2022-2023学年山西省运城市康杰中学高二下学期3月月考物理试题 Word版

2022-2023学年高二年级第二学期第一次月考

物理试题

    2023年3月

（时间：90分钟，满分：100分）

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分）

1．激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是（　　）

A．激光是纵波

B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同

C．两束频率不同的激光能产生干涉现象

D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离

2．如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法错误的是（　　）

A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，说明环内有感应电动势

B．把磁铁远离A环，A环又会被吸引，说明环内有感应电流

C．磁极接近或者远离B环时，B环保持静止，但环的断口左右两端有电势差

D．磁铁N极接近B环时，环的断口处右端电势比左端电势高

3．将一根绝缘硬质细导线顺次绕成如图所示的线圈，其中大圆面积为，小圆面积均为，垂直线圈平面方向有一随时间t变化的磁场，磁感应强度大小，和均为常量，则线圈中总的感应电动势大小为（　　）

A．  B．

C．  D．

4．用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到如图所示明暗相间的干涉条纹。下列关于该区域薄膜厚度d随坐标x的变化图像，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

5．夜晚高速公路路标在灯光的照射下特别亮，主要是因为使用了由大量均匀透明介质球组成的反光材料。如图所示，介质球的球心位于O点，半径为R。平行于直径AOB的单色光从空气射入介质球，其中一条光线沿DC射入球体，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气中时出射光线恰好仍与DC平行。已知DC与AB的距离为R，下列说法正确的是（　　）

A．介质球的折射率为n＝3

B．换不同的单色光线，沿DC入射，在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时仍与DC平行

C．在同一过球心的截面内，只有三条光线在球内表面经一次反射后，再次折射回空气时与入射光平行

D．增大单色光的频率，入射光射入球体后，在球内表面可能发生全反射

6．城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的电线，需要在施工前用检测线圈检测地底是否铺设导线。若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中通过电流。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　）

A．若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流，线圈中会产生感应电流

B．若线圈在恒定电流正上方由西向东运动，检测线圈受到安培力与运动方向相反

C．若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针

D．若线圈由北向南沿水平地面通过恒定电流上方，检测线圈所受安培力方向一直向北

7．如图所示，等边三角形金属框的一个边与有界磁场边界平行，金属框在外力作用下以垂直于边界的速度匀速进入磁场，则线框进入磁场的过程中，线框中的感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P、通过导体某横截面的电荷量与时间t的关系可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

8．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，当在外力的作用下运动时，在磁场的作用下向右运动，则所做的运动可能是（　　）

A．向右减速运动 B．向右加速运动

C．向左减速运动 D．向左匀速运动

9．用折射率n=1.8的透明材料制成的玻璃砖，MN是它的对称轴，左侧面是与MN垂直的平面，右侧面是半径为R的圆柱面，O为圆心，如图所示。一束平行于对称轴MN的细光束从D点射入玻璃砖。已知CD=，OB=，OC=R。关于这束光第一次从圆柱面上射出的光线，以下说法中正确的是（　　）

A．出射光线与MN相交在AN之间

B．出射光线的反向延长线与MN相交在AB线段上

C．出射光线的反向延长线与MN相交在BC线段上

D．出射光线的反向延长线与MN相交在CM之间

10．柱状光学器件横截面如图所示，右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是直角梯形，长为R，与夹角，中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直面入射，器件介质对a，b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在面全反射后，从面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（       ）

A．仅有a光  B．仅有b光  C．a、b光都可以  D．a、b光都不可以

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每个小题有多个选项符合要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

11．下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明，其中正确的有（　　）

A．甲图长直导线中通有竖直向下的电流，周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示

B．乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示

C．丙图中的导体棒在静止的磁场中向右运动，产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示

D．丁图中磁感应强度在增大，在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示

12．在抽制很细的金属丝的过程中，可以用激光随时监测抽丝的粗细情况。其装置如图甲所示，在抽丝机的细丝出口附近，用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝，在细丝的另一侧用光屏接收激光。工作人员通过观察光屏上明暗相间亮斑的情况（如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况），便可知道抽制出的细丝是否合格。对于这种监控抽丝机的装置，下列说法中正确的是（　　）

