广东省深圳市2024-2025学年高二下学期港澳台项目3月考试物理试卷（解析版）

这是一份广东省深圳市2024-2025学年高二下学期港澳台项目3月考试物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了单项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
物理试卷
一、单项选择题（本大题共1小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求.）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 由可知，B与F成正比，与I、L的乘积成反比
B. 由公式可知，电场中某点的电势φ与q成反比
C. 安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直
D. 电场线和磁感线都是客观存在的闭合曲线
【答案】C
【解析】A．为磁感应强度的比值定义式为，磁感应强度B与F、I、L均没有本质的决定关系，它是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，A错误；
B．电势是表征电场的能的性质的物理量，仅与电场本身的性质有关，与电场力做功的多少以及试探电荷的电荷量等无关，B错误；
C．安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即垂直于磁场与电流决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直，C正确；
D．电场线和磁感线都不是真实存在的，是为了形象地描述电场和磁场引入的假想曲线，电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线，D错误。
故选C。
2. 磁铁在线圈中心上方开始运动时，线圈中产生如图方向的感应电流，则磁铁（ ）
A. 向上运动B. 向下运动
C. 向左运动D. 向右运动
【答案】B
【解析】据题意，从图示可以看出磁铁提供的穿过线圈原磁场的磁通量方向向下，由安培定则可知线圈中感应电流激发的感应磁场方向向上，即两个磁场的方向相反，则由楞次定律可知原磁场通过线圈的磁通量的大小在增加，故选项B正确，ACD错误．
3. 关于下列四幅图所涉及的光学知识,说法正确的是（ ）
A. 图甲检查工件的平整度利用光的衍射现象
B. 图乙医用内窥镜利用光的干涉现象
C. 图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野
D. 图丁泊松亮斑是由于光的偏振现象产生的
【答案】C
【解析】A．图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象，故A错误；
B．图乙医用内窥镜利用光的全反射现象，故B错误；
C．图丙在坦克内壁上开孔安装玻璃利用光的折射现象扩大视野，故C正确；
D．图丁泊松亮斑是由于光的衍射现象产生的，故D错误。
故选C。
4. 如图所示，两根相同的竖直悬挂的弹簧上端固定，下端连接一质量为40g的金属导体棒部分导体棒处于边界宽度为d=10cm的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。导体棒通入4A的电流后静止时，弹簧伸长量是未通电时的1.5倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直保持水平，则磁感应强度B的大小为（取重力加速度g=10m/s2）（ ）
A. 0.25TB. 0.5TC. 0.75TD. 0.83T
【答案】B
【解析】未通电时，导体棒的重力与两弹簧的弹力相等，根据平衡条件可知
通电后，通过导体棒的电流方向为从右向左，根据左手定则可知安培力竖直向下，根据平衡条件可知
两式相比得
解得
5. 如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被反射，一部分光进入液体中。当入射角是45°时，折射角为30°，则以下说法正确的是（ ）
A. 反射光线与折射光线的夹角为90°
B. 该液体对红光的全反射临界角为45°
C. 该液体对红光的折射率为3
D. 当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角也是30°
【答案】B
【解析】A．由反射定律可知反射角为45°，由几何知识可得反射光线与折射光线的夹角为
180°−45°−30°=105°
A错误；
C．由折射定律可得该液体对红光的折射率为
C错误；
B．由全反射的临界角C与介质的折射率n的关系式可得
解得
C=45°
则该液体对红光的全反射临界角为45°，B正确；
D．因该液体对紫光的折射率大于该液体对红光的折射率，由折射定律可知，当紫光以同样的入射角从空气射到分界面时，折射角小于30°，D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（ ）
A. 0到t1时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B. 0到t1时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
C. t1到t2时间内有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
D. t1到t2时间内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
【答案】B
【解析】0到t1时间内电流沿逆时针方向减小，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向外减小，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势；t1到t2时间内电流沿顺时针方向增大，穿过线圈B的磁通量垂直纸面向里增大，根据楞次定律可知线圈B内有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势。综上所述可知ACD错误，B正确。
故选B。
7. 如图所示，用频率为f的单色光（激光）垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】双缝到光屏上点的距离之差是半波长的奇数倍，会出现暗条纹，第三条暗条纹距离之差为
