2025届高二年级联考
物理
一、单选题（本大题共11小题，共44分）
1.如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，在一端垫一个薄片，当红光从上方入射后，从上往下可以看到干涉条纹．则( )
A. 干涉条纹是由、两板的上表面反射的光叠加产生的
B. 干涉条纹间的亮条纹是由于两反射光叠加减弱产生的
C. 换用蓝光照射时，产生的条纹变密
D. 将薄片向左移动，产生的条纹变疏
2.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
闻其声而不见其人
夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色
当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感； 这些物理现象分别属于波的( )
A. 折射、干涉、多普勒效率、偏振 B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效应
C. 衍射、偏振、折射、多普勒效应 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振
3.某实验小组同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝、间距离及各自宽度均可调，狭缝到光屏的距离为。用不同的单色光垂直照射狭缝，得到如图乙所示的干涉条纹。下列说法正确的是( )
A. 在、相同条件下，照射光的频率越高，形成的干涉亮条纹越宽
B. 若遮住，用红光照射，减小的宽度，光屏上的中央亮条纹变宽变暗
C. 若同时用红光和蓝光分别照射、，光屏上将得到红蓝相间的干涉彩色条纹
D. 用红光照射两条狭缝时，若狭缝、到光屏上点的路程差为红光波长的倍，点处一定是亮条纹
4.光学知识广泛应用于科学技术、生产和生活领域。下列关于光的论述正确的是( )
A. 沙漠中的“蜃景”现象是光发生衍射引起的
B. 拍摄池中的游鱼时在照相机前装上偏振滤光片能过滤掉水面反射光，这说明光波是纵波
C. 晴朗的夏天，中午看到远处路面特别明亮，仿佛有水，这是光的全反射现象
D. 通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的干涉现象
5.如图所示，某种单色光从光导纤维左端射入，经过多次全反射后从右端射出。已知该单色光在光导纤维中的折射率为，则该单色光从右端射出时出射角的正弦值最大为( )
A. B. C. D.
6.如图，在折射率的液体表面上方有一单色激光发射器，它能垂直液面射出细激光束，在液体内深处水平放置一平面镜，镜面向上，平面镜中心在光源正下方。现让平面镜绕过点垂直于纸面的轴开始逆时针匀速转动，转动周期为，液面上方的观察者跟踪观察液面，观察到液面上有一光斑掠过，进一步观察发现光斑在液面上、两位置间移动。下列说法正确的是( )
A. 在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为
B. 液面上、两位置间距离为
C. 光斑在液面上做匀速直线运动
D. 光斑刚要到达点时的瞬时速度为
7.如图所示，两根平行长直导线相距，通有大小相等、方向相同的恒定电流；、、是导线所在平面内的三点，左侧导线与它们的距离分别为、和关于这三点处的磁感应强度，下列判断正确的是( )
A. 处的磁感应强度大小比处的大
B. 、两处的磁感应强度大小相等
C. 、两处的磁感应强度方向相同
D. 处的磁感应强度不为零
8.如下图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线和垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离均为的点处的磁感应强度为零。如果让中的电流反向、其他条件不变，则点处磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
9.如图所示，质量为、长度为的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂在、点，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为；棒中通以某一方向的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，重力加速度为则( )
A. 金属棒中的电流方向由指向
B. 金属棒所受安培力的方向垂直于平面向上
C. 金属棒中的电流大小为
D. 每条悬线所受拉力大小为
10.如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为，则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法正确的是( )
A. ，弹簧的伸长量减小 B. ，弹簧的伸长量减小
C. ，弹簧的伸长量增大 D. ，弹簧的伸长量减小
11.宇宙射线在射向地球时，由于地磁场的存在会改变其带电粒子的运动方向，从而对地球上的生物起到保护作用。如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图。现有来自宇宙的一束电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地磁场时将( )
A. 相对于原直线运动方向向东偏转
B. 相对于原直线运动方向向西偏转
C. 相对于原直线运动方向向南偏转
D. 相对于原直线运动方向向北偏转
二、实验题（每小问3分共15分）
12.某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。
确定位置的方法正确的是______；
A.透过玻璃砖，挡住的像
B.先插上大头针，在靠近玻璃砖一侧挡住的位置
C.透过玻璃砖观察，使挡住、的像
作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并画出玻璃砖中光线的折射角；
经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为______；保留三位有效数字
若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则测出来的折射率______；填“偏大”、“偏小”或“不变”
该同学突发其想用两块同样的玻璃直角棱镜来做实验，两者的面是平行放置的，插针、的连线垂直于面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是______。
A. ． ． ．
三、计算题（本大题共4小题，共40分）
13.（本题9分）如图，某透明介质的截面为直角三角形，其中，，边长为，一束单色光从面上距为的点垂直于面射入，恰好在面发生全反射。已知真空中的光速为，
求出该介质的折射率；
画出该光束从射入该介质到射出该介质的光路并求出相应的方向的偏转角；
求出该光束从射入该介质到第一次射出该介质经历的时间。
14.（本题8分）水平面上有电阻不计的形导轨，它们之间的宽度为，和之间接入电动势为的电源不计内阻。现垂直于导轨搁一根质量为，电阻为的金属棒，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，问：
当棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
若的大小和方向均能改变，则要使棒所受支持力为零，的大小至少为多少？此时的方向如何？
15.（本题12分）如图，、两点分别位于轴和轴上，，的长度为。在区域内有垂直于平面向里的匀强磁场。质量为、电荷量为的带正电粒子，以平行于轴的方向从边射入磁场。已知粒子从某点射入时，恰好垂直于边射出磁场，且粒子在磁场中运动的时间为。不计重力。
求磁场的磁感应强度的大小；
若粒子先后从两不同点以相同的速度射入磁场，恰好从边上的同一点射出磁场，求该粒子这两次在磁场中运动的时间之和；
若粒子从某点射入磁场后，其运动轨迹与边相切，且在磁场内运动的时间为，求粒子此次入射速度的大小。
16.（本题12分）如图所示，在的区域内有沿轴正方向的匀强电场，在的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子质量为、电量为从轴上点以沿轴正方向的初速度开始运动。当电子第一次穿越轴时，恰好到达点；当电子第二次穿越轴时，恰好到达坐标原点；当电子第三次穿越轴时，恰好到达点。，两点均未在图中标出。已知，两点到坐标原点的距离分别为，。不计电子的重力。求：
电场强度的大小；
磁感应强度的大小；
电子从运动到经历的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为空气层厚度的倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为。
解本题的关键是知道薄膜干涉的原理和相邻条纹空气层厚度差的关系。
【解答】
A.从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，所以干涉条纹是由板的下表面与板的上表面反射的光叠加产生的，故A错误
B.干涉条纹间的亮条纹是由于两反射光叠加加强产生的，故 B错误