A．这是利用光的干涉现象   B．这是利用光的衍射现象

C．如果屏上条纹变宽，表明细丝粗了   D．如果屏上条纹变宽，表明细丝细了

13．如图所示，把一个凸透镜A（上表面为平面）和标准的平板玻璃B叠放在一起。用平行单色光由上向下照射，在A的上方向下观察，会看到一圈圈明暗相间的同心圆环状的干涉条纹，这种干涉条纹叫牛顿环，它是检查透镜质量的一种方法。分别用a﹑b和c﹑d表示透镜A和平板玻璃B的上﹑下两个表面，下列说法正确的是（　　）

A．两束相干光是由a、b面反射形成的  B．两束相干光是b、c面反射形成的

C．干涉条纹是疏密均匀的同心圆   D．干涉条纹不是疏密均匀的同心圆

14．如图所示，有一足够大的光滑水平面上存在非匀强磁场，其磁场分布沿x轴方向均匀增大，沿y轴方向是不变的，磁场方向垂直纸面向外。现有一闭合的正方形金属线框，质量为m，以速度大小为v0、方向沿其对角线且与x轴成45°角开始运动，以下关于线框的说法中正确的是（　　）

A．线框中的感应电流方向沿顺时针

B．线框将做匀减速直线运动

C．线框运动中产生的内能为

D．线框最终将静止于平面上的某个位置

15．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环的总电阻为R，其内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器。不计其他电阻和摩擦，在金属棒匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．棒产生的电动势为

B．棒产生的电动势为

C．电容器所带的电荷量的最小值为

D．电容器所带的电荷量的最小值为

三、实验题（本题共2小题，共11分）

16．（5分）（1）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：

①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入 B线圈中，电流计指针将________偏转（填“向左”“向右”或 “不”）；

②连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；

A．插入铁芯 B．拔出A线圈 C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S瞬间

（2）G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图（1）中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是向________（填“上”“下”）；图（3）中电流表指针应________（填“向左”“向右”）偏转；图（4）中的条形磁铁下端为________极（填“N”，“S”）。

17．（6分）某同学利用图示装置测量某种单色光波长。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：

（1）关于本实验下列说法正确的是___________。

A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致

B．若想增加从目镜中观察到的条纹个数应将屏向远离双缝方向移动

C．使用间距更小的双缝会使条纹间距变小

（2）某次测量时，选用的双缝的间距为，测得屏与双缝间的距离为，用某种单色光实验得到的干涉条纹如图2所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺的读数也如图2中所示，则A位置对应的读数为___________。已知B位置对应的读数为则相邻条纹中心的间距为___________，所测单色光的波长为___________。

（3）若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行如图3所示，在这种情况想测量相邻条纹间距时，测量值___________实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）

四、解答题（本题共4小题，共39分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

18．（8分）光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图如图所示。玻璃丝长为，、为其左、右平行的两端面。一单色光以入射角（可调整）从端面射入玻璃丝，且全部从端面射出。已知玻璃丝对该单色光的折射率为，光在真空中的速度为。求：

（1）的取值范围；

（2）光在玻璃丝中传播的最长时间。

19．（9分）如图，边长为a的正方形ABCD为一棱镜的横截面，M为AB边的中点。在截面所在的平面，一光线自M点射入棱镜，入射角为60°，经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，反射光线从CD边的P点射出棱镜，求棱镜的折射率以及P、D两点之间的距离。

20．（10分）如图甲所示，电阻，平行于斜面底边CD的导体棒AB电阻，放在倾角足够长的光滑平行导轨上。导体棒AB长等于导轨宽度，PQCD区域内有垂直于导轨平面的匀强磁场，该区域面积，匀强磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。导体棒AB在t＝0时由静止释放，在时进入磁场区域，并恰好做匀速直线运动，重力加速度g取，已知，，求：

（1）在t＝0.5s时刻穿过PQCD平面的磁通量的大小；

（2）AB与PQ的距离以及AB进入磁场时感应电动势；

（3）在前2s内电路中产生的内能。

21．（12分）如图甲所示，在绝缘光滑水平桌面上，以O为原点、水平向右为正方向建立x轴，仅在区域内存在方向竖直向上的磁场，在内磁感应强度B的大小与时间t的关系如图乙所示。边长=、电阻的正方形线框abcd放在桌面上，且cd边平行于磁场边界。时刻，线框在沿x轴方向的外力F作用下开始进入磁场，直到ab边进入磁场时撤去外力，若在内线框始终以的速度做匀速运动。求：

（1）外力F的大小；

（2）在内流过线框横截面的电荷量q；

（3）在内，磁感应强度B的大小与时间t的关系。

物理参考答案

16.向右     BD     下     向右     S（每空各1分）

【详解】（1）①[1]已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；

②[2] A．要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，A错误；

B．拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，B正确；

C．变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，C错误；

D．断开开关S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，D正确。

故选BD。

（2）[3]图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；

[4]图（3）中条形磁铁N极向下运动，线圈中为向下磁通量增大，感应电流方向应为逆时针方向，电流表指针向右偏转；

[5]图（4）中可知指针向右偏，则感应电流的方向逆时针（俯视），由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极。

17．    A (1分)    11.1 (1分)    0.75(1分)      600 (1分)     大于(2分) 

【详解】（1）[1]A．该实验中若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致，故A正确；

B．若增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹的宽度将减小，根据相邻亮条纹间的距离为

可知，可以减小L或者增大d，所以应将屏向靠近双缝方向移动，故B错误；

C．根据相邻亮条纹间的距离为，可知，使用间距更小的双缝，即d减小，会使条纹间距变大，故C错误；

故选A。

（2）[2]该游标卡尺的最小分度为0.1mm，则在A位置时游标卡尺读数为

[3]已知B位置对应的读数为，由图2知若A位置处为第1条暗纹，则B位置处为第7条暗纹，可得则相邻条纹中心的间距为

[4]由可得所测单色光的波长为

（3）[5]若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行，在这种情况测量相邻条纹间距时，将导致测量值大于实际值，由，可知，的测量值也将大于实际值。

18．（1）；（2）

【详解】（1）玻璃丝对该单色光的折射率为，令临界角为C，则有

作出光路如图所示（1分）

由于一单色光以入射角（可调整）从端面射入玻璃丝，且全部从端面射出，则(1分)

由于，（1分）

解得(1分)

（2）光在玻璃丝中传播的距离（1分）

光在速度的大小为（1分）

结合上述可解得光线从玻璃丝端面AB传播到其另一端面所需时间为（1分）

由于

在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，结合上述，解得（1分）

19．，PD=

【详解】光线在M点发生折射有sin60° = nsinθ（1分）

由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则（1分）C = 90° - θ（1分）

联立有（1分）（1分）

根据几何关系有（1分）

解得（1分）

再由（1分）

解得，PD=(1分)

20．（1）；（2），；（3）

【详解】（1）由图像可得：时，磁感应强度大小，由（1分）

得，在t＝0.5s时刻穿过PQCD平面的磁通量的大小为（1分）

（2）AB未进入磁场时，不受安培力作用，其下滑的加速度为（1分）

下滑的时间为，位移为（1分）

即AB与PQ的距离为，AB进入磁场时速度为（1分）

AB进入磁场时感应电动势（1分）

（3）第内电路中的感应电动势为（1分）

第1s内产生的热量为（1分）

同理可得第内产生的热量（1分）

前内电路中产生的热量为（1分）

21．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由图可知，在时，磁感强度为大小为，感应电动势为（1分）

感应电流为（1分）

线框所受安培力（1分）

线框匀速运动有，代入数据解得（1分）

（2）根据法拉第电磁感应定律有（1分）

根据闭合电路欧姆定律有（1分）

则在流过线框横截面的电荷量为（1分）

在内，电荷量为

在时间内，电荷量为

两段时间通过线圈的感应电流方向相同，故总电荷量为（1分）

（3）在内，线框匀速离开磁场，线框中的感应电流为0，磁通量不变，有（1分）

在时，磁感强度大小为，此时的磁通量为（1分）

因此在t时刻，磁通量为（1分）

解得（1分）