广东湛江市2025-2026学年高二第一学期期末调研考试物理试卷（试卷+解析）

这是一份广东湛江市2025-2026学年高二第一学期期末调研考试物理试卷（试卷+解析），共23页。试卷主要包含了 带操是一项艺术体操项目， 磁流体发电机发电原理如图所示， 一列简谐横波沿x轴传播，图等内容，欢迎下载使用。
高二物理试卷2026.2
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感．这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是（ ）
A. 介质中质点沿波的传播方向移动
B. 介质中质点的振动速度等于波速
C. 横波是传递能量的一种方式
D. 横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化
2. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A. 换用了波长更短的单色光
B. 适当减小了双缝到光屏之间的距离
C. 适当增大了双缝之间的距离
D. 换用了频率更低单色光
3. 带操是一项艺术体操项目。在奥运会上运动员手持带棍，以腕为轴做上下或左右的连续小摆动的动作，使带形成波浪图形（如图甲），某段时间内带的波形可看作一列简谐横波向右传播（如图乙），某一时刻带上质点a、c位于波峰，质点b位于波谷，该波频率为2Hz，下列说法正确的是（ ）
A. 经过0.25s后，质点b运动到图中c处B. 经过0.25s后，质点a与质点c相距5m
C. 此时质点b的速度大小为10m/sD. 该波的传播速度为5m/s
4. 磁流体发电机发电原理如图所示：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿图示方向以速度v喷射入磁场，磁感应强度为B，磁场中有两块金属板A、B（A板在上，B板在下，且正对），板间距为d，这时金属板上就聚集了电荷。下述说法正确的是（ ）
A. A板带正电荷
B. 有电流从a经用电器流向b
C. 等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
D. 金属板A、B间的最大电势差为Bvd
5. 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t＝1.0s时的波形图，图（b）是x＝3.0m处质点的振动图像，a、b两质点在x轴上平衡位置分别为xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播
B. 波的传播速度为0.5m/s
C. t＝1.0s时，a、b两质点加速度方向相反
D. 从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a的路程10cm
6. 水平架设的三根绝缘直流输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图所示，电缆线M在最上方，两根电缆线P、Q在下方，且位于同一水平高度处，PQM为等腰三角形，，O点是P，Q连线的中点，电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内，忽略地磁场，下列说法正确的是（ ）
A 输电线缆M、P相互吸引
B. 输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C. 输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D. O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
7. 利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（ ）
A. 喷嘴处球形液滴在无电场的情况下只受重力
B. 液滴从M到N的过程做匀加速直线运动
C. 液滴从M到N的过程电场力做负功
D. 液滴向下做螺旋运动时电势能减小
二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 如图甲所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
B. 如图乙所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的
C. 如图丙所示，立体电影利用了光偏振现象
D. 如图丁所示，在多雾或多雨的城市中，采用红色图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉
9. 某同学设计了一款监测水位的传感器，电路如图所示。绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子a，另一端与电容器的极板Q连接（极板P固定），a上下移动就带动Q上下移动，监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，则可以得出（ ）
A. 河水的水位在上升
B. 平行板电容器极板间的电场强度在增大
C. 平行板电容器电压在增大
D. 平行板电容器的电容在减小
10. 如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法中正确的是（ ）
A. 粒子a带负电B. 粒子c的动能最大
C. 粒子c在磁场中运动的时间最长D. 粒子b在磁场中运动时的向心力最大
三、非选择题：共54分，按题目要求作答。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。
11. 某同学在学习完单摆的相关知识后，想要在家利用手边的物品测量本地的重力加速度。用不规则的钥匙扣代替小球做成简易单摆装置，手机上的计时功能代替秒表，实验过程如下：

（1）用家中软尺测得悬挂点O到钥匙扣连接处M的长度为；
（2）拉开较小角度后将钥匙扣由静止释放，并在钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，第次通过最低点停止计时，记录手机上的时间为，则单摆的周期为___________；
（3）若该同学改变细线长度后只做两次实验，得到两组长度和周期的数据：、；、，利用数据测得重力加速度为___________；
（4）若该同学多次改变细线长度得到多组数据，描点作出得到图像，得到的图像可能是___________；

（5）钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度___________（填“有”或者“无”）影响。
12. 某同学准备测量两节干电池的电动势和内阻，他选用了如图1所示的实验电路进行测量，

（1）由于电表存在内阻，对于图1方案会导致电源内阻测量值_________（选填“偏大”、“偏小”、或“不变”）；
（2）为了消除电表内阻带来的影响，该同学设计了改进实验如图2所示，其中定值电阻阻值已知，进行以下实验步骤：
①闭合，将掷向1，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有较大偏转，记下示数、，则电流表的内阻_________；
②将掷向2，调节变阻器的阻值，记录多组电流表示数和电压表对应的示数，然后利用数据作出图3的图像，图中、已知，则测量得到的电动势_________，内阻_________（用测得的量和已知量表示）。
13. 2021年12月9日，航天员王亚平在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课，她在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，如图所示，MN是通过该水球球心O的一条直线，与球右表面交于C点，一束单色光AB平行于MN从B点射入球体时，光线从C点射出，已知水球半径为R，光线AB距MN的距离为，光在真空中的速度为c。求：
（1）水对此单色光的折射率；
（2）此单色光在水球内传播所用的时间。

14. 如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区（输入腔）被ab间交变电压（微波信号）加速或减速，当时，电子被减速到速度为，当时，电子被加速到速度为，接着电子进入Ⅱ区（漂移管）做匀速直线运动。某时刻速度为的电子进入Ⅱ区，t时间（小于交变电压的周期）后速度为的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区（输出腔），达到信号放大的作用。忽略电子间的相互作用。求：
（1）电子进入Ⅰ区的初速度大小和电子的比荷；
（2）漂移管的长度L。
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿PO方向射入磁场，（PO与水平方向夹角为），恰好击中M点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。
绝密★启用前
湛江市2025-2026学年度第一学期期末高中调研考试
高二物理试卷2026.2
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（A）填涂在答题卡相应位置上，并在答题卡相应位置上填涂考生号。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. “水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧，舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上，营造出一种“行云流水”的美感．这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是（ ）
A. 介质中质点沿波的传播方向移动
B. 介质中质点的振动速度等于波速
C. 横波是传递能量的一种方式
D. 横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A．质中质点不会沿波的传播方向移动，只在自己平衡位置附近振动，故A错误；
B．介质中质点的振动速度不等于波速，波速与介质有关，振动的速度与距平衡位置的远近有关，故B错误；
C．横波和纵波都能传递能量，故横波是传递能量的一种方式，故C正确；
D．频率由波源决定，与介质无关，故横波由一种介质进入另一种介质时频率不发生变化，故D错误。
故选C。
2. 某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图（a）所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图（b）所示。他改变的实验条件可能是（ ）
A. 换用了波长更短的单色光
B. 适当减小了双缝到光屏之间的距离
C. 适当增大了双缝之间的距离
D. 换用了频率更低的单色光
【答案】D
【解析】
【详解】因从a图到b图条纹间距变大，根据
可知可能是换用了波长更长的光，或者频率更低的光，也可能适当增加了双缝到光屏之间的距离，也可能是适当减小了双缝之间的距离，故选项ABC错误，D正确。
故选D
3. 带操是一项艺术体操项目。在奥运会上运动员手持带棍，以腕为轴做上下或左右的连续小摆动的动作，使带形成波浪图形（如图甲），某段时间内带的波形可看作一列简谐横波向右传播（如图乙），某一时刻带上质点a、c位于波峰，质点b位于波谷，该波频率为2Hz，下列说法正确的是（ ）
A. 经过0.25s后，质点b运动到图中c处B. 经过0.25s后，质点a与质点c相距5m
C. 此时质点b的速度大小为10m/sD. 该波的传播速度为5m/s
【答案】B
【解析】
【详解】AB．周期
0.25s为半个周期，质点只在竖直方向上下振动，所以b不会运动到图中c处，同时a与c距离不变，仍为5m，故B正确，A错误；
C．该时刻质点b位于波谷，所以质点b的速度大小为0，故C错误；
D．由图乙可知，波的波长为，则波的传播速度为，故D错误。
故选B。
4. 磁流体发电机的发电原理如图所示：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性）沿图示方向以速度v喷射入磁场，磁感应强度为B，磁场中有两块金属板A、B（A板在上，B板在下，且正对），板间距为d，这时金属板上就聚集了电荷。下述说法正确的是（ ）
A. A板带正电荷
B. 有电流从a经用电器流向b
C. 等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力
D. 金属板A、B间的最大电势差为Bvd
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则知，正电荷向下偏，负电荷向上偏，则A板带负电，B板带正电，故A错误；
B．因为B板带正电，A板带负电，所以电流的流向为b经电阻流向a，故B错误；
C．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受电场力，故C错误；
D．当等离子体受力平衡时，金属板A、B间的电势差最大，根据平衡条件
解得
故D正确。
故选D。
5. 一列简谐横波沿x轴传播，图（a）是t＝1.0s时的波形图，图（b）是x＝3.0m处质点的振动图像，a、b两质点在x轴上平衡位置分别为xa＝0.5m、xb＝2.5m，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴正方向传播
B. 波传播速度为0.5m/s
C. t＝1.0s时，a、b两质点加速度方向相反
D. 从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a的路程10cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图（b）可知，t＝1.0s时x＝3.0m处质点向上振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，故A错误；
B．由图（a）可知波长为，由图（b）可知周期为，波的传播速度为
故B错误；
C．a、b两质点的距离为
可知a、b两质点振动步调相反，故t＝1.0s时，a、b两质点加速度方向相反，故C正确；
D．根据
可知从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a振动了，由于t＝1.0s时质点a不在平衡位置和位移最大处，则从t＝1.0s到t＝1.5s，质点a的路程
故D错误。
故选C。
6. 水平架设的三根绝缘直流输电线缆彼此平行，某时刻电流方向如图所示，电缆线M在最上方，两根电缆线P、Q在下方，且位于同一水平高度处，PQM为等腰三角形，，O点是P，Q连线的中点，电缆线上的M点、P点、Q点在同一竖直平面内，忽略地磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线缆M、P相互吸引
B. 输电线缆M所受安培力的方向竖直向下
C. 输电线缆M在O点处产生的磁场方向竖直向下
D. O点处的磁场方向沿水平方向由Q指向P
【答案】D
【解析】
【详解】A．输电线缆M、P电流方向相反，相互排斥，故A错误；
B．由右手螺旋定则及磁场叠加可知P、Q两条线缆在M点所产生的合场强水平向右，根据左手定则知M线缆受到的安培力方向竖直向上，故B错误；
C．由右手螺旋定则可知M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点，故C错误；
D．由右手螺旋定则及题意可知P、Q线缆在O点处产生的磁场方向等大反向，M线缆在O点处产生的磁场方向由O点指向P点，故合场强的方向由Q点指向P点，故D正确。
故选D。
7. 利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（ ）
A. 喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力
B. 液滴从M到N的过程做匀加速直线运动
C. 液滴从M到N的过程电场力做负功
D. 液滴向下做螺旋运动时电势能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误；
B．液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从到的过程做变加速直线运动，B错误；
C．液滴带正电，从到的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误；
D．液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法中正确的是（ ）
A. 如图甲所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
B. 如图乙所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的
C. 如图丙所示，立体电影利用了光的偏振现象
D. 如图丁所示，在多雾或多雨的城市中，采用红色图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉
【答案】AC
【解析】
【详解】A．光纤通信是利用光在纤芯与包层界面发生全反射来传输信息的，A正确；
B．阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，B错误；
C．立体电影利用偏振光原理，使左右眼接收不同图像，产生立体感，C正确；
D．采用红色图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，穿透雾或雨的能力较强，与干涉无关，D错误。
故选AC。
9. 某同学设计了一款监测水位的传感器，电路如图所示。绝缘细杆一端连接漂浮在水面上的浮子a，另一端与电容器的极板Q连接（极板P固定），a上下移动就带动Q上下移动，监测人员通过电流表指针偏转情况就可以远距离得知河水水位的变化。已知电流从左侧进入电流表，其指针左偏；电流从右侧进入电流表，其指针右偏。若监测人员发现电流表指针右偏，则可以得出（ ）
A. 河水的水位在上升
B. 平行板电容器极板间的电场强度在增大
C. 平行板电容器电压在增大
D. 平行板电容器的电容在减小
【答案】AB
【解析】
【详解】CD．监测人员发现电流表指针右偏，说明电流从电流表右侧进入，又由于P板与电源正极连接，说明电容器在充电，P、Q极板的电荷量在增加，由于P、Q极板保持跟电源连接，所以平行板电容器的电压不变，由
可得，平行板电容器的电容在增加，故CD错误；
A．由于平行板电容器电容在增加，由
可得，P、Q极板间的距离在减小，说明水位在上升，故A正确；
B．由公式
可知，平行板电容器极板间的场强在增大，故B正确。
故选AB。
10. 如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法中正确的是（ ）
A. 粒子a带负电B. 粒子c的动能最大
C. 粒子c在磁场中运动的时间最长D. 粒子b在磁场中运动时的向心力最大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据左手定则知粒子a带正电，粒子b、c带负电，A错误；
B．粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据，可得，由于三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，轨道半径越大，速度越大，由图可知，c粒子速率最小，b粒子速率最大，由粒子的动能，知b粒子动能最大，B错误；
C．由得，根据，由于c粒子圆弧转过的圆心角最大，所以c粒子运动时间最长，C正确；
D．由得，由图可知粒子b在磁场中运动时的轨道半径最大，所受向心力最大，D正确。
故选CD。
三、非选择题：共54分，按题目要求作答。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。
11. 某同学在学习完单摆的相关知识后，想要在家利用手边的物品测量本地的重力加速度。用不规则的钥匙扣代替小球做成简易单摆装置，手机上的计时功能代替秒表，实验过程如下：

