精品解析:福建省永春第一中学2025-2026学年高二下学期6月阶段检测物理试题
2026-06-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | 永春县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.78 MB |
| 发布时间 | 2026-06-10 |
| 更新时间 | 2026-06-10 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58290777.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
永春一中2026年6月高二物理阶段性限时训练
时间75分钟
一、单项选择题(共4小题,每题4分,共16分。在每小题选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 关于教科书中出现的以下四张图片,下列说法正确的是( )
A. 图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的衍射产生的
B. 图乙所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
C. 由图丙可知,当分子间的距离为时,分子间既没有引力也没有斥力
D. 由图丁可知,微粒越大,布朗运动越明显
2. 如图所示,为等腰直角三棱镜,,,一束平行的光束照射在边上,调整入射点的位置,使折射光线刚好照射到点,这时入射点在点,测得,则玻璃砖对光的折射率等于( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,无风的天气里,无人机连同货物的总质量为,当无人机旋转的风扇在时间内竖直向下送出的空气质量为时,它刚好能够悬停在空中。已知重力加速度为,则无人机旋转的风扇竖直向下送出空气的速度为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,空间中存在沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,点处有一粒子源,不断地沿与轴正方向成角的各个方向发射质量为、电荷量为、速度大小为的粒子。一垂直于轴的足够大荧光屏从点缓慢沿轴正方向移动,荧光屏受到粒子撞击后会产生荧光。不计粒子重力和粒子间的相互作用,则当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,屏到点的距离为( )
A. B. C. D.
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
5. 下列现象中可以借助偏振片使情况得到改善的是( )
A. 夏日早晨,迎面而来的太阳光因亮度极高,在眼中产生了不舒适眩光
B. 在博物馆中参观,拍摄玻璃橱窗内的物品时,会有自己和旁边很多人的像出现在照片里
C. 光学显微镜观察非常细小的物体时会模糊不清
D. 渔夫按照自己看到的位置叉鱼,总是叉不到
6. 图甲是某小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω,外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为5A
B. 在0.02s时通过线圈的磁通量最大
C. 电阻R消耗的功率为2375W
D. 线圈由图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为
7. 一透明材料的截面如图所示,其中AOC为四分之一圆,AOB为等腰直角三角形,AB长为l。一束宽度为l的平行光从AB边垂直射入,若此材料对该光的折射率,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. 光线在透明材料中发生全反射时的临界角
B. 射向O点的光线在透明材料中传播的时间为
C. 从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致
D. 若改用形状相同折射率更小的材料,则从圆弧面AC出射的光束范围会增大
8. 如图,真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定,间距为,M板接地,其形成的电容器电容为。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板点处正上方点有一粒子源,可沿纸面内任意方向发射质量均为、电荷量均为、速度大小均为的同种带电粒子。当发射方向与的夹角时,粒子恰好垂直穿过板点处的小孔。已知,初始时两板均不带电,粒子碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均匀分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边缘效应及极板之外区域的电场。下列正确的是( )
A. 磁场的磁感应强度
B. N板上吸收粒子数目的最大值为
C. 在系统达到稳定后,将N板瞬间下移,系统再次稳定后,N板最终吸收的粒子数为,能打到M板下表面的粒子的落点位置离点距离为
D. 在系统达到稳定后,将N板瞬间上移,系统再次稳定后,N板最终吸收的粒子数为,能打到板下表面的粒子的落点位置离点距离为
三、填空题(第9题4分,第10题3分,第11题2分,共9分)
9. 夜间环境温度为时,某汽车轮胎的胎压为个标准大气压,胎内气体视为理想气体,温度与环境温度相同,体积和质量都保持不变。次日中午,环境温度升至,此时胎压为_____个标准大气压,胎内气体的内能_____(填“大于”“等于”或“小于”)时的内能。(计算时取)
10. (1)全息照相是利用激光__________的特点,做手术切除肿瘤是利用激光__________的特点,精确地测量距离是利用了激光__________的特点。(A.单色性好;B.方向性好;C.相干性好;D.高亮度)
11. 如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象,当狭缝宽度从逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是__________。
四、实验题(每空2分,共14分)
12. 某同学做“用插针法测量玻璃砖折射率”实验,、是玻璃砖的边界,、、、是正确操作下插的大头针的位置,为入射点,如图甲所示。
(1)关于此实验,下列说法正确的是_____。
A. 当、的距离较大时,通过玻璃砖会看不到、的像
B. 为减小测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
D. 当、的连线与法线的夹角较大时,光线有可能在面发生全反射
(2)按照正确的实验步骤操作后,测得多组入射角和折射角的正弦值,作出了如图乙所示的图像,则该玻璃砖的折射率_____(保留两位有效数字)。
(3)实验时不小心将玻璃砖向上平移了一些,如图丙所示,则折射率的测量值_____(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
13. 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从左到右依次为光源、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.双缝、滤光片、单缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片
(2)关于该实验,下列说法中正确的是( )
A. 若测量过程中,把6个条纹间距数成5个,会导致波长测量值偏小
B. 若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两条亮条纹中心的距离增大
C. 若将滤光片向右平移一小段距离,相邻两条亮条纹中心的距离增大
D. 若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质,相邻两条亮条纹中心的距离增大
(3)已知双缝间的距离,双缝到光屏的距离,实验中用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11.1mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第7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)。
五、解答题(14题9分,15题12分,16题16分)
14. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小,装置如图所示。其右臂悬挂着匝数匝的矩形线圈,线圈水平边长,处于匀强磁场中,磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过、顺时针方向的电流时,调节砝码使天平达到平衡,此时左盘中砝码质量,右盘中砝码质量。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均忽略不计,重力加速度,求:
(1)线圈有几条边受安培力的作用,求出安培力的合力大小、方向;
(2)线圈所在处磁场的磁感应强度大小。
15. 如图所示,轻质橡皮绳水平连接两个滑块A、B,时,橡皮绳处于原长状态,让滑块A、B分别以水平速度向右运动,两个滑块的图像如图乙所示,时两个滑块开始做匀速直线运动,时二者发生碰撞,并粘在一起以的速度运动。若滑块B的质量为m,不计地面摩擦,橡皮绳伸缩过程无机械能损失,求:
(1)滑块A的质量;
(2)橡皮绳的最大弹性势能;
(3)橡皮绳的原长L。
