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精品解析：福建省晋江市平山学校、泉州中远学校、晋江市内坑中学、晋江市磁灶中学、永春第二中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）
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这是一份精品解析：福建省晋江市平山学校、泉州中远学校、晋江市内坑中学、晋江市磁灶中学、永春第二中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2023年春季期末联考高二年物理科试卷
第I卷（选择题共40分）
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。）
1. 一个带正电的微粒（重力不计）初速度水平向右，进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是（ ）
A. 增大电荷质量 B. 增大电荷量
C. 增大磁感应强度 D. 减小入射速度
【答案】C
【解析】
【详解】CD．微粒进入复合场后向下偏转，可知，受到向上的洛伦兹力小于向下的电场力，即
可通过增大磁感应强度或增大入射速度来增大洛伦兹力，使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，C正确，D错误；
AB．由上述表达式可知，增大电荷质量、增大电荷量无法改变两个力的大小关系，AB错误。
故选C。
2. 如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻与灯泡、的电阻相同，两灯泡的额定电压、额定功率相同，额定电压小于电源的电动势，闭合电键S，则下列判断正确的是（ ）
A. 闭合电键后，、两灯泡逐渐变亮
B. 闭合电键后，、两灯泡逐渐变暗至熄灭
C. 断开电键一瞬间，灯泡中有从右向左的电流
D. 断开电键一瞬间，灯泡的功率变为原来的二分之一
【答案】C
【解析】
【详解】AB．线圈的自感系数足够大，闭合电键后，线圈相当于断路，、两灯泡立即变亮，稳定后，线圈相当于定值电阻与两灯泡并联，两灯泡中的电流稳定，亮度正常，故AB错误；
C．断开电键一瞬间，线圈由于自感作用产生感应电动势，阻碍电流的减小，电流方向向右，与两灯泡组成闭合电路，所以灯泡中有从右向左的电流，故C正确；
D．闭合电键后，线圈与两灯泡并联且电阻相同，所以通过两灯泡和线圈的电流相同，断开电键一瞬间，线圈相当于电源，电流不变，则通过灯泡的电流减小为原来一半，根据
可知灯泡的功率变为原来的四分之一，故D错误。
故选C。
3. 如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L2中电流向与L3中的相同，L1与L3中的相反。下列说法正确的是（ ）
A. L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行
B. L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C. L1，L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面垂直，故A错误；
B．对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面平行，故B错误；
CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L2、L3受到的磁场力的合力等于F，L1受的磁场力的合力为，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止开始自由下落80cm, 后，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力下列说法正确的是 （ ）
A. 足球与头部碰撞过程前后，动量守恒，机械能守恒
B. 足球与头部作用过程中动量变化量的大小为0
C. 足球从最高点下落至重新回到最高点过程中重力的冲量大小为3.2N·s
D. 头部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．足球与头部碰撞过程前后，动量不守恒，机械能守恒，选项A错误；
BC．足球自由落体80cm时的速度为v1，时间为t1，有
反弹后做竖直上抛运动，而上升的最大高度也为80cm，根据运动的对称性可知上抛的初速度
上升的时间
对足球与人接触的过程，取向上为正，动量变化量
足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
选项BC错误；
D．对足球与人接触的过程，，取向上为正，由动量定理有
解得
选项D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5. 下列关于光的说法正确的是（ ）
A. 图甲中阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
B. 拍摄图乙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
C. 图丙中所示的衍射图样是由光照射一个不透光的圆盘得到的
D. 图丁知在真空中a光的传播速度大于b光的
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图甲中阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故A正确；
B．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果，故B错误；
C．如图丁所示，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，是由光照射一个不透光的圆盘得到的的衍射图样，故C正确；
D．光在真空中的传播速度均为光速c，所以D错误。
故选AC。
6. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图所示。P、Q是波传播路径上的两个质点，时刻，质点Q正向平衡位置运动，质点P的振动频率与摆长为的单摆振动频率相同，取重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的传播速度为
C. 质点Q在内通过的路程为
D. 质点P的振动方程为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．时刻，质点Q正向平衡位置运动，根据“上下坡法”可以判断该波正沿x轴正方向运动，故A错误；
B．摆长为的单摆振动频率
因此波动周期
波传播的速度为
故B正确；
C．因为周期为1s，所以
质点Q在内通过路程为
故C正确；
D．质点P的振动的圆频率为
rad/s
质点P的振动方程为
故D错误。
故选BC。
7. 下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ）
A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧带正电荷
D. 丁图长宽高分别为为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b、c均无关
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有
解得
粒子的最大动能为
即Ekm与R有关，故A正确；
B．设粒子的速度大小为v时才能够通过速度选择器，则
解得
设粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有
粒子击中屏的位置到进入磁场B2位置的距离为
所以乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正确；
C．由题意可知霍尔元件中自由电荷的运动方向与电流方向相反，根据左手定则可知N侧带负电荷，故C错误；
D．当前后两个金属侧面间电压稳定时，液体中离子所受洛伦兹力与电场力平衡，即
液体的流量为
解得
若流量Q恒定，则U与c成反比，故D错误。
故选AB。
8. 如图所示的理想变压器，原线圈电路中有定值电阻R1，阻值为2R0，接入电动势为的交流电源，内阻不计。副线圈电路中定值电阻R2和滑动变阻器R串联，R2的阻值和滑动交阻器的最大阻值均为R0，原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表。在滑动变阻器滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表和电流表的示数均逐渐变大
B. R1两端电压与R2两端电压之比始终为1：5
C. 通过R2的电流的频率始终为5Hz
D. R1和R2消耗的总功率逐渐增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在滑动变阻器滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，滑动变阻器的有效值减小，则副线圈的总电阻减小，所以副线圈的电流增大，即电流表的示数逐渐增大；根据变压器的电流比，可知原线圈的电流也增大，故两端的电压增大，因交流电源的电动势有效值不变，所以原线圈两端的电压变小，故电压表的示数逐渐减小，故A错误；
B．设原线圈电流为，副线圈的电流为，则的电压为
U1=I1R1
的电压为
U2=I2R2
则有
又
解得
故B正确；
C．电源的电动势的瞬时值表达式
可知
则交流电的频率为
因变压器不会改变交流电的频率，故通过R2的电流的频率始终为50Hz，故C错误。
D．由A项分析，可知流过原、副线圈的电流都增大，根据
可知R1和R2消耗的总功率逐渐增大，故D正确。
故选BD。
三、非选择题（共60分，其中9、10题为填空题，11、12为实验题，13-15题为计算题，考生根据要求作答。）
9. 如题图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由_______到______，（填“a到b”或“b到a”），线圈与磁铁相互_______（填“吸引”或“排斥”）。
【答案】 ①. a ②. b ③. 排斥
【解析】
【详解】[1][2]将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由a到b
[3] 根据楞次定律“来拒去留“可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。
10. 图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为的电阻连接，交流电压表为理想电表，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，时刻，线圈平面与磁场方向平行，此时交流发电机产生的电动势瞬时值________V，交流电压表的读数为_________V。
【答案】 ①. 200 ②.
【解析】
【详解】[1]时刻，线圈平面与磁场方向平行，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，电动势最大，则此时交流发电机产生的电动势瞬时值
[2]电动势有效值为
交流电压表的读数为
11. 某同学用图1所示装置，通过半径相同的A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是（ ）
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量（ ）
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
E．记录纸上O点到M、N、P各点的距离、、
F．以球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为________________。
【答案】 ①. BD##DE ②. BE##EB ③. 4∶1
【解析】
【详解】（1）[1]A．该实验是利用平抛运动来求解碰撞前后的速度，只要小球离开斜槽末端做平抛运动就可以，斜槽末端是否光滑没有要求，故A错误；
B．小球离开斜槽末端要做平抛运动，所以斜槽末端必须水平，故B正确；
C．为了保证小球碰后不反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；
D．为了保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确。
故选BD。
（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，两球在空中运动的时间相等，碰撞过程如果动量守恒，则
平抛运动水平方向上做匀速直线运动，所以
即
本次实验必须进行的测量的是小球的质量和O点到M、N、P各点的距离、、，故BE正确。
故选BE。
（3）[3]根据
代入数据得
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是______。
(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______（填选项前面的字母代号）。
A． B． C． D．
(3)当用红色滤光片做实验时，经测量红光干涉条纹中相邻两亮条纹间的距离为，则此红光波长大小的表达式______。
【答案】 ①. 单缝 ②. A ③.
【解析】
【详解】(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，处的实验器材是单缝。
(2)[2]干涉图样是间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据
可知红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，故A正确，BCD错误。
故选A。
(3)[3]根据
得红光波长的表达式
13. 如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点，已知∠ABC=，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1）该透明圆柱体介质的折射率；
（2）该单色光从C点传播到B点时间；
（3）折射光线过B点时是否发生全反射，说明理由。
【答案】（1）；（2）；（3）不能，理由见解析
【解析】
【详解】（1）光线P经折射后经过B点，光路图如图所示。由几何知识得
α=60°
β=α=30°
则折射率为
n===
（2）CB间的距离为
s=2Rcosβ=R
光在圆柱体传播速度为
v=
则光从C点传播到B点的时间为
t==
（3）由几何知识知，折射光线射到B点时的入射角等于β，由光路可逆性原理，折射光线不可能在B点发生全反射，一定能从B点射出。
14. 如图（甲）所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒垂直搁在导轨上a、b两点间，在a点右侧导轨间加一有界匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面，宽度为d0，磁感应强度为B，设磁场左边界到ab距离为d。现用一个水平向右的力F拉导体棒，使它从a、b处静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，水平力F-x的变化情况如图（乙）所示，F0已知。求：
（1）导体棒到达磁场左边界时的速度v1；
（2）导体棒匀速离开磁场右边界时的速度v2；
（3）导体棒从ab处静止开始运动到离开磁场右边界这一过程电阻R产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒运动的加速度
解得
（2）设棒ab离开磁场右边界时的速度为v2，产生的感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件得
解得
（3）全程根据动能定理得
根据功和能的关系得
解得
15. 如图所示，在一边长为l的等边三角形OPQ内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。现以O点为坐标原点，OP方向为x轴正方向，建立平面直角坐标系，在第一象限内加一方向竖直向上的匀强电场，在y轴的左侧有一加速电场，A、C两极板之间的加速电压为U，在C板的中间有一小孔。现将一带电荷量为、质量为m的带负电的微粒在A板中间由静止释放，带电微粒从C板的小孔处飞出，接着从y轴上的M点垂直y轴进入电场，随后从OP的中点N进入磁场，且速度方向与OQ边平行。经过一段时间，带电微粒恰好从Р点离开磁场，不计微粒重力。
（1）求第一象限内的匀强电场的电场强度E的大小；
（2）求三角形OPQ区域内匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若将磁场方向改为垂直纸面向里，磁感强度大小为某适当值时，带电微粒恰好不从OQ边离开磁场，回到第一象限，则微粒从M点运动到第一次离开磁场所用的总时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在加速电场中由动能定理得
在第一象限运动的过程中有
解得
（2）
由几何关系可得
微粒在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3）
由几何关系可得
微粒在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
微粒在磁场中运动的周期为
微粒在磁场中运动的时间为
微粒从M点运动到第一次离开磁场所用的总时间为
解得
2023年春季期末联考高二年物理科试卷
第I卷（选择题共40分）
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。）
1. 一个带正电的微粒（重力不计）初速度水平向右，进入如图所示的匀强磁场和匀强电场区域时会向下偏转，则欲使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，则应采用的方法是（ ）
A. 增大电荷质量 B. 增大电荷量
C. 增大磁感应强度 D. 减小入射速度
【答案】C
【解析】
【详解】CD．微粒进入复合场后向下偏转，可知，受到向上的洛伦兹力小于向下的电场力，即
可通过增大磁感应强度或增大入射速度来增大洛伦兹力，使微粒在电磁场中恰能沿水平直线运动，C正确，D错误；
AB．由上述表达式可知，增大电荷质量、增大电荷量无法改变两个力的大小关系，AB错误。
故选C。
2. 如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其直流电阻与灯泡、的电阻相同，两灯泡的额定电压、额定功率相同，额定电压小于电源的电动势，闭合电键S，则下列判断正确的是（ ）
A. 闭合电键后，、两灯泡逐渐变亮
B. 闭合电键后，、两灯泡逐渐变暗至熄灭
C. 断开电键一瞬间，灯泡中有从右向左的电流
D. 断开电键一瞬间，灯泡的功率变为原来的二分之一
【答案】C
【解析】
【详解】AB．线圈的自感系数足够大，闭合电键后，线圈相当于断路，、两灯泡立即变亮，稳定后，线圈相当于定值电阻与两灯泡并联，两灯泡中的电流稳定，亮度正常，故AB错误；
C．断开电键一瞬间，线圈由于自感作用产生感应电动势，阻碍电流的减小，电流方向向右，与两灯泡组成闭合电路，所以灯泡中有从右向左的电流，故C正确；
D．闭合电键后，线圈与两灯泡并联且电阻相同，所以通过两灯泡和线圈的电流相同，断开电键一瞬间，线圈相当于电源，电流不变，则通过灯泡的电流减小为原来一半，根据
可知灯泡的功率变为原来的四分之一，故D错误。
故选C。
3. 如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L2中电流向与L3中的相同，L1与L3中的相反。下列说法正确的是（ ）
A. L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面平行
B. L3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直
C. L1，L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
D. L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．对L1受力分析，如图所示，可知L1所受磁场力的方向与L2、L3所在的平面垂直，故A错误；
B．对L3受力分析，如图所示，可知L3所受磁场力的方向与L1、L2所在的平面平行，故B错误；
CD．设三根导线两两之间的相互作用力为F，则L2、L3受到的磁场力的合力等于F，L1受的磁场力的合力为，即L1、L2、L3单位长度受到的磁场力之比为，故C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球由静止开始自由下落80cm, 后，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力下列说法正确的是 （ ）
A. 足球与头部碰撞过程前后，动量守恒，机械能守恒
B. 足球与头部作用过程中动量变化量的大小为0
C. 足球从最高点下落至重新回到最高点过程中重力的冲量大小为3.2N·s
D. 头部对足球的平均作用力为足球重力的9倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．足球与头部碰撞过程前后，动量不守恒，机械能守恒，选项A错误；
BC．足球自由落体80cm时的速度为v1，时间为t1，有
反弹后做竖直上抛运动，而上升的最大高度也为80cm，根据运动的对称性可知上抛的初速度
上升的时间
对足球与人接触的过程，取向上为正，动量变化量
足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
选项BC错误；
D．对足球与人接触的过程，，取向上为正，由动量定理有
解得
选项D正确。
故选D。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5. 下列关于光的说法正确的是（ ）
A. 图甲中阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的干涉现象
B. 拍摄图乙中玻璃橱窗中的物体，通常要在照相机镜头前加一个滤光片来消除反光
C. 图丙中所示的衍射图样是由光照射一个不透光的圆盘得到的
D. 图丁知在真空中a光的传播速度大于b光的
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图甲中阳光下的肥皂薄膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故A正确；
B．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果，故B错误；
C．如图丁所示，在圆形阴影中心有亮斑，即泊松亮斑，是由光照射一个不透光的圆盘得到的的衍射图样，故C正确；
D．光在真空中的传播速度均为光速c，所以D错误。
故选AC。
6. 一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图所示。P、Q是波传播路径上的两个质点，时刻，质点Q正向平衡位置运动，质点P的振动频率与摆长为的单摆振动频率相同，取重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波的传播速度为
C. 质点Q在内通过的路程为
D. 质点P的振动方程为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．时刻，质点Q正向平衡位置运动，根据“上下坡法”可以判断该波正沿x轴正方向运动，故A错误；
B．摆长为的单摆振动频率
因此波动周期
波传播的速度为
故B正确；
C．因为周期为1s，所以
质点Q在内通过路程为
故C正确；
D．质点P的振动的圆频率为
rad/s
质点P的振动方程为
故D错误。
故选BC。
7. 下图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是（ ）
A. 甲图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关
B. 乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C. 丙图中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧带正电荷
D. 丁图长宽高分别为为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量Q恒定，则前后两个金属侧面的电压与a、b、c均无关
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有
解得
粒子的最大动能为
即Ekm与R有关，故A正确；
B．设粒子的速度大小为v时才能够通过速度选择器，则
解得
设粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有
粒子击中屏的位置到进入磁场B2位置的距离为
所以乙图中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同，故B正确；
C．由题意可知霍尔元件中自由电荷的运动方向与电流方向相反，根据左手定则可知N侧带负电荷，故C错误；
D．当前后两个金属侧面间电压稳定时，液体中离子所受洛伦兹力与电场力平衡，即
液体的流量为
解得
若流量Q恒定，则U与c成反比，故D错误。
故选AB。
8. 如图所示的理想变压器，原线圈电路中有定值电阻R1，阻值为2R0，接入电动势为的交流电源，内阻不计。副线圈电路中定值电阻R2和滑动变阻器R串联，R2的阻值和滑动交阻器的最大阻值均为R0，原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表。在滑动变阻器滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表和电流表的示数均逐渐变大
B. R1两端电压与R2两端电压之比始终为1：5
C. 通过R2的电流的频率始终为5Hz
D. R1和R2消耗的总功率逐渐增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在滑动变阻器滑片P从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，滑动变阻器的有效值减小，则副线圈的总电阻减小，所以副线圈的电流增大，即电流表的示数逐渐增大；根据变压器的电流比，可知原线圈的电流也增大，故两端的电压增大，因交流电源的电动势有效值不变，所以原线圈两端的电压变小，故电压表的示数逐渐减小，故A错误；
B．设原线圈电流为，副线圈的电流为，则的电压为
U1=I1R1
的电压为
U2=I2R2
则有
又
解得
故B正确；
C．电源的电动势的瞬时值表达式
可知
则交流电的频率为
因变压器不会改变交流电的频率，故通过R2的电流的频率始终为50Hz，故C错误。
D．由A项分析，可知流过原、副线圈的电流都增大，根据
可知R1和R2消耗的总功率逐渐增大，故D正确。
故选BD。
三、非选择题（共60分，其中9、10题为填空题，11、12为实验题，13-15题为计算题，考生根据要求作答。）
9. 如题图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的S极朝下。在将磁铁的S极插入线圈的过程中，通过电阻的感应电流的方向由_______到______，（填“a到b”或“b到a”），线圈与磁铁相互_______（填“吸引”或“排斥”）。
【答案】 ①. a ②. b ③. 排斥
【解析】
【详解】[1][2]将磁铁的S极插入线圈的过程中，由楞次定律知，通过电阻的感应电流的方向由a到b
[3] 根据楞次定律“来拒去留“可判断线圈对磁铁的作用是阻碍作用，故磁铁与线圈相互排斥。
10. 图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为的电阻连接，交流电压表为理想电表，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，时刻，线圈平面与磁场方向平行，此时交流发电机产生的电动势瞬时值________V，交流电压表的读数为_________V。
【答案】 ①. 200 ②.
【解析】
【详解】[1]时刻，线圈平面与磁场方向平行，此时穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，电动势最大，则此时交流发电机产生的电动势瞬时值
[2]电动势有效值为
交流电压表的读数为
11. 某同学用图1所示装置，通过半径相同的A，B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
（1）实验中必须要求的条件是（ ）
A．斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．入射球和被碰球的质量必须相等，且大小相同 D．入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量（ ）
A．斜槽轨道末端到水平地面的高度H B．小球a、b的质量ma、mb
C．小球a、b的半径r D．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间
E．记录纸上O点到M、N、P各点的距离、、
F．以球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h
（3）某次实验中得出的落点情况如图2所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为________________。
【答案】 ①. BD##DE ②. BE##EB ③. 4∶1
【解析】
【详解】（1）[1]A．该实验是利用平抛运动来求解碰撞前后的速度，只要小球离开斜槽末端做平抛运动就可以，斜槽末端是否光滑没有要求，故A错误；
B．小球离开斜槽末端要做平抛运动，所以斜槽末端必须水平，故B正确；
C．为了保证小球碰后不反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故C错误；
D．为了保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下，故D正确。
故选BD。
（2）[2]小球离开轨道后做平抛运动，两球在空中运动的时间相等，碰撞过程如果动量守恒，则
平抛运动水平方向上做匀速直线运动，所以
即
本次实验必须进行的测量的是小球的质量和O点到M、N、P各点的距离、、，故BE正确。
故选BE。
（3）[3]根据
代入数据得
12. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示。在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是______。
(2)分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是如下四幅图中的两幅。则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的______（填选项前面的字母代号）。
A． B． C． D．
(3)当用红色滤光片做实验时，经测量红光干涉条纹中相邻两亮条纹间的距离为，则此红光波长大小的表达式______。
【答案】 ①. 单缝 ②. A ③.
