体棒的加速度为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．开关闭合瞬间，由左手定则可知，磁感线穿过掌心，则大拇指指向为垂直磁感线向右下方，从而导致导体棒向右运动，故A错误； BC．根据安培力 可得 故B正确；C错误； D．安培力的方向与导轨成的夹角，再根据受力分析和牛顿第二定律可知，加速度 所以D错误； 故选B。 二、多选题（本大题共5小题，每题3分，少选得1.5分，多选或选错得0分，共15分） 14. 对于以下光学现象的说法中正确的是（　　） A. 图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B. 图乙中的 P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，只有当 P、Q的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当P、Q的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变窄的同心圆环 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件，故A正确； B．当P固定不动，缓慢转动Q时，当P、Q的透振方向完全相同时光屏上最明亮，然后会逐渐变暗，当P、Q的透振方向垂直时最暗，故B错误； C．如果被检测的平面某处凹下，则对应明条纹（或暗条纹）提前出现，如果某处凸起，则对应的条纹延后出现，因此若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凹下，故C错误； D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，牛顿环中的空气厚度不是均匀变化，空气膜厚度增加的越来越快，则亮条纹会提前出现，所以得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变窄的同心圆环，故D正确。 故选AD。 15. 随着对磁场研究的深入和技术的掌握，磁场在现代科技中获得广泛的应用。如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是磁电式电流表，下列说法正确的是（　　） A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能 B. 乙图可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，且带电粒子能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场 【答案】AB 【解析】 【详解】A．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，有洛伦兹力提供向心力得 解得 粒子的最大动能为 则可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能，故A正确； B．当磁流体发电机稳定工作时，带电粒子在A、B两板间受到的洛伦兹力和电场力刚好平衡，有 得 则可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势，故B正确； C．粒子恰好匀速直线运动的时候，洛伦兹力和电场力刚好平衡，有 如果改变电性，则洛伦兹力和电场力都改变了方向，却仍然是平衡状态，故无法判断粒子的电性；当带电粒子从右侧进入选择器时，此时电场力和洛伦兹力同向，故此时粒子不能从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器，故C错误； D．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场是辐射状的磁场，不是匀强磁场，故D错误。 故选AB。 16. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。、为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（　　） A. 两个小球到达轨道最低点的速度 B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力 C. 小球第一次到达点的时间小于小球第一次到达点的时间 D. 在电场和磁场中小球均能到达轨道的另一端最高处 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据动能定理，对匀强磁场中的小球有 根据动能定理，对匀强电场中的小球有 故两个小球到达轨道最低点的速度 故A正确； B．对匀强磁场中的小球，第一次经过轨道最低点时有 可得 对匀强电场中的小球，第一次经过轨道最低点时有 可得 故 故B错误； C．小球在磁场中运动，第一次到达M点的过程中，只有重力做正功，小球在电场中运动，第一次到达N点的过程中，重力做正功，电场力做负功，故小球在光滑轨道同一位置，在磁场中的速度大于在电场中的速度，则小球在磁场中运动平均速度大，小球第一次到达点的时间小于小球第一次到达点的时间，故C正确； D．在磁场中的小球，洛伦兹力不做功，机械能守恒，故能上升到同高度，而电场中的小球上升到最高点时重力势能有一部分转化为电势能，末状态的重力势能小于初状态的重力势能，不能上升到原高度，故D错误。 故选AC。 17. 如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖置于桌面上，其直径边竖直，O为其圆心，OA为其水平轴，PQ为直线边上的两点，，两束相同的光线由P、Q两点垂直直线边射入，已知由P点入射的光线在圆弧而上恰好发生全反射，光在真空中的光速为c，下列判断正确的是（ ） A. 该玻璃砖的折射率为 B. 由P点射入的光线进入玻璃砖后波长变为原来的 C. 由Q点射入的光线在玻璃砖内运动的时间为 D. 由Q点射入的光线其折射光线与OA的夹角的正弦值为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由P点入射的光线在圆弧面上恰好发生全反射，如图 由几何关系知 又，故 故A错误； B．由P点射入的光线进入玻璃砖后频率不变，由 ，， 可知 故B正确； D．Q点射入的光线在圆弧面上发生折射时的入射角和折射角分别为和，由折射定律知 设折射光线与水平轴OA的夹角为，由几何关系得 ，， 联立解得 故D正确； C．由几何关系可知由Q点射入的光线在玻璃砖内运动的距离为 时间为 故C错误。 故选BD。 18. 如图所示，平行导轨与水平面成角，垂直导轨放置一根可自由移动的金属杆。