第第頁2022-2023學年江蘇省揚州市邗江區高二（下）7月月考物理試卷（含解析）2022-2023學年江蘇省揚州市邗江區高二（下）7月月考物理試卷

一、單選題（本大題共10小題，共40.0分）

1.等腰直角三角形的棱鏡置于空氣中，折射率為，當光垂直于直角邊射入棱鏡時，下列光路圖中正確的是()

A.B.

C.D.

2.在“用雙縫干涉實驗測量光的波長”實驗中，一同學經調節后使單縫和雙縫在豎直方向相互平行，分別用間距和的雙縫來完成實驗，其它條件不變，該同學用間距為的雙縫觀察到的干涉條紋是()

A.B.C.D.

3.如圖所示為磁流體發電機原理圖，平行金屬板、之間有一個很強的磁場，將一束等離子體噴入磁場，、兩板間便產生電壓從而向外供電，下列說法正確的是()

A.板為發電機正極B.發電機能量來源于磁場能

C.僅提高噴射的速度發電機電動勢增大D.僅減小金屬板間距發電機電動勢增大

4.如圖所示是回旋加速器示意圖，交變電壓大小和頻率保持不變，磁場的磁感應強度大小可以調節。用該裝置分別對質子和氦核加速，則質子和氦核的最大動能之比為()

A.：B.：C.：D.：

5.用一根橫截面積為、電阻率為的硬質導線做成一個半徑為的圓環，為圓環的直徑。如圖所示，在的左側存在一個勻強磁場，磁場垂直圓環所在平面，方向如圖，磁感應強度隨時間的變化規律為，則()

A.圓環有擴張的趨勢B.圓環有向左滑動的趨勢

C.圓環中感應電流的大小為D.圓環秒末所受的安培力為

6.質量為的導體棒垂直于寬度為的水平金屬軌道處于靜止狀態，通過的電流為，勻強磁場的磁感應強度為，其方向與軌道平面成角斜向上方，且垂直于導體棒，如圖所示。則下列說法正確的是()

A.導體棒的安培力大小為B.導體棒受到導軌對它向左的摩擦力

C.導體棒對導軌的壓力大于重力D.導體棒受到的摩擦力大小為

7.如圖甲所示，絕緣的水平桌面上放置一金屬圓環，在圓環的正上方放置一個螺線管，在螺線管中通入如圖乙所示的電流，電流從螺線管端流入為正，下列說法正確的是()

A.從上往下看，內圓環中的感應電流沿逆時針方向

B.時圓環中的感應電流大于時感應電流

C.金屬圓環中感應電流變化周期為

D.時金屬圓環所受安培力最大

8.如圖，一個用絕緣細線懸掛著的帶正電的橡膠球在豎直面內做簡諧運動，增加一個如圖所示的勻強磁場后，有關帶電小球運動情況的描述正確的是()

A.小球再次經過平衡位置時，速率不變B.小球再次經過平衡位置時，速率變小

C.小球擺動的周期逐漸變大D.小球擺動的周期逐漸變小

9.直導線、相互垂直，可以自由移動和轉動，固定。當、通有如圖所示的電流后，從上往下看，的運動情況是()

A.逆時針方向轉動，同時下降B.逆時針方向轉動，同時上升

C.順時針方向轉動，同時下降D.順時針方向轉動，同時上升

10.如圖所示，在水平勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場中，有一足夠長的豎直固定的絕緣桿，小球套在桿上。已知電場強度為，磁感應強度為，小球的質量為不計重力，電荷量為，與桿間的動摩擦因數為。現給小球一個初速度，使小球沿桿下滑。則小球開始下滑直到穩定的過程中()

A.小球的加速度一直減小B.小球的動能和電勢能的總和保持不變

C.小球下滑的最終速度大小可能為D.小球下滑的最大加速度大小為

二、實驗題（本大題共2小題，共12.0分）

11.如圖甲所示，利用雙縫干涉測定光的波長的實驗中，雙縫間距，雙縫到光屏間的距離，實驗時，接通電源使光源正常發光，調整光路，使得從目鏡中可以觀察到干涉條紋。

若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，下列措施可行的是______。

A.將單縫向雙縫靠近將屏向遠離雙縫的方向移動

C.將屏向靠近雙縫的方向移動使用間距更小的雙縫

某種單色光照射雙縫得到干涉條紋如圖乙所示。

分劃板在圖中位置時游標卡尺的讀數為，在位置時游標卡尺讀數為，相鄰兩條紋間距______；

該單色光的波長______。

12.某小組做測定玻璃的折射率實驗，所用器材有：玻璃磚，大頭針，刻度尺，圓規，筆，白紙．

下列哪些措施能夠提高實驗準確程度______．

A.選用兩光學表面間距大的玻璃磚

B.選用兩光學表面平行的玻璃磚

C.選用粗的大頭針完成實驗

D.插在玻璃磚同側的兩枚大頭針間的距離盡量大些

該小組用同一套器材完成了四次實驗，記錄的玻璃磚界線和四個大頭針扎下的孔洞如下圖所示，其中實驗操作正確的是______．

該小組選取了操作正確的實驗記錄，在白紙上畫出光線的徑跡，以入射點為圓心作圓，與入射光線、折射光線分別交于、點，再過、點作法線的垂線，垂足分別為、點，如圖所示，則玻璃的折射率______用圖中線段的字母表示

三、計算題（本大題共4小題，共48.0分）

13.一個半徑為的半圓形玻璃磚折射率的截面圖，如圖所示，直徑與半徑垂直，一束平行單色光垂直于直徑所在的截面射入玻璃磚，其中距離點的一條光線自玻璃磚右側折射出來，與所在的直線交于點。

求點到點的距離：

若在玻璃磚平面的某區域貼上一層不透光的黑紙，平行光照射玻璃磚后，右側恰好沒有折射光射出，求黑紙在方向的寬度。不考慮光線在玻璃磚內的多次反射

14.如圖所示，在矩形區域內存在一個垂直紙面向外、磁感應強度大小為的勻強磁場，邊長為，邊長為。現從點沿著方向垂直磁場射入各種速率的帶正電粒子，已知粒子的質量為，帶電荷量為粒子所受重力及粒子間相互作用忽略不計，求：

垂直邊射出磁場的粒子的速率；

粒子在磁場中運動的最長時間。

15.如圖所示，相距的兩平行金屬導軌位于同一水平面上，左端與一阻值為的定值電阻相連，一質量為、阻值為的導體棒放在導軌上，整個裝置置于磁感應強度大小為、方向豎直向下的勻強磁場中．導體棒在水平外力作用下以速度沿導軌水中向右勻速滑動．滑動過程中棒始終保持與導軌垂直并接觸良好．導轉的電阻忽略，棒與導軌間的動摩擦因數為，重力加速度為求：

棒中電流的大小；

水平外力的大小；

當棒與定值電阻間的距離為時開始計時，保持棒速度不變，欲使棒中無電流，求磁感應強度隨時間變化的關系式．

16.有一種“雙聚焦分析器”質譜儀，工作原理如圖所示。加速電場的電壓為，靜電分析器中有會聚電場，即與圓心等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心，磁分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區域內，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發出一個質量為、電荷量為的正離子初速度為零，重力不計；經加速電場加速后，從點沿垂直于該點的電場方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為的四分之一圓弧軌道做勻速圓周運動，并從點射出靜電分析器。而后離子由點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從點射出，并進入收集器，測量出點與圓心的距離為。題中的、、、、都為已知量

求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度的大小；

求磁分析器中磁感應強度的大小；

現將離子換成質量為，電荷量為的另一種正離子，其它條件不變。磁分析器空間足夠大，離子不會從圓弧邊界射出，求：該離子進入磁分析器的位置以及離開磁分析器的位置到的距離。

答案和解析

1.【答案】

【解析】

【分析】

本題考察全反射的條件、折射定律、臨界角；

根據求出全反射臨界角，將光線射到三棱鏡底邊上的入射角與臨界角比較，判斷能否發生全反射，從而確定正確的光路圖。

【解答】

根據得全反射臨界角滿足，光線射到三棱鏡底邊上的入射角

因，所以光線在三棱鏡底邊上發生了折射、以及反射，且由玻璃射入空氣，折射光線向交界面偏轉，故ACD錯誤，B正確。

故選B。

2.【答案】

【解析】

【分析】

干涉條紋與單縫與雙縫平行，結合干涉條紋間距公式進行分析判斷即可。

本題的關鍵是抓住干涉條紋間距公式及干涉條紋的分布與單縫及雙縫的關系。

【解答】

干涉條紋與單縫與雙縫平行，所以干涉條紋豎直分布；又由干涉條紋公式可知，因為，所以用間距為的雙縫觀察到的干涉條紋的間距更大，故C正確，ABD錯誤。

故選C．

3.【答案】

【解析】

【分析】

先根據左手定則判斷出正離子或負離子受到的洛倫茲力方向，從而判斷出金屬板電勢的高低，進一步分析離子除受洛倫茲力外還受到電場力，最終二者達到平衡，根據電場力和洛倫茲力平衡求出電動勢的大小。

【解答】

A、由左手定則知正離子向下偏轉，所以下極板帶正電，板是電源的負極，板是電源的正極，故A錯誤；

B、粒子偏向板后，板間形成電場，發電機能量來源于電場能，故B錯誤；

、根據得電動勢的大小為：，僅提高噴射的速度發電機電動勢增大，僅減小金屬板間距發電機電動勢減小，故C正確，D錯誤。

4.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查回旋加速器的工作原理，回旋加速器靠電場加速，靠磁場偏轉，加速粒子時，交變電場的周期與粒子在磁場中運動的周期相等。

根據洛倫茲力提供向心力可以求出粒子的最大速度，從而得出最大動能表達式，然后分析。

【解答】

由題意可得，粒子射出時速度最大，動能也最大，且粒子射出時的最大半徑為型裝置的半徑，

故兩種粒子射出時的運動半徑相等，由

可得粒子射出的最大速度為

粒子周期為

交變電壓頻率保持不變意味著兩種粒子在磁場中運動的周期相同，即

由題意可知

，

聯立可得

結合題意可得，由最大動能公式可得，

則質子和氦核的最大動能之比為

，故B正確，ACD錯誤。

故選B。

5.【答案】

【解析】

【分析】由題意可知，磁通量減小，由楞次定律可判斷感應電流的方向；根據左手定則分析安培力的方向；由法拉第電磁感應定律可得出感應電動勢；根據安培力的公式求解安培力的大小．

本題考查楞次定律及法拉第電磁感應定律的應用，注意正確應用楞次定律的兩種描述；同時還要注意求磁通量時，面積應為有效面積，本題中不能當作圓的面積來求，而是圓中含有磁通量的部分面積．

【解答】

A、由楞次定律的“來拒去留”可知，為了阻礙磁通量的增加，線圈有縮小的趨勢，故A錯誤；

B、磁通量向里增大，由楞次定律“增反減同”可知，線圈中的感應電流方向為逆時針；根據左手定則，圓圓環有向右的安培力，圓環有向右滑動的趨勢；故B錯誤；

C、由法拉第電磁感應定律可知，，感應電流，故C正確；

D、圓環秒末所受的安培力，故D錯誤。

6.【答案】

【解析】解：通過導體棒的電流，則導體棒受到的安培

根據左手定則可知：安培力的方向如圖所示，

受力分析方向為：水平向右

，方向為：豎直向上

故ABC錯誤；D正確；

故選：。

導體棒靜止于水平導軌上，受到重力、安培力、導軌的支持力和靜摩擦力．導體棒與磁場方向垂直，安培力大小，根據左手定則判斷安培力方向，根據平衡條件求解導軌對導體棒的摩擦力和支持力．

本題考查包含安培力的共點力平衡問題的分析，解決本題的關鍵能夠正確地受力分析，將立體圖轉換為平面圖，結合共點力平衡進行求解．

7.【答案】

【解析】

【分析】

由楞次定律判斷出感應電流的方向，結合法拉第電磁感應定律分析感應電流的大小及變化周期的大小，由電流的大小分析金屬圓環所受安培力的大小。

本題考查楞次定律及法拉第電磁感應定律，基礎題。

【解答】

A.從上往下看，內螺線管中的電流為正且增大，根據安培定則可知螺線管的磁場方向向上且變強，則通過圓環的磁通量增大，根據楞次定律可得圓環中感應的磁場方向向下，由安培定律可知圓環中的感應電流沿順時針方向，故A錯誤；

B.由圖乙可知，螺線中的電流在時的變化率大于在時的變化率，根據法拉第電磁感應定律及閉合電路歐姆定律可知，時圓環中的感應電流大于時感應電流，故B正確；

C.由圖乙可知，金屬圓環中感應電流變化周期為，故C錯誤；

D.時螺線管中的電流最大，但其變化率為零，所以圓環中此時的感應電流為零，則金屬圓環所受安培力為零，故D錯誤。

故選B。

8.【答案】

【解析】

【分析】

洛倫茲力永不做功，故小球機械能守恒。洛倫茲力的方向垂直于小球的運動方向，不改變速度大小，周期不變。

【解答】

小球在磁場中做簡諧運動時，受到的洛倫茲力沿細線方向，對小球不做功，只有重力做功，所以機械能守恒，則當小球經過平衡位置時其速度大小相等，即速率相等，故速率不會發生變化；又因為小球受到洛倫茲力沿細線方向，不提供小球的回復力，因此磁場對擺的周期無影響，故周期不會發生改變。

故選A。

9.【答案】

【解析】

【分析】利用微元法，在導線兩側取兩段，先根據右手螺旋定則判斷磁場方向，再根據左手定則判斷出安培力的方向，考慮轉過時，再根據左手定則判斷出安培力的方向，從而確定導線的運動情況。

解決本題的關鍵掌握左手定則判斷安培力的方向，以及掌握微元法、特殊位置法的運用。

【解答】

根據右手螺旋定則分析產生的磁場，再將導線分成左右兩段研究：左段所受的安培力方向垂直紙面向外，右段所受安培力的方向垂直紙面向里，從上往下看，知導線逆時針轉動；若導線轉動時，導線所受的安培力方向向下，所以導線的運動情況為，逆時針方向轉動，同時下降，故A正確，BCD錯誤。

10.【答案】

【解析】

【分析】本題的關鍵要正確分析小球的受力情況，尤其是注意洛倫茲力的變化，引起其他力的變化，來分析合力的變化，從而判斷小球的運動情況。要明確加速度為零時速度最大。

【解答】小球靜止時只受電場力、支持力，開始下滑后，還受到摩擦力、水平向右的洛倫茲力，若小球初速度比較小，開始洛倫茲力小于電場力，由水平方向受力平衡知桿對小球彈力向右，小球豎直方向受向上的滑動摩擦力向下減速，隨著速度減小，彈力增大，摩擦力增大，小球向下做加速度增大的減速運動，當速度減小到零時，摩擦力突變為零，小球最終保持靜止。若小球初速度比較大，開始洛倫茲力大于電場力，由水平方向受力平衡知桿對小球彈力向左，小球豎直方向受向上的滑動摩擦力向下減速，隨著速度減小，彈力減小，摩擦力減小，小球向下做加速度減小的減速運動，當速度減小到某一定值時，洛倫茲力等于電場力，摩擦力減小為零，小球最終勻速運動，此時，穩定時的速度為，故A錯誤，C正確；

B.當小球初速度恰好等于時，則小球向下做勻速直線運動，電場力和合力都不做功，動能和電勢能之和保持不變；若小球初速度不等于，則下滑過程中動能減小，電勢能不變，小球的動能和電勢能的總和減小，故B錯誤；

D.由中分析可知，當小球初速度較小時，小球的最大加速度出現小球速度即將為零時，此時受到的摩擦力大小為，

最大加速度為，當小球初速度較大時，小球最大加速度出現在剛開始下滑時，此時，得，故D錯誤。

故選C。

11.【答案】；

；。

【解析】

【分析】

本題主要考查實驗：用雙縫干涉測光的波長，理解實驗原理是解題的前提，掌握基礎知識，應用雙縫干涉條紋間距公式即可解題，解題時注意單位換算。

【解答】

若想增加從目鏡中觀察到的條紋個數，應減小相鄰兩個亮條紋或暗條紋間的距離，

由，

知可增大雙縫間距，或減小雙縫到屏的距離，則ABD錯誤，C正確；

相鄰兩個亮條紋或暗條紋間距；

該單色光的波長。

12.【答案】

【解析】

【分析】

為了取得較好的實驗效果，根據實驗原理分析可知：玻璃磚上下表面不一定要平行，選擇的入射角應盡量大些；同則的大頭針之間的距離適當大些，這樣可以減小測量的相對誤差；

根據折射定律進行分析，明確光路基本性質；

根據幾何知識求出入射角和折射角的正弦值，再求解折射率。

本題是插針法測定玻璃磚的折射率實驗，實驗原理是折射定律，注意采用單位圓法處理數據，同時注意根據原理分析實驗誤差情況和實驗中應注意的事項。

【解答】

測玻璃的折射率關鍵是根據入射光線和出射光線確定在玻璃中的傳播光線，因此選用光學表面間距大的玻璃磚以及使同側兩枚大頭針的距離大些都有利于提高實驗準確程度，減小誤差，故AD正確；

B、測量折射率時，只需找出入射光線和折射光線，因此玻璃磚的兩光學表面可以不平行，故B錯誤；

D、應選用細長的大頭針，故C錯誤。

兩光學表面平行的玻璃磚的入射光線與出射光線平行，在空氣中的入射角大于玻璃中的折射角，畫圖可知正確的圖為。

設圓的半徑為，則，，根據玻璃的折射率，可得。

13.【答案】解：設光線的入射點為，出射點為，出射角為，連接，即為法線。

如圖所示

根據光的折射定律

根據幾何關系得

如上圖所示，設從點入射時恰好能發生全反射，則可知

由幾何關系知

所以平行光照射玻璃磚后，要使右側沒有折射光射出，黑紙在方向的寬度至少為

【解析】本題為幾何光學問題，根據題意正確的做出光路圖是解題的關鍵，根據幾何關系以及折射定律求解；

根據結合幾何關系求解。

14.【答案】解：粒子垂直邊射出磁場時的運動軌跡如圖線，

設粒子做勻速圓周運動的軌跡半徑為，由幾何關系可知：，則，，故，

粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力有，

解得。注意