当光程差满足
干涉条纹为亮条纹，可知相邻两条亮条纹的光程差之间的差值为
设平板玻璃倾角为，相邻两条亮条纹的间距为，则有
联立解得
换用蓝光照射时，由于蓝光的波长小于红光的波长，可知相邻两条亮条纹的间距变小，产生的条纹变密
将薄片向左移动，可知倾角变大，相邻两条亮条纹的间距变小，产生的条纹变密，故 C正确， D错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
衍射是绕过阻碍物继续传播，而干涉是两种频率相同的波相互叠加出现明暗相间的现象，对于多普勒效应现象是接收到的频率在发生变化。
无论反射、衍射还是干涉，其频率均不变，而多普勒效应接收到的频率发生变化。
【解答】
“闻其声而不见其人”，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
夏天里雷雨后路面上油膜呈现彩色是薄膜干涉现象；
当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象；
由以上分析可知ABC错误，D正确
故选D。
3.【答案】
【解析】解：根据波长、波速和频率的关系，单色光的波长
根据双缝干涉条纹间距公式
在、相同条件下，频率越高的单色光，形成的干涉条纹间距更窄，故A错误；
B.若遮住，用红光照射，光屏上得到的是衍射条纹，减小的宽度，衍射现象更明显，光屏上的中央亮条纹变宽变暗，故B正确；
C.若同时用红光和蓝光分别照射、，不会发生干涉现象，光屏上不会得到干涉条纹，故C错误；
D.用红光照射两条狭缝时，根据双缝干涉产生暗条纹的条件，光程差
当时，狭缝、到光屏上点的路程差
即光程差为红光波长的倍，点处一定是暗条纹，故D错误。
故选：。
A.根据双缝干涉条纹间距公式分析作答；
B.根据单缝宽度对单缝衍射条纹间距的影响分析作答；
C.根据干涉现象发生的条件分析作答；
D.根据双缝干涉产生明、暗条纹的条件分析作答。
本题主要考查了利用双缝干涉测单色光的波长以及产生暗条纹的条件，基础题。；要注意单缝衍射条纹与双缝干涉条纹的区别。
4.【答案】
【解析】【分析】
沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的；光的偏振原理仅仅是与传播方向垂直平面上有特定振动方向；我们在柏油路上常看到前方有一潭水，走进时即没有，这就是光的全反射导致；结合光的干涉和衍射现象分析即可。
本题考查光的全反射原理、光的偏振现象及光的衍射现象原理，注意各自之间的区别与联系。
【解答】
A、沙漠中的“蜃景”现象，是光的全反射现象引起的，故A错误；
B、拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以可以滤掉水面反射的偏振光，使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，偏振是横波的特性，光的偏振现象使人们认识到光是横波，故B错误；
C.对于光照射到柏油马路面上，从远处看格外光亮，马路面上方空气不均匀，则满足光的全反射条件，因而有时还能看到远处物体的像，故C正确。
D.通过两支铅笔夹成的一条狭缝观察日光灯，可以看到彩色条纹，这是光的衍射现象，故D错误。
5.【答案】
【解析】【分析】
作出光线射出时的光路图。光线发生全反射时，临界角满足。由折射定律和反射定律列式求出射角的正弦值最大值。
对于几何光学的问题，作出光路图是解答的关键，有时需要借助几何关系帮助处理。
【解答】
、设该单色光从右端射出时出射角最大为。
设介质发生全反射的临界角为，如图，则有：
该单色光从右端射出时，入射角和折射角满足：
联立解得：，故D正确，ABC错误。
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】
光斑在液上两位置间移动，即反射光线在液面两点处发生了全反射，根据临界角的公式求出临界角，然后结合反射定律求出镜面转过的角度，再求出能观察到液面上光斑的时间；光斑转到位置的速度是由光线的伸长速度和光线绕转动的线速度合成的，将光斑在位置的线速度分解，由几何知识得出光斑沿液面向左的速度．
本例涉及平面镜旋转、光的反射及全反射现象，需综合运用反射定律、速度的分解、线速度与角速度的关系等知识求解．确定光斑掠移速度的极值点及其与平面镜转动角速度间的关系，是求解本例的关键．
【解答】
A、光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕逆时针方向转动时，光线经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑从处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射到点的光线在液面产生全反射，根据在处产生全反射条件：，得：。根据反射定律：反射角等于入射角，可知此时镜面转过的角度：，如图；