而
所以
故D正确，ABC错误。
故选D。
8. 如图所示，半径为12cm的半圆形透明柱体与屏幕MN接触于B点，MN垂直于直径AB，一单色光a以入射角53°射向圆心O，反射光线b与折射光线c恰好垂直。已知光在真空中的传播速度为3×108m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. 柱体的折射率为
B. 两个光斑之间的距离为20cm
C. 增大光束a的入射角，可以在O点发生全反射
D. 光在介质中的传播速度v=2.25×108m/s
【答案】D
【解析】A．由b、c两束光线垂直，可得折射角为37°，折射率
A错误；
B．两个光斑之间距离为
B错误；
C．由光疏介质进入光密介质，不会发生全反射，C错误；
D．光在介质中的传播速度
D正确。
故选D。
9. 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法中正确的是（ ）
A 小物块一定带正电
B. 小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动
C. 小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动
D. 小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为
【答案】B
【解析】A．带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，知其所受洛伦兹力的方向应垂直于斜面向上，根据左手定则知，小物块带负电，故A错误；
BC．小物块在运动过程中受重力、斜面的支持力和洛伦兹力，合力沿斜面向下，大小为
根据牛顿第二定律知
小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动，故B正确，C错误；
D．当压力为零时，在垂直于斜面方向上的合力为零，有
解得
故D错误。
故选B。
10. 一矩形线圈abcd放在水平面上，线圈中通有如图所示的恒定电流．在ab边的右侧距ab边的距离与bc边的长度相等处，放置水平长直导线MN，MN通有由M到N的电流，在其周围空间产生磁场，已知载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为B=kI/r，式中常量k>0，I为电流强度，r为距导线的距离．则（ ）
A. ad边不受安培力作用
B. ab边、cd边受到的安培力之比为2：1
C. 若水平面光滑，线圈将向右做加速度减小的加速运动
D. 若水平面粗糙，线圈受到向左的摩擦力作用
【答案】B
【解析】根据右手定则，判断通电导线MN在右侧的磁场方向，根据左手定则判断各个边受安培力的方向；根据B=kIr判断ab边、cd边处的磁感应强度之比，根据F=BIL可知ab边、cd边受到的安培力之比；因线框所受安培力的合力向左，可判断若水平面光滑，线圈的加速度方向；若水平面粗糙，可判断线圈受到的摩擦力方向.根据右手定则，通电导线MN在右侧磁场方向向里，由左手定则可知，ad边受向下的安培力作用，选项A错误；根据B=kIr可知，ab边、cd边处的磁感应强度之比为2:1，根据F=BIL可知ab边、cd边受到的安培力之比为2：1，选项B正确；因线框所受安培力的合力向左，则若水平面光滑，线圈将向左做加速度减小的加速运动；若水平面粗糙，线圈受到向右的摩擦力作用，选项CD错误；故选B.
11. 如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了θ角，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子在磁场中运动的轨迹长度为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. 圆形磁场区域的半径为
【答案】C
【解析】A．根据粒子的偏转方向，根据左手定则可判断出粒子带正电，A错误；
B．根据几何关系可知，粒子运动的圆心角为θ，轨迹如图所示
根据
可得
则粒子在磁场中运动的轨迹长度为
B错误；
C．根据
，
可得
则粒子在磁场中运动时间为
C正确；
D．根据几何关系，设圆形磁场半径为r，有
则
D错误；
故选C。
12. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是（ ）
A. 质子在匀强磁场每运动一周被加速一次
B. 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小有关
C. 质子被加速后的最大速度不可能超过2fR
D. 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速粒子
【答案】C
【解析】A．质子在匀强磁场每运动一周被加速二次，故A错误；
B．根据洛伦兹力提供向心力
解得
可知与加速的电压无关，故B错误；
C．当粒子从D形盒中出来时速度最大，由上可知
故C正确；
D．根据周期公式
知质子换成α粒子，比荷发生变化，则在磁场中运动的周期发生变化，回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故需要改变磁感应强度或交流电的周期，故D错误。
故选C。
13. 如图所示，有、、、四个粒子，它们带同种电荷且电荷量相等，它们的速率关系为，质量关系为。进入速度选择器后，有两种粒子从速度选择器中射出，由此可以判定（ ）
A. 射向的是粒子B. 射向的是粒子
C. 射向的是粒子D. 射向的是粒子
【答案】D
【解析】BD．根据粒子在磁场B2中的偏转方向，由左手定则可知，四种粒子带正电；粒子能通过速度选择器时有
可得
结合题意可知，b、c两粒子能通过速度选择器；a的速度小于b的速度，所以a所受的静电力大于洛伦兹力，a向P1板偏转；d的速度大于b的速度，所以d所受的静电力小于洛伦兹力，d向P2板偏转；故B错误，D正确；
AC．只有b、c两粒子能通过速度选择器进入磁场B2，根据洛伦兹力提供向心力可得
可得
可知质量大的轨道半径大，则射向的是b粒子，射向的是c粒子，故AC错误。
故选D。
二、实验题（共24分）
14. 如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB 和AC 界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从镜的右侧观察P1和P2的像。
（1）此后正确的操作步骤是____
A.插上大头针P3，使P3挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3的像
D 插上大头针P4，使P4挡住P1、P2像和P3
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图乙、丙所示。能够仅通过测量ED、FG 的长度便可正确计算出折射率的是图____选填（“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式n=____（用代表线段长度的字母ED、FG 表示）。
【答案】（1）BD##DB （2）丙
【解析】（1）[1]根据题意可知，然后应插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故此后正确的操作步骤为BD。
（2）[2]根据题意，过、做一条直线与AC变相交于H，并以入射点O为圆心做一个圆，与入射光线相交D，与OH连线的延长线相交于G，过O点做法线，过D点做法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，
由图可知
，，
可得，仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率，图丙所示；
[3]根据几何关系可得，折射率为
15. 用双缝干涉测光的波长．实验装置如图1所示，已知单缝与双缝的距离L1=60 mm，双缝与屏的距离L2=700 mm，单缝宽d1=0.10 mm，双缝间距d2=0.25 mm．用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图2所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度．
（1）分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图3所示，则对准第1条时读数x1=________mm，对准第4条时读数x2=________mm，相邻两条亮纹间的距离Δx=________mm．
（2）计算波长的公式λ=_________；求得的波长值是________nm．
【答案】（1）2.190 7.868 1.893 （2） 676
【解析】①螺旋测微器读数首先固定刻度读出半毫米的整数倍，第一条即读为，同时找到第19条刻度线与固定刻度对齐，估读一位即，再乘以精确度，最终结果为，同理，第4条对应读数为，第一条到第四条共有三个间距，所以两条相邻条纹间距
。
②双缝干涉相邻条纹间距，其中是双缝到屏的距离，是双缝间距，对照已知条件可得，可得波长，代入数据计算可得
三、计算题（共74分。）
16. 一匀强磁场分布在以O为圆心，半径为R的圆形区域内，方向与纸面垂直，如图所示，质量为m、电荷量q的带正电的质点，经电场加速后，以速度v沿半径MO方向进入磁场，沿圆弧运动到N点，然后离开磁场，，质点所受重力不计，求：
（1）判断磁场的方向；
（2）该匀强磁场的磁感应强度B；
（3）带电质点在磁场中运动的时间。
【答案】(1)垂直纸面向外；(2)B=；(3)t=
【解析】（1）根据左手定则，可知该磁场方向垂直纸面向外；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，圆心为，如图所示
洛仑兹力提供向心力
由几何关系可得
联立得
（3）设粒子在磁场中运动的时间为t，粒子做匀速圆周运动，期周期
由于，因此运动的圆心角，因此粒子在磁场中运动的时间
17. 如图所示，电源电动势E＝2.4 V，内阻r＝0.4 Ω，电阻R2＝0.2 Ω，CD、EF为竖直平面内两条平行导轨，处在与导轨平面垂直的水平匀强磁场中，其电阻忽略不计，ab为金属棒，质量m＝5 g，在导轨间的长度l＝25 cm，电阻R1＝0.2 Ω，ab可在光滑导轨上自由滑动且与导轨接触良好，滑动时保持水平，g取10 m/s2，求：
（1）S断开ab保持静止时，B的大小；
（2）S接通瞬间，金属棒的加速度。
【答案】（1）5×10－2 T；（2）4 m/s2，方向竖直向下
【解析】（1）S断开时
由平衡条件知
解得
（2）S接通时
通过电源的电流
通过金属棒的电流
由牛顿第二定律得，金属棒的加速度
＝4 m/s2
方向竖直向下。
18. 某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为等腰直角三角形，AB为直角边，长度为L，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n＝2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入该透明物体，求：
（1）光线从ADC圆弧射出的区域弧长s；
（2）光线从ADC圆弧射出，在透明物体中的最长时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由全反射的临界角可知
则透明体的临界角为30°，如下图
从圆弧ADC射出的边缘光线对应的入射角等于临界角，恰好发生全反射，由几何关系可知
圆弧EDF的长度
（2）由几何关系可知，光线经过BC面发生全反射后，经半圆的中心射出时，光线的路径最长，时间最长
光线的介质中的传播速度为
光线的介质中的路径为
光线从ADC圆弧射出，在透明物体中的最长时间
19. 在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求
（1）M、N两点间的电势差UMN ；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；
（3）粒子从M点运动到P点的总时间t．
【答案】（1）UMN＝（2）r＝（3）t＝
【解析】（1）设粒子过N点时的速度为v，有：
解得：
粒子从M点运动到N点的过程，有：
解得：
（2）粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动，半径为r，有：
解得：
（3）由几何关系得：
设粒子在电场中运动的时间为t1，有：
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：
设粒子在磁场中运动的时间为t2，有：