匀强磁场的方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小。已知接在导轨中的电源电动势，内阻。ab杆长，质量，杆与滑轨间的动摩擦因数，杆受到的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，导轨与ab杆的电阻忽略不计。现调节滑动变阻器接入电路的阻值，要使杆始终在导轨上保持静止，取，，，以下说法正确的是（　　） A. ab棒受到的安培力沿斜面向上 B. ab棒受到的安培力最大时，静摩擦达到最大值且方向沿斜面向上 C. ab棒受到的最小安培力是0.4N D. 滑动变阻器为时，ab棒可以保持静止 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，ab棒受到的安培力沿斜面向上，A正确； BC．ab棒受到的最大静摩擦力为 当安培力最大时，根据平衡条件可知最大静摩擦力沿斜面向下，安培力为 当安培力最小时，最大静摩擦力沿斜面向上 故B错误，C正确； D．根据闭合电路欧姆定律 安培力 将最大最小安培力代入解得滑动变阻器有效电阻的取值范围为，故D错误。 故选AC。 三、实验题（本大题共10个空，每空1分，共10分。） 19. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中，画出的光路如图甲所示. （1）下列关于大头针、的位置，说法正确的是__________（填字母）. A. 插上大头针，使挡住、的像 B. 插上大头针，使仅挡住的像 C. 插上大头针、使挡住、的像和 D. 插上大头针、使仅挡住 （2）该实验小组的同学在甲图的基础上，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）. （3）若该组同学在正确画出两界面后，不小心将玻璃砖平移了一些，如图丙所示（虚线表示平移后玻璃砖边界），其他操作无误，则他测得的折射率将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）. （4）下列措施能够减小实验误差的是__________（填字母）. A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖 B. 选用较粗的大头针完成实验 C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些 【答案】（1）AC （2） （3）不变 （4）AC 【解析】 【小问1详解】 确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像，则必定在出射光线方向上，确定大头针的位置的方法是使大头针能挡住、的像和，则必定在出射光线方向上。 故选AC。 【小问2详解】 根据折射率公式可知，玻璃的折射率为 【小问3详解】 如图所示，实线表示玻璃砖平移后实际的光路，虚线表示实验中得到的光路，可知实验中得到的入射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等，由折射定律可知，测出的折射率不变。 【小问4详解】 A．为了减小作图误差，应选用两光学表面间距较大的玻璃砖，A正确； B．选用较粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，B错误； C．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些时，引起的角度误差会小些，C正确。 故选AC。 20. 利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a ______，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。 （2）如图所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列（　　）哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行。 A. 仅拨动拨杆 B. 仅旋转单缝 C. 仅前后移动凸透镜 D. 仅旋转毛玻璃处的测量头 （3）实验中已知双缝间的距离d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=1.6m ，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为________mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为_____mm，则这种单色光的波长为_______m（最后一空结果保留两位有效数字）。 （4）上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮条纹中心间距_______（选填“增大” “减小”或“不变”）。 【答案】（1）滤光片 （2）D （3） ①. 2.331##2.332##2.333 ②. 15.324##15.325##15.326 ③. （4）减小 【解析】 【小问1详解】 观察单色光的双缝干涉图样实验中，通过滤光片获得单色光，通过单缝获得线光源，通过双缝获得相干光，故光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a滤光片，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。 【小问2详解】 若要使得分划板中心刻线与干涉条纹平行，则仅旋转毛玻璃处的测量头即可。 故选D。 【小问3详解】 [1]由题图甲可知示数为（2.331、2.333均可）。 [2]由题图乙可知示数为（15.324、15.326均可）。 [3]条纹宽度为 根据。 解得单色光的波长 【小问4详解】 若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则减小，由可知，相邻亮条纹中心间距减小。 四、计算题（本大题共5小题，共36分） 21. 如图所示，一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，。一束单色光从AB边的M点垂直射入玻璃砖，在AC边恰好发生全反射，最后从BC边上的E点（图中未标出）射出。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）光线在玻璃砖中的传播速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示 解得 n=1. 