精品解析：四川成都市川化中学2025-2026学年高二下学期期中教学质量检测物理试题

2025-2026学年度川化中学高2024级高二下期中教学质量检测试题 物 理 说明： 1.开始作答前，请先将自己的姓名，准考证号，座位号填写清楚，并涂写相关信息。 2.请严格按照考试要求，选择题用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写作答，如需修改，请先擦除/划掉原作答内容，再作答。 3.考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 关于电磁学的相关理论，下列说法正确的是（　　） A. 若把改为，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 B. 某点的磁场方向与该点的正电荷所受磁场力方向相同 C. 穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大 D. 将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力，则此处磁感应强度一定为 2. 如图所示，间距为的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，整个导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。导轨连接有阻值为的定值电阻和一个直流电阻为的自感线圈。闭合开关，导轨右侧的金属棒在水平向右的外力作用下以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直并接触良好。已知金属棒接入电路的电阻为，导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 线圈端电势低于端电势 B. 通过线圈的电流大小为 C. 水平外力大小为 D. 断开开关的瞬间，线圈端电势高于端电势 3. 如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　） A. 在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零 B. 当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数变小 C. 电压表V2示数等于 D. 若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为 4. 如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（ ） A. 波源P的起振方向向上 B. 0～8s时间内，平衡位置位于m的质点所走过的路程为12cm C. 若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率 D. 若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 5. 如图所示，某探测器的半圆柱形观测窗的半径为，圆心为，观测窗长为，为横截面直径，为横截面圆弧中点。单色平行光以与观测窗面夹角射入，界面上入射点距点的光经半圆柱折射后能从点射出。不考虑反射后射出的光线，则（ ） A. 观测窗材料对光的折射率 B. 上入射点距点左侧的光不能从圆弧形下表面射出 C. 光束在观测窗中的最长传播时间 D. 能从观测窗圆弧形下表面射出的光在面射入时的面积 6. 一定质量气体的温度随体积变化如图所示，其中为经过原点的抛物线，为过原点的直线，在点时气体的体积为，温度为，在点时气体压强为。则下列说法正确的是（ ） A. 点时气体的压强为 B. 点时气体的温度为 C. 从经到再回到过程中，气体放出热量为 D. 气体在点时单位时间和单位面积器壁碰撞的次数大于在点时 7. 如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为，间距为l，导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为2R的定值电阻，形成闭合回路：质量为m的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为R；劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为t，最远处与导轨中间位置距离为b，弹簧形变始终在弹性限度内。已知重力加速度为g。此过程中（ ） A. 金属棒所受安培力冲量大小为 B. 每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C. 每个定值电阻产生的热量为 D. 金属棒的平均输出功率为 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 用中子（）轰击铀核（）产生裂变反应，会产生钡核（）和氪（）并释放中子（），当达到某些条件时可发生链式反应，—个铀核（）裂变时，释放的能量约为200MeV（1eV= l.6×10-19J）。以下说法正确的是（　　） A. 的裂变方程为 B. 的裂变方程为 C. 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D. —个裂变时，质量亏损约为 9. 如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，半径为的圆形磁场区域Ⅱ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、D三点在同一直线上。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，它们在区域Ⅱ中运动的时间为，速度偏转角为，半径为，且，若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为，速度偏转角为，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则 B. 若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，则 C. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 D. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 10. 如图是汞原子的能级图，汞原子从能级跃迁到能级时产生a光，从能级跃迁到能级时产生b光，a、b光的功率相同。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功。Q板受到a或b光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，则（ ） A. 用a光照射时，逸出的光电子初动能均为4.9eV B. 用a光照射时，当电压调整到时，灵敏电流计示数为0 C. 用b光照射时，单位时间产生的光电子数量比a光多 D. 用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2﹣l图像，就可以求出当地的重力加速度．理论上T2﹣l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示： （1）造成图像不过坐标点的原因可能是_____． （2）由图像求出的重力加速度g=_____m/s2（取π2=9.87） （3）如果测得的g值偏小，可能的原因是_____ A．测摆线时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动数为50次 12. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析、实验评价与反思等。 如图所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。 （1）实验目的与器材：根据已标明的实验器材，可判断出滤光片与双缝之间的M处的实验器材是________，在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互________（选填“垂直”或“平行”）放置。 （2）实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为3.90mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丙所示（其中对齐刻度线已用虚线标出），则读数为________mm。计算这种色光波长的表达式为________（用题中给出的字母，、、表示）。 （3）实验操作：某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是________。 A. 仅增大M到双缝的距离，从目镜视野中观察到的条纹数目增加（即减小条纹间距） B. 仅换用红色的滤光片，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 C. 仅换用更长的遮光筒，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 D. 仅换用间距更大的双缝，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 E. 仅去掉滤光片，从目镜视野中观察不到干涉现象 （4）托马斯·杨当时做双缝干涉实验时，用了单缝与双缝。但在我们的课堂上老师演示该实验时并没有用到单缝，而是用激光直接照射双缝，得到干涉条纹。这是由于激光是一种________、相位、偏振以及传播方向等性质都十分确定的“纯净”的光。 （5）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。但做实验时不小心就会出现偏差，其中一个偏差是由于平面镜的位置发生微小变化而引起的，如图所示平面镜沿放置，但操作实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A. 沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B. 沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹向处移动 D. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 四、解答题：共38分 13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M、N的平衡位置处于和处。 （1）求两列波的周期 （2）两列波相遇的时刻； （3）求1.5s内质点M、N运动的路程分别多少。 14. 某物理兴趣小组在研究交变电流的产生和应用中，设计了以下三种形式，所用匀强磁场磁感应强度均为1.0T，图乙和图丙的轨道均在水平面上，磁场方向竖直向下。 （1）甲方案为：如图甲所示，让一面积为的单匝矩形线圈，在有界匀强磁场中绕中轴以的转速匀速转动，已知为磁场分界线，求线圈从图示位置开始计时产生的交变电流的感应电动势的瞬时表达式； （2）乙方案为：如图乙所示，金属导轨与金属直导轨分别在点和点接一阻值为和体积可忽略的定值电阻，导轨的曲线方程为，金属棒平行于轴，长为。在外力作用下以速度水平向右匀速运动（点始终在轴上），金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，整个电路中除了电阻和外，其余电阻均不计。求：金属棒在导轨上从到的运动过程中，通过电阻的电荷量。 （3）丙方案为：如图丙所示，匝数的理想变压器原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，副线圈接可变电阻，与导轨接触良好的电阻的导体棒在外力的作用下做简谐振动，其速度。调节电阻，使其实际消耗的功率最大时，电阻R的阻值为多大？最大功率为多少？ 15. 两根平行且光滑的金属直导轨和固定在同一水平面内，导轨间距为L，导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量均为m的均匀金属杆与垂直于导轨放置，它们接入回路的电阻均为R。一根绝缘轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接杆的中点，另一端悬挂一质量的重物，滑轮与杆之间的绳与导轨平行。锁定杆，将杆和重物同时由静止释放。整个运动过程中两杆始终垂直于导轨且接触良好，导轨足够长，忽略空气阻力及导轨电阻，重力加速度为g。求： （1）稳定时杆的速度大小v； （2）若当杆速度达到时将杆解除锁定，则此时杆的加速度； （3）若当杆速度达到v时将杆解除锁定，则杆经过足够长的时间t的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度川化中学高2024级高二下期中教学质量检测试题 物 理 说明： 1.开始作答前，请先将自己的姓名，准考证号，座位号填写清楚，并涂写相关信息。 2.请严格按照考试要求，选择题用2B铅笔填涂，非选择题部分用0.5mm黑色墨迹签字笔书写作答，如需修改，请先擦除/划掉原作答内容，再作答。 3.考试结束后，将试卷，答题卡，草稿纸一并交回。 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 关于电磁学的相关理论，下列说法正确的是（　　） A. 若把改为，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 B. 某点的磁场方向与该点的正电荷所受磁场力方向相同 C. 穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大 D. 将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力，则此处磁感应强度一定为 【答案】A 【解析】 【详解】A．若把改为，且速度反向，大小不变，根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不变，根据洛伦兹力可知，洛伦兹力的大小也不变，故A正确； B．某点的磁场方向与放在该点的小磁针的N极所受磁场力方向相同，与该点的正电荷所受磁场力方向垂直，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小取决于磁通量变化率的大小，而非磁通量变化量的大小。穿过某一回路的磁通量变化越大，磁通量变化率不一定越大，回路中产生的感应电动势不一定越大，故C错误； D．当导线中电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力，故将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力则此处磁感应强度不一定为0，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，间距为的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，整个导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。导轨连接有阻值为的定值电阻和一个直流电阻为的自感线圈。闭合开关，导轨右侧的金属棒在水平向右的外力作用下以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终与导轨垂直并接触良好。已知金属棒接入电路的电阻为，导轨的电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ） A. 线圈端电势低于端电势 B. 通过线圈的电流大小为 C. 水平外力大小为 D. 断开开关的瞬间，线圈端电势高于端电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀强磁场竖直向上，金属棒在水平向右运动，根据右手定则，可知金属棒中的感应电流方向自上而下，下端（接导轨下轨，连线圈端）电势更高，电流在线圈中从流向，因此端电势高于端，即端电势低于端，A错误； B．金属棒匀速运动，产生的电动势恒定，电路中电流恒定，线圈中没有自感电动势 并联支路电阻相等，电流平分，因此通过线圈的电流 ， B正确； C．金属棒匀速，外力等于安培力，C错误； D．断开开关瞬间，自感线圈阻碍原电流减小，维持线圈内电流方向仍为 线圈作为自感电源，电源内部电流从负极流向正极，因此为正极，端电势高于端，D错误。 故选B。 3. 如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　） A. 在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零 B. 当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数变小 C. 电压表V2示数等于 D. 若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．在图示所示的位置，线框中磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误； B．变压器的匝数比和输入电压没变，则输出电压不变，当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电阻变大，则副线圈的电流减小，根据 则电流表A1的示数变小，故B正确； C．交流电压的最大值 电压表V1示数为有效值 根据 则 故C错误； D．矩形线圈转一周的时间 在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热 故D错误。 故选B。 4. 如图，在某介质中建立坐标系，位于的波源P产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，s时刻形成图中波形。下列说法正确的是（ ） A. 波源P的起振方向向上 B. 0～8s时间内，平衡位置位于m的质点所走过的路程为12cm C. 若一观察者从m处沿x轴负方向匀速运动，观察者接受到的此波频率小于波源频率 D. 若在处另有一波源Q产生波长为3m的简谐横波沿着x轴负方向传播，则在两列波相遇区域会产生干涉现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，处的质点起振方向向下，任何一点的起振方向均与波源起振方向相同，故波源起振方向向下，A错误； B．0～3s内波传播距离为，所以波速为，波再传播到达，即需，故在时刻到达，的质点振动时间为；波长为，波速为，故周期为，质点振动了一个半周期，即 B正确； C．根据多普勒效应，观察者与波源相向运动，接收到的频率大于波的频率，C错误； D．同一介质的波传播速度相同，但波长不同，故两列波频率不同，不能产生干涉现象，D错误。 故选B。 5. 如图所示，某探测器的半圆柱形观测窗的半径为，圆心为，观测窗长为，为横截面直径，为横截面圆弧中点。单色平行光以与观测窗面夹角射入，界面上入射点距点的光经半圆柱折射后能从点射出。不考虑反射后射出的光线，则（ ） A. 观测窗材料对光的折射率 B. 上入射点距点左侧的光不能从圆弧形下表面射出 C. 光束在观测窗中的最长传播时间 D. 能从观测窗圆弧形下表面射出的光在面射入时的面积 【答案】D 【解析】 【详解】A．光线从M点射出的光路图如图所示 由折射定律可得 其中 则 解得，故A错误； B．设AB上入射点距离O点左侧的光束在圆弧形下表面的入射角为 在点折射角为，可得 在三角形内，由正弦定理可得 解得 全反射的临界角 可以从圆弧形下表面射出，故B错误； C．光束在观测窗中的传播速度为 折射光均与竖直方向呈夹角射在圆弧形下表面，所以光束从M点射出时在观测窗中的传播路程最长，为 传播时间，故C错误； D．有光束射入与射出的范围如图所示 设AB上入射点距离O点右侧的光束在圆弧形下表面恰好发生全反射，则在三角形内有 可得 设AB上入射点距离O点左侧的光束在圆弧形下表面恰好发生全反射，则在三角形内有 可得 则ABCD面射入光能从观测窗圆弧形下表面射出对应的宽度为 能从观测窗圆弧形下表面射出的光在ABCD面射入时的面积，故D正确。 故选D。 6. 一定质量气体的温度随体积变化如图所示，其中为经过原点的抛物线，为过原点的直线，在点时气体的体积为，温度为，在点时气体压强为。则下列说法正确的是（ ） A. 点时气体的压强为 B. 点时气体的温度为 C. 从经到再回到过程中，气体放出热量为 D. 气体在点时单位时间和单位面积器壁碰撞的次数大于在点时 【答案】C 【解析】 【详解】A．直线过原点，线上各点相同，由理想气体状态方程可知，两点压强相同，所以。对，两态，由理想气体状态方程得 解得，故A错误； B．由图可知，点体积为，直线满足 解得，故B错误； C．由态可得 为过原点的抛物线且过，两点，可写成 沿过程有 因此在-图中，为从到的直线。气体对外做功为 为等压压缩过程，气体对外做功为 为等容过程，气体对外做功为0，所以一个循环中气体对外做功为 完整循环内能变化为0，气体吸收的热量等于气体对外做功，故气体放出的热量为，故C正确； D．，两点压强相同，而点温度高于点，分子平均动能较大，单次碰撞平均作用效果较强；在压强相同的条件下，点单位时间和单位面积器壁被碰撞的次数不大于点，故D错误。 故选C。 7. 如图，两条固定的光滑平行金属导轨，所在平面与水平面夹角为，间距为l，导轨电阻忽略不计，两端各接一个阻值为2R的定值电阻，形成闭合回路：质量为m的金属棒垂直导轨放置，并与导轨接触良好，接入导轨之间的电阻为R；劲度系数为k的两个完全相同的绝缘轻质弹簧与导轨平行，一端固定，另一端均与金属棒中间位置相连，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为；将金属棒移至导轨中间位置时，两弹簧刚好处于原长状态；整个装置处于垂直导轨所在平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。将金属棒从导轨中间位置向上移动距离a后静止释放，金属棒沿导轨向下运动到最远处，用时为t，最远处与导轨中间位置距离为b，弹簧形变始终在弹性限度内。已知重力加速度为g。此过程中（ ） A. 金属棒所受安培力冲量大小为 B. 每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为 C. 每个定值电阻产生的热量为 D. 金属棒的平均输出功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 而, 解得，选项A错误； B．该过程中由动量定理 解得每个弹簧对金属棒施加的冲量大小为，选项B错误； C．由能量关系可知回路产生的总热量 每个定值电阻产生的热量为，选项C错误； D．金属棒的平均输出功率，选项D正确。 故选D。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。（全选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分） 8. 用中子（）轰击铀核（）产生裂变反应，会产生钡核（）和氪（）并释放中子（），当达到某些条件时可发生链式反应，—个铀核（）裂变时，释放的能量约为200MeV（1eV= l.6×10-19J）。以下说法正确的是（　　） A. 的裂变方程为 B. 的裂变方程为 C. 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D. —个裂变时，质量亏损约为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．的裂变需要用中子轰击，所以方程为 A错误，B正确； C．发生链式反应需要铀块达到临界体积，C正确； D．—个裂变时，质量亏损约为 D正确。 故选BCD。 9. 如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，半径为的圆形磁场区域Ⅱ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、D三点在同一直线上。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，它们在区域Ⅱ中运动的时间为，速度偏转角为，半径为，且，若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为，速度偏转角为，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，则 B. 若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，则 C. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 D. 若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则 【答案】BD 【解析】 【详解】粒子在区域Ⅰ中做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡 解得，只有满足该速度的粒子才能进入区域Ⅱ。 粒子进入区域Ⅱ后，洛伦兹力提供向心力 解得 周期，运动时间，已知圆半径，结合几何关系，圆心角 A．仅将区域Ⅰ中磁感应强度变为，则，区域Ⅱ中半径 圆心角，半径变小，轨迹偏折更明显，周期不变，故，故A错误； B．仅将区域Ⅰ中电场强度变为，则，区域Ⅱ中半径 圆心角，半径变大，轨迹偏折更平缓，即，故B正确； C．仅将区域Ⅱ中磁感应强度变为，则周期，半径 圆心角，运动时间，故C错误； D．仅将区域Ⅱ中磁感应强度变为，则周期，半径 圆心角，运动时间，而，则，故D正确。 故选BD。 10. 如图是汞原子的能级图，汞原子从能级跃迁到能级时产生a光，从能级跃迁到能级时产生b光，a、b光的功率相同。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功。Q板受到a或b光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，则（ ） A. 用a光照射时，逸出的光电子初动能均为4.9eV B. 用a光照射时，当电压调整到时，灵敏电流计示数为0 C. 用b光照射时，单位时间产生的光电子数量比a光多 D. 用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值 【答案】BD 【解析】 【详解】A．汞原子从n=2能级跃迁到n=1能级时产生a光，a光的光子能量为 用a光照射Q板时，根据爱因斯坦光电效应方程，可得逸出的光电子的最大初动能为 可知逸出的光电子动能是从0到1.7eV连续分布的，故A错误； B．用a光照射Q板时，当灵敏电流计示数恰好为0时，两板间所加的电压为反向遏止电压，根据动能定理有 又，联立解得 由于是反向电压，P板电势应低于Q板电势，即电压调整到时，选项中的电压3.2V更大，灵敏电流计示数为0，故B正确； C．汞原子从能级跃迁到能级时产生b光，b光的光子能量为 故b光照到Q板上不能发生光电效应，故C错误； D．用a光照射时，要使灵敏电流计示数达到最大值（饱和电流），所有从钙膜逸出的光电子都必须到达P板。考虑最不容易到达P板的光电子，即钙膜边缘逸出，且初速度方向平行于极板，大小为最大初动能对应的速度，则有 解得 该电子在垂直于极板方向做初速度为0的匀加速直线运动，则有 又加速度 解得 在平行于极板方向做匀速直线运动，有 联立解得 故用a光照射时，当时，灵敏电流计示数为饱和电流值，故D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2﹣l图像，就可以求出当地的重力加速度．理论上T2﹣l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示： （1）造成图像不过坐标点的原因可能是_____． （2）由图像求出的重力加速度g=_____m/s2（取π2=9.87） （3）如果测得的g值偏小，可能的原因是_____ A．测摆线时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动数为50次 【答案】 ①. 测摆长时漏掉了摆球的半径 ②. 9.87 ③. B 【解析】 【分析】图像不通过坐标原点，从图像可以得到相同的周期下，摆长偏小，故可能是漏加小球半径；根据单摆的周期公式得出关系图线，结合图线的斜率求出重力加速度的大小；结合摆长和周期的测量误差判断重力加速度的测量误差． 【详解】第一空．图像不通过坐标原点，将图像向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，故可能是测摆长时漏掉了摆球的半径； 第二空．由单摆周期公式：， 可得：，则T2﹣L图像的斜率：， 由图像得：k=40.01+0.99=，解得：g=9.87m/s2； 第三空．A．测摆长时摆线过紧，则测量的摆长偏大，所以测量的重力加速度偏大，故A错误； B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，知测量的摆长偏小，则测量的重力加速度偏小，故B正确； C．开始计时，秒表过迟按下，测量的周期偏小，则测量的重力加速度偏大，故C错误； D．实验中误将49次全振动计为50次，测量的周期偏小，则测量的重力加速度偏大，故D错误． 【点睛】本题主要考查了利用单摆测定重力加速度的实验，属于一般题型． 12. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析、实验评价与反思等。 如图所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。 （1）实验目的与器材：根据已标明的实验器材，可判断出滤光片与双缝之间的M处的实验器材是________，在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互________（选填“垂直”或“平行”）放置。 （2）实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有20分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数为3.90mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图丙所示（其中对齐刻度线已用虚线标出），则读数为________mm。计算这种色光波长的表达式为________（用题中给出的字母，、、表示）。 （3）实验操作：某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是________。 A. 仅增大M到双缝的距离，从目镜视野中观察到的条纹数目增加（即减小条纹间距） B. 仅换用红色的滤光片，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 C. 仅换用更长的遮光筒，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 D. 仅换用间距更大的双缝，从目镜视野中观察到的条纹数目增加 E. 仅去掉滤光片，从目镜视野中观察不到干涉现象 （4）托马斯·杨当时做双缝干涉实验时，用了单缝与双缝。但在我们的课堂上老师演示该实验时并没有用到单缝，而是用激光直接照射双缝，得到干涉条纹。这是由于激光是一种________、相位、偏振以及传播方向等性质都十分确定的“纯净”的光。 （5）1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果（称洛埃镜实验）。洛埃镜实验的基本装置如图所示，S为单色光源，M为一平面镜。S发出的光直接照在光屏上，同时S发出的光还通过平面镜反射在光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成了两个一样的相干光源。但做实验时不小心就会出现偏差，其中一个偏差是由于平面镜的位置发生微小变化而引起的，如图所示平面镜沿放置，但操作实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度θ，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（　　） A. 沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B. 沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹向处移动 D. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 【答案】（1） ①. 单缝 ②. 平行 （2） ①. 15.25 ②. （3）D （4）单色性好 （5）BD 【解析】 【小问1详解】 [1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝； [2]只有单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹，故在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。 【小问2详解】 [1]题意可知游标卡尺精度为0.05mm，图丙可知 [2]因为条纹间距 则光波长的表达式 【小问3详解】 A．根据条纹间距 可知仅增大M到双缝的距离，没有改变干涉条纹宽度的条件，则干涉条纹间距不变，从目镜视野中观察到的条纹数目不变，故A错误； B．由于红色波长比绿光波长长，仅换用红色的滤光片，条纹间距变大，从目镜视野中观察到的条纹数目减少，故B错误； C．仅换用更长的遮光筒，则L增大，条纹间距变大，从目镜视野中观察到的条纹数目减少，故C错误； D．换一个两缝之间距离较大的双缝，则d增大，条纹间距变小，从目镜视野中观察到的条纹数目增多，故D正确； E．去掉滤光片，通过双缝和单缝的光为白光，白光仍然能发生干涉现象，在光屏上出现彩色干涉条纹，故E错误。 故选D。 【小问4详解】 激光是一种单色性好、相位、偏振以及传播方向等性质都十分确定的“纯净”的光。 【小问5详解】 A．作出S关于平面镜对称的点，如图1所示 则S和相当于双缝干涉实验中的双缝，若沿AO向左略微 平移平面镜，则双缝间距减小，双缝到屏的距离增大，根据干涉条纹间距公式 可知干涉条纹间距d增大，干涉条纹移动，故A错误； B．若沿OA向右略微平移平面镜，则双缝间距d增大，双缝到屏的距离L减小，结合双缝干涉条纹间距公式 可知干涉条纹间距减小，故B正确； CD．若，作出S关于平面镜对称的点，如图2所示 可知无论是沿OA向右略微平移平面镜，还是沿AO向左略微平移平面镜，S和的位置均不变， 则干涉条纹不移动，干涉条纹间距不变，故C错误，D正确。 故选BD。 四、解答题：共38分 13. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。如图所示为0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的P、Q两质点刚开始振动。质点M、N的平衡位置处于和处。 （1）求两列波的周期 （2）两列波相遇的时刻； （3）求1.5s内质点M、N运动的路程分别多少。 【答案】（1） （2）0.75s （3）12cm，4cm 【解析】 【小问1详解】 由图可知，则 【小问2详解】 M点在P、Q两质点的正中间，所以两列波同时传播到M点，此时两波传播的距离为 所需时间为 【小问3详解】 时刻，两列波恰好传播到M点，且为振动加强点，振幅为 振动时间为 故M点运动路程为 两列波在N点的振动减弱，即N点的振幅 只有右侧波先到达引起振动，故 解得 14. 某物理兴趣小组在研究交变电流的产生和应用中，设计了以下三种形式，所用匀强磁场磁感应强度均为1.0T，图乙和图丙的轨道均在水平面上，磁场方向竖直向下。 （1）甲方案为：如图甲所示，让一面积为的单匝矩形线圈，在有界匀强磁场中绕中轴以的转速匀速转动，已知为磁场分界线，求线圈从图示位置开始计时产生的交变电流的感应电动势的瞬时表达式； （2）乙方案为：如图乙所示，金属导轨与金属直导轨分别在点和点接一阻值为和体积可忽略的定值电阻，导轨的曲线方程为，金属棒平行于轴，长为。在外力作用下以速度水平向右匀速运动（点始终在轴上），金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，整个电路中除了电阻和外，其余电阻均不计。求：金属棒在导轨上从到的运动过程中，通过电阻的电荷量。 （3）丙方案为：如图丙所示，匝数的理想变压器原线圈与水平放置的间距的光滑金属导轨相连，导轨电阻不计，副线圈接可变电阻，与导轨接触良好的电阻的导体棒在外力的作用下做简谐振动，其速度。调节电阻，使其实际消耗的功率最大时，电阻R的阻值为多大？最大功率为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 题意可知图甲线圈转速 则 交变电流的感应电动势的瞬时表达式 【小问2详解】 电荷量 其中 题意可知，金属棒在导轨上从到的运动过程中， 因为 联立以上解得 所以通过电阻的电荷量 联立解得 【小问3详解】 题意可知电动势 可知电动势有效值 将原线圈等效为电阻，则有 因为 联立解得 R实际消耗的功率最大时，则有 联立解得 此时通过导体棒的电流为 根据 代入题中数据，解得副线圈输出电压 则R的最大功率 15. 两根平行且光滑的金属直导轨和固定在同一水平面内，导轨间距为L，导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量均为m的均匀金属杆与垂直于导轨放置，它们接入回路的电阻均为R。一根绝缘轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接杆的中点，另一端悬挂一质量的重物，滑轮与杆之间的绳与导轨平行。锁定杆，将杆和重物同时由静止释放。整个运动过程中两杆始终垂直于导轨且接触良好，导轨足够长，忽略空气阻力及导轨电阻，重力加速度为g。求： （1）稳定时杆的速度大小v； （2）若当杆速度达到时将杆解除锁定，则此时杆的加速度； （3）若当杆速度达到v时将杆解除锁定，则杆经过足够长的时间t的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 锁定杆时，当系统达到稳定状态时，杆和重物M做匀速直线运动，加速度为零。此时，系统受力平衡 由杆产生感应电动势 感应电流 安培力 联立解得稳定时杆速度 【小问2详解】 当杆速度达到时，感应电流为 此时的安培力为 结合第一问解得 在解除锁定的瞬间，杆速度为，其加速度为 对杆和重物M系统，根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 当杆速度达到时， 此时杆加速度 杆的加速度为，则两杆相对速度减小，则安培力减小 因此，杆做加速度减小的加速运动，杆做加速度增大的加速运动，最终稳定时两杆加速度相等，对整个系统（杆、杆、重物M）应用牛顿第二定律 解得 对杆从解除锁定到时刻，由动量定理可得 对杆和M系统动量定理有 由稳定时相对速度不变 对杆有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $