精品解析：河南省驻马店高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二年级春期第一次月考物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题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，有选错的得0分。 1. 如图所示，图甲、乙、丙、丁分别为多级直线加速器、回旋加速器、磁流体发电机、质谱仪的原理示意图。以下说法正确的是（　　） A. 图甲中，电子束若沿图中轨迹到达a点，偏转线圈中应加垂直纸面向里的磁场 B. 图乙中，粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为 C. 图丙中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 D. 图丁中，三种粒子由静止加速射入磁场，在磁场中PS距离最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电子偏转到a点，根据左手定则，可知磁场方向应垂直纸面向外，故A错误； B．粒子在回旋加速器中，第次在电场加速后，根据动能定理有 解得 粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 同理可得加速了第次后，粒子在磁场中的偏转半径为 则，故B正确； C．对于磁流体发电机（图丙），根据左手定则，可知等离子体中的正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，故B板电势高，故C错误； D．在质谱仪（图丁）中，粒子先加速，根据动能定理有 解得 进入磁场，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解得 联立可得PS距离为 因比荷最小，则半径最大，故在磁场中PS距离最大，故D错误。 故选B。 2. 我国最高防护实验室中的一种污水流量计其原理可以简化为如图所示模型（圆柱形）：废液中的大量正、负离子以速度v（未知）从直径为d的圆柱形容器右侧流入左侧流出，容器处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中（流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积）。下列说法正确的是（　　） A. 图中N点的电势低于M点的电势 B. 正、负离子所受洛伦兹力的方向相同 C. 当污水中离子的浓度升高时，M、N两点间的电势差变大 D. 推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差 【答案】D 【解析】 【详解】AB．正、负离子从右侧垂直进入磁场时，根据左手定则，可知正离子向下偏转，负离子向上偏转，故N点的电势高于M点的电势，正、负离子所受洛伦兹力的方向不相同，故AB错误； C．当流速稳定后，水平向左运动的离子受力平衡，则有 解得 可知M、N两点间的电势差与污水中离子的浓度无关，故C错误； D．流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积，则有废液流量为 又， 联立解得 可知推算废液的流量需要测量M、N两点间的电势差，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，一段圆心角为的圆弧形导线，通以电流I。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径向右，导线所受安培力的大小为。则为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当磁场方向垂直纸面向里时，通电导线的有效长度如下图中红线所示 根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为 当磁场方向水平向右时，通电导线的有效长度如下图中红线所示 根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为 所以 故选A。 4. 一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为2Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向下，且产生了较强烈的振动，而第二次振动并不显著，则（　　） A. 由P振源产生的波先到达振动系统 B. 由P振源产生的波在长绳上传播的速度约为4m/s C. 第一次振动强烈是因为距离近，能量损失小 D. 两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象 【答案】A 【解析】 【详解】AD．由于第一次振动时起振方向向下，故根据波形图可知，由P振源产生的波先到达振动系统，这两列波的频率不同，不会产生稳定的干涉，故A正确，D错误； BC．第一次产生了较强烈的振动，是由于P振源产生的波到达振动系统，且P振源的频率与其固有频率相等产生了共振现象，所以P振源的频率为2Hz，P振源产生的波传播的速度为 在同种介质中，机械波的波速相等，可知由Q振源产生的波在长绳上传播的速度也等于2m/s，故BC错误。 故选A。 5. 一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．条形磁铁由图中位置自静止释放，在一个周期之内，穿过线圈的磁通量先增大，后减小，再增大，最后又减小，穿过线圈磁场方向不变，磁通量变化趋势改变，感应电流方向发生改变，因此在一个周期内，感应电流方向改变4次，故AB错误； CD．条形磁铁自静止释放到左侧最高点，磁通量先增大，后减小，感应电流方向先为正方向后为负方向；从左侧最高点到右侧最高点磁通量先增大，后减小，感应电流方向先为正方向后为负方向，故D正确，C错误。 故选D。 6. 如图，为上表面水平的正方体区域，整个正方体空间内存在竖直向上的匀强磁场。abcd表面的正中央有一小孔P。粒子源S发射了两个速度大小相同、比荷不同的粒子M、N（重力不计），从P孔垂直于abcd表面射入后，M打在bc边上，N打在边上，则粒子M、N的比荷之比为（　　） A. 2∶1 B. 1∶2 C. 5∶1 D. 1∶5 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，从上往下看，如图所示 设正方体的棱长为，由几何关系有， 解得 由牛顿第二定律有 可得 由于粒子源S发射了两个速度大小相同的粒子进入同一磁场中，设粒子M、N的比荷分别为和，则粒子M、N的比荷之比为 故选C。 7. 如图所示，三角形abc内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形导线框def沿着底边向右匀速运动。则线框通过磁场过程中外力F随时间变化的图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设线框以速度v匀速运动，由平衡条件可知外力F与安培力平衡，则线框从进磁场到完全进入磁场的过程，t时刻，线框产生的感应电动势为 设线框电阻为R，则感应电流 则外力 联立以上解得 可知图像是开口向上的抛物线右支，结合对称性可知，C选项符合题意。 故选C。 8. 如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好。现该金属圆环向左摆动，且从左侧观察，金属圆环产生顺时针方向的感应电流，则（　　） A. 电流在螺线管内产生的磁场方向一定由N指向M B. 电流在螺线管内产生的磁场方向可能由M指向N C. 导体棒ab向左做减速运动 D. 导体棒ab向右做加速运动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．从左侧观察，金属圆环产生顺时针方向的感应电流，根据安培定则，可知金属圆环中的感应磁场向右；且金属圆环向左摆动，说明穿过金属圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知，螺线管中的磁场方向向左，即电流在螺线管内产生的磁场方向一定由N指向M，且磁场增大，故A正确，B错误； CD．螺线管中的磁场增大，故通过螺线管的电流增大，所以金属棒做加速运动；根据安培定则，可知在螺线管中的电流方向为由M到N，则流过金属棒的电流方向为，根据右手定则可知，金属棒运动方向向右，综合分析，可知金属棒向右加速运动，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，质量为m的带电绝缘小球（可视为质点）用长为l的绝缘细线悬挂于O点，在悬点O下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球电性未知，无法判断小球是否能到达D点 B. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C，到达C点时速度大小相等 C. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C到达C点时，加速度相同 D. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C过程中，在同一高度处运动快慢不一样 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．小球进入磁场后受到洛伦兹力作用，洛伦兹力方向与速度方向垂直，洛伦兹力对小球不做功，只有重力做功，故机械能守恒，所以小球可以从A至D；且从A至C和从D至C到达C点时，速度v大小相等；根据向心加速度 两种情况在C点时，加速度大小也相同，且向心加速度方向都指向O；故A错误，BC正确； D．小球从A至C和从D至C 过程中，所受的洛伦兹力不做功，小球减少的重力势能都转化为动能，可得小球在同一高度处速度大小相同，即运动快慢一样，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，的区域内有方向垂直于平面向里的匀强磁场，的区域中有方向沿轴向下的匀强电场。电荷量都为的粒子和粒子同时从轴上、两点射出，速度大小分别为、。速度方向与轴正方向的夹角均为，一段时间后，两粒子先后沿平行轴方向到达轴上的同一点（图中未画出）。已知点坐标为，，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，，，由以上信息可以知道的是（　　） A. 点的横坐标为 B. 两个粒子都带正电，且点纵坐标为 C. 匀强电场的电场强度 D. 匀强磁场的磁感应强度 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．a粒子射出后在磁场中做匀速圆周运动，b粒子射出后在电场中做类斜抛运动，根据受力分析，可知两粒子都带正电，作出两粒子运动轨迹如图所示 研究b粒子，根据几何关系有 解得 研究a粒子，根据几何关系可得点的横坐标 联立解得 根据几何关系可得N点坐标，故A错误，B正确； CD．研究a粒子，洛伦兹力提供向心力有 解得 研究b粒子，根据抛体运动规律有， 又 联立解得，故C错误，D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题） 二、实验题（11题8分，12题8分，共16分） 11. 某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示； ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图（a）所示，则________cm； （2）步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为________，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为________。（结果保留3位有效数字） 【答案】 ①. 6.43 ②. 全反射 ③. ④. 1.61 【解析】 【详解】（1）[1]由图（a）可知，玻璃砖的直径为 （2）[2]光束经玻璃砖折射后照在挡板上的区域内，当入射角逐渐增大，折射光线消失的时候，就是光束在玻璃界面处发生了全反射。 （3）[3]当恰好发生全反射时，有 [4]代入数据可得 12. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，先将实验器材按照如图甲所示连接好。 （1）该同学将灵敏电流计G接入图甲所示的电路。此时A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向______（选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，可采取的操作是______（填正确选项前的字母）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （2）如甲图所示，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两种情况下通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，则q1______q2。（填>、=或<） （3）为了探究电磁感应规律，该同学选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图乙所示的电路中，灵敏电流计的指针如图乙中所示。该同学又将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图丙所示。通过分析可知图丙中的条形磁铁的运动情况是______（选填“向上拔出”或“向下插入”）。 【答案】（1） ①. 有 ②. BD##DB （2）= （3）向上拔出 【解析】 【小问1详解】 [1]当线圈A中电流变化时，会引起穿过线圈B的磁通量的变化，线圈B所在回路产生感应电流，感应电流的方向应阻碍线圈B的磁通量的变化。由右手螺旋定则可知，用右手握住线圈B，四指所指的方向和电流方向相同，线圈B中导线的绕向不同，则右手握住线圈的方式不同，故灵敏电流计中电流方向与线圈B中导线的绕向有关。 [2]合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏转，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针向右偏转；现在要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，因此穿过线圈B的磁通量仍要增加。 A．断开开关，线圈A中电流消失，其产生的磁场消失，则线圈B中的磁通量减小，故A错误； B．在线圈A中插入铁芯，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增大，故B正确； C．变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A产生的磁场减弱，则穿过线圈B的磁通量减小，故C错误； D．变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 根据 ，， 可知 第一次快插，第二次慢插，两种情况下穿过线圈B的磁通量变化量相同，所以通过线圈B截面的电荷量q1与q2相等。 【小问3详解】 根据图乙可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入时，指针往左偏转，则图丙中电流从电流计左接线柱流入，螺线管中的电流方向为顺时针方向（从螺线管的上方向下看），根据右手螺旋定则，螺线管中感应电流产生的磁场方向竖直向下；而条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）也竖直向下，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减小，所以条形磁铁的运动情况是向上拔出线圈。 三、解答题（共38分） 13. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着竖直向上的大小未知的匀强磁场，当回路总电流为时，金属杆恰好能静止。求： （1）磁感应强度B的大小。 （2）若保持B的大小不变而改变B的方向，使金属杆仍然保持静止，求回路总电流的最小值和此时B的方向。 【答案】（1） （2）,垂直于导轨平面向上 【解析】 【小问1详解】 因为空间中存在竖直向上的磁场，根据左手定则确定好安培力方向，对金属杆进行受力分析，如图甲所示 由平衡条件可得 解得 【小问2详解】 易知求电流满足条件的最小值，就是求安培力的最小值，通过受力分析可知安培力垂直于支持力时，安培力达到最小，此时磁感应强度方向垂直于导轨平面向上 由平衡条件可得 即 解得 14. 如图，一质量为的滑块C放在水平台面上，C的最右边与台面右边缘齐平；一质量为的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C发生弹性碰撞，然后小球落到水平地面上的P点(位于释放点的正下方)。已知重力加速度为g。 （1）求细绳断裂前所承受的拉力大小F； （2）求平台的高度h。 【答案】（1）3mg；（2）L。 【解析】 【详解】（1）设小球运动到最低点时速率为，对小球向下摆动过程，由动能定理得 解得 设小球在圆周最低点时所受细绳拉力大小为，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，细绳断裂前所承受的拉力 （2）小球和滑块C发生弹性碰撞，以v0方向为正方向，由动量守恒及机械能守恒，得 联立解得 碰撞C后小球做平抛运动，有竖直位移 水平分位移 联立解得h=L。 15. 某兴趣小组设计了如图所示装置。轻质飞轮由三根长的轻质金属辐条（三根金属辐条并联时的等效电阻）和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长的细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。平行金属导轨间距离、与水平面的夹角。金属导轨通过导线及电刷分别与转轴和圆环边缘良好接触。导轨和飞轮分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为。已知CD棒的质量也为，电阻也为，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，细绳足够长，不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度g取。 （1）锁定飞轮，CD棒由静止下滑，求CD棒的最大速度vmax； （2）在（1）过程中CD棒经过t=4s后到达最大速度，求这段时间CD棒下滑的距离x； （3）锁定CD棒，物块由静止释放，下落距离后刚好达到最大速度，求此过程中CD棒产生的热量。 【答案】（1）2.5m/s （2）8.75m （3）25J 【解析】 【小问1详解】 当CD棒达到最大速度时所受的合力为零，则有 设最大速度为，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 【小问2详解】 对CD棒分析，根据动量定理有 又， 联立可得 代入数据解得 【小问3详解】 飞轮旋转时，辐条切割磁场产生电动势，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律可得 物块达到最大速度时，重力的功率等于两电阻的发热功率之和，则有 由圆周运动可得 联立以上方程可得 代入数据可得 根据能量守恒定律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级春期第一次月考物理试题 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共10小题共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题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，有选错的得0分。 1. 如图所示，图甲、乙、丙、丁分别为多级直线加速器、回旋加速器、磁流体发电机、质谱仪的原理示意图。以下说法正确的是（　　） A. 图甲中，电子束若沿图中轨迹到达a点，偏转线圈中应加垂直纸面向里的磁场 B. 图乙中，粒子第n次被加速前、后的轨道半径之比为 C. 图丙中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高 D. 图丁中，三种粒子由静止加速射入磁场，在磁场中PS距离最大 2. 我国最高防护实验室中的一种污水流量计其原理可以简化为如图所示模型（圆柱形）：废液中的大量正、负离子以速度v（未知）从直径为d的圆柱形容器右侧流入左侧流出，容器处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中（流量Q等于单位时间通过横截面的液体的体积）。下列说法正确的是（　　） A. 图中N点的电势低于M点的电势 B. 正、负离子所受洛伦兹力的方向相同 C. 当污水中离子的浓度升高时，M、N两点间的电势差变大 D. 推算废液的流量还需要测量M、N两点间的电势差 3. 如图所示，一段圆心角为的圆弧形导线，通以电流I。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径向右，导线所受安培力的大小为。则为（　　） A. B. C. D. 4. 一水平长绳上系着一个弹簧和小球，弹簧和小球组成的系统固有频率为2Hz，现让长绳两端P、Q同时以相同的振幅A上下各振动了一个周期，某时刻长绳上形成的波形如图所示。两列波先后间隔一段时间经过弹簧所在的位置，观察到小球先后出现了两次振动，第一次振动时起振方向向下，且产生了较强烈的振动，而第二次振动并不显著，则（　　） A. 由P振源产生的波先到达振动系统 B. 由P振源产生的波在长绳上传播的速度约为4m/s C. 第一次振动强烈是因为距离近，能量损失小 D. 两列波相遇时，在相遇区域会产生干涉现象 5. 一细长磁铁棒系于棉线下端形成单摆，并于此摆的正下方放置一环形导线，如图所示，箭头所示方向表示导线上电流的正方向。当时间时，单摆由图示位置自静止释放而来回摆动，若此单摆的摆动可视为周期运动，其周期为，则最可能表示该导线上的电流与时间在一个周期内的关系图的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图，为上表面水平的正方体区域，整个正方体空间内存在竖直向上的匀强磁场。abcd表面的正中央有一小孔P。粒子源S发射了两个速度大小相同、比荷不同的粒子M、N（重力不计），从P孔垂直于abcd表面射入后，M打在bc边上，N打在边上，则粒子M、N的比荷之比为（　　） A. 2∶1 B. 1∶2 C. 5∶1 D. 1∶5 7. 如图所示，三角形abc内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形导线框def沿着底边向右匀速运动。则线框通过磁场过程中外力F随时间变化的图像可能是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好。现该金属圆环向左摆动，且从左侧观察，金属圆环产生顺时针方向的感应电流，则（　　） A. 电流在螺线管内产生的磁场方向一定由N指向M B. 电流在螺线管内产生的磁场方向可能由M指向N C. 导体棒ab向左做减速运动 D. 导体棒ab向右做加速运动 9. 如图所示，质量为m的带电绝缘小球（可视为质点）用长为l的绝缘细线悬挂于O点，在悬点O下方有匀强磁场。现把小球拉离平衡位置后从A点由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A. 小球电性未知，无法判断小球是否能到达D点 B. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C，到达C点时速度大小相等 C. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C到达C点时，加速度相同 D. 小球从A静止释放至C和从D静止释放至C过程中，在同一高度处运动快慢不一样 10. 如图所示，的区域内有方向垂直于平面向里的匀强磁场，的区域中有方向沿轴向下的匀强电场。电荷量都为的粒子和粒子同时从轴上、两点射出，速度大小分别为、。速度方向与轴正方向的夹角均为，一段时间后，两粒子先后沿平行轴方向到达轴上的同一点（图中未画出）。已知点坐标为，，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，，，由以上信息可以知道的是（　　） A. 点的横坐标为 B. 两个粒子都带正电，且点纵坐标为 C. 匀强电场的电场强度 D. 匀强磁场的磁感应强度 第II卷（非选择题） 二、实验题（11题8分，12题8分，共16分） 11. 某同学测量一半圆形透明玻璃砖的折射率，实验过程如下： ①用游标卡尺测量玻璃砖的直径d，确定其底面圆心位置并标记在玻璃砖上； ②将玻璃砖放在位于水平桌面并画有直角坐标系的白纸上，使其底面圆心和直径分别与O点和x轴重合，将一长直挡板紧靠玻璃砖并垂直于x轴放置，如图（b）所示； ③用激光器发出激光从玻璃砖外壁始终指向O点水平射入，从y轴开始向右缓慢移动激光器，直至恰好没有激光从玻璃砖射出至挡板上的区域时，在白纸上记录激光束从玻璃砖外壁入射的位置P。 ④取走玻璃砖，过P点作y轴的垂线PQ，用刻度尺测量PQ的长度L。 根据以上步骤，回答下列问题： （1）测得半圆形玻璃砖直径d的读数如图（a）所示，则________cm； （2）步骤③中，没有激光射至挡板上区域的原因是激光束在玻璃砖直径所在界面处发生了________； （3）根据以上测量的物理量，写出计算玻璃砖折射率的表达式为________，若测得PQ线段的长度，计算可得玻璃砖的折射率为________。（结果保留3位有效数字） 12. 某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，先将实验器材按照如图甲所示连接好。 （1）该同学将灵敏电流计G接入图甲所示的电路。此时A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向______（选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，可采取的操作是______（填正确选项前的字母）。 A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯 C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动 （2）如甲图所示，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两种情况下通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，则q1______q2。（填>、=或<） （3）为了探究电磁感应规律，该同学选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图乙所示的电路中，灵敏电流计的指针如图乙中所示。该同学又将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图丙所示。通过分析可知图丙中的条形磁铁的运动情况是______（选填“向上拔出”或“向下插入”）。 三、解答题（共38分） 13. 如图所示，宽为L的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着竖直向上的大小未知的匀强磁场，当回路总电流为时，金属杆恰好能静止。求： （1）磁感应强度B的大小。 （2）若保持B的大小不变而改变B的方向，使金属杆仍然保持静止，求回路总电流的最小值和此时B的方向。 14. 如图，一质量为的滑块C放在水平台面上，C的最右边与台面右边缘齐平；一质量为的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触。现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C发生弹性碰撞，然后小球落到水平地面上的P点(位于释放点的正下方)。已知重力加速度为g。 （1）求细绳断裂前所承受的拉力大小F； （2）求平台的高度h。 15. 某兴趣小组设计了如图所示装置。轻质飞轮由三根长的轻质金属辐条（三根金属辐条并联时的等效电阻）和金属圆环组成，可绕过其中心的水平固定轴转动，不可伸长的细绳绕在圆环上，系着质量的物块，细绳与圆环无相对滑动。平行金属导轨间距离、与水平面的夹角。金属导轨通过导线及电刷分别与转轴和圆环边缘良好接触。导轨和飞轮分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小均为。已知CD棒的质量也为，电阻也为，电路中其余部分的电阻均不计，CD棒始终与导轨垂直，各部分始终接触良好，细绳足够长，不计空气阻力及一切摩擦，重力加速度g取。 （1）锁定飞轮，CD棒由静止下滑，求CD棒的最大速度vmax； （2）在（1）过程中CD棒经过t=4s后到达最大速度，求这段时间CD棒下滑的距离x； （3）锁定CD棒，物块由静止释放，下落距离后刚好达到最大速度，求此过程中CD棒产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $