2022-2023学年安徽省定远中学高二下学期5月第三次阶段性检测物理试题含解析

定远中学2022-2023学年5月第三次阶段性测试试卷

高二物理试题

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共5小题，共20分）

1.  如图所示，是介质Ⅰ、Ⅱ的交界面，光在介质Ⅰ中的传播速度为，在介质Ⅱ中的传播速度为，光线、沿图中方向射到介面上．关于光线、的下列说法中，正确的是(    )

A. 、都不能发生全反射 B. 、都能发生全反射
C. 不能发生全反射、能发生全反射 D. 能发生全反射、不能发生全反射

2.  如图所示，挂在天平底部的矩形线圈的一部分悬在匀强磁场中，当给矩形线圈通入如图所示的电流时，调节两盘中的砝码，使天平平衡。然后使电流反向，这时要在天平的左盘上加质量为的砝码，才能使天平重新平衡。若矩形线圈的匝数为匝，通入的电流，边长度为，取，则磁场对边作用力的大小和该磁场的磁感应强度的大小分别是(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

3.  法拉第发明了世界上第一台发电机---法拉第圆盘发电机，铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇炳，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻连接起来形成回路．转动摇柄，使圆盘如图所示方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为，圆盘半径为，圆盘匀速转动的角速度为下列说法正确的是(    )

A. 圆盘产生的电动势为，流过电阻的电流方向为从到
B. 圆盘产生的电动势为，流过电阻的电流方向为从到
C. 圆盘产生的电动势为，流过电阻的电流方向为从到
D. 圆盘产生的电动势为，流过电阻的电流方向为从到

4.  一圆环形铝质金属圈阻值不随温度变化放在匀强磁场中，设第内磁感线垂直于金属圈平面即垂直于纸面向里，如图甲所示．若磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，那么第内金属圈中(    )
 

A. 感应电流逐渐增大，沿逆时针方向
B. 感应电流恒定，沿顺时针方向
C. 圆环各微小段受力大小不变，方向沿半径指向圆心
D. 圆环各微小段受力逐渐增大，方向沿半径指向圆心

5.  如图所示，虚线为匀强电场和匀强磁场的分界线，电场线与分界线平行。一带电粒子以初速度垂直于电场线射入电场，并能进入磁场。已知磁感应强度为，粒子的比荷为，不计粒子的重力。则粒子第一次进、出磁场两点的距离为(    )

A.  B.  C.  D.

二、多选题（本大题共3小题，共15分）

6.  如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势随时间的变化关系如图乙所示，则 (    )

A. 该交流电的频率为
B. 该交流电电动势的有效值为
C. 时，穿过线框的磁通量为零
D. 时，穿过线框的磁通量的变化率为零

7.  如图所示是质谱仪的工作原理示意图，加速电场的电压为，速度选择器中的电场强度为，磁感应强度为，偏转磁场的磁感应强度为，一电荷量为的带正电的粒子在加速电场中加速后进入速度选择器，刚好能从速度选择器进入偏转磁场做圆周运动，测得直径为，照相板上有记录粒子位置的胶片，下列表述正确的是(    )

A. 质谱仪是分析同位素的重要工具 B. 粒子在速度选择器中做匀加速直线运动
C. 所有粒子进入偏转磁场时的速度相同 D. 粒子质量为

8.  如图所示，为水平放置的平行形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好则 (    )
 

A. 电路中感应电动势的大小为 B. 电路中感应电流的大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为 D. 金属杆的发热功率为

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共15分）

9.  下图为“用双缝干涉测量光的波长”实验装置。

下列关于实验操作的说法中正确的是 (    )

A.实验架必须保持水平

B.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应该放上单缝和双缝

C.测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐

在实验中，若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是 (    )

A.减小双缝间距

B.将屏幕向远离双缝的位置移动

C.将光源向远离双缝的位置移动

实验测得双缝间的距离，双缝到屏的距离，若第个亮条纹到第个亮条纹的中心间距为，则该单色光的波长为__________。

10.  如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．
 

将图中所缺的导线补接完整______．

闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于______端选填“左”或“右”