【解析】
【详解】(1)[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，处的实验器材是单缝。
(2)[2]干涉图样是间距相等明暗相间的条纹，由于红光的波长大于蓝光的波长，根据
可知红光的干涉图样的明暗相间的条纹更宽，故A正确，BCD错误。
故选A。
(3)[3]根据
得红光波长的表达式
13. 如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点，已知∠ABC=，R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1）该透明圆柱体介质的折射率；
（2）该单色光从C点传播到B点时间；
（3）折射光线过B点时是否发生全反射，说明理由。
【答案】（1）；（2）；（3）不能，理由见解析
【解析】
【详解】（1）光线P经折射后经过B点，光路图如图所示。由几何知识得
α=60°
β=α=30°
则折射率为
n===
（2）CB间的距离为
s=2Rcosβ=R
光在圆柱体传播速度为
v=
则光从C点传播到B点的时间为
t==
（3）由几何知识知，折射光线射到B点时的入射角等于β，由光路可逆性原理，折射光线不可能在B点发生全反射，一定能从B点射出。
14. 如图（甲）所示，光滑的平行水平金属导轨MN、PQ相距l，在M点和P点间连接一个阻值为R的电阻，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为l的导体棒垂直搁在导轨上a、b两点间，在a点右侧导轨间加一有界匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面，宽度为d0，磁感应强度为B，设磁场左边界到ab距离为d。现用一个水平向右的力F拉导体棒，使它从a、b处静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，水平力F-x的变化情况如图（乙）所示，F0已知。求：
（1）导体棒到达磁场左边界时的速度v1；
（2）导体棒匀速离开磁场右边界时的速度v2；
（3）导体棒从ab处静止开始运动到离开磁场右边界这一过程电阻R产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒运动的加速度
解得
（2）设棒ab离开磁场右边界时的速度为v2，产生的感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件得
解得
（3）全程根据动能定理得
根据功和能的关系得
解得
15. 如图所示，在一边长为l的等边三角形OPQ内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。现以O点为坐标原点，OP方向为x轴正方向，建立平面直角坐标系，在第一象限内加一方向竖直向上的匀强电场，在y轴的左侧有一加速电场，A、C两极板之间的加速电压为U，在C板的中间有一小孔。现将一带电荷量为、质量为m的带负电的微粒在A板中间由静止释放，带电微粒从C板的小孔处飞出，接着从y轴上的M点垂直y轴进入电场，随后从OP的中点N进入磁场，且速度方向与OQ边平行。经过一段时间，带电微粒恰好从Р点离开磁场，不计微粒重力。
（1）求第一象限内的匀强电场的电场强度E的大小；
（2）求三角形OPQ区域内匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若将磁场方向改为垂直纸面向里，磁感强度大小为某适当值时，带电微粒恰好不从OQ边离开磁场，回到第一象限，则微粒从M点运动到第一次离开磁场所用的总时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）在加速电场中由动能定理得
在第一象限运动的过程中有
解得
（2）
由几何关系可得
微粒在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3）
由几何关系可得
微粒在磁场中由洛伦兹力提供向心力得
微粒在磁场中运动的周期为
微粒在磁场中运动的时间为
微粒从M点运动到第一次离开磁场所用的总时间为
解得
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