广东省东莞市某校2022-2023学年高二下学期物理第一次月考试卷

试卷更新日期：2023-04-07 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 如图甲为磁电式电流表的结构，图乙为极靴和铁质圆柱间的磁场分布，线圈a、b两边通以图示方向电流，线圈两边所在处的磁感应强度大小相等。则下列选项正确的是（）

A、该磁场为匀强磁场 B、线圈将逆时针转动 C、线圈平面总与磁场方向垂直 D、图示位置线圈a边受安培力方向竖直向上

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2. 如图所示，两束单色光a、b自空气射向玻璃，经折射后形成复色光c，下列说法错误的是（　　）

A、该玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率 B、在该玻璃中，a光的速度大于b光的速度 C、a光的频率大于b光的频率 D、从该玻璃射向空气，a光的临界角大于b光的临界角

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3. 1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖．若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A、该束带电粒子带负电 B、速度选择器的P₁极板带负电 C、在B₂磁场中运动半径越大的粒子，质量越大 D、在B₂磁场中运动半径越大的粒子，比荷 $\frac{q}{m}$ 越小

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4. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴 $O O^{'}$ 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　）

A、交变电流的有效值为 $10 \sqrt{2} A$ B、 $t = 0.0 1s$ 时线圈位于中性面 C、 $t = 0.0 1s$ 时线圈平面与磁场方向平行 D、 $t = 0.0 2s$ 时穿过线圈的磁通量最大

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5. 2022年10月12日，中国航天员进行了第三次太空授课。在授课中刘洋用注射器喷出气体快速冲击水球，做了微重力作用下水球的振动实验。将注射器靠近水球，假设喷出的气体以速率v垂直冲击水球上面积为S的一小块区域（可近似看作平面），冲击水球后气体速率减为零，气体的密度为 $ρ$ ，则水球受到的平均冲击力大小为（　　）

A、 $ρ S v$ B、 $ρ S v^{2}$ C、 $\frac{1}{2} ρ S v^{2}$ D、 $\frac{1}{2} ρ S v^{3}$

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6. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。粒子第一次在磁场中运动的轨迹半径为r₁ ，离开磁场时速度方向偏转90°；第二次在磁场中运动的轨迹半径为r₂ ，离开磁场时速度方向偏转60°，不计重力，则 $\frac{r_{1}}{r_{2}}$ 为（）

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、3

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7. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为 $ω$ 。该处地磁场的水平分量为 $B_{x}$ ，竖直分量为 $B_{y}$ 。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）

A、 $\frac{1}{2} B_{x} L ω$ ， a端电势高于b端电势 B、 $\frac{1}{2} B_{x} L^{2} ω$ ， a端电势低于b端电势 C、 $\frac{1}{2} B_{y} L^{2} ω$ ， a端电势高于b端电势 D、 $\frac{1}{2} B_{y} L^{2} ω$ ， a端电势低于b端电势

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二、多选题

8. 关于下列四幅图所涉及的光学知识中，说法正确的是（　　）

A、图甲检查工件的平整度利用光的干涉现象 B、图乙医用内窥镜利用光的全反射现象 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

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9. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线连接有两个相同的灯泡 $L_{1}$ 和 $L_{2}$ ，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是（　　）

A、副线圈两端M、N间的电压减小 B、副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大 C、原线圈中的电流减小 D、通过灯泡 $L_{1}$ 的电流减小

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10. 铁路运输中设计的多种装置都运用了电磁感应原理．有一种电磁装致可以向控制中心传输信号以确定火车的位置和运动状态，装置的原理是：将能产生匀强磁场的磁铁安装在火车首节车厢下面，如图甲所示（俯视图），当它经过安放在两铁轨间的矩形线圈时，线圈便产生一个电信号传输给控制中心．线圈长为l₁ ，宽为l₂ ．匝数为n．若匀强磁场只分布在一个矩形区域内，当火车首节车厢通过线圈时，控制中心接收到线圈两端电压u与时间t的关系如图乙所示（ab、cd均为直线），则在t₁-t₂时间内（）

A、火车做匀速直线运动 B、M点电势低于N点电势 C、火车加速度大小为 $\frac{u_{2} - u_{1}}{n B l_{2} (t_{2} - t_{1})}$ D、火车平均速度大小为 $\frac{u_{1} + u_{2}}{2 n B l_{1}}$