光斑由点运动到点所用的时间为，则在平面镜开始转动的一个周期内，能观察到液面上光斑的时间为，故A错误；
B、因为，则，所以液面上、两位置间距离为，故B错误；
D、由几何关系可得，、之间的距离：，光斑转到位置的速度是由光线的伸长速度和光线绕转动的线速度合成的，如图，根据反射定律可知，光斑转动的角速度是镜面转动的角速度的倍；设镜面转动的角速度为，则光斑在位置的线速度为：，
所以光斑沿液面向左的速度：，故D正确。
C、根据项分析光斑沿液面向左的速度：，故光斑在液面上做的不是匀速直线运动，故C错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】解：、、、根据安培定则判断知：左侧导线在点产生的磁场方向向里，在点产生的磁场方向向外，右侧导线在点产生的磁场方向向里，在点产生的磁场方向向里，根据磁感线的疏密表示磁场的强弱，可知离直导线越远，磁场越弱，可知：处磁感线比处密，则处的磁感应强度大小比处的大。由磁场的叠加可知：、两处的磁感应强度方向相反。故A正确，BC错误；
D、由于左右侧导线在处产生的磁感应强度方向相反，大小相等，所以处的磁感应强度为零，故D错误。
故选：。
根据安培定则判断两根直导线在三个点产生的磁场方向，由磁场的叠加原理分析即可。
本题关键要掌握安培定则，运用磁场的叠加分析磁感应强度的大小。
8.【答案】
【解析】【分析】
依据右手螺旋定则，结合矢量的合成法则，及三角知识，即可求解。
本题考查了右手螺旋定则与矢量的合成的内容，掌握几何关系与三角知识的应用，理解外加磁场方向是解题的关键。
【解答】
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离为的点处的磁感应强度为零，如下图所示：
由此可知，外加的磁场方向与平行，且由指向；
即；
依据几何关系，及三角知识，则有：；
解得：或通电导线在处的磁场大小为；
当中的电流反向，其他条件不变；
；
再依据几何关系，及三角知识，则有：；
因外加的磁场方向与平行，且由指向，磁场大小为；
最后由矢量的合成法则，那么点处磁感应强度的大小为；
故A正确，BCD错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】解：、平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，故导线受到的安培力水平向右，根据左手定则，可知金属棒中的电流方向由指向，故A错误；
B、受力分析，做出沿的方向观察的受力图，金属棒所受安培力的方向垂直于和磁场方向水平向右，与平面不垂直。故B错误；
C、由受力分析可知，，得，故C正确；
D、由受力分析可知，，得，故D错误。
故选：。
对通电导线受力分析，根据平衡条件及左手定则即可求得力的方向及电流的方向和大小．
对金属棒进行受力分析、应用平衡条件，根据安培力公式分析即可正确解题．
10.【答案】
【解析】【分析】
导线中没有通电流时，对磁铁受力分析，根据平衡条件分析各力的大小，导线中通电流后，先分析导线所受安培力的方向，再对磁铁受力分析，此时导线对磁铁有一个反作用力，根据平衡条件进行分析判断即可。
本题是安培力参与的平衡问题，熟悉磁体周围磁场，左手定则是关键，另外要特别重视牛顿第三定律相关知识。
【解得】
在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从极出发到极，所以可画出磁铁在导线处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，如图所示，导线中的电流垂直纸面向外时，由左手定则可判断导线必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即同时，有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，故C正确，ABD错误。
11.【答案】
【解析】解：电子流的方向从上而下射向赤道上空，地磁场方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则，洛伦兹力的方向向西，所以电子向西偏转，故B正确，、、D错误。
故选：。
电子流带负电，地磁场的方向在赤道的上空从南指向北，根据左手定则判断出电子流所受洛伦兹力的方向．
解决本题的关键掌握地磁场的方向，以及会运用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意电子带负电．
12.【答案】 ； ；；偏小；
【解析】【分析】
本题是插针法测定玻璃砖的折射率实验，实验原理是折射定律，注意采用单位圆法处理数据，同时注意根据原理分析实验误差情况和实验中应注意的事项。
【解答】
确定位置的方法正确的是透过玻璃砖观察，使挡住、的像。
玻璃砖的折射率为图像斜率．
可以知道入射角不变，但折射角变大，由折射定律可以知道，测出的值将偏小。
光路图如图所示：
，
根据光路图可知，经过的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是6
故答案为： ； ；；偏小；
13.【答案】解：由于光线垂直于面射入，故光线在面上的入射角为，由题意知，光线恰好在面上发生全反射，所以入射角等于临界角，则全反射临界角；
由全反射条件可求得：；
如图所示光路图，
原光线垂直于面射入，即方向方向
光线在面出射时与面垂直，即方向，所以偏转角为；
由图可知，，，
，则，
，
故光在介质中的传播距离为：，
光在介质中的传播速度：，
光在介质中的传播时间：。
【解析】据题意，光线恰好在面发生全反射，入射角等于临界角，根据几何关系求出临界角，由求出折射率；
作出光路图，光线在面出射时与面垂直，所以偏转角为；
运用几何知识求出光线在介质中通过的路程，由求出光在介质中的速度，由求解时间。
本题关键要理解全反射现象及其产生的条件，知道临界角其实是入射角，能灵活利用几何关系求解入射角和折射角。
14.【答案】解：从向看其受力如图所示
水平方向：
竖直方向：
又
联立得：，。
使棒受支持力为零，且让磁场最小，可知所受安培力竖直向上
则有
解得：，根据左手定则判定磁场方向水平向右。
答：当棒静止时，受到的支持力和摩擦力分别为，；
的大小至少为，此时的方向水平向右。
【解析】作出受力分析图，根据共点力平衡，结合安培力大小公式、闭合电路欧姆定律求出支持力和摩擦力的大小；
当棒所受的安培力竖直向上时，支持力为零时，的大小最小，根据共点力平衡求出的大小，根据左手定则判断的方向。
本题考查共点力平衡与安培力知识的综合，将立体图转化为平面图是解决本题的关键。
15.【答案】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，在时间内其速度方向改变了，故其周期
设磁感应强度大小为，粒子速度为，圆周运动的半径为。由洛伦兹力提供向心力，得
匀速圆周运动的速度满足
联立式得
设粒子从边两个不同位置射入磁场，能从边上的同一点射出磁场，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，设两轨迹所对应的圆心角分别为和，由几何关系有
粒子两次在磁场中运动的时间之和
如图，由题给条件可知，该粒子在磁场区域中的轨迹圆弧对应的圆心角为，设为圆弧的圆心，圆弧的半径为，圆弧与相切于点，从点射出磁场，由几何关系和题给条件可知，此时有
设粒子此次入射速度的大小为，由圆周运动规律
联立式得。
答：磁场的磁感应强度的大小为；
该粒子这两次在磁场中运动的时间之和为
粒子此次入射速度的大小为。
【解析】粒子垂直进入磁场中，转过，垂直打在轴上，则，求出周期，由周期公式求的大小；
根据题意作出粒子运动轨迹，应用几何知识求出两粒子转过的圆心角，然后根据粒子运动周期求出粒子在磁场中运动的时间之和．
作出粒子运动轨迹，应用几何知识求出粒子轨道半径，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出粒子的速度．
对于带电粒子在磁场中运动类型，要善于运用几何知识帮助分析和求解，这是轨迹问题的解题关键，注意画出正确的运动轨迹图是解题的重点．
16.【答案】解：电子的运动轨迹如图所示
电子在电场中做类平抛运动，设电子从到的时间为，
则
解得
设电子进入磁场时速度为，与轴的夹角为，则，得
解得
电子进入磁场后做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，得
由图可知
解得
由抛物线的对称关系，电子在电场中运动的时间为
电子在磁场中运动的时间
电子从运动到的时间
【解析】分析电子的运动情况：电子在电场中，受到竖直向下的电场力而做类平抛运动或匀变速曲线运动；进入磁场做匀速圆周运动；画出轨迹．根据牛顿第二定律和运动学公式研究电子在电场中的类平抛运动，即可求出电场强度；
由上题结果，求出电子进入磁场中的速度的大小，以及与轴的夹角，由几何知识求出圆周运动的半径，由牛顿第二定律和向心力求磁感应强度；
根据电场中抛物线的对称关系，可见电子在电场中运动的时间为，根据轨迹的圆心角求出磁场中运动时间，即可得到总时间．
电子在电场中做类平抛运动的研究方法是运动的分解，而磁场中圆周运动的研究方法是画轨迹，都常用的思路，难度不大．
