江西省宜春市丰城市第九中学2023-2024学年高二上学期开学考试物理试题（日新班）（原卷版+解析版）

丰城市第九中学2023-2024学年高二上学期开学考试
日新班物理试卷
总分：100 分 考试时长：75 分钟
一、选择题(共 11 小题，共 48 分，其中 1-7 题为单选题，每题 4 分，8-11 题为多选题，每题 5 分，选对得 5 分，少选漏选得 3 分，选错得 0 分。)
1. 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，对于5G使用的频率更高的电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 不能发生干涉现象 B. 光子能量更大
C. 波长更大，更容易发生衍射现象 D. 传播速度更大，相同时间传递的信息量更大
2. 下列说法不正确是（　　）
A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的
B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用
C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用
D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用
3. 如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放，振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则（　　）
A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
4. 如图所示，静止轨道卫星Q在轨道上稳定运行，P为赤道平面上的监测站，为实时监测卫星运行状况，卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波，则卫星Q从A运行到B的过程中，关于监测站P接收的电磁波频率，下列说法正确的是（　　）
A. 监测站P接收的电磁波频率先减小后增大
B. 监测站P接收的电磁波频率先增大后减小
C. 监测站P接收的电磁波频率一直保持不变
D. 监测站P接收的电磁波频率一直减小
5. 质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的滑片，为使杆ab静止不动，则通过杆ab电流的最小值为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）
A. 0.08A B. 0.14A C. 0.46A D. 无法确定
6. 手机无线充电技术给用户带来了全新的充电体验，其基本原理是电礅感应：给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流。某次充电过程可简化为如图甲所示的模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值为也R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1。在受电线圈中半径为r2的圆形区域内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变化的关系图线如图乙所示（规定图甲中B0的方向为正方向）。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内，下列说法正确的是（　　）
A. 线圈中产生逆时针方向的感应电流 B. ab两点之间的电势差为
C. 线圈中感应电流的大小为 D. 电阻R1上产生热量为
7. 如图所示，磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，磁性皮套结合霍尔元件可以对手机屏幕起到控制作用，打开皮套时磁体远离霍尔元件，手机屏幕变亮；合上皮套时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。一块宽度为d、长度为l、厚度为h的矩形半导体霍尔元件，通入方向向右大小为I的电流，手机套合上时，元件处于垂直于上表面向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，已知元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。下列说法正确的是（ ）
A. 元件前表面的电势高于后表面的电势
B. 仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面间电势差U会减小
C. 自由电子所受电场力的大小为
D. 元件单位体积内的自由电子个数为
8. 一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，地球表面重力加速度，则（ ）
A. 此单摆的摆长约为1m
B. 若摆长增大，受迫振动的频率减小
C. 若此单摆在周期为0.5s的驱动力作用下运动，单摆发生共振
D. 若该单摆在月球表面做受迫振动，共振曲线的峰将向左移动
9. 某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。下列说法正确的是（　　）
A. 波在介质中的传播速度为
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P的振动方程为
D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终减弱
10. 如图所示，磁极间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，OO'为垂直于磁场方向的转轴。绕OO'轴匀速转动的矩形线圈abcd的面积为S，匝数为N，电阻为r，转动的角速度为ω，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一电阻箱R，图中电压表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A. 矩形线圈从图示位置转过90°时，电压表的示数为0
B. 矩形线圈经过图示位置时，线圈中的电流方向为a→b→c→d→a
C. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsin ωt
D. 电阻R消耗的最大功率为
11. 关于以下四种物理仪器的示意图，说法正确的是（　　）
A. 图甲是速度选择器结构示意图，若不计粒子重力，可以判断由狭缝射出的带电粒子的电性
B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极
C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近入射点，粒子的比荷越小
