高二物理参考答案：
1．BC
【详解】A．对于回旋加速器，当粒子做圆周运动的半径等于D形盒半径时，粒子的速度达到最大，动能最大，即
所以最大动能为
由此可知，最大动能与加速电压无关，故A错误；
B．由图可知，根据左手定则可知，正离子将受到向下的洛伦兹力，正离子将打到B板上，同理负离子打到A板上，所以B极板为正极，A极板为负极，故B正确；
C．图丙中带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器时，有
所以
故C正确；
D．图丁中，粒子做圆周运动，有
粒子打在底片上的位置与狭缝S3间的距离为
联立可得
由此可知，打在底片上的位置越靠近狭缝S3，即l越小，比荷越大，故D错误。
故选BC。
2．AC
【详解】AB．薄片中的载流子为负电荷，根据左手定则可知，负电荷所受洛伦兹力的方向由M指向N，负电荷将打到N极，所以M点电势高于N点电势，故A正确，B错误；
C．设薄片的厚度为d，当载流子在薄片中达到平衡时，有
联立可得
由此可知，保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感应强度B成正比，故C正确；
D．其他条件不变，将半导体薄片改为NaCl水溶液时，根据左手定则可知，正离子将受到由M指向N的洛伦兹力，正离子打到N极，负离子受到由N指向M的洛伦兹力，负离子打到M极，所以M点电势低于N点电势，电势结果不同，故D错误。
故选AC。
3．AD
【详解】AB．由安培定则可知直导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则可知电子所受洛伦兹力方向水平向右，即电子将向右偏转，由于洛伦兹力不做功，即速率不变，故A正确，B错误；
CD．根据粒子在磁场中运动的半径公式有
结合上述可知，电子将向右偏转，根据通电直导线的磁场分布特征，电子所在位置的磁感应强度逐渐减小，则粒子运动的轨迹半径逐渐增大，故C错误，D正确。
故选AD。
4．AC
【详解】AB．凸透镜下表面与玻璃上表面形成空气薄膜，干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的，所以A正确；B错误；
C．干涉条纹不等间距是由于透镜表面是曲面，使得空气膜厚度不是均匀变化造成的，所以C正确；
D．若平薄凸透镜的圆弧面半径增大，则空气膜厚度变小，圆环状干涉条纹的间距将变大，所以D错误；
故选AC。
5．ACD
【详解】A．图甲中a束光折射角大，折射率小，根据传播速度与折射率的关系
可知，a束光在水珠中的传播速度大，故A正确；
B．图乙中，光束在aa′面的折射角等于在bb′面的入射角，只要入射角i<90°，bb′面的入射角就小于临界角，就不会发生全反射，所以始终有光线从bb′面射出，故B错误；
C．图丙中，照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的路程差为半波长的奇数倍，则P点处一定是暗条纹，故C正确；
D．图丁中的干涉条纹是光在样板下表面反射光和被检测平面上表面反射光形成稳定干涉，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是向下凹的，故D正确。
故选ACD。
6．B
【详解】A．由题意可画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，故A错误；
C．由几何关系知粒子做圆周运动的半径为
根据牛顿第二定律
联立解得
故C错误；
BD．粒子在磁场中的运动时间
故B正确，D错误。
故选B。
7．A
【详解】
AB．光路图如图所示，由折射定律有
由几何关系有
又有
整理得
结合图像可知
，
解得
，
所以A正确；B错误；
C．减小角，折射角减小，纸板上相邻亮斑间的距离减小，所以C错误；
D．仅换用频率较小的激光，则折射率减小，折射角增大，纸板上相邻亮斑间的距离增大，所以D错误；
故选A。
8．B
【详解】A．由图可知，当驱动力频率小于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大；当驱动力频率大于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越小，振动幅度越小，故A错误；
B．根据条纹间距与波长的关系
若只将光源由蓝色光改为红色光，波长增大，两相邻亮条纹间距离将增大，故B正确；
C．当将薄片向右移动时，即增大空气薄层的厚度，导致同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C错误；
D．当M固定不动，缓慢转动N时，从图示位置开始转动90°的过程时，则M、N的振动方向垂直，此时光屏P上的光亮度最暗，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】A．在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播，故A错误；
B．实验中要注意使单缝与双缝相互平行，以便在光屏上观察到清晰的干涉条纹，故B错误；
C．将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式
可知，条纹间距变窄，故C正确；
D．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】设点光源距水面的深度为h，被光照亮的圆形区域的半径为r，光路如图所示：
由几何关系有
