永新县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷
考试范围：光学，磁场和电磁感应；考试时间：70分钟；
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题1-7题每题4分，8-10题每题6分，共46分）
一、单选题
1．一定能使水波通过小孔后，发生的衍射更不明显的方法是（ ）
A．增大小孔尺寸，同时减小水波的频率
B．增大小孔尺寸，同时增大水波的频率
C．缩小小孔尺寸，同时增大水波的频率
D．缩小小孔尺寸，同时减小水波的频率
2．如图所示，固定长直导线的正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，静止时金属圆环的中心位于点。现在导线中通有水平向右的恒定电流，将金属圆环的中心拉到位置无初速度释放，金属圆环的中心运动到位置后反向运动，已知金属圆环和长直导线始终在同一平面内，且细线始终处于张紧状态。则金属圆环从到位置的过程中（ ）
A．圆环中没有感应电流产生
B．圆环中感应电流的方向先逆时针再顺时针方向
C．圆环所受安培力的方向总是水平向左
D．圆环受到安培力的方向总是竖直向上
3．如图所示圆区域内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和带电量都相同的带电粒子，以不相等的速率，沿着相同的方向，对准圆心O射入匀强磁场中，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则下列说法中正确的是（ ）
A．速率较大的粒子运动通过磁场后偏转角一定越大
B．速率较大的粒子运动半径一定大，周期也一定大
C．运动时间较长的，在磁场中通过的路程较长
D．运动时间较长的，在磁场中偏转的角度一定大
4．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压
B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即
D．图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越小
5．关于带电粒子的运动，下列说法正确的是（ ）
A．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场中运动，磁场力不做功
B．垂直于电场线方向飞入匀强电场中运动，电场力不做功
C．沿着磁感线方向飞入匀强磁场中运动，磁场力做功，动能增加
D．沿着电场线方向飞入匀强电场中运动，电场力做功，动能增加
6．如图所示，边长为的等边三角形区域内存在方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，一质量为、电荷量为的粒子由点沿角平分线方向进入磁场区域，离开磁场区域时粒子的速度方向和边平行。不计粒子受到的重力，则粒子的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示的半圆形闭合回路半径为a，电阻为R。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于半圆形回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．感应电动势大小不变 B．感应电动势大小一直增大
C．感应电动势大小一直减小 D．感应电动势最大值Bav
二、多选题
8．光在某种介质中的传播速度是1.5×108 m/s，光从该介质射向空气时（ ）
A．发生全反射的临界角是30°
B．大于或等于30°的所有角都是临界角
C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射
D．临界角可能是60°
9．条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极的一侧悬挂一根与它垂直的导体棒，如图所示．图中只画出此棒的横截面，且标出棒中的电流是流向纸内的．在通电的一瞬间，可能出现的情况是( )
A．磁铁对桌面的压力增大 B．磁铁对桌面的压力减小
C．磁铁受到向左的摩擦力 D．磁铁受到向右的摩擦力
10．如图所示，在竖直面内有垂直于竖直面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域，磁场上下边界相距H。边长为l、电阻为R、质量为m的正方形导线框abcd从cd边距离磁场上边界l处由静止下落，cd边运动到磁场的下边界，线框匀速穿出磁场．已知重力加速度为g，忽略空气阻力．下列说法正确的是（ ）
A．线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿逆时针方向
B．线框ab边离开磁场时，线框的速度大小为
C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为