16. 如图甲所示,两根完全相同的金属导轨平行放置,宽,其中倾斜部分光滑且与水平方向夹角为,匀强磁场垂直斜面向下,磁感应强度,轨道顶端接有电阻。导轨水平部分粗糙,动摩擦因数为且只有边界、之间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小也为,其中磁场左边界长为,边界与水平导轨间夹角均为且长度相等,磁场右边界与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好,在斜面上离水平地面高处由静止释放,到达底端时已经匀速,速度大小为。当金属棒进入导轨的水平部分时(不计拐角处的能量损失),给金属棒施加外力,其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移图像如图乙所示,棒运动到处时撤去外力,此时棒速度大小为,最终金属棒恰能运动到磁场的右边界处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直,金属棒连入电路中的电阻为 ,金属棒在水平导轨上从边界运动到边界共用时,。求:
(1)金属棒的质量的大小;
(2)由静止释放到到达底端过程中导体棒产生的焦耳热;
(3)水平磁场边界的长度为多少。
(4)金属棒在水平导轨上运动时,外力所需做的功。
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永春一中2026年6月高二物理阶段性限时训练
时间75分钟
一、单项选择题(共4小题,每题4分,共16分。在每小题选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 关于教科书中出现的以下四张图片,下列说法正确的是( )
A. 图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的衍射产生的
B. 图乙所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
C. 由图丙可知,当分子间的距离为时,分子间既没有引力也没有斥力
D. 由图丁可知,微粒越大,布朗运动越明显
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的干涉产生的, A错误;
B.图乙所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的,故B正确;
C.由图丙可知,当分子间的距离为时,分子间既有引力也有斥力,只是引力与斥力的合力为0,故C错误;
D.由图丁可知,微粒越小,布朗运动越明显,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,为等腰直角三棱镜,,,一束平行的光束照射在边上,调整入射点的位置,使折射光线刚好照射到点,这时入射点在点,测得,则玻璃砖对光的折射率等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,入射光线平行于,,则入射光线与边的夹角为,法线垂直于,所以入射角
在中,,,已知,则,所以
解得
则
折射光线与法线的夹角为折射角,则
根据折射定律
代入数据得
故选A。
3. 如图所示,无风的天气里,无人机连同货物的总质量为,当无人机旋转的风扇在时间内竖直向下送出的空气质量为时,它刚好能够悬停在空中。已知重力加速度为,则无人机旋转的风扇竖直向下送出空气的速度为( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】要使无人机能在空中悬停,无人机竖直向下送出空气的反冲力大小应为,由牛顿第三定律可知,无人机对空气的作用力大小也为,设空气向下喷射的速度大小为,由动量定理可知
解得
故选C。
4. 如图所示,空间中存在沿轴正方向、磁感应强度大小为的匀强磁场,点处有一粒子源,不断地沿与轴正方向成角的各个方向发射质量为、电荷量为、速度大小为的粒子。一垂直于轴的足够大荧光屏从点缓慢沿轴正方向移动,荧光屏受到粒子撞击后会产生荧光。不计粒子重力和粒子间的相互作用,则当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,屏到点的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.粒子在磁场中运动,将速度分解为平行于磁场方向的分速度和垂直于磁场方向的分速度。粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
解得轨道半径
运动周期
当荧光屏上第一次出现半径为的亮圆环时,沿着y轴方向从上向下看,对其中一个粒子的运动
根据几何关系可知转过的圆心角为90°,所以所用时间为
屏到点的距离为
故选A。
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有两个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
5. 下列现象中可以借助偏振片使情况得到改善的是( )
A. 夏日早晨,迎面而来的太阳光因亮度极高,在眼中产生了不舒适眩光
B. 在博物馆中参观,拍摄玻璃橱窗内的物品时,会有自己和旁边很多人的像出现在照片里
C. 光学显微镜观察非常细小的物体时会模糊不清
D. 渔夫按照自己看到的位置叉鱼,总是叉不到
【答案】AB
【解析】
【详解】A.佩戴偏光太阳镜,其原理为偏振片可以有效减弱进入眼睛的太阳光,从而减弱眩光,使视野更清晰,故A正确;
B.拍摄玻璃橱窗里的物品时,为了消除玻璃表面的反射光的干扰,在照相机的镜头前装一个偏振片,让它的偏振方向与反射光的偏振方向垂直。就可以减弱反射光而使影像清晰,故B正确;
C.光学显微镜的分辨率不能无限提高,在观察细小的物体时,因为光的衍射现象会模糊不清,偏振片不能改善此情况,故C错误;
D.渔夫从上向下看水中的鱼时,由于折射现象,看到鱼的像的位置比实际位置要高,偏振片不能改善此情况,故D错误。
故选AB。
6. 图甲是某小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为5Ω,外接电阻R的阻值为95Ω。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为5A
B. 在0.02s时通过线圈的磁通量最大
C. 电阻R消耗的功率为2375W
D. 线圈由图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.电流表测有效值
A正确;
B.在0.02s时,电流最大(与图甲位置相同,为垂直中性面),磁通量为0,B错误;
C.电阻R消耗的功率为
C正确;
D.线圈由图甲所示位置转过90°的过程中,因为
则通过电阻R的电荷量为
D错误。
故选AC。
7. 一透明材料的截面如图所示,其中AOC为四分之一圆,AOB为等腰直角三角形,AB长为l。一束宽度为l的平行光从AB边垂直射入,若此材料对该光的折射率,真空中光速为c。下列说法正确的是( )
A. 光线在透明材料中发生全反射时的临界角
B. 射向O点的光线在透明材料中传播的时间为
C. 从圆弧面AC出射的光线其传播方向一致
D. 若改用形状相同折射率更小的材料,则从圆弧面AC出射的光束范围会增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据可得,光线在透明材料中发生全反射时的临界角,故A错误;
BC.射向O点的光线在透明材料中传播光路图如图所示
由几何关系可知
所以,该光在边发生全反射,光在透明材料中传播的路程为
光在透明材料中传播的速度为
则射向O点的光线在透明材料中传播的时间为
由图可知,从圆弧面AC出射的光线其传播方向垂直,故B正确,C错误;
D.该光恰好可以从圆弧面AC出射的光线如图所示
其中圆弧为光线可以出射的部分。根据可知,若改用形状相同折射率更小的材料,则临界角增大,即临界点上移,下移,即圆弧变大,则从圆弧面AC出射的光束范围会增大,故D正确。
故选BD。
8. 如图,真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定,间距为,M板接地,其形成的电容器电容为。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板点处正上方点有一粒子源,可沿纸面内任意方向发射质量均为、电荷量均为、速度大小均为的同种带电粒子。当发射方向与的夹角时,粒子恰好垂直穿过板点处的小孔。已知,初始时两板均不带电,粒子碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均匀分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边缘效应及极板之外区域的电场。下列正确的是( )
A. 磁场的磁感应强度
B. N板上吸收粒子数目的最大值为
C. 在系统达到稳定后,将N板瞬间下移,系统再次稳定后,N板最终吸收的粒子数为,能打到M板下表面的粒子的落点位置离点距离为
D. 在系统达到稳定后,将N板瞬间上移,系统再次稳定后,N板最终吸收的粒子数为,能打到板下表面的粒子的落点位置离点距离为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.粒子轨迹如图所示,由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径为,根据洛伦兹力提供向心力,有
解得,故A正确;
B.随着粒子不断打到极板上,极板带电量不断增加,两板间电压不断增加,且后进入粒子做减速运动,当某一粒子到达极板时速度恰好减为零,即满足
根据电容器的电容定义式,有
解得,故B错误;
C.若在系统达到稳定后,即垂直板进入后续粒子均不能到达板。将极板间距变为后,由于这瞬间电场强度不变,故后续粒子仍在到达离小孔为的位置即减速为零并反向返回,故最终板上吸收的粒子数不变,仍为,由,可知两板间电压变为原来的2倍,即变为,且因金属板厚度不计,当粒子在磁场中运动轨迹的弦长仍为长度时,粒子仍可从小孔点进入两板之间,由几何关系,此时粒子做圆周运动的圆心与原来的圆心关于直线对称,可知此时粒子从点沿正上方运动,进入两板间时的速度方向与板夹角为,此后在两板间做类斜上抛运动,则运动时间
其中
故落在板下表面时,距点距离为
又粒子满足
联立解得,故C错误;
D.若在系统达到稳定后,即后续粒子均不能到达板。将极板间距瞬间变为,则这一瞬间电场强度不变,故后续粒子将会打到板上,故极板带电量会增加,由,可知板间电压不变,又由
解得
可知,由于变为原来的一半,故最终板上吸收的粒子数
后续垂直进入的粒子仍从小孔点射出,但从点沿正上方运动的粒子仍能到达小孔,且粒子的速度方向与板夹角仍为,则在两板间运动时间
其中
故,故D正确。
故选AD。
三、填空题(第9题4分,第10题3分,第11题2分,共9分)
9. 夜间环境温度为时,某汽车轮胎的胎压为个标准大气压,胎内气体视为理想气体,温度与环境温度相同,体积和质量都保持不变。次日中午,环境温度升至,此时胎压为_____个标准大气压,胎内气体的内能_____(填“大于”“等于”或“小于”)时的内能。(计算时取)
【答案】 ①. 3 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]设大气压强为,根据查理定律
解得此时胎压为
[2]一定质量的理想气体的内能只与温度有关,因此气体温度升高时其内能增大,故时胎内气体的内能大于时的内能。
10. (1)全息照相是利用激光__________的特点,做手术切除肿瘤是利用激光__________的特点,精确地测量距离是利用了激光__________的特点。(A.单色性好;B.方向性好;C.相干性好;D.高亮度)
【答案】 ①. AC##CA ②. D ③. B
【解析】
【详解】[1]全息照相的原理是利用光的干涉记录物体反射的光波信息,激光的相干性好,能够产生稳定的干涉条纹,这是实现全息照相的关键,同时,激光的单色性好,即频率单一,可保证干涉条纹的清晰度和稳定性,故选AC;
[2]手术切除肿瘤需要激光能量高度集中,在焦点处产生高温切割病变组织,激光的高亮度特性就是能量集中的体现,故选D;
[3]激光方向性好,发散角极小,几乎沿直线传播,远距离传播后仍能保持足够的强度和准直性,因此可以精确测量距离,故选B。
11. 如图所示是通过用两个刀片组成的宽度可以调节的狭缝观察日光灯光源时所看到的四个现象,当狭缝宽度从逐渐变小时,所看到的四个图像的顺序是__________。
【答案】abcd
【解析】
【详解】当狭缝宽度为时,狭缝很宽几乎不发生衍射现象,屏幕上出现和狭缝形状一致的清晰亮线;
随后狭缝缓慢变窄,直线传播的亮线同步变细,依旧没有衍射条纹;
当狭缝减小到接近可见光波长时,发生单缝衍射,中央亮纹变宽,两侧出现对称明暗条纹;
缝越窄,衍射条纹整体越宽,条纹间距越大。
所以四个图像的顺序时。
四、实验题(每空2分,共14分)
12. 某同学做“用插针法测量玻璃砖折射率”实验,、是玻璃砖的边界,、、、是正确操作下插的大头针的位置,为入射点,如图甲所示。
(1)关于此实验,下列说法正确的是_____。
A. 当、距离较大时,通过玻璃砖会看不到、的像
B. 为减小测量误差,、的连线与法线的夹角应尽量小些
C. 为了减小作图误差,和的距离应适当取大些
D. 当、的连线与法线的夹角较大时,光线有可能在面发生全反射
(2)按照正确的实验步骤操作后,测得多组入射角和折射角的正弦值,作出了如图乙所示的图像,则该玻璃砖的折射率_____(保留两位有效数字)。
(3)实验时不小心将玻璃砖向上平移了一些,如图丙所示,则折射率的测量值_____(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
【答案】(1)C (2)1.5
(3)准确
【解析】
【小问1详解】
A.根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,光线不会在玻璃砖内发生全反射,即、的距离较大,通过玻璃砖也会看到、的像,故A错误;
B.为减小误差,入射角应适当大一些,即、的连线与法线的夹角应尽量大些,故B错误;
C.为了减小作图误差,和的距离应适当取大些,故C正确;
D.由几何知识可知,光线在上表面的折射角等于下表面的入射角,根据光路可逆性原理可知,光线一定会从下表面射出,光线不会在玻璃砖内下表面发生全反射,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
根据折射定律可知,玻璃折射率
【小问3详解】
根据题意,如图所示。入射角与折射角没有误差,测量的折射率准确。
13. 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从左到右依次为光源、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.双缝、滤光片、单缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片
(2)关于该实验,下列说法中正确的是( )
A. 若测量过程中,把6个条纹间距数成5个,会导致波长测量值偏小
B. 若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,相邻两条亮条纹中心的距离增大
C. 若将滤光片向右平移一小段距离,相邻两条亮条纹中心的距离增大
D. 若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质,相邻两条亮条纹中心的距离增大
(3)已知双缝间的距离,双缝到光屏的距离,实验中用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11.1mm;然后同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第7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)。
【答案】(1)B (2)B
(3) ①. 15.6 ②.