又有
，
联立可得
可知
故选C。
11．C
【详解】A．镜片上涂上增透膜以消除反射光，增透膜利用的是光的干涉现象，故A错误；
B．电影院使用的3D眼镜利用的是光的偏振原理，故B错误；
C．5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息传送量，但其波长较短衍射现象不明显，导致信号覆盖面变窄，故C正确；
D．阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为发生了光的干涉现象，故D错误。
故选C。
12．C
【详解】C．“用冰取火”是利用光的折射原理，海市蜃楼也是利用光的折射原理，与“用冰取火”的物理原理相同，故C正确；
AB．立竿见影、凿壁偷光、是利用光沿直线传播的原理，与“用冰取火”的物理原理不相同，故AB错误；
D．镜花水月是利用光的反射原理，与“用冰取火”的物理原理不相同，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】A．甲图中，雷达测速应用了多普勒效应，故A正确；
B．乙图中，激光切割金属是利用激光亮度高、能量大的特点，故B错误；
C．丙图中，观看立体电影时配戴的特制眼镜利用了光的偏振原理，故C错误；
D．丁图中，光导纤维内窥镜应用了光的全反射，故D错误。
故选A。
14．B
【详解】A．丁达尔效应是光的散射现象，故A错误；
B．阳光下肥皂泡上出现的彩色条纹是由于肥皂泡的前后薄膜的反射光发生干涉形成的，是薄膜干涉，故B正确；
C．在沙漠中看到的海市蜃楼景象是由于光的全反射形成的，故C错误；
D．雨后天空出现的彩虹是光的折射现象，故D错误。
故选B。
15．C
【详解】AB．由于a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知a光的临界角较大，根据
可知a光的折射率较小，在水中，a光的波长比b光长，a光的传播速度比b光大，故AB错误；
C．根据几何关系可知
所以复色光圆形区域的面积为
故C正确；
D．a光的折射率小，波长长，根据双缝干涉条纹间距与波长成正比，可知相同条件下，a光干涉条纹比b光宽，故D错误。
故选C。
16． Q点；
【详解】（1）如图所示
只要量出玻璃砖上表面到Q点的高度h，就可以求出光线折射角的正弦值，从而求出折射率，故填Q点；
（2）光线如图，
折射率
已知
得
17． ADCBE 4.940
【详解】（1）[1]为获取单色线相干光源，白炽灯光源后面依次应为滤光片、单缝、双缝，最后为毛玻璃屏，所以自光源起合理顺序为ADCBE。
（2）[2]图乙主尺刻度，乙图读数为
（3）[3]根据螺旋测微器读数可知，两亮纹间距
根据可得
18．（1）；（2）
【详解】（1）金属棒恰好不向上滑动，所受的摩擦力方向沿导轨向下，对金属棒受力分析如图所示，
由平衡条件可知
又
联立解得
（2）若把电源更换为电动势为、内阻为的电源，开关闭合S的瞬间，金属棒所受的安培力大小
根据牛顿第二定律有
解得
19．（1）1.5；（2）
【详解】（1）折射率为sini—sinr图像的斜率为
（2）如图所示
设光束的边界由C处水平射入，在B处发生全反射，∠OBC为临界角，由
sin∠OBC =
由几何关系得
OC = Rsin∠OBC
解得光柱的半径
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据临界角与折射率的关系可得
（2）光线在玻璃中的传播时间为
根据光在介质中的传播速度
解得
（3）根据条纹间距与波长的关系可得
21．（1），；（2）（3）0
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，设经历时间为t1，则竖直方向
水平方向
解得
设粒子离开电场时速度大小为v，与y轴夹角为，则从C到D列动能定理
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则洛伦兹力提供向心力
由几何关系
解得
（2）由（1）可知
所以粒子在磁场中运动的时间
解得
（3）设坐标为（x，0），粒子发射时，第一次经过y轴时纵坐标为y1，速度方向与y轴夹角为，由（1）可知
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，粒子第2次经过y轴时，纵坐标为y2，由洛伦兹力提供向心力
解得
由几何关系知
联立解得
即粒子第2次经过y轴时，从坐标原点经过。宣威市部分中学2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试卷
考试范围：《光学》《安培力和洛伦兹力》；考试时间：分钟120分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、多选题（每题4分，选对不全2分，共：20分）
1．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲中要想粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U
B．图乙中的磁流体发电机B极板为正极，A极板为负极
C．图丙中带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D．图丁中打在底片上的位置越靠近狭缝S3的粒子的比荷越小
