2021-2022学年江苏省扬州市江都区邵伯高级中学高二（下）段考物理试卷（含答案解析)

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2021-2022学年江苏省扬州市江都区邵伯高级中学高二（下）段考物理试卷1.  下面四种光的折射光路图中，正确的是(    )A.  B.
C.  D. 2.  已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为、、和，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是(    )A. 从水晶射入玻璃 B. 从水射入二硫化碳 C. 从玻璃射入水中 D. 从水射入水晶3.  用同一双缝干涉实验装置在真空中做红光和紫光的双缝干涉实验，获得甲、乙两种干涉条纹，如图所示，则下列说法正确的是(    )A. 甲为紫光，乙为红光
B. 甲光在水中的传播速率大于乙光在水中的传播速率
C. 在同一种介质中，甲光的折射率大，乙光的折射率小
D. 在同一种介质中，甲光的全反射临界角小，乙光的全反射临界角大
 4.  研究光的波动现象的实验装置如图甲所示，实验中光屏上得到了如图乙所示的图样．下列说法正确的是(    )
 A. 挡板上有两条平行的狭缝
B. 减小激光器和狭缝间的距离，中央亮条纹将变窄
C. 增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变窄
D. 将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄
 5.  如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q，现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90度，下列说法正确的是(    )A. MN间为偏振光 B. PQ间为自然光
C. PQ间的光线亮度逐渐变暗 D. 光屏N上的亮线逐渐变暗6.  如图所示，“W形导线有部分在磁场中，、与磁场边界MN垂直，ACDE为等腰梯形，下底AC长为L，上底ED长为，AE中点P和CD的中点Q在磁场的边界上，导线平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度大小为B，给导线通入大小为I的恒定电流，导线保持静止，则导线受到的安培力大小为(    )A.  B.  C.  D. 7.  如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是(    )A.
B.
C.
D. 8.  质量和电荷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带负电，N带正电 B. M的速率小于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的运行时间等于N的运行时间9.  如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则(    )A. 如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极
B. 如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极
C. 无论如何台秤的示数都不可能变化
D. 以上说法都不正确
 10.  如图所示，用丝线吊一个质量为m的带电绝缘小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时(    )A. 小球的动能不相同 B. 丝线所受的拉力相同
C. 小球所受的洛伦兹力相同 D. 小球的向心加速度相同11.  做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。
下列哪些措施能够提高实验准确程度？______。
A.选用两光学表面间距较大的玻璃砖
B.实验时入射角应该尽量小一些
C.选用粗的大头针完成实验
D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离应小一些
实验中，甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示，其中甲用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖，他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图。则：
甲同学测得的折射率与真实值相比______选填“偏大“偏小”或“不变”
乙同学测得的折射率与真实值相比______选填“偏大“偏小”或“不变”
用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L，双缝间距d。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心如图乙所示，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图丙所示，则对准第1条时读数______，对准第4条时读数______，已知已知单缝与双缝的距离，双缝与屏的距离，单缝宽，双缝间距为。求得所测红光波长为______ m。保留两位有效数字
在屏上观察到了干涉条纹。如果将双缝的间距变小，则屏上的干涉条纹的间距将变______。选“大”或“小”
12.  如图所示，等边三角形ABC为透明柱状介质的横截面，一束平行于角平分线BD的单色光由AB面射入介质，经AB面折射的光线恰平行于求：
①介质对此单色光的折射率n；
②若光在真空中的传播速度为c，则光在此介质中的传播速度为多少；折射光线在AC面上能否发生全反射．
 13.  如图，两平行金属导轨间的距离，导轨平面与水平夹角，空间分布着垂直于导轨平面的匀强磁场。导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量为的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒拾好静止。导体棒的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知，，求：
通过导体棒的电流；
导体棒受到的安培力大小；
导体棒受到的摩擦力大小。14.  一个质量、电荷量的带电粒子，以速度，沿垂直于地磁场方向进入地球附近，其中该处的磁感应强度为其中近似取。求：
带电粒子在进入磁场瞬间做圆周运动的半径是多大；
若该带电粒子能做完整的圆周运动，则它的周期是多少？15.  如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。y轴上有一个粒子源P，，从P点沿x轴正方向发射速度大小不同的带正电的粒子，不计粒子的重力。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q，试求：
通过O点的粒子速度的大小；
速度大小为的粒子在磁场中运动的时间。
答案和解析 1.【答案】B 【解析】解：根据折射定律有：，可知光从空气到水折射的过程中，入射角大于折射角，故B正确，ACD错误；
故选：B。
根据光的折射现象结合光的折射定律分析解答。
本题考查光的折射，解题关键掌握光的折射现象及折射定律。
 2.【答案】C 【解析】解：光的全反射产生条件：光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角，
由水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为、、和，因此从玻璃射入水中，有可能发生全反射，故C正确，ABD错误，
故选：C。
要发生光的全反射，必须光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角．例如光从水中进入空气，有可能发生全反射现象；
再根据临界角与折射率的关系，即可求解．
考查能发生全反射的条件，注意根据折射率来确定光密介质还是光疏介质，是解题的关键．
 3.【答案】B 【解析】解：A、根据干涉条纹间距公式可得，在d、L相同的条件下，与成正比，甲光的条纹间距大，可知甲光的波长长，为红光，故A错误；
B、甲光的波长长，甲光红光折射率小，在介质中传播速度大，即甲光在水中的传播速率大，故B正确；
C、波长越大，在同一种介质中，折射率小，甲光的折射率小，乙光的折射率大，故C错误；
D、据知折射率小，则全反射临界角大，所以甲光的全反射临界角大，故D错误。
故选：B。
依据双缝干涉的条纹间距公式，结合间距的大小，从而判定波长长短；光的波长越大，则频率越小，在同一种介质中的折射率越小，在同一种介质中的传播速度越大，结合光的折射定律从而确定光线的临界角大小；
考查双缝干涉的条纹间距满足公式，并掌握光的折射定律的内容，还要理解临界角与折射率的关系，在介质中传播速率由公式来判定的。
 4.【答案】D 【解析】【分析】
根据图样可知光发生了衍射，单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度和缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器到缝屏的距离无关。
本题考查光的干涉与衍射，解题关键掌握干涉条纹与衍射条纹的认识，注意单缝衍射形成的条纹间距与单缝宽度和缝到屏的距离以及光的波长有关，与激光器到缝屏的距离无关。
【解答】
A.由图可知，条纹中间亮、两边窄，是衍射条纹，挡板上应有一条狭缝，故A错误；
B.单缝衍射形成的条纹间距与激光器和狭缝间的距离无关，仅减小激光器和中间缝屏的距离，观察到条纹间距将不变，故B错误；
C.单缝衍射形成的条纹间距与缝到屏的距离有关，增大狭缝和光屏间的距离，中央亮条纹将变宽，故C错误；
D.红色光的波长大于蓝色光的波长，将红色激光换成蓝色激光，中央亮条纹将变窄，故D正确。
故选：D。  5.【答案】D 【解析】解：A、MP间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此PN间为偏振光，故A错误；
B、MP间为自然光，经过偏振片P后变为偏振光，因此PQ间为偏振光，故B错误；
C、由于自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同，因此经过偏振片P后，使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中，PQ间的光线亮度不变，故C错误；
D、自然光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再使偏振片P由图示位置旋转90度的过程中，当偏振片P与偏振片Q垂直时，光屏没有亮度，则关于光屏上光的亮度逐渐变暗，故D正确；
故选：D。
太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光；在通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫偏振光．当两偏振片垂直时，经过第一个偏振片的偏振光的振动方向会与另一偏振片的透振方向垂直，因此不能透过．
本题考查了光的偏振，解题的关键掌握自然光和偏振光的概念，注意两者的区别，另外要明确偏振片的作用．当两偏振片垂直时，经过第一个偏振片的偏振光的振动方向会与另一偏振片的透振方向垂直，因此不能透过．
 6.【答案】A 【解析】解：等腰梯形的底角为，导线在磁场中的有效长度为
解得：
则受到的安培力大小为

故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据题意几何关系解得有效长度，结合安培力的计算公式解得。
本题考查安培力的计算，解题关键掌握公式中有效长度的意义。
 7.【答案】A 【解析】解：根据左手定则可知：
A图中负电荷的洛伦兹力方向应该向下，故A正确；
B图中负电荷的洛伦兹力的方向应该向上，故B错误；
C图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故C错误；
D图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，不受洛伦兹力，故D错误。
故选：A。
带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力方向由左手定则进行判断，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线进入手心，并使四指指向正电荷运动方向或者负电荷运动的反方向，这时拇指所指的方向就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
带电粒子在磁场中运动受洛伦兹力的条件以及左手定则的熟练应用是对学生的基本要求，要熟练掌握。
 8.【答案】AD 【解析】解：A、由左手定则判断出M带负电荷，N带正电荷，故A正确；
B、粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则，得半径，在质量与电量相同的情况下，半径大说明其速率大，则知M的速度率大于N的速率，故B错误；
C、洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功，故C错误；
D、粒子在磁场中运动半周，即时间为其周期的一半，而周期为，与粒子运动的速度无关，所以M的运行时间等于N的运行时间，故D正确。
故选：AD。
由左手定则判断出M带正电荷，带负电荷；结合半径的公式可以判断出粒子速度的大小；根据周期的公式可以判断出运动的时间关系．
该题考查到左手定则、半径的公式和根据周期的公式，属于基本应用．
 9.【答案】A 【解析】解：A、B、如果台秤的示数增大，说明电流对磁铁的作用力向下，根据牛顿第三定律得到磁体对电流的安培力向上，根据左手定则，电流所在位置磁场向右，故磁体左侧为N极，右侧为S极，故A正确，B错误；
C、D、由AB分析可得CD均错误；
故选：
先由台秤示数的变化得到电流对磁铁的作用力方向，然后根据牛顿第三定律得到磁体对电流的安培力方向，再根据左手定则判断磁场方向，最后得到磁极分布情况．
判断磁体以电流间作用力可以先以电流为研究对象，然后结合左手定则分析；再由相互作用明确磁体的受力变化．
 10.【答案】D 【解析】解：A、由题意可知，拉力与洛伦兹力对小球不做功，仅仅重力作功，则小球机械能守恒，所以小球分别从A点和B点向最低点O运动且两次经过O点时的动能相同，故A错误；
B、由A选项可知，速度大小相等，则根据牛顿第二定律可知，由于速度方向不同，导致产生的洛伦兹力的方向也不同，则拉力的大小也不同，故B错误；
C、由于小球的运动方向不同，则根据左手定则可知，洛伦兹力的方向不同，但大小却相同．故C错误；
D、根据，可知小球的向心加速度大小相同，且方向指向固定点，即加速度相同，故D正确；
故选：
带电小球在重力与拉力及洛伦兹力共同作用下，绕固定点做圆周运动，由于拉力与洛伦兹力始终垂直于速度方向，它们对小球不做功．因此仅有重力作功，则有机械能守恒．从而可以确定动能是否相同，并由此可确定拉力与洛伦兹力．最后由向心加速度公式来确定是否相同．
本题考查对小球进行受力分析，并得出力做功与否，根据机械能守恒定律来解题是突破口，同时注意洛伦兹力方向随着速度的方向不同而不同．最后由牛顿第二定律来考查向心力与向心加速度．
 11.【答案】AD 偏小  不变  小 【解析】解：为了作图误差更小，应选用两光学表面间距大的玻璃砖，故A正确；
B.实验时入射角应该尽量小一些，则折射角也会较小，不利于喊小角度的测量误差，故B错误；
C.为了准确测量光路图，应选用较细的大头针来完成实验，选用粗的大头针完成实验时，容易出现观察误差，使光线实际并不平行，故C错误；
D.插在玻璃砖同侧的大头针之间的距离适当大些时，相同的距离误差情况下引起的角度误差会减小，故D正确。
故选：AD；