【解析】
【小问1详解】
M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。
故选B。
【小问2详解】
A.根据条纹间距公式,可得
若测量过程中,把6个条纹间距数成5个,则测量值偏大,会导致波长测量值偏大,故A错误;
B.若将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动,则L增大,根据可知,相邻两条亮条纹中心的距离增大,故B正确;
C.若将滤光片向右平移一小段距离,d、L、均不变,则不变,故相邻两条亮条纹中心的距离不变,故C错误;
D.若在遮光筒内充满折射率较大的透明介质,根据
可知介质中的波长减小,则减小,故相邻两条亮条纹中心的距离减小,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]10分度游标卡尺的精确值为,由图乙可知读数为
[2]根据条纹间距公式,可得
其中
代入数据可得
五、解答题(14题9分,15题12分,16题16分)
14. 电流天平可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小,装置如图所示。其右臂悬挂着匝数匝的矩形线圈,线圈水平边长,处于匀强磁场中,磁感应强度的方向垂直于线圈平面向外。当线圈中通过、顺时针方向的电流时,调节砝码使天平达到平衡,此时左盘中砝码质量,右盘中砝码质量。若悬挂矩形线圈的轻杆及矩形线圈的质量均忽略不计,重力加速度,求:
(1)线圈有几条边受安培力的作用,求出安培力的合力大小、方向;
(2)线圈所在处磁场的磁感应强度大小。
【答案】(1)3条边,,方向竖直向上
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据安培定则可知,线圈左边所受安培力方向水平向右,线圈右边所受安培力方向水平向左,线圈下侧边所受安培力竖直向上,即线圈有3条边受到安培力,由于左右两边所受安培力平衡,令线圈下侧边所受安培力为,根据平衡条件有
解得
由上述分析可知安培力的合力大小为,方向竖直向上。
【小问2详解】
线圈所受安培力满足
代入题干数据解得
15. 如图所示,轻质橡皮绳水平连接两个滑块A、B,时,橡皮绳处于原长状态,让滑块A、B分别以水平速度向右运动,两个滑块的图像如图乙所示,时两个滑块开始做匀速直线运动,时二者发生碰撞,并粘在一起以的速度运动。若滑块B的质量为m,不计地面摩擦,橡皮绳伸缩过程无机械能损失,求:
(1)滑块A的质量;
(2)橡皮绳的最大弹性势能;
(3)橡皮绳的原长L。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对滑块A与B,在后动量守恒,且两者速度均为,由动量守恒定律
得滑块A的质量
【小问2详解】
由图乙可知,在时滑块A与B共速,橡皮绳的伸长量最大,设橡皮绳的最大弹性势能
,
得橡皮绳的最大弹性势能
【小问3详解】
经分析,在时橡皮绳恰好处于原长,接下来滑块A与B做匀速直线运动
,
得,
由位移关系得
得橡皮绳的原长
16. 如图甲所示,两根完全相同的金属导轨平行放置,宽,其中倾斜部分光滑且与水平方向夹角为,匀强磁场垂直斜面向下,磁感应强度,轨道顶端接有电阻。导轨水平部分粗糙,动摩擦因数为且只有边界、之间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小也为,其中磁场左边界长为,边界与水平导轨间夹角均为且长度相等,磁场右边界与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好,在斜面上离水平地面高处由静止释放,到达底端时已经匀速,速度大小为。当金属棒进入导轨的水平部分时(不计拐角处的能量损失),给金属棒施加外力,其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移图像如图乙所示,棒运动到处时撤去外力,此时棒速度大小为,最终金属棒恰能运动到磁场的右边界处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直,金属棒连入电路中的电阻为,金属棒在水平导轨上从边界运动到边界共用时,。求:
(1)金属棒的质量的大小;
(2)由静止释放到到达底端过程中导体棒产生的焦耳热;
(3)水平磁场边界的长度为多少。
(4)金属棒在水平导轨上运动时,外力所需做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
由题意知,金属棒在斜面上运动,匀速时,受力平衡
其中动生电动势
根据闭合电路欧姆定律有
得
【小问2详解】
由静止释放到运动到底端,整个过程能量守恒
解得Q=9 J
导体棒上的焦耳热
【小问3详解】
由几何关系可知,边界与边界距离为,图像与横轴所围面积代表金属棒从到的时间
即
则金属棒从运动到所用时间为
解得
从撤去外力到运动至处,由动量定理
即
联立求得
【小问4详解】
金属棒在水平轨道zkef间运动时,金属棒所受安培力
而电流
动生电动势
金属棒切割磁感线的有效长度
得
由图像得
变形得到
联立得
金属棒在水平轨道zkef间运动过程中
所以
由动能定理有
解得
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