运城市康杰中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试卷（含答案）

运城市康杰中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

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，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，下列说法正确的是(   )

A.介质球的折射率为

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F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q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，，。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。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.光都可以 D.光都不可以

二、多选题

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F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I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。分别用和表示透镜A和平板玻璃B的上﹑下两个表面，下列说法正确的是(   )

A.两束相干光是由面反射形成的 B.两束相干光是面反射形成的

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、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

16、（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、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、计算题

18、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L，、为其左、右平行的两端面。一单色光以入射角θ（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n，光在真空中的速度为c。求：

（1）的取值范围；

（2）光在玻璃丝中传播的最长时间。

19、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两点之间的距离。

20、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、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。

参考答案

1、答案：D

解析：A.激光是电磁波中的一种，是一种横波，A项错误；

B.频率相同的激光在不同介质中的波长是不同的，B项错误；

C.能产生干涉的条件是两列光的频率要相同，C项错误；

D.测定距离就是利用激光的平行度高的特性，D项正确。故选D。

2、答案：D

解析：A.用磁铁的任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒去留）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，A正确；

B.同理，把磁铁远离A环，A环又会被吸引，环内有感应电流，B正确；

C.磁极接近或者远离B环时，磁通量变化，有感应电动势，但是由于不闭合，所以没有感应电流，圆环不受到安培力的作用，保持静止，C正确；

D.同理当磁铁N极接近B环时，可知环内有感应电动势，此时断口处左端电势比右端电势高，D错误。

本题选错误的，故选D。

3、答案：D

解析：由法拉第电磁感应定律可得大圆线圈产生的感应电动势

每个小圆线圈产生的感应电动势

由线圈的绕线方式和楞次定律可得大、小圆线圈产生的感应电动势方向相同，故线圈中总的感应电动势大小为，故D正确，ABC错误。故选D。

4、答案：D

解析：用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，从透明薄膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，发生干涉现象，出现条纹，所以此条纹是由上方玻璃板的下表面和下方玻璃板的上表面反射光叠加后形成的，其光程差为透明薄膜厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，即当薄膜的厚度时对应的条纹为亮条纹，在题目的干涉条纹中，从左向右条纹的间距逐渐增大，结合干涉条纹公式对应的厚度公式可知从左向右薄膜厚度的变化率逐渐减小。故选D。

5、答案：C

解析：A.光路图如下图所示，由几何关系可得，解得，

由图可知，则，

所以介质球的折射率为，故A错误；

B.若改变入射光的频率，介质球对其折射率改变，由折射定律知，入射角i不变时，折射角r改变，由几何知识可知，再次折射到空气中时仍有折射角，出射光线相对于入射光线的偏转角

r不再等于30°，则δ不再等于180°，即出射光线与入射光线不再平行，故B错误；

C.在同一过球心的截面内，只有沿直径和直径两侧对称的两条，共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，故C正确；

D.根据，得全反射临界角，则在介质右侧发生的反射不是全反射，根据光路的对称性，增大单色光的频率，不可能在介质球内表面发生全反射，故D错误。故选C。

6、答案：C

解析：A.若线圈静止在导线正上方，当导线中通过正弦交流电，由对称性可知，通过线圏的磁通量为零，变化量为零。感应电流为零，故A错误；

B.若线圈在恒定电流正上方由西向东运动，由对称性可知，通过线圈的磁通量为零，变化量为零。感应电流为零，安培力为零，故B错误；

C.根据通电直导线周围的磁感线分布特点，检测线圈自北靠近直导线到导线正上方的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针，故C正确；

D.由楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈受到安培力在水平方向的分量一直向北，但合力不向北.故D错误。

故选C。

7、答案：C

解析：A.设为线框原长为，则切割磁感线的有效长度为

感应电流为，可知，感应电流随时间均匀减小，A错误；

B.金属框匀速运动，外力与安培力平衡，外力大小为

可知，外力随时间的图像为曲线，B错误；

C.电功率为，可知，电功率随时间减小，且斜率逐渐变小，C正确；

D.根据，，，得，磁场通过线框的有效面积随时间变化关系为

得,可知，通过导体某横截面的电荷量随时间增大，且斜率逐渐减小，D错误。故选C。

8、答案：A

解析：AB.在磁场力作用下向右运动，则所受的安培力方向向右，由左手定则可以判断电流由P流向Q，线圈相当于电源，由右手螺旋定则可判断线圈中的感应磁场方向沿轴线向下，若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相同，则中电流减小，棒做减速运动，电动势由N指向M，根据右手定则可判断棒向右做减速运动，故A正确，B错误；

