江西省六校联考2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题（解析版）

这是一份江西省六校联考2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
说明：本试卷满分100分，考试时间75分钟
一、选择题（1-7单选，每题4分，8-10多选，每题6分，共46分）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 光的双缝干涉现象说明光具有波动性
B. 光的偏振现象说明光是纵波
C. 肥皂泡在阳光下出现彩色条纹，这是光的衍射现象
D. 观察者靠近声波波源的过程中，接收到的声波频率小于波源频率
【答案】A
【解析】A．光的双缝干涉现象说明光具有波动性，故A正确；
B．光的偏振现象说明光是横波，故B错误；
C．阳光下的肥皂泡上有彩色条纹，这属于光的干涉现象，故C错误。
D．根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，观察者接收到的频率大于波源的频率，故D错误；
故选A。
2. 如图所示，将一个铜质圆环，以初速度从位置Ⅱ竖直向上抛出，到位置Ⅰ时速度为0，圆环上升时其轴线与磁铁的悬线重合，且圆环所在平面始终水平。位置Ⅰ与位置Ⅱ的高度差为h，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则圆环运动的时间（ ）
A 等于B. 大于
C. 小于D. 等于
【答案】C
【解析】若环做竖直上抛运动，根据逆向思维，由运动学公式
可得运动时间
圆环从开始上升到达磁铁中间时，磁通量一直增大；而当从中间向上运动时，磁通量减小时；则由楞次定律可知，当圆环靠近条形磁铁时，感应电流阻碍其靠近，是排斥力，阻碍环的上升；当圆环穿过磁铁远离磁铁时，感应电流阻碍其远离，是吸引力，故先相互排斥，后相互吸引，阻碍环的上升；由于环始终受到阻力，相当于向下的加速度变大，加速度大于，根据可知时间变小，即小于。
故选C。
3. 如图所示，阴影部分ABC为透明材料做成的光学元件的横截面，是半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成正方形。D处的点光源向外辐射红光，该材料对红光的折射率n＝2。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，下列说法正确的是（ ）
A. 光射入光学元件后频率不变，波长减小
B. 光射向圆弧AC时部分光发生全反射
C. AB边有光线出射的部分长度为
D. 若换成绿光，AB、BC有光线出射的区域变大
【答案】A
【解析】A．光射入光学元件后频率不变，传播速度减小，根据可知波长减小，故A正确；
B．光射向圆弧AC时是由光疏介质射向光密介质，况且是沿法线方向射入则不可能发生全反射，故B错误；
C．光线在AB面上的临界角为
可得
AB边有光线出射的部分长度为
故C错误；
D．若换成绿光，折射率变大，临界角变小，则AB、BC有光线出射的区域变小，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，洛埃镜实验中S为垂直于纸面放置的红色水平线光源，M为水平放置的平面镜，从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，这样就形成两个一样的相干光源，可在光屏上看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是（ ）
A. 看到明暗条纹是因为红光发生衍射现象
B. 看到的条纹非等间距的
C. 若将红光换成绿光，看到的条纹间距变大
D. 若将平面镜向下平移，看到的条纹间距变小
【答案】D
【解析】AB．从光源直接发出的光和被平面镜反射的光实际上是同一列光，故是相干光，属于干涉现象，该干涉现象可以看做双缝干涉，光路图如图所示
所以等效双缝间的距离为
双缝到光屏的距离为L，所以相邻亮条纹中心间距为
由此可知，条纹应等间距，故AB错误；
C．若将红光换成绿光，即入射光的波长减小，则看到的条纹间距变小，故C错误；
D．若将平面镜向下移动一个微小距离，则双缝间的距离增大，所以相邻亮条纹中心间距变小，故D正确。
故选D。
5. 回旋加速器的原理图如图所示，其主体部分是两个 D 形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（ He）进行加速，所加的高频电源的电压为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度为B。已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
A. 氦核能够从磁场中获得能量
B. 仅增大电压U，氦核最终获得的动能变大
C. 所有量不变，该回旋加速器不能对氘核进行加速
D. 被加速的氦核质量为
【答案】D
【解析】A．氦核仅电场中加速，在磁场中洛伦兹力对粒子不做功，不能从磁场中获得能量，故A错误；
B．设D形盒的半径为，则最终射出回旋加速器的速度满足
即有
动能为
最终射出回旋加速器的动能与电压无关，故B错误；
C．因为気核与氦核的比荷相同，由可知它们的运动周期相同，所以可以用来加速氘核，故C错误；
D．根据周期公式
可知
故D正确。
故选D。
6. 某研究小组设计了一个利用安培力测量磁感应强度的实验装置 ，如下图甲所示，将矩形线框固定在电子秤的台面上，线框的上部处于垂直于纸面的匀强磁场中（如下图乙所示）。当线框中通顺时针电流时，电子秤读数为；当线框中通逆时针电流时，电子秤读数为（）。已知矩形线框共有匝，边长为，则磁感应强度
A. 垂直纸面向外，大小为
B. 垂直纸面向外，大小为
C. 垂直纸面向里，大小为
D. 垂直纸面向里，大小为
【答案】C
【解析】电子秤读数，即，由可知，通顺时针电流时，安培力向上，磁场垂直纸面向里；对线框进行受力分析知
解得
。
A．垂直纸面向外，大小为，与结论不相符，选项A错误；
B．垂直纸面向外，大小为，与结论不相符，选项B错误；
C．垂直纸面向里，大小为，与结论相符，选项C正确；
D．垂直纸面向里，大小为，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
7. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，ab是圆O的直径，c是圆周上一点，cO⊥ab，P、Q是圆周上离ab的距离均为的两点。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子以一定大小的速度从P点沿平行于ab的方向射入磁场，粒子在磁场中运动恰好经过O、c等点。现保持粒子的速度大小、方向不变，让粒子从点射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】作出从点射入的粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系易知，点为做圆周运动的圆心
让粒子从点射入磁场，根据平移法得出粒子运动轨迹如图
由几何关系得
粒子在磁场中运动的周期
则运动的时间为
联立解得
故选A。
8. 如图所示，在真空环境中有一足够长的绝缘、粗糙、水平传送带，其上放置带正电的甲物体，且甲物体的电荷量始终保持不变，整个传送带所在区域存在垂直于纸面向里的匀强磁场。假如由静止开始让传送带做匀加速运动，发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A. 甲物体开始阶段所受摩擦力均匀增大
B. 经过一段时间后甲物体的加速度会逐渐减小
C. 甲物体有可能离开传送带作曲线运动
D. 甲物体最终会沿传送带做匀速直线运动
【答案】BD
【解析】A．发现刚开始甲物体与传送带保持相对静止，由于皮带做匀加速运动，根据左手定则可知，物体受到的洛伦兹力竖直向上，且大小增大，那么导致物体对皮带的压力减小，但由于物体受到是静摩擦力，依据牛顿第二定律可知f=ma
则甲物体开始阶段所受摩擦力应该不变，故A错误；
B．经过一段时间后，甲物体相对皮带滑动，则其受到是滑动摩擦力，由于竖直向上的洛伦兹力增大，导致物体对皮带的压力减小，那么滑动摩擦力大小也减小，因此物体的加速度会逐渐减小，故B正确；
CD．依据A选项分析，当洛伦兹力增大到等于重力时，则物体将离开传送带，从而做匀速直线运动，故C错误，故D正确；
故选BD。
9. 如图是质谱仪的工作原理示意图，电荷量相同的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有强度为的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的质量越小
D. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
【答案】AC
【解析】A．进入的粒子，即满足
知道粒子电量后，便可求出m的质量，所以质谱仪可以用来分析同位素，故A正确；
B．根据加速电场，可知粒子带正电，则受电场力向右，所以洛伦兹力向左，由左手定则可判断磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
C．由
知R越小，荷质比越大，当电量相同时，则粒子的质量越小，C正确；
D．能通过狭缝P的带电粒子满足qE＝qvB
得
故D错误；
10. 据报道，图甲是我国空间站安装的现代最先进的霍尔推进器，用以维持空间站的轨道。如图乙，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场1，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等，已知电子电量为e、质量为m，若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场2垂直于环平面向里
B. 电场方向垂直于环平面向外
C. 电子运动周期为
D. 电场强度大小为
【答案】ACD
【解析】B．根据左手定则可知电子在圆环内受到沿半径向外的磁场1的洛伦兹力，方向垂直环平面向里，电场力需要与该洛伦兹力平衡，电场力方向应垂直环平面向外，由于电子带负电，故电场方向垂直环平面向里，故B错误；
A．电子在圆环内受到磁场2的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，根据左手定则可知，匀强磁场2应垂直于环平面向里，故A正确；
C．电子运动周期为
故C正确；
D．根据洛伦兹力提供向心力
电子垂直环平面方向受力平衡，则有
联立解得
故D正确。
故选ACD。
二、实验题（每空2分，共14分）
11. 用双缝干涉实验测光波波长的实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=60mm，，双缝与光屏的距离L2=700mm，单缝宽d1=0.10mm，双缝间距d2=0.25mm。
（1）分划板的中心刻度线分别对准第1条和第4条亮条纹的中心时，手轮上的读数如图2所示，则对准第1条亮纹时读数x1=_____mm，对准第4条亮纹时读数x2=_____mm，相邻两条亮条纹间的距离∆x=_____mm。