下列不能引起电流表指针偏转的操作是______

A.开关闭合或断开瞬间

B.开关闭合后，原线圈在副线圈中上下迅速移动

C.开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置

D.断开开关，将变阻器的滑片向右移动

在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后______

A.将原线圈迅速插入副线圈时，电流计指针向右偏转一下

B.将原线圈插入副线圈后，电流计指针一直偏在零点左侧

C.将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向右偏转一下

D.将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流计指针向左偏转一下

四、计算题（本大题共3小题，共40分）

11.  横截面积、匝的圆形线圈处在如图所示的磁场内，磁场随时间均匀增大，磁感应强度变化率为开始时未闭合，，，线圈内阻不计，求：

回路中产生的感应电动势；
闭合后，通过的电流的大小和方向．

12.  如图所示，在平面直角坐标系内，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，各边界均与轴平行，Ⅰ、Ⅱ区域存在匀强电场，方向分别沿和方向，Ⅰ区域电场强度大小为，Ⅲ区域有垂直平面向里的磁场。三个区域宽度均为，一个氕核和一个氘核先后从坐标原点释放，已知与左边界成进入磁场，最后恰好与右边界相切离开磁场，的质量为，电荷量为，不计重力。求：

第一次离开Ⅱ区的坐标；

Ⅲ区域匀强磁场的磁感应强度大小；

第一次离开磁场位置的坐标。

13.  如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左侧部分水平，右侧部分为半径的竖直半圆，两导轨间距离，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为的金属棒、，均垂直置于水平导轨上，金属棒、的质量分别为、，电阻分别为、。现让棒以的初速度开始水平向右运动，棒进入半圆轨道后，恰好能通过轨道最高位置，棒进入半圆轨道前两棒未相碰，重力加速度，求：

棒通过轨道最高位置的速度大小及棒刚进入半圆轨道瞬间的速度大小；

棒进入半圆轨道前，棒上产生的焦耳热；

棒刚进入半圆轨道时，与初始时刻相比，两棒间距变化量。

答案和解析

1.答案： 

解析：根据光在介质Ⅰ中的传播速度为，在介质Ⅱ中的传播速度为，结合，
可知，光在介质Ⅰ中折射率为，而光在介质中的折射率，
再依据光的全反射条件，光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，
因此光线不满足光的全反射条件，
而光线的入射角为
再根据，可知，介质的临界角为，那么光线的入射角大于临界角，能发生光的全反射现象，故D正确，ABC错误；
故选：．
2.答案： 

解析：

当线圈中通入电流后，右盘矩形线圈受到的安培力为，方向向上；设左盘砝码的质量为，右盘砝码的质量为，此时根据天平处于平衡状态有：，
当通有反向电流时，右盘矩形线圈受到的安培力为，方向向下，此时根据天平处于平衡状态有：，
联立以上两式解得：，所以，故ABD错误，C正确。
故选：。  

3.答案： 

解析：将圆盘看成无数幅条组成，它们都切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，根据右手定则圆盘上感应电流从边缘流向圆心，则流过电阻 的电流方向为从到。根据法拉第电磁感应定律，得圆盘产生的感应电动势
故选：。

4.答案： 

解析：、第内，向里的磁场逐渐增大，根据楞次定律可得，感应电流的磁场方向向外，感应电流沿逆时针方向；由于磁场是均匀增大的，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小不变，所以感应电流不变。故AB错误；
、圆环各微小段受力：，由于磁场逐渐增大，所以圆环各微小段受力逐渐增大；由左手定则可得，安培力的方向沿半径指向圆心。故C错误；D正确。
故选：。
5.答案： 

解析：根据题意，设粒子带正电，进入磁场时速度大小为，方向与水平方向夹角为，画出粒子的运动轨迹，如图所示

根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，由运动规律有

解得

粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律有

解得

由几何关系可得，粒子第一次进、出磁场两点的距离为

由于粒子的比荷为，则粒子第一次进、出磁场两点的距离为

故选A。

  6.答案： 

解析：A、由图乙得到周期，故频率，故A正确。
B、该交流电电动势的最大值为，故有效值，故B错误。
C、时，电动势为零，说明线圈位于中性面位置，磁通量最大，故C错误。
D、时，电动势为零，根据法拉第电磁感应定律，说明穿过线框的磁通量的变化率为零，故D正确。
故选AD。
7.答案： 

解析：、粒子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，解得：，知道粒子电量后，便可求出的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；
、在速度选择器中做匀速直线运动的粒子能进入偏转磁场，
由平衡条件得：，粒子速度：，故B错误，C正确；
D、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：，
以及；
解得：；故D正确；
故选：。
8.答案： 

解析：、金属杆切割磁感线的有效长度为，电路中的感应电动势为，故A正确。
B、电路中感应电流的大小为，故B正确。
C、金属杆所受安培力的大小为，故C错误。
D、金属杆的热功率为，故D错误。
故选：。
9.答案：  ； ． 

解析：此实验要求光源、遮光片、单缝、双缝、屏在一条直线上即可，错；
调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，错；
测量某条干涉亮条纹位置时，应使测量头分划板中心刻线与该亮条纹的中心对齐，C正确。
根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距可知，要使增大，可以增大波长或增大双缝到屏的距离或缩小双缝间的距离，所以选项A、B正确。
第个亮条纹到第个亮条纹的中心间距为 ，则 ，  由可知，则 。  

10.答案：  左     

解析：将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物连接如图所示。
闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路中的电阻最大，所以应将滑动变阻器的滑片置于左端；
开关闭合或断开瞬间，电流变化，原线圈产生的磁场变化，穿过负线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故A能引起电流表指针偏转；
B.开关闭合后，原线圈在副线圈中上下迅速移动，穿过负线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，故B能引起电流表指针偏转；
C.开关保持闭合，且不改变变阻器滑片的位置，电流不变，原线圈产生的磁场不变，穿过负线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故C不能引起电流表指针偏转；
D.断开开关，将变阻器的滑片向右移动，原线圈中无电流，不产生磁场，穿过负线圈的磁通量为零且不变，不能产生感应电流，故D不能引起电流表指针偏转；
本题选择不能引起电流表指针偏转，故选：
当在闭合电键时，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过大线圈磁通量增加时，电流计指针向右偏转；
A.将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，电流表指针向右偏转，故A正确；
B.将原线圈插入副线圈后，穿过线圈的磁通量不变，电路中不产生感应电流，电流表指针不偏转，故B错误；
C.将原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，原线圈电路电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故C错误，D正确；
故选：。
故答案为：；左；；
11.答案：磁感应强度变化率的大小为 ，根据法拉第电磁感应定律有  ；
根据闭合电路欧姆定律：  ，
磁场随时间均匀增大，根据楞次定律和安培定则知，感应电流方向从下向上流过。 

12.答案：对氘核，在Ⅰ区中加速，由动能定理，
进入Ⅱ区，粒子类平抛，，，，
实际速度
将代入得，，
因此第一次离开Ⅱ区的坐标为
进入磁场后，做圆周运动，如图，



由几何关系知：，
又：，
解得：
对于氕核，，，由知：
，，，
轨迹如图：
根据几何关系知：
出射点纵坐标为
联立解得：
第一次离开磁场位置的坐标
答：第一次离开Ⅱ区的坐标为；
Ⅲ区域匀强磁场的磁感应强度大小为；
第一次离开磁场位置的坐标为。 

13.答案：棒在轨道最高位置由重力提供向心力，有
解得；
棒从刚进入半圆轨道到通过轨道最高位置的过程中机械能守恒
解得。
棒与棒组成的系统动量守恒，设棒刚进入半圆轨道时的速度大小为，规定向右为正方向：
解得
根据能量守恒定律有
解得
根据电路特点有棒进入半圆轨道前，棒上产生的焦耳热
解得。
根据动量定理可得
则
解得
根据法拉第电磁感应定律可知平均电动势
平均电流
电量
解得。