（1）用家中软尺测得悬挂点O到钥匙扣连接处M的长度为；
（2）拉开较小角度后将钥匙扣由静止释放，并在钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，第次通过最低点停止计时，记录手机上的时间为，则单摆的周期为___________；
（3）若该同学改变细线长度后只做两次实验，得到两组长度和周期的数据：、；、，利用数据测得重力加速度为___________；
（4）若该同学多次改变细线长度得到多组数据，描点作出得到图像，得到的图像可能是___________；

（5）钥匙扣的形状不规则，对上述实验测得的重力加速度___________（填“有”或者“无”）影响。
【答案】 ①. ②. ③. B ④. 无
【解析】
【详解】（2）[1]钥匙扣第1次通过最低点按下计时“开始”按钮，第次通过最低点停止计时，记录手机上的时间为，则单摆的周期为
（3）[2]设摆线末端与钥匙扣重心间的距离为，根据单摆周期公式
可得
，
联立可得重力加速度为
（4）[3]根据
可得
故与为一次函数关系，且与纵轴正半轴有截距。
故选B。
（5）[4]由（3）（4）数据处理分析可知，钥匙扣的形状不规则虽导致重心位置无法测量，但对重力加速度的测量无影响。
12. 某同学准备测量两节干电池的电动势和内阻，他选用了如图1所示的实验电路进行测量，

（1）由于电表存在内阻，对于图1方案会导致电源内阻测量值_________（选填“偏大”、“偏小”、或“不变”）；
（2）为了消除电表内阻带来的影响，该同学设计了改进实验如图2所示，其中定值电阻阻值已知，进行以下实验步骤：
①闭合，将掷向1，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有较大偏转，记下示数、，则电流表内阻_________；
②将掷向2，调节变阻器的阻值，记录多组电流表示数和电压表对应的示数，然后利用数据作出图3的图像，图中、已知，则测量得到的电动势_________，内阻_________（用测得的量和已知量表示）。
【答案】 ①. 偏大 ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]图1方案测出的内阻等于电源内阻与电流表内阻之和，故电流表分压导致电源内阻测量值偏大；
（2）[2]根据欧姆定律
解得
[3][4]根据闭合电路欧姆定律得
整理得
则
得
13. 2021年12月9日，航天员王亚平在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课，她在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，如图所示，MN是通过该水球球心O的一条直线，与球右表面交于C点，一束单色光AB平行于MN从B点射入球体时，光线从C点射出，已知水球半径为R，光线AB距MN的距离为，光在真空中的速度为c。求：
（1）水对此单色光的折射率；
（2）此单色光在水球内传播所用的时间。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，可画出光线在水球内的折射光线如图所示
根据几何知识可得
根据折射定律，可得水对此单色光的折射率为
（2）光在该水球中的传播速度为
由几何知识可得，光在水球中传播的距离为
则此单色光在水球内传播所用的时间
14. 如图是微波信号放大器的结构简图，其工作原理简化如下：均匀电子束以一定的初速度进入Ⅰ区（输入腔）被ab间交变电压（微波信号）加速或减速，当时，电子被减速到速度为，当时，电子被加速到速度为，接着电子进入Ⅱ区（漂移管）做匀速直线运动。某时刻速度为的电子进入Ⅱ区，t时间（小于交变电压的周期）后速度为的电子进入Ⅱ区，恰好在漂移管末端追上速度为的电子，形成电子“群聚块”，接着“群聚块”进入Ⅲ区（输出腔），达到信号放大的作用。忽略电子间的相互作用。求：
（1）电子进入Ⅰ区的初速度大小和电子的比荷；
（2）漂移管的长度L。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）在Ⅰ区，由动能定理得
联立解得
（2）在Ⅱ区，设电子运动时间为，则
联立解得
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿PO方向射入磁场，（PO与水平方向夹角为），恰好击中M点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。
【答案】（1）；（2）垂直纸面向里，；（3）
【解析】
【详解】（1）电子穿过匀强电场过程中，由动量定理得
解得
（2）由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得
周期为
联立可得
设与竖直方向夹角为，则有
可得
由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则电子在磁场中运动时间为
（3）①当电子击中M点时，电子在磁场中的偏转半径为
设匀强磁场区域半径，由几何关系得
②当电子击中N点时，设与竖直方向夹角为，则有
可得
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则偏转半径为
则有
粒子穿过匀强电场后的速度，由动能定理得
设极板间距离为，则有
联立解得
则匀强电场场强的范围为