如图①所示，甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率n将偏小；
用图②测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变；
解：图丙中固定刻度读数为2mm，可动刻度的最小分度值为，可动刻度读数为，所以最终读数为。
对准第4条亮纹时固定刻度读数为，可动刻度的最小分度值为，可动读数为，所以最终读数为。
根据得：
代入数据，解得：；
根据知双缝间距d增大时，条纹间距变小。
故答案为：；偏小，不变。，；676；小。
根据测定玻璃的折射率实验的误差分析判断；
根据作图法来判断测得的折射率与真实值的关系。
螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需要估读；根据计算波长；
根据条纹间距公式判断条纹间距的变化。
本题插针法测定玻璃砖的折射率实验双缝干涉测光的波长，实验原理是折射定律，注意根据原理分析实验误差情况和实验中应注意的事项。解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，不需估读。以及掌握条纹间距公式。
 12.【答案】解：①如图所示，由几何知识有：


由折射定律得：     
②光在此介质中的传播速度

由几何知识得  
由知 
即，所以折射光线在AC面不能发生全反射
答：①介质对此单色光的折射率为；
②光在此介质中的传播速度为；折射光线在AC面上不能发生全反射． 【解析】通过几何关系求出入射角和折射角，通过折射定律求出折射率；
再根据求出光在介质中的速度，通过光在AC面上入射角的大小与临界角进行比较，从而判断是否发生全反射．
本题考查几何光学问题，对数学几何能力要求较高，掌握折射定律、全发射的条件
 13.【答案】解：根据闭合电路欧姆定律得：
；
导体棒受到的安培力为：
；
若安培力沿斜面向上，对导体棒受力分析如图，

沿导轨方向有：
，
根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下，
，
解得：；
同理，若安培力沿斜面向下，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向上，则

解得：。
答：通过导体棒的电流是；
导体棒受到的安培力；
安培力沿斜面向上时，导体棒受到的摩擦力是；安培力沿斜面向下时，导体棒受到的摩擦力是。 【解析】根据闭合电路欧姆定律求出电流的大小。
根据安培力的公式求出安培力的大小。
导体棒受重力、支持力、安培力、摩擦力处于平衡，根据共点力平衡求出摩擦力的大小。
解决本题的关键掌握闭合电路欧姆定律，安培力的大小公式，以及会利用共点力平衡去求未知力。
 14.【答案】解：由洛伦兹力提供向心力可得
代入数据解得：
该带电粒子能做完整的圆周运动，它的周期是
代入数据解得：
答：带电粒子在进入磁场瞬间做圆周运动的半径是；
若该带电粒子能做完整的圆周运动，则它的周期是。 【解析】由带电粒子在进入磁场瞬间做圆周运动洛伦兹力提供向心力列方程可求得半径；
由周期公式带数据直接求周期；
本题考查了带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期，难度不大。
 15.【答案】解：通过O点的粒子半径为
由牛顿第二定律得
联立解得
若粒子的速度，由牛顿第二定律得
解得粒子的半径为
代入数据解得：
粒子运动轨迹如图所示

由几何关系得

解得
粒子在磁场中运动的时间为
答：通过O点的粒子速度的大小为；
速度大小为的粒子在磁场中运动的时间为。 【解析】根据左手定则判断粒子电性，做出粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何知识求解其做圆周运动的半径，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子进入磁场时的初速度大小；
根据圆心角和周期关系求运动时间。
解决该题关键能正确做出粒子在磁场中的运动迹，根据几何知识与洛伦兹力提供向心力解得半径从而进行解答。