D. 图丁是回旋加速器示意图，若仅增加电压U，无法增大粒子飞出加速器时的动能
二、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分共 18 分）
12. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析、实验评价与反思等。如图1所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。
（1）实验目与器材：根据已标明的实验器材，可判断出滤光片与双缝之间之间的M处的实验器材是______。在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互______（选填“垂直”或“平行”）放置。
（2）实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数x1为3.92mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图2所示，则读数x2为______mm。计算这种色光波长的表达式为λ=______（用题中给出的字母L、d、x1、x2表示）。
（3）实验操作：某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是______；
A．仅增大M到双缝的距离，从目镜视野中观察到的条纹数目增加（即减小条纹间距）
B．仅换用间距更大的双缝，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
C．仅换用更长的遮光简，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
D.仅换用红色的滤光片，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
E.仅去掉滤光片，从目镜视野中观察不到干涉现象
（4）实验评价与反思：干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量（波长λ），放大为便于观测的量（条纹间距）。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化（比如双缝间距d的微小变化），干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在，其观测到引力波所引起的10-18m尺度上的变化（相当于原子核直径的千分之一），进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请举例写出1个利用将微小量放大的方法进行的实验：______。
13. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
（1）将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向______（“左”或“右”）偏转。
（2）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（“左”或“右”）偏转。
（3）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端，第一次快拉，第二次较慢拉，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______。
三、计算分析题（本题共 3 小题，8+12+14=34 分）
14. 如图为一圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖，一光线从P点垂直于水平直径MN射入玻璃砖，第一次射到玻璃砖圆弧面的光线恰好不能从玻璃砖中射出。已知，真空中的光速为c，不考虑多次反射。求：
（i）该玻璃砖的折射率n；
（ii）该光线从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所用的时间t。
15. 一个重力不计的带电粒子以大小为v的速度从坐标为的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上的b点射出磁场，射出磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为，如图所示。
（1）求带电粒子在磁场中运动轨迹半径；
（2）求粒子从a点运动到b点的时间；
（3）其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子的入射速度大小。
16. 世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车，某研发团队想要探究其电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装一粗细均匀的正方形单匝线圈，边长为L，其平面与水平轨道平行，小车（包含线圈）总质量为m，其俯视图如图所示，小车到站需要减速时，在前方虚线和之间设置一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为H，且。若小车关闭引擎，线圈cd边进入磁场前的速度为，线圈ab边离开磁场时的速度为，在行驶过程中小车所受轨道阻力忽略不计，不考虑车身其它金属部分的电磁感应现象。求：
（1）cd边刚进入磁场时，cd边两端电势差U的大小和流过cd边的电流方向；
（2）ab边刚进入磁场时，小车的速度v的大小；
（3）线圈在离开磁场的过程中，ab边产生的焦耳热。
丰城市第九中学2023-2024学年高二上学期开学考试
日新班物理试卷 答案解析
总分：100 分 考试时长：75 分钟
一、选择题(共 11 小题，共 48 分，其中 1-7 题为单选题，每题 4 分，8-11 题为多选题，每题 5 分，选对得 5 分，少选漏选得 3 分，选错得 0 分。)
1. 随着通信技术的更新换代，无线通信使用的电磁波频率更高，频率资源更丰富，在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术（简称5G）意味着更快的网速和更大的网络容载能力，“4G改变生活，5G改变社会”。与4G相比，对于5G使用的频率更高的电磁波，下列说法正确的是（　　）
A. 不能发生干涉现象 B. 光子能量更大
C. 波长更大，更容易发生衍射现象 D. 传播速度更大，相同时间传递的信息量更大
【答案】B
【解析】
【详解】A．电磁波是横波，具有波特性，能发生干涉现象，故A错误；
B．根据
可知5G使用的电磁波的光子能量更大，故B正确；
C．根据
可知5G使用电磁波的波长更小，更不易发生衍射现象，故C错误；
D．与4G相比，对于5G使用的频率更高的电磁波，在空气中传播速度相同，相同时间传递的信息量更大，故D错误。
故选B。
2. 下列说法不正确的是（　　）