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三、实验题

11. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长。用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝间的宽度 $d = 0.2 mm$ 。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出 $A$ 、 $B$ 两亮纹间的距离 $x =$ $mm$ 。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离 $L = 0.2 m$ ，已知 $\frac{λ}{d} = \frac{Δ x}{L}$ （ $Δ x$ 为相邻两亮条纹间的距离），则该激光的波长 $λ =$ $m$ 。如果用紫色激光重新实验，相邻亮纹间距会填“变大”、“变小”或不变）。

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12. 某同学用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图1所示。

(1)、实验室有两组滑块装置。甲组两个滑块的碰撞端面装上弹性碰撞架，乙组两个滑块的碰撞端面分别装上撞针和橡皮泥。若要求碰撞过程动能损失最小，应选择（填“甲”或“乙”）组的实验装置。

(2)、用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图2所示，并将两块宽度均为d的遮光条安装到两滑块上，可知遮光条的宽度 $d =$ $mm$ 。

(3)、安装好气垫导轨和光电门，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门2的时间小于通过光电门1的时间。为使导轨水平，可调节P使轨道左端（填“升高”或“降低”）一些。

(4)、用天平测得滑块A、B的质量（均包括遮光条）分别为 $m_{A}$ 、 $m_{B}$ ；调整好气垫导轨后，将滑块A向左弹出，与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块没有粘连，与光电门1相连的计时器显示的挡光时间为 $Δ t_{1}$ ，与光电门2相连的计时器显示的先后挡光时间为 $Δ t_{2}$ 和 $Δ t_{3}$ 。从实验结果可知两滑块的质量满足 $m_{A}$ （填“>”“<”或“=”） $m_{B}$ ；滑块A、B碰撞过程中满足表达式（用所测物理量的符号表示），则说明碰撞过程中动量守恒。

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四、解答题

13. 如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的单圈圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中 $B_{0}$ 和 $t_{0}$ 已知，导线电阻不计。在 $t = 0$ 至 $t = t_{0}$ 时间内，求：

(1)、电阻中R电流的方向；

(2)、a、b两点间的电势差 $U_{a b}$ 。

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14. 半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从 $E E_{1}$ 中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O，内环半径 $O E_{1} = O G_{1} = R$ ，外环半径 $O E = O G = 3 R$ ，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为 $B_{0}$ 时，离子恰好垂直边界从 $G G_{1}$ 中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求：

(1)、加速电场M、N两板间的电压；

(2)、为使离子能够到达 $G G_{1}$ 面，环形区域内磁场的取值范围。

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15. 如图，金属平行导轨MN、 $M^{'} N^{'}$ 和金属平行导轨PQR、 $P^{'} Q^{'} R^{'}$ 分别固定在高度差为 $h$ （数值未知）的水平台面上。导轨MN、 $M^{'} N^{'}$ 左端接有电源，MN与 $M^{'} N^{'}$ 的间距为 $L = 0.10 m$ ，线框空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 $B_{1} = 0.20 T$ ；平行导轨PQR与 $P^{'} Q^{'} R^{'}$ 的间距为 $L = 0.10 m$ ，其中PQ与 $P^{'} Q^{'}$ 是圆心角为 $60 °$ 半径为 $r = 0.50 m$ 的圆弧导轨，QR与 $Q^{'} R^{'}$ 是水平长直导轨， $Q Q^{'}$ 右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度 $B_{2} = 0.40 T$ 。导体棒a质量 $m_{1} = 0.02 kg$ ，电阻 $R_{1} = 2.0 Ω$ ，放置在导轨MN、 $M^{'} N^{'}$ 右侧 $N^{'} N$ 边缘处；导体棒b质量 $m_{2} = 0.04 kg$ ，电阻 $R_{2} = 4.0 Ω$ ，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从 $N N^{'}$ 水平抛出，恰能无碰撞地从 $P P^{'}$ 处以速度 $v_{1} = 2 m / s$ 滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，不计一切摩擦及空气阻力。求：

(1)、导体棒b的最大加速度；

(2)、导体棒a在磁场 $B_{2}$ 中产生的焦耳热；

(3)、闭合开关K后，通过电源的电荷量 $q$ 。

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