25 （2）光在介质中的传播速度 22. 如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为．一束电子沿圆形区域的直径方向以速度射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成角，设电子质量为，电荷量为，不计电子之间相互作用力及所受的重力，求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径与原形磁场的区域的半径 （2）电子在磁场中运动的时间。 【答案】（1）， ； （2） 【解析】 【详解】（1）电子在磁场中受到的洛伦兹力提供电子做匀速圆周运动的向心力即： 由此可得电子做圆周运动的半径为： 电子的运动轨迹如图 根据几何关系，可以知道电子在磁场中做圆周运动对圆心转过的角度为，则有： （2）电子在磁场中运动的时间为： 23. 如图所示，一质量为m、带电荷量为+q的液滴，以速度v沿与水平方向成45°角、斜向右上的方向进入正交的、足够大的匀强电场和匀强磁场的叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，液滴做匀速直线运动。重力加速度为g，则： （1）电场强度E的大小是多少? （2）磁感应强度B的大小为多少? （3）当液滴运动到某一点M时，电场方向突然变为竖直向上，电场强度的大小不变，不考虑电场变化对磁场的影响，液滴加速度a的大小为多少? 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 液滴做匀速直线运动，则受到竖直向下的重力、水平向右的电场力和垂直速度斜向左上的洛伦兹力，三个力平衡，由平衡条件 解得 【小问2详解】 由平衡条件 解得 【小问3详解】 液滴受到的重力与电场力大小相等，所以电场方向突然变为竖直向上后，重力与电场力的合力为零，液滴的合力为洛伦兹力，由牛顿第二定律 解得 24. 某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U1；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场相互垂直，磁感应强度为B1，两板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。 （1）求粒子离开加速器时的速度大小v。 （2）求速度选择器两板间的电压U2。 （3）求粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子加速过程根据动能定理，则有 解得 【小问2详解】 粒子经过速度选择器过程受力平衡，则有 解得 【小问3详解】 粒子在分离器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，则有 解得 25. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内，有沿x轴正方向的匀强电场；在第一象限半径为R的圆形区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ。磁场Ⅰ的圆边界与x轴、y轴相切，与y轴相切于Q点，在区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ。在x轴上坐标为的P点，沿y轴正方向射出质量为m、电荷量为q、速度为的带正电粒子，粒子经电场偏转后从Q点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，垂直x轴进入磁场Ⅱ，再经磁场Ⅱ、匀强电场偏转后恰好再次从Q点进入磁场Ⅰ，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子第一次在磁场Ⅰ中运动的时间； （3）磁场Ⅱ的磁感应强度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子第一次在电场中做类平抛运动，则， 根据牛顿第二定律，解得 【小问2详解】 设粒子第一次进磁场Ⅰ时的速度大小为v，根据动能定理，解得 设粒子进磁场Ⅰ时速度与y轴正向的夹角为，则，解得 粒子第一次在磁场Ⅰ中运动的轨迹如图所示，设出射点为A，做圆周运动的圆心为，根据几何关系可知，四边形为菱形，因此粒子第一次在磁场Ⅰ做圆周运动的半径 轨迹所对的圆心角 运动轨迹的弧长 则粒子第一次在磁场Ⅰ中运动的时间 【小问3详解】 A点离y轴的距离 粒子第一次经磁场Ⅱ偏转后，垂直x轴第二次进入电场，做类平抛运动刚好到达Q点，设沿x轴方向位移为，则，，解得 因此粒子第一次在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径 根据牛顿第二定律，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山三中2024-2025学年第二学期高二年级第一次月考物理试题 一、单选题（本大题共13小题，每题3分，共39分） 1. 下列关于运动电荷和磁场的说法，正确的是（　　） A. 运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零 B. 电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力 C. 只要速度大小相同，粒子所受洛伦兹力就相同 D. 电子束垂直进入磁场发生偏转，这是洛伦兹力对电子做功的结果 2. 关于光的干涉、衍射、偏振等现象，下列说法正确的是（　　） A. 因为激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象 B. 光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑是光的衍射现象 C. 白光经过狭窄的单缝得到彩色图样是光的干涉现象 D. 利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是纵波 3. 如图所示，一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中，环中的感应电流（自左向右看）（ ） A. 沿顺时针方向 B. 先沿顺时针方向后沿逆时针方向 C. 沿逆时针方向 D. 先沿逆时针方向后沿顺时针方向 4. 如图所示，一单色光沿半圆形玻璃砖的半径方向入射，图中的虚线与玻璃砖的直径垂直，已知入射光线1、反射光线2及折射光线3与虚线的夹角分别为θ1、θ2、θ3．则（　　） A. 若光线沿2方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和3的方向 B. 