D．线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为mg(H＋l)
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空3分，共18分）
11．(1)如图所示，线圈与滑动变阻器、电源组成电路，而大线圈则与电流表组成闭合电路，不能使电流表指针偏转的情形是( )
A．闭合开关后将小线圈插入大线圈的过程中
B．小线圈放在大线圈中，闭合开关后将小线圈拔出来的过程中
C．小线圈放在大线圈中不动
D．小线圈放在大线圈中不动，开关闭合，移动变阻器的滑片时
(2)利用双缝干涉测定光的波长实验中，取双缝间距，双缝光屏间距离，用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为________mm，B位置的游标卡尺读数为________mm，单色光的波长为________m。
12．如图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光
源、②滤光片、③单缝、④双缝、⑤遮光筒、光屏，对于某种单色光，为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取的措施有：
（1）______________________________________________________________；
（2）______________________________________________________________。
四、解答题（每题12分，共36分）
13．如图所示，在绝缘水平面内固定两个宽度为的平行金属导轨，在两导轨之间连接一电源，电源的电动势为、内阻为。质量为、电阻为的金属导体棒静止跨放在两导轨上的最右端、且和两导轨垂直，导轨与导体棒之间的动摩擦因数为。整个空间存在一个匀强磁场，磁场的方向与两个导轨所在的平面成角斜向右上方。两导轨电阻不计，重力加速度大小为。原先开关是断开的。已知当开关闭合的瞬间，导体棒刚好水平向右、以大小为的加速度突然离开两导轨。求：匀强磁场的磁感应强度大小。
14．如图所示面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为，定值电阻R1=60Ω，线圈电阻R2=40Ω，求：
（1）磁通量的变化率和回路中的感应电动势；
（2）a、b两点间的电压Uab
（3）2s内通过R1的电荷量q
15．如图所示，直角三角形ABC为某三棱镜的截面，∠B=90°，∠C=30°，AB=a，D为AB边的中点，一单色细光束从D点以与AB成30°角方向射入棱镜，依次通过AB面折射、BC面反射，再从AC面射出，此时折射角为60°（已知光在真空中的传播速度为c）。求：
（1）棱镜对该单色光的折射率；
（2）光在棱镜中传播的时间。
参考答案：
1B 2 D 3 D 4 B 5 A 6 C 7 D 8 AC 9 BC 10 BC
11． C 11.1 15.6 6.43×10-7
【详解】(1)[1]A. 闭合电键后将小线圈插入大线圈的过程中，大线圈内的磁通量从无到有，在变化，导致闭合线圈中产生感应电动势，从而产生感应电流，电流表指针发生偏转，故A偏转；
B. 小线圈放在大线圈中，闭合电键后将小线圈拔出来的过程中，大线圈内有磁通量从有到无，在变化，导致闭合线圈中产生感应电动势，从而产生感应电流，电流表指针发生偏转，故B偏转；
C. 小线圈放在大线圈中不动时，大线圈内的磁通量不变，不会产生感应电流，电流表指针不发生偏转，故C不偏转；
D. 小线圈放在大线圈中不动，电键闭合，移动变阻器的滑片时，大线圈内的磁通量发生变化，会产生感应电流，电流表指针发生偏转，故D偏转。
本题选择不能使指针偏转的，故选：C；
(2)[2] A位置游标卡尺的读数为：11mm+0.1×1mm=11.1mm；
[3]B位置游标卡尺的读数为：15mm+0.1×6mm=15.6mm；
[4]相邻条纹间距为：
根据
得：
。
12． 增大双缝与光屏间的距离 减少双缝间的距离
【详解】[1][2]根据双缝干涉条纹间距
其中为双缝到光屏的距离，为双缝间距，为单色光波长，可知，对于某种单色光，为增加相邻亮纹（暗纹）间的距离，可采取增大双缝到光屏的距离或减小双缝间距离的方式。
13．
【详解】设匀强磁场的磁感应强度大小为B，闭合回路的电流大小为I，以导体棒为研究对象，受力图如图所示
导体棒离开两导轨的瞬间：
水平方向
竖直方向
由摩擦定律得
对闭合回路，有
以上联合求解得
14．（1）0.04Wb/s；4V；（2）2.4V；（3）0.08C
【详解】（1）磁通量的变化率
回路中的感应电动势
（2）a、b两点间的电压
（3）2s内通过R1的电荷量
15．（1）；（2）
【详解】（1）画出光路图，如图所示
设，，则，，由光的折射定律可得该棱镜的折射率为
则
又根据几何关系可得
故，则该棱镜的折射率为
（2）根据几何关系可得
，，
又
则有
光在棱镜中传播的速度
故光在棱镜中传播的时间为