2．在一个很小的矩形的半导体（例如砷化铟）薄片上制作上四个电极E、F、M、N，即成为一霍尔元件。制作时在E、F间通入恒定电流I、同时外加与薄片垂直的匀强磁场B，此时，薄片中的载流子（不妨设其为负电荷）就会在洛伦兹力作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移（偏转），于是M、N间出现了电压UH；则（ ）
A．M点电势高于N点电势
B．M点电势低于N点电势
C．保持电流I恒定，则M、N间的电压与磁感应强度B成正比
D．其他条件不变，将半导体薄片改为NaCl水溶液时，电势结果仍然一样
3．初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则正确的是（ ）
A．电子将向右偏转，速率不变
B．电子将向左偏转，速率改变
C．电子将向左偏转，轨迹半径不变
D．电子将向右偏转，轨迹半径增大
4．如图甲所示，在一块平板玻璃上放置一平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到如图乙所示的同心内疏外密的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉条纹是由于凸透镜下表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和玻璃上表面反射光叠加形成的
C．干涉条纹不等间距是因为空气膜厚度不是均匀变化造成的
D．若平薄凸透镜的圆弧面半径增大，圆环状干涉条纹的间距将变小
5．在光的特性研究中，下列实验现象和原理的说法正确的是（ ）
A．图甲是一束复色光进入水珠后传播的示意图，其中a束光在水珠中传播的速 度一定大于b束光在水珠中传播的速度
B．图乙是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角i逐渐增大到 某一值（入射角i<90°）后不会再有光线从bb′面射出
C．图丙是双缝干涉示意图，照射两条狭缝时，若光从狭缝S1、S2到屏上P点的 路程差为半波长的奇数倍，P点处一定是暗条纹
D．图丁是用干涉法检测工件表面平滑程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹 说明被检测的平面在此处是向下凹的
二、单选题（每题3分，共：30分）
6． 如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0沿水平方向入射，速度方向与半径方向的夹角为30°，经磁场偏转后刚好能从C点（未画出）反向射出，不计电荷的重力，下列说法正确的是（ ）
A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点
B．该点电荷在磁场中的运动时间为
C．该点电荷的比荷为
D．该点电荷在磁场中的运动时间为
7．竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，嵌在墙体部。如图甲所示，某同学的测量过程如下：激光笔发出细激光束以入射角照射玻璃，反射后在竖直的纸板上出现几个亮度不同但间隔均匀的亮斑，测出相邻亮斑间的距离，改变入射角度，测得多组数据，以为纵坐标、为横坐标，描点后拟合出直线，如图乙所示，测出图线在横轴的截距为，纵轴的截距为下列说法正确的是（ ）
A．该玻璃对该激光的折射率为
B．该橱窗玻璃的厚度为6cm
C．减小角，纸板上相邻亮斑间的距离增大
D．仅换用频率较小的激光，纸板上相邻亮斑间的距离减小
8．以下说法中正确的是（ ）
A．图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大
B．图乙是双缝干涉示意图，若只将光源由蓝色光改为红色光，两相邻亮条纹间 距离Δx变大
C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向右移 动，条纹间距将变大
D．图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，绕水平轴在竖直面 内顺时针缓慢转动N时，从图示位置开始转动90°的过程中，光屏P上的光 亮度保持不变
9． 用双缝干涉测量某种单色光的波长的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．先放上单缝和双缝，再调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心
B．调节时应尽量使各器材位于一条直线上，单缝与双缝相互垂直
C．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
D．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
10．水底某处有个红色的点光源，在水面上形成的红色的圆形光亮区域的面积为，若把该处的红色点光源换成蓝色点光源，其它条件不变，则在水面上形成的蓝色的圆形光亮区域的面积为，已知水对红、蓝两种光的折射率分别为和，则等于（ ）
A． B． C． D．
11．下列说法正确的是（ ）
A． 为增加镜片的透光性会在镜片上涂上增透膜以消除反射 光，增透膜利用的是光的偏振现象
B． 电影院使用的3D眼镜利用的是光的干涉原理
C． 5G通信技术采用频率更高的电磁波以获得更高的信息 传送量，但因波长变短导致其衍射能力变弱，故信号覆盖面会变窄
D． 阳光下的肥皂泡呈现彩色是因为肥皂膜相当于三棱镜使 光发生了色散现象
12．汉代的《淮南万毕术》中有古人用冰制作透镜利用太阳取火的记载。下列成语所描绘的光现象中，与“用冰取火”的物理原理相同的是（ ）
A．立竿见影 B．凿壁偷光 C．海市蜃楼 D．镜花水月
13．下列图中器材对应的物理知识描述正确的是（ ）
A．甲图中，雷达测速应用了多普勒效应
B．乙图中，激光切割金属是利用激光平行度好的特点
C．丙图中，观看立体电影时配戴的特制眼镜利用了光的干涉原理
D．丁图中，光导纤维内窥镜应用了光的折射
14．下列光学现象，属于光的干涉现象的是（ ）
A．丁达尔效应 B．阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹
C．沙漠中出现的海市蜃楼现象 D．雨后天晴出现的彩虹
15．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源S，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光圆形区域周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是（ ）
A．在水中，a光的波长比b光小
B．在水中，a光的传播速度比b光小
C．复色光圆形区域的面积为
D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄
第II卷（非选择题）
三、实验题（16题第二空和17题第三空每空4分，其他每空2分，共14分）
16．有一块边长为L的正方体玻璃砖，两位同学配合起来可以用以下简便的方法测量这块玻璃砖的折射率，具体做法是：水平桌面上铺上一张白纸，用笔在白纸上画一个黑点P，把玻璃砖压在白纸上，让P点位于玻璃砖中心；用细绳拴住一个圆锥形重锤，让重锤的顶点Q位于P点的正上方，如图所示。
（1）甲、乙两同学分工合作，甲手持刻度尺，做好测量准备。乙同学从玻璃砖的上表面边缘O点看到P点后，保持眼睛位置不变（O、P、Q、眼睛在同一横截面），手持细线提起重锤，然后观察Q点经O点反射后所成的像，通过手的上下移动，使得与P点的像P'看起来重合在一起。此时，乙告诉甲同学测量玻璃砖上表面到 （选填“Q点”或“眼睛”）之间的距离，用h表示。
（2）若测得，玻璃转的折射率为n= 。
17．在用双缝干涉测光的波长的实验中，准备了下列器材：
A．白炽灯 B．双缝片 C．单缝片 D．滤光片 E.毛玻璃光屏
（1）把以上器材安装在光具座上，自光源起合理的顺序是 （填字母）；
（2）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，利用测量头上的分划板确定其中亮条纹a、c的位置，如下图所示，a条纹位置（图甲）的手轮读数为，则表示c条纹位置（图乙）的手轮读数为 ；
（3）如果上述实验中双缝到光屏的距离为，所用的是双缝间距为的双缝片，则实验中所用单色光的波长为 （结果保留两位有效数字）。
四、解答题（18、19、20题每题8分，21题12分，共36分）
18．如图所示，间距为的平行金属导轨倾斜放置，与水平面的夹角。一质量为的金属棒垂直导轨放置，并与定值电阻R（大小未知）、电动势（内阻不计）的电源、开关S构成闭合回路，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为的匀强磁场中。闭合开关S，金属棒恰好不会沿导轨向上滑动.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导轨和金属棒的电阻均不计，重力加速度g取，金属棒始终与导轨垂直且接触良好。
（1）求电阻R的阻值；
（2）若把电源更换为电动势为、内阻的电源，闭合开关S时，求金属棒的瞬时加速度大小。
19．某同学通过实验测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，如图甲所示，O为圆心，AO为半径，长为R。一束极细的光垂直MN照射到半圆柱上。
（1）改变入射光的位置，测出多组入射光线和法线ON的夹角i，折射光线和法线ON的夹角r，作出sini—sinr图像如图乙所示，求该玻璃的折射率n。
（2）平行光垂直MN照射到半圆柱上，光线到达左侧圆弧面后，有部分光线能从该表面射出，求能射出光线对应入射光在底面上的最大半径为多少？（不考虑光线在透明物体内部的反射。）
20．如图所示，截面为半圆形玻璃砖，一束波长λ=5×10-7m的激光从沿圆心O与直径成45°射入半圆形玻璃砖，在O点恰好发生全反射，从圆面水平射出后，进入双缝干涉装置，已知R=0.3m，双缝间距d=2×10-4m，光屏离双缝l=1m，光在真空中的传播速度为c=3×108m/s，求：
（1）光线在玻璃砖中传播的时间t；
（2）光屏上相邻亮条纹的间距 x。
21．如图甲所示，在xOy坐标系所在的平面内，第一象限内有沿x轴负方向的匀强电场，第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。在x轴上C点沿y轴正方向发射一比荷为k（带电粒子的电荷量q和其质量m的比值）的带正电粒子，粒子速度为 v0，C点坐标为（d，0），粒子从 y轴上的 D 点离开电场，D点坐标为（0，2d），粒子经磁场后再次到达 y轴时刚好从坐标原点O处经过。不计粒子重力。求：
（1）匀强电场的场强E的大小和匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）粒子从C 运动到O经历的时间；
（3）若让该粒子从x轴上x>0的任意位置P处沿y轴正方向仍以速度 v0发射，求它第二次通过 y轴时的纵坐标。