若光线沿3方向入射，则反射光线和折射光线分别沿1和2的方向 C. 当θ1逐渐减小，θ3的减小幅度大于θ1的减小幅度 D. 当θ1逐渐减小，反射光线2的强度始终保持不变 5. 在下列四幅图中，关于安培力的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图，a、b、c、d四个图样是两种单色光用同样的仪器形成的双缝干涉或单缝衍射图样，分析各图样的特点（黑色为亮条纹，a图样的亮纹间距比b图样大，c图样中央亮纹比d图样宽）可以得出的正确结论是（　　） A. a、b是光的衍射图样，c、d为光的干涉图样 B. a、b是光的干涉图样，c、d为光的衍射图样 C. 形成a图样的光的波长比形成b图样的光的波长短 D. 在同种介质中，形成a图样的光的折射率比形成b图样的光的折射率大 7. 质子（）和α（）粒子的电荷量之比是1：2，质量之比是1：4，以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为RH和RHe，周期分别为TH和THe，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 8. 如图所示，在螺线管正上方用细线悬挂一根通电直导线，电流方向自左向右。当开关S闭合后，关于导线的受力和运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 导线垂直纸面向外摆动，细线张力变小 B. 从上向下看，导线顺时针转动，细线张力变大 C. 从上向下看，导线逆时针转动，细线张力变小 D. 导线与螺线管产生的磁场平行，始终处于静止状态 9. 如图所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb。则（　　） A. λa<λb，na>nb B. λa>λb ，na<nb C. λa<λb ，na <nb D. λa>λb ，na >nb 10. 竖直面内一正三角形的底边水平，三个顶点处分别固定有与三角形平面垂直的长直导线，并通以如图所示方向的恒定电流，导线中的电流大小均相等，则A处导线所受到的安培力方向是（　　） A. 平行向左 B. 平行向右 C. 垂直向上 D. 垂直向下 11. 如图所示，在MNQP中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子a、b、c以不同的速率从O点沿垂直于PQ的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知O是PQ的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（　　） A. 粒子a带负电，粒子b、c带正电 B. 粒子b在磁场中运动的时间最短 C. 粒子c在磁场中运动的周期最长 D. 射入磁场时粒子c的速率最大 12. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆，与水平面的夹角为，固定在竖直平面内，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为的带电小环沿杆下滑到图中的处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为。已知小环的电荷量为，重力加速度大小为，，下列说法正确的是（　　） A. 小环带正电 B. 小环滑到处时的速度大小 C. 当小环的速度大小为时，小环对杆没有压力 D. 当小环与杆之间没有正压力时，小环到的距离 13. 如图所示，质量为、长为、电阻为的导体棒初始时静止于电阻不计的光滑的水平轨道上，电源电动势为，内阻也不计．匀强磁场的磁感应强度为，其方向与轨道平面成角斜向上方．开关闭合后导体棒开始运动，则（ ） A. 导体棒向左运动 B. 开关闭合瞬间，导体棒所受的安培力为 C. 开关闭合瞬间，导体棒所受的安培力为 D. 开关闭合瞬间，导体棒的加速度为 二、多选题（本大题共5小题，每题3分，少选得1.5分，多选或选错得0分，共15分） 14. 对于以下光学现象的说法中正确的是（　　） A. 图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件 B. 图乙中的 P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，只有当 P、Q的透振方向完全相同时光屏上才是明亮的，当P、Q的透振方向不完全相同时光屏上都是黑暗的 C. 若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了凸起 D. 用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，得到的条纹是随离圆心的距离增加而逐渐变窄的同心圆环 15. 随着对磁场研究的深入和技术的掌握，磁场在现代科技中获得广泛的应用。如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是磁电式电流表，下列说法正确的是（　　） A. 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能 B. 乙图可通过增加A、B两板间的距离来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，且带电粒子能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场 16. 如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中。两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放。、为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（　　） A. 两个小球到达轨道最低点的速度 B. 两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力 C. 小球第一次到达点的时间小于小球第一次到达点的时间 D. 在电场和磁场中小球均能到达轨道的另一端最高处 17. 如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖置于桌面上，其直径边竖直，O为其圆心，OA为其水平轴，PQ为直线边上的两点，，两束相同的光线由P、Q两点垂直直线边射入，已知由P点入射的光线在圆弧而上恰好发生全反射，光在真空中的光速为c，下列判断正确的是（ ） A. 