（2）本次实验求得的波长是_____nm（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）2.188~2.192均可 7.866~7.869均可 1.893±0.002 （2）676
【解析】（1）[1][2]螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，所以，
[3]相邻两条亮条纹间距离
（2）根据
解得
12. 小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系。那么电流从电流表正接线柱流进指针______（填“左偏”或“右偏”）
（2）小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______方向。
（3）小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒______（选填“向左”或“向右”）切割磁感线运动时，可观察到电流计指针向左偏转。
【答案】（1）右偏 （2）顺时针 （3）向右
【解析】（1）闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系是电流从左边流入时指针向左偏转。那么电流从电流表正接线柱流进指针右偏。
（2）将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明电流是从电流表正极流入的，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。
（3）电流计指针向左偏转时，感应电流是由A到B，根据右手定则可知导体棒向右切割磁感线运动。
三、计算题（13题10分，14题12分，15题18分，共40分）
13. 在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气，形成一个内含气泡的水球。如图所示，若气泡与水球同心，气泡半径为R，水球半径为2R。在过球心O的平面内，一单色光以入射角i＝45°水平照射这一水球，光线经折射后恰好与内圆相切。光在真空中的传播速度为c，不考虑光线反射。求：
（1）水的折射率n；
（2）光线在该水球中传播的时间t。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设折射角为，由几何关系可知，
则水的折射率为
解得
（2）光在水球中传播速度为
由几何关系可知光在水球中的传播距离为
光在水球中的传播的时间为
14. 如图所示，水平放置电阻不计的固定平行轨道，间距L＝0.6m，两端连接电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω的电源及R＝1.5Ω的电阻，一根金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，其在轨道间的电阻为，质量为，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过滑轮连接金属杆及重物，空间中存在一个垂直于水平面向上的磁场，磁感应强度大小为B＝1T，忽略一切摩擦，重力加速度，求：
（1）当金属杆静止时，流过金属杆的电流大小是多少？重物的质量是多少？
（2）若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，且动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若金属棒能保持静止，所挂重物的质量范围是多少？
【答案】（1），0.24kg （2）0.04kg≤m≤0.44kg
【解析】（1）当金属杆静止时，流过金属杆的电流大小是
金属杆受到的安培力大小为F＝BIL
由左手定则可知安培力方向向左，若金属杆能保持静止，则有
mg＝F
解得重物的质量是：m＝0.24kg
（2）若金属杆与轨道间摩擦不能忽略，最大静摩擦力为
最大静摩擦力向左时，有
解得
最大静摩擦力向右时，有
解得：
故所挂重物的质量范围是
0.04kg≤m≤0.44kg
15. 制造芯片时，要用电磁场精准控制粒子的轨迹，其部分电磁场简化如图所示，在三维坐标系Oxyz中，平面xOy位于纸面，z轴垂直纸面向外（图中未画出），在平面xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从y轴上P点（0，h，0）以初速度垂直于y轴射入电场，再经x轴上的Q点沿与x轴正方向成45°角进入第四象限，在第四象限内有沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，第三象限内有沿z轴负方向的匀强磁场，磁感应强度大小为。粒子重力不计，求
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）粒子第二次经过y轴负半轴时的位置坐标：
（3）粒子从进入磁场到第N次经过y轴所用的时间。
【答案】（1） （2）（0，－3h，0） （3）见解析
【解析】（1）带电粒子在第一象限中做类平抛运动，则有，，
联立解得
（2）粒子进入第四象限做匀速圆周运动，有，
解得圆周运动半径
粒子进入第三象限做匀速圆周运动，有
圆周运动解得
粒子的运动轨迹如图所示
几何关系可知
解得y＝－3h
即位置坐标为（0，－3h，0）。
（3）令：
因为
联立解得
因为
联立解得
若N为奇数，有
联立解得
若N为偶数，有
联立解得