A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的
B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用
C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用
D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中的探雷器是利用涡流的磁效应工作的，故A错误，符合题意；
B．图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用，故B正确，不符合题意；
C．图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用，故C正确，不符合题意；
D．图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用，故D正确，不符合题意。
故选A。
3. 如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放，振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则（　　）
A. 振子振动的振幅为
B. 振子振动的周期为0.2s
C. 从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m
D. 从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．从题图可知，振子振动的振幅为
A=
故A错误；
B．由于
所以
故B错误；
C．弹簧振子的振幅
振子在1个周期内通过的路程为4A，故在（）内通过的路程为
故C错误；
D．10s内振子振动了25个周期，10s末振子仍处在M点，所以振子偏离平衡位置的位移大小为，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，静止轨道卫星Q在轨道上稳定运行，P为赤道平面上的监测站，为实时监测卫星运行状况，卫星Q持续向监测站P发射频率为f的电磁波，则卫星Q从A运行到B的过程中，关于监测站P接收的电磁波频率，下列说法正确的是（　　）
A. 监测站P接收的电磁波频率先减小后增大
B. 监测站P接收的电磁波频率先增大后减小
C. 监测站P接收的电磁波频率一直保持不变
D. 监测站P接收的电磁波频率一直减小
【答案】C
【解析】
【详解】因为卫星Q是地球同步卫星，与地球有相同的角速度，P为赤道平面上的监测站，则PQ相对静止，即卫星Q从A运行到B的过程中，PQ的相对位置不变，根据多普勒效应可知，监测站P接收的电磁波频率不变。
故选C。
5. 质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的滑片，为使杆ab静止不动，则通过杆ab电流的最小值为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s ，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（ ）
A. 0.08A B. 0.14A C. 0.46A D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】当电流最小时
联立解得
故选B。
6. 手机无线充电技术给用户带来了全新的充电体验，其基本原理是电礅感应：给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流。某次充电过程可简化为如图甲所示的模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值为也R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1。在受电线圈中半径为r2的圆形区域内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变化的关系图线如图乙所示（规定图甲中B0的方向为正方向）。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内，下列说法正确的是（　　）
A. 线圈中产生逆时针方向的感应电流 B. ab两点之间的电势差为
C. 线圈中感应电流的大小为 D. 电阻R1上产生热量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．受电线圈内的磁场强度在变小，磁通量变小，根据楞次定律可判断出线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；
BC．由题图可知，时间内
且
由法拉第电磁感应定律有
线圈中的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律有
联立以上各式，解得线圈中感应电流的大小为
ab两点之间的电势差为
故B错误，C正确；
D．电阻R1上产生热量为
故D错误
故选C。
7. 如图所示，磁敏元件在越来越多的电子产品中被使用，磁性皮套结合霍尔元件可以对手机屏幕起到控制作用，打开皮套时磁体远离霍尔元件，手机屏幕变亮；合上皮套时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。一块宽度为d、长度为l、厚度为h的矩形半导体霍尔元件，通入方向向右大小为I的电流，手机套合上时，元件处于垂直于上表面向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，已知元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。下列说法正确的是（ ）
A. 元件前表面的电势高于后表面的电势
B. 仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面间电势差U会减小
C. 自由电子所受电场力的大小为
D. 元件单位体积内的自由电子个数为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定则，电子受洛伦兹力偏向前表面，则元件前表面的电势低于后表面的电势，选项A错误；
B．根据
则
而
可得
可知仅增大霍尔元件的厚度h，则元件的前、后表面间电势差U会减小，选项B正确；
C．自由电子所受电场力的大小为
选项C错误；
D．根据
元件单位体积内的自由电子个数为
选项D错误。
故选B。
8. 一单摆在地球表面做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，地球表面重力加速度，则（ ）
A. 此单摆的摆长约为1m
B. 若摆长增大，受迫振动的频率减小
C. 若此单摆在周期为0.5s的驱动力作用下运动，单摆发生共振
D. 若该单摆在月球表面做受迫振动，共振曲线的峰将向左移动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图像可得该单摆的固有频率为0.5Hz，则由
可得其周期
又由单摆周期公式
解得该单摆的摆长
A正确；
B．若摆长增大，则单摆的固有频率减小；受迫振动的频率等于驱动力的频率，与单摆的固有频率无关，B错误；
C．根据发生共振的条件可知，当驱动力的周期等于单摆的固有周期时，所以此单摆在周期为2s的驱动力作用下运动，会发生共振，C错误；
D．月球的表面重力加速度小于地球的表面重力加速度，由
可知该单摆在月球上的固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，D正确。
故选AD。
9. 某均匀介质中两持续振动的振源P、Q分别位于x轴上和处，时刻两振源同时开始振动，时刻在x轴上第一次形成如图所示的波形。下列说法正确的是（　　）
A. 波在介质中的传播速度为
B. 振源Q起振方向沿y轴正方向
C. 振源P的振动方程为
D. 两列波在处相遇后，该质点的振动始终减弱
【答案】AD
【解析】
【详解】A．波在介质中的传播速度为
故A正确；
B．因振源Q产生的波在t＝3s时刻传到x=6的位置，根据同侧法可知振源Q起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．P振源产生的波的波速为
由图可知振源P的这列波波长为2cm，周期
由图可知，振源P起振方向沿y轴正方向，则振源为P的振动方程为
y＝4sin（πt）cm
选项C错误；
D．两列波在同一介质中传播，则波速相等，在x＝3 cm处相遇时，两振动方向相反，则该质点振动始终减弱，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，磁极间的磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场，OO'为垂直于磁场方向的转轴。绕OO'轴匀速转动的矩形线圈abcd的面积为S，匝数为N，电阻为r，转动的角速度为ω，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一电阻箱R，图中电压表为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A. 矩形线圈从图示位置转过90°时，电压表的示数为0
B. 矩形线圈经过图示位置时，线圈中的电流方向为a→b→c→d→a
C. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsin ωt
D. 电阻R消耗的最大功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．矩形线圈从图示位置转过90°时，矩形线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，线圈的感应电动势为0，但电压表的示数为有效值（示数不为0），故A错误；
B． 图示位置时，线圈ab端和cd端切割磁感线，根据右手定则知电流方向为a→b→c→d→a，故B正确；
C．图示位置为垂直中性面位置，由此位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为
故C错误；
D．根据电源输出功率与外电路电阻的关系可知，当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，即R=r时，有
故D正确。
故选BD。
11. 关于以下四种物理仪器的示意图，说法正确的是（　　）
A. 图甲是速度选择器结构示意图，若不计粒子重力，可以判断由狭缝射出的带电粒子的电性
B. 图乙是磁流体发电机结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极
C. 图丙是质谱仪结构示意图，打在底片上的位置越靠近入射点，粒子的比荷越小
D. 图丁是回旋加速器示意图，若仅增加电压U，无法增大粒子飞出加速器时的动能
【答案】BD
【解析】
【详解】A．速度选择器中粒子不计重力，沿直线做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，根据
则有
粒子从左侧进入，可知，若粒子带正电，洛伦兹力向上，电场力向下，若洛伦兹力带负电，洛伦兹力向下，电场力向上，洛伦兹力始终与电场力平衡，即与粒子电荷无关，即不能够判断由狭缝射出的带电粒子的电性，故A错误；
B．根据图示可知，磁场水平向右，根据左手定则，正粒子向下偏转到B上，B极板带正电，可以判断出B极板是发电机的正极，故B正确；
C．根据
，，
解得
可知
打在底片上的位置越靠近入射点，粒子的比荷越大，故C错误；
D．粒子最大半径为D形盒的半径R，则有
，
解得
可知，若仅增加电压U，无法增大粒子飞出加速器时的动能，故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分共 18 分）
12. 物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析、实验评价与反思等。如图1所示是双缝干涉测光的波长的实验装置图。某次实验选用的双缝间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为L，接通电源使光源正常工作。
（1）实验目的与器材：根据已标明的实验器材，可判断出滤光片与双缝之间之间的M处的实验器材是______。在组装仪器时M处实验器材和双缝应该相互______（选填“垂直”或“平行”）放置。
（2）实验原理与数据：已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹（如图甲所示），此时测量头上游标卡尺的读数x1为3.92mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐（如图乙所示），此时测量头上游标卡尺的示数如图2所示，则读数x2为______mm。计算这种色光波长的表达式为λ=______（用题中给出的字母L、d、x1、x2表示）。
（3）实验操作：某同学使用绿色的滤光片，在目镜中观察到了一定数量的绿色条纹。现仅改变一个实验条件，关于实验的操作和光屏上出现的现象的叙述，下列说法正确的是______；
A．仅增大M到双缝的距离，从目镜视野中观察到的条纹数目增加（即减小条纹间距）
B．仅换用间距更大的双缝，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
C．仅换用更长的遮光简，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
D.仅换用红色的滤光片，从目镜视野中观察到的条纹数目增加
E.仅去掉滤光片，从目镜视野中观察不到干涉现象
（4）实验评价与反思：干涉实验能够把一些数量级非常小、不便于观测的量（波长λ），放大为便于观测的量（条纹间距）。通过干涉现象还可以观测到一些物理量的微小变化（比如双缝间距d的微小变化），干涉仪就是这类仪器。基于干涉理论的激光干涉仪LIGO于2015年首次观测到引力波的存在，其观测到引力波所引起的10-18m尺度上的变化（相当于原子核直径的千分之一），进一步证实了爱因斯坦相对论理论的正确性。请举例写出1个利用将微小量放大的方法进行的实验：______。
【答案】 ①. 单缝 ②. 平行 ③. 15.02 ④. ⑤. B ⑥. 油膜法测分子直径，卡文迪许扭秤实验（库仑扭秤实验），微小形变的观察
【解析】
【详解】（1）[1]为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝；
[2]只有单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹，故在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
（2）[3]游标卡尺的示数如图2所示，则读数
[4]条纹间距
根据
可得
（3）[5]A．仅增大M到双缝的距离，没有改变干涉条纹宽度的条件，则干涉条纹间距不变，从目镜视野中观察到的条纹数目不变，故A错误；
B．换一个两缝之间距离较大的双缝，由可知，干涉条纹间距变窄，从目镜视野中观察到的条纹数目增加，故B正确；
C．仅换用更长的遮光简，由可知，可增大条纹间距，从目镜视野中观察到的条纹数目减少，故C错误；
D．红光的波长大于绿光的波长，根据公式，可知将绿色滤光片换成红色滤光片，波长变长，则相邻亮纹间的距离变宽，从目镜视野中观察到的条纹数目减少，故D错误；
E．去掉滤光片，通过双缝和单缝的光为白光，白光仍然能发生干涉现象，在光屏上出现彩色干涉条纹，故E错误。
故选B。
（4）[6]运用微小量放大的方法进行的实验还有：油膜法测分子直径；卡文迪许扭称实验；库仑扭称实验；微小形变的观察及测量等。
13. 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
（1）将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将向______（“左”或“右”）偏转。
（2）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（“左”或“右”）偏转。
（3）原线圈插入副线圈后，闭合开关，将滑动变阻器触头从最左端拉到最右端，第一次快拉，第二次较慢拉，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______。
【答案】 ①. 右 ②. 右 ③. 大于
【解析】
【详解】（1）[1]闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下,说明线圈B中磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针右偏，现将原线圈迅速插入副线圈时，线圈B中磁通量增加，故产生的感应电流也使灵敏电流计的指针右偏；
（2）[2]同理可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈B中磁通量增加，灵敏电流计指针将向右；
（3）[3]由法拉第电磁感应定律可知
滑动变阻器触头从最左端拉到最右端滑动的越快，线圈A中的电流变化越快，线圈B中的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，故两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是。
三、计算分析题（本题共 3 小题，8+12+14=34 分）
14. 如图为一圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖，一光线从P点垂直于水平直径MN射入玻璃砖，第一次射到玻璃砖圆弧面的光线恰好不能从玻璃砖中射出。已知，真空中的光速为c，不考虑多次反射。求：
（i）该玻璃砖的折射率n；
（ii）该光线从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所用的时间t。
【答案】（i）；（ii）
【解析】
【详解】（i）从P点垂直于水平直径MN射入玻璃砖，第一次射到玻璃砖圆弧面光线恰好不能从玻璃砖中射出，发生全反射，根据几何关系
所以折射率
（ii）根据以上分析可知，第一次到圆弧面入射角为45°，根据几何关系及对称性可知，运动路程为
在介质中传播速度
从P点射入玻璃砖到射出玻璃砖所用的时间
15. 一个重力不计的带电粒子以大小为v的速度从坐标为的a点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上的b点射出磁场，射出磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角为，如图所示。
（1）求带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
（2）求粒子从a点运动到b点的时间；
（3）其他条件不变，要使该粒子恰从O点射出磁场，求粒子的入射速度大小。
【答案】（1）2L；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子运动的轨迹如图所示
由几何知识可知
解得
（2）粒子运动的周期为
粒子从a点运动到b点的时间为
（3）要使该粒子恰从O点射出磁场，则应满足
由洛伦兹力作为向心力可得
解得
16. 世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车，某研发团队想要探究其电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装一粗细均匀的正方形单匝线圈，边长为L，其平面与水平轨道平行，小车（包含线圈）总质量为m，其俯视图如图所示，小车到站需要减速时，在前方虚线和之间设置一竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为H，且。若小车关闭引擎，线圈cd边进入磁场前的速度为，线圈ab边离开磁场时的速度为，在行驶过程中小车所受轨道阻力忽略不计，不考虑车身其它金属部分的电磁感应现象。求：
（1）cd边刚进入磁场时，cd边两端电势差U的大小和流过cd边的电流方向；
（2）ab边刚进入磁场时，小车的速度v的大小；
（3）线圈在离开磁场的过程中，ab边产生的焦耳热。
【答案】（1），流过cd边的电流方向；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）cd边刚进入磁场时，cd边产生的电动势
cd边两端电势差
根据右手定则，流过cd边的电流方向。
（2）线圈ab边离开磁场时，根据动量定理有
ab边刚进入磁场时，根据动量定理有
可得小车的速度v的大小
（3）根据动能定理，线圈在离开磁场的过程产生的总热量
ab边产生的焦耳热