CD.若中电流产生的磁场方向与中的感应磁场方向相反，则中电流增加，棒做加速运动，电动势由M指向N，根据右手定则可判断棒向左做加速运动，故C、D错误。

故选A。

9、答案：C

解析：如图1所示，光线从D点射入玻璃砖后在圆柱面上的E点发生折射，设折射角为r，根据几何关系可得光线在E点的入射角i的正切值为，根据折射定律有，解得

假设某光线在E点折射后的出射光线的反向延长线恰好过C点，如图2所示，则根据几何关系可知此时光线在E点的折射角为60°。

假设某光线E点折射后的出射光线的反向延长线恰好过B点，如图3所示，则根据几何关系可知此时光线在E点的折射角为90°，对应发生全反射的临界状态，实际已经不存在折射光线。

综合以上分析，根据可知，真实的出射光线位置介于上述两种假设情形之间，所以出射光线的反向延长线与MN相交在BC线段上。故C正确。

故选C。

10、答案：A

解析：当两种频率的细激光束从A点垂直于AB面入射时，激光沿直线传播到O点，经第一次反射沿半径方向直线传播出去。

保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，如下图可知，激光沿直线传播到CO面经反射向PM面传播，根据图像可知，入射点从A向B移动过程中，光线传播到PM面的入射角逐渐增大。

当入射点为B点时，根据光的反射定律及几何关系可知，光线传播到PM面的P点，此时光线在PM面上的入射角最大，设为α，由几何关系得

根据全反射临界角公式得，

两种频率的细激光束的全反射的临界角关系为

故在入射光从A向B移动过程中，a光能在PM面全反射后，从OM面射出；b光不能在PM面发生全反射，故仅有a光。A正确，BCD错误。

故选A。

11、答案：CD

解析：A.根据右手定则，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从上向下看，应该是是顺时针方向的，与甲图相反，故A错误；

B.根据左手定则，乙图中倾斜导体棒受到的安培力F的方向应该与导体棒垂直，指向右下角方向。故B错误；

C.根据右手定则，导体棒中电动势方向沿着导体棒竖直向上，故感应电流方向也竖直向上，与图中相同。故C正确；

D.根据电磁感应规律，金属圆环中磁感应强度增大，电流方向应该是逆时针方向。故D正确。

故选CD。

12、答案：BD

解析：A.由题意知条纹的形成属单缝衍射，并非运用光的干涉，而是利用光的衍射现象，A错误；

B.单缝衍射现象，其原理是利用光的衍射现象，B正确；

C.由单缝衍射知缝变窄而条纹宽度变宽，故如果屏上条纹变宽，表明细丝变细了，C错误；

D.屏上条纹变宽，表明细丝细了，D正确。

故选BD。

13、答案：BD

解析：AB.由题图可知，两束干涉光是题图中面反射形成，A错误，B正确；

CD.空气薄层厚度不是均匀增加，而是越向外越厚，所以干涉条纹不是疏密均匀的同心圆，C错误，D正确；

故选BD。

14、答案：AC

解析：A.线框磁通量增加，根据楞次定律得线框中产生顺时针方向电流。A正确；

B.因为安培力向左并逐渐减小，所以线框做加速度减小的减速曲线运动。B错误；

CD.线框最终以竖直向上运动，根据能量守恒得产生的电能为

C正确，D错误。故选AC。

15、答案：AD

解析：AB.金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势，A正确，B错误；

CD.导体棒在转动时，转到A的对面时，外电路的最大电阻为，电容器所带的最小电荷量，C错误，D正确。故选AD。

16、答案：（1）向右；BD

（2）下；向右；S

解析：（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；

②A.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）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；

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；

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、答案：（1）A

（2）11.1；0.75；600

（3）大于

解析：（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）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

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

由可得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，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，λ的测量值也将大于实际值。

18、答案：（1）

（2）

解析：（1）玻璃丝对该单色光的折射率为n，令临界角为C，则有

作出光路如图所示

由于一单色光以入射角θ（可调整）从端面射入玻璃丝，且全部从端面射出，则

由于，

解得

（2）光在玻璃丝中传播的距离

光在速度的大小为

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

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

19、答案：，

解析：光线在M点发生折射有

由题知，光线经折射后在BC边的N点恰好发生全反射，则

联立有

根据几何关系有

解得

再由

解得，

20、答案：（1）

（2），

（3）

解析：（1）由图像可得：时，磁感应强度大小，由

得，在时刻穿过PQCD平面的磁通量的大小为

（2）AB未进入磁场时，不受安培力作用，其下滑的加速度为

下滑的时间为，位移为

即AB与PQ的距离为，AB进入磁场时速度为

AB进入磁场时感应电动势

（3）第内电路中的感应电动势为

第1s内产生的热量为

同理可得第内产生的热量

前内电路中产生的热量为

21、答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）由图可知，在时，磁感强度为大小为，感应电动势为

感应电流为

线框所受安培力

线框匀速运动有，代入数据解得

（2）根据法拉第电磁感应定律有

根据闭合电路欧姆定律有

则在流过线框横截面的电荷量为

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

（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

在时，磁感强度大小为，此时的磁通量为

因此在t时刻，磁通量为

解得