该玻璃砖的折射率为 B. 由P点射入的光线进入玻璃砖后波长变为原来的 C. 由Q点射入的光线在玻璃砖内运动的时间为 D. 由Q点射入的光线其折射光线与OA的夹角的正弦值为 18. 如图所示，平行导轨与水平面成角，垂直导轨放置一根可自由移动的金属杆。匀强磁场的方向垂直导轨平面向下，磁感应强度大小。已知接在导轨中的电源电动势，内阻。ab杆长，质量，杆与滑轨间的动摩擦因数，杆受到的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，导轨与ab杆的电阻忽略不计。现调节滑动变阻器接入电路的阻值，要使杆始终在导轨上保持静止，取，，，以下说法正确的是（　　） A. ab棒受到的安培力沿斜面向上 B. ab棒受到的安培力最大时，静摩擦达到最大值且方向沿斜面向上 C. ab棒受到的最小安培力是0.4N D. 滑动变阻器为时，ab棒可以保持静止 三、实验题（本大题共10个空，每空1分，共10分。） 19. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中，画出的光路如图甲所示. （1）下列关于大头针、的位置，说法正确的是__________（填字母）. A. 插上大头针，使挡住、的像 B. 插上大头针，使仅挡住的像 C. 插上大头针、使挡住、的像和 D. 插上大头针、使仅挡住 （2）该实验小组的同学在甲图的基础上，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图乙所示，则玻璃的折射率__________（用图中线段的字母表示）. （3）若该组同学在正确画出两界面后，不小心将玻璃砖平移了一些，如图丙所示（虚线表示平移后玻璃砖边界），其他操作无误，则他测得的折射率将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）. （4）下列措施能够减小实验误差的是__________（填字母）. A. 选用两光学表面间距较大的玻璃砖 B. 选用较粗的大头针完成实验 C. 插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离适当大些 20. 利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。 （1）实验前打开光源，调节光源的高度和角度，使它发出的光束沿着遮光筒的轴线把屏照亮；然后光具座上先放置b单缝和c双缝，再放置a ______，就可以观察到单色光的双缝干涉图样。 （2）如图所示，实验中发现目镜中干涉条纹与分划板中心刻线始终有一定的角度，下列（　　）哪个操作可以使得分划板中心刻线与干涉条纹平行。 A. 仅拨动拨杆 B. 仅旋转单缝 C. 仅前后移动凸透镜 D. 仅旋转毛玻璃处的测量头 （3）实验中已知双缝间的距离d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=1.6m ，某种单色光照射双缝时，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示为________mm；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，此时手轮上的示数如图乙所示为_____mm，则这种单色光的波长为_______m（最后一空结果保留两位有效数字）。 （4）上述实验中，若仅将红色滤光片更换为蓝色滤光片，则相邻亮条纹中心间距_______（选填“增大” “减小”或“不变”）。 四、计算题（本大题共5小题，共36分） 21. 如图所示，一块横截面为直角三角形ABC的玻璃砖，。一束单色光从AB边的M点垂直射入玻璃砖，在AC边恰好发生全反射，最后从BC边上的E点（图中未标出）射出。求： （1）玻璃砖对该单色光的折射率； （2）光线在玻璃砖中的传播速度。 22. 如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为．一束电子沿圆形区域的直径方向以速度射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成角，设电子质量为，电荷量为，不计电子之间相互作用力及所受的重力，求： （1）电子在磁场中运动轨迹的半径与原形磁场的区域的半径 （2）电子在磁场中运动的时间。 23. 如图所示，一质量为m、带电荷量为+q的液滴，以速度v沿与水平方向成45°角、斜向右上的方向进入正交的、足够大的匀强电场和匀强磁场的叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，液滴做匀速直线运动。重力加速度为g，则： （1）电场强度E的大小是多少? （2）磁感应强度B的大小为多少? （3）当液滴运动到某一点M时，电场方向突然变为竖直向上，电场强度的大小不变，不考虑电场变化对磁场的影响，液滴加速度a的大小为多少? 24. 某一质谱仪原理如图所示，区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U1；区域Ⅱ为速度选择器，磁场与电场相互垂直，磁感应强度为B1，两板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。 （1）求粒子离开加速器时的速度大小v。 （2）求速度选择器两板间的电压U2。 （3）求粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径R。 25. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内，有沿x轴正方向的匀强电场；在第一象限半径为R的圆形区域内有垂直坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ。磁场Ⅰ的圆边界与x轴、y轴相切，与y轴相切于Q点，在区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ。在x轴上坐标为的P点，沿y轴正方向射出质量为m、电荷量为q、速度为的带正电粒子，粒子经电场偏转后从Q点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，垂直x轴进入磁场Ⅱ，再经磁场Ⅱ、匀强电场偏转后恰好再次从Q点进入磁场Ⅰ，不计粒子的重力，求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）粒子第一次在磁场Ⅰ中运动的时间； （3）磁场Ⅱ的磁感应强度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $