三明市名校2022-2023学年下学期第1次月考
高二物理试题
一、单项选择题（共8小题，每小题4分，共32分。在每一小题给出的四个选项中只有一项是正确的）
1．下列所示的图片、示意图或实验装置图大都来源于课本，则下列判断错误是（ ）
A．甲图是薄膜干涉的图像，照相机、望远镜的镜头镀的一层膜是薄膜干涉的应用
B．乙图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑
C．丙图是在平静无风的海面上出现的“蜃景”，上方是蜃景，下方是景物
D．丁图是衍射图像，其最明显的特征是条纹间距不等
2．如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（ ）
A．该磁场为匀强磁场 B．线圈将逆时针转动
C．线圈平面总与磁场方向垂直 D．图示位置线圈a边受安培力方向竖直向上
3．19世纪，安培为了解释地球的磁性提出“分子电流假说”，认为地球的磁场是由带电的地球绕过地心的轴形成的环形电流引起的，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行
B．地球内部也存在磁场，地磁南极在地理南极附近
C．根据右手螺旋定则可判断，地球带负电荷
D．地磁场对垂直射向地球赤道的质子有向西的力的作用
4．利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，b段导线长为l，导线a、b、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈没有通电时，天平处于平衡状态。当线圈中通入电流I时，通过在右盘加质量为m的砝码（或移动游码）使天平重新平衡。下列说法中错误的是（ ）
A．若仅将电流反向，线圈将不能保持平衡状态
B．线圈通电后，a、c段导线受到的安培力等大反向，b段导线的安培力向上
C．线圈受到的安培力大小为mg
D．由以上测量数据可以求出磁感应强度
5．频率不同的两束单色光1和2均以45°角从同一点射入一厚玻璃砖，它们的光路图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在真空中，单色光1的波长大于单色光2的波长
B．在玻璃砖中，单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C．单色光1通过玻璃砖所需的时间大于单色光2通过玻璃砖所需的时间
D．光从玻璃砖射向空气发生全反射时，单色光1的临界角大于单色光2的临界角
6．如图甲所示为安装在某特高压输电线路上的一个六分导线间隔棒，图乙为其截面图。间隔棒将6条输电导线分别固定在一个正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电导线在周围形成磁场的磁感应强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比，某瞬时，6条输电导线中通过垂直纸面向外，大小相等的电流，其中a导线中的电流对b导线中电流的安培力大小为F，该时刻（ ）
A．O点的磁感应强度方向垂直于cf向下
B．b、c、d、e、f处5根导线在a处产生磁场磁感应强度方向沿aO，由a指向O
C．c导线所受安培力方向沿Oc指向c
D．a导线所受安培力为2.5F
7．如图所示是洛伦兹力演示仪。电子枪的加速电压为U，励磁线圈内磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，加速后的电子垂直进入磁场。设电子的电量为e，质量为m，忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．电子枪射出时电子速度大小为
B．电子在磁场中运动轨道半径
C．增大电子枪加速电压，电子旋转一周所用的时间减少
D．减小磁感应强度可以减小电子在磁场中的运动轨道半径
8．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示．一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成角射入，CD为光学传感器，可以探测光的强度，从AB面反射回来的光强随角变化的情况如图乙所示．现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），设半圆形外半径为R，光导纤维束的半径为r．则下列说法正确的是（ ）（，）
A．该新材料的折射率
B．该新材料的折射率
C．图甲中若减小入射角，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小
D．用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入，如图丙，若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为
二、多项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得3分，有错选和不答的得0分）
9．如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M上的光亮度将会变化，
此现象表明光波是纵波
B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的
D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射
10．质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如
图中虚线所示，下列表述正确的是（ ）
A．M带正电，N带负电
B．M的速率大于N的速率
C．洛伦兹力对M做正功，对N做负功
D．M在磁场中的运行时间等于N在磁场中的运行时间
11．如图所示为一圆柱形中空玻璃管的横截面，管内径为，外径为，一细束黄色光线在玻璃管上的A点射入圆柱横截面内，入射角为i，为保证在内壁处光不会进入中空部分，下列说法正确的是（ ）
A．若i=45°，为保证光不从内壁处进入中空部分，可以等于
B．若i=45°，为保证光不从内壁处进入中空部分，不能大于
C．若将黄光换成蓝光，改变i，使蓝光沿黄光的折射路径到达玻璃管内壁处，当等于时，蓝光也不会射入中空部分
D．若等于，为保证光不从内壁处进入中空部分，则
12．如图所示为某种电磁泵模型的示意图，泵体是长为，宽与高均为的长方体。泵体处在方向垂直向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，泵体的上下表面接电压为U的电源（内阻不计），理想电流表示数为I。若电磁泵和水面高度差为h，液体的电阻率为，在t时间内抽取液体的质量为m，不计液体在流动中和管壁之间的阻力，取重力加速度为g，则（ ）
A．泵体上表面应接电源正极
B．电磁泵对液体产生的推力大小为
C．电源提供的电功率为
D．质量为m的液体离开泵体时的动能
三、实验、填空题（本题共4小题，每空1分，共18分）
13．（1）干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上（图甲），让单色光从上方射入（示意图如图乙，其中R为凸透镜的半径），从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成图丙所示的环状条纹，这些条纹叫作牛顿环。如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；如果换一个半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）采用波长为690nm的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为nm。
（3）劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示，将一块厚为d平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入的两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示。设每张纸片厚度为x，平板玻璃左端离纸片距离为L，现若将波长为的可见光垂直入射到图1装置后，相邻两亮条纹之间的距离为_______。
14．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示。已知双缝间的距离为d，在离双缝L远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
（1）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图（甲）所示：然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐，记下此时如图（乙）所示的手轮上的示数为_______mm，求得相邻亮纹的间距为_______mm（结果保留三位小数）；
（2）波长的表达式_______（用、L、d表示）；
（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填“变大”、“不变”或“变小”）；
（4）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有_______。
A．“探究求合力的方法”的实验中合力的测量
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C．“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中单摆的周期的测量
15．某同学用“插针法”测一玻璃砖的折射率。
（1）在木板上平铺一张白纸，并把玻璃砖放在白纸上，在纸上描出玻璃砖的两条边界。然后在玻璃砖的一侧竖直插上两根大头针、，透过玻璃砖观察，在玻璃砖另一侧竖直插大头针时，应使挡住_______，用同样的方法插上大头针。
（2）在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作一半径为5.00cm的圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN 的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示。测得AC=4.00cm，BD=2.80cm，则玻璃的折射率n=_______（结果保留两位小数）。
（3）如图乙所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（4）如上图丙所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射：当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。则玻璃砖的折射率为_______。
16．某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示，摆球直径为d=_______cm，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0次。单摆每经过最低点记一次数，当数到n次时秒表的示数如图乙所示，此时秒表的读数为t=_______s，该单摆的周期T=_______（用t、n表示）。
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出图像如图丙，造成图线不过坐标原点的原因可能是_______．
A．摆球的振幅过小 B．将计为摆长L
C．将计为摆长L D．摆球质量过大
（4）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度，再测出其振动周期。用该同学测出的物理量表示重力加速度为g=_______．
四、计算题（本题共3小题，共34分。解答各小题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位）
17．（9分）2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“福建舰”顺利下水。该舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，舰载作战飞机沿平直跑道起飞过程分为两个阶段：第一阶段是电磁弹射，电磁弹射区的长度为，弹射原理如图所示，飞机钧在滑杆上，储能装置通过导轨和滑杆放电，产生强电流恒为I=4000A，导轨激发的磁场在两导轨间近似为竖直方向的匀强磁场且B=10T，在磁场力和飞机发动机推力作用下，滑杆和飞机从静止开始向右加速，在导轨末端飞机与滑杆税离，导轨间距为L=3m；第二阶段在飞机发动机推力的作用下匀加速直线运动达到起飞速度。已知飞机离舰起飞速度为v=100m/s，航空母舰的跑道总长为，舰载机总质量为，起飞过程中发动机的推力恒定，弹射过程中及飞机发动机推力下的加速过程，舰载机所受阻力恒为飞机发动机推力的20%，求：
（1）滑杆受到的安培力；
（2）电磁弹射过程电磁推力做的功；
（3）飞机发动机推力的大小。
18．（11分）一玻璃球过球心的横截面如图所示，玻璃球的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM恰好在M点发生全反射，另一光线BN从N点折射后的出射光线平行于AB，已知∠ABN=30°，NM
光在真空中的速度为c，求：
（1）该玻璃的折射率；
（2）在玻璃球中光线从B点到M点的传播时间。
19．（14分）某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图，两平行金属导轨CD、EF间距为L=0.1m，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程0-3A）、开关、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为（M=0.05kg、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为B=5T，在秤盘中放入待测物体，闭合开关，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体时，使金属棒静止时电流表读数为。其余电阻、摩擦以及轻绳质量不计，，则：
（1）秤盘的质量是多少？
（2）求此“电磁秤”的称量物体的最大质量及此时滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）为了便于知道秤盘上物体质量m的大小，请在图中作出其与电流表读数关系的m-I图象。
三明市名校2022-2023学年下学期第1次月考
高二物理参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B B C D C D B D BD BD ACD AD
13．①变大 ②变大 ③345 ④
14．①13.870 ②2.888 ③ ④变小 ⑤C
15．①．、的像 ②1.43 ③偏大 ④
16．①2.06 ②67.4 ③ ④B ⑤
17．（9分）
解：（1）由题意可知滑杆受到的安培力大小为：
（2）电磁推力做功：
（3）设飞机推动力的大小为，对整个过程根据动能定理有
解得
18．（11分）
解：（1）根据题意，设光线BN的入射角为，折射角为，光线BM的入射角为，如图所示：
由几何关系可得，
由折射定律可得
（2）由公式可得
可得
由几何关系可得
又有可得
则在玻璃球中光线从B点到M点的传播时间为
19．（14分）解：（1）对金属棒受力分析有
对秤盘受力分析有
解得
（2）当电路中电流最大时，此电磁秤称得最大质量，电路中最大电流即为电流表量程，即
解得
对金属棒及秤盘有
解得
（3）电流与所称物体质量的关系式为
代入数据得
图像为
