江西省南昌市第十九中学2022-2023学年高二下学期3月第一次月考物理试卷（含答案）

南昌十九中2022--2023学年下学期高二第一次月考
物理试卷
一.选择题（1-9题为单选题，每题4分；10-12题为多选题，每题有两个或三个正确选项，每题6分，漏选得3分，共计54分）
1．某实验小组同学采用图甲装置研究光的干涉现象，两狭缝、间距离d及各自宽度m均可调，狭缝到光屏的距离为L。用不同的单色光垂直照射狭缝，得到如图乙所示的干涉条纹。下列说法正确的是（　　）
A．在d、L相同条件下，照射光的频率越高，形成的干涉亮条纹越宽
B．若遮住，用红光照射，减小的宽度m，光屏上的中央亮条纹变宽
C．若同时用红光和蓝光分别照射、，光屏上将得到红蓝相间的干涉彩色条纹
D．用红光照射两条狭缝时，若狭缝、到光屏上点的路程差为红光波长的3.5倍，点处一定是亮条纹
2．如图所示，玻璃球的半径为R，球心为O，玻璃球的对称轴与足够大的屏幕垂直于点，O、两点间的距离为2R。 一束单色光沿图示方向以入射角射入球内，经折射从点平行于射出，在屏上留下光斑P，则玻璃对该单色光的折射率为（　　）
A． B． C． D．
3.如图所示，重力为G的水平铜棒AC用绝缘丝线悬挂，静止在水平螺线管的正上方，铜棒中通入从A到C方向的恒定电流，螺线管与干电池、开关S串联成一个回路。当开关S闭合后一小段时间内，下列判断正确的（　　）
A．丝线的拉力等于G
B．丝线的拉力小于G
C．从上向下看，铜棒沿逆时针方向转动
D．从上向下看，铜棒沿顺时针方向转动
4．如图所示，匀强磁场的边界为直角三角形，∠EGF = 30°，已知磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，F处有一粒子源，沿FG方向发射出大量带正电荷q的同种粒子，粒子质量为m，粒子的初速度大小可调，则粒子从F射入磁场到EG边（EG边无磁场）离开磁场所用时间不可能为（ ）
A． B． C． D．
5．将一根粗细均匀的硬质合金丝制成半径为r的圆形导线框，P、Q两点接入电路，电流表示数为I，范围足够大的匀强磁场垂直于导线框平面，磁感应强度大小为B，则线框所受安培力大小为（　　）
A．0 B．
C． D．
6．如图所示，金属杆的质量为，通过的电流为，处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为斜向下，且与杆垂直，金属杆始终静止于水平导轨上且与导轨接触良好，导轨间距离为。则下列说法正确的是（　　）
A．金属杆所受安培力大小为
B．金属杆所受安培力方向水平向右
C．导轨对金属杆的支持力大小为
D．导轨对金属杆的摩擦力大小为
7．回旋加速器是将半径为R的两个D形盒置于磁感应强度为B的匀强磁场中，两盒间的狭缝很小，两盒间接电压为U的高频交流电源。电荷量为q的带电粒子从粒子源A处进入加速电场（初速度为零），若不考虑相对论效应及粒子所受重力，下列说法正确的是（ ）
A．增大狭缝间的电压U，粒子在D形盒内获得的最大速度会增大
B．粒子第一次在中的运动时间大于第二次在中的运动时间
C．粒子第一次与第二次在磁场中运动的轨道半径之比为
D．若仅将粒子的电荷量变为，则交流电源频率应变为原来的倍
8．带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（ ）
A．甲图中，只有速度为的带正电粒子从P 射入，才能做匀速直线运动从Q 射出
B．乙图中，带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大
C．丙图中，自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时N侧电势高
D．丁图中，发电机产生的电流从上往下通过电阻R
9．如图所示，垂直纸面的匀强磁场中固定一倾斜绝缘粗糙细杆，杆上套有带正电的小球P，小球P由静止开始向下滑动，磁场区域足够大，杆足够长，在运动的过程中小球P的最大速度为v0。则下列说法正确的是（ ）
A．小球P所受洛仑兹力先增大后减小
B．小球P先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动
C．当小球P的速度时，小球加速度最大
D．当小球P的速度时，小球加速度最大
10．一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则（　　）
A．当入射角i=0°时会发生折射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射
D．当入射角大于临界角时，会发生全反射
11．如图所示的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，同一粒子先后以不同速率从同一点正对圆心O射入磁场，分别从a、b两点射出，下列说法正确的是（　　）
a点射出的粒子运动半径较小
a点射出的粒子速率较大
b点射出的粒子运动时间较长
b点射出的粒子速度方向反向延长线过O点
12．如图所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里。一可视为质点，质量为m、电荷量为q（q>0）的小球由轨道左端A点无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑至轨道右侧的D点。若轨道的两端等高，小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）
A．小球在C点对轨道的压力大小为
B．小球在C点对轨道的压力大小为
C．小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变
D．小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大
三、解答题（8分+12分+12分+14分=46分）
13．（8分）如图所示，两平行光滑导轨相距为，金属棒的质量为，电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向竖直向下，电源电动势，内阻，当电键K闭合时，恰好平衡，设，。求：
（1）金属棒所受的安培力；
（2）变阻器接入电路中的阻值。
14．（12分)相邻的匀强电场区域和匀强磁场区域宽度均为d，电场在纸平面内，且方向竖直向而磁场方向垂直纸面向里，一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，然后从A点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C点（A、C两点图中未标出）穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，带电粒子重力不计）求：
(1)粒子从C点穿出磁场时的速度v；
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值。
15．（12分）如图所示,质量为m、带电荷量为+q的液滴以速度v沿与水平方向成θ=45°角的方向斜向上进入正交的足够大的匀强电场和匀强磁场叠加区域,电场强度方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里,液滴在场区做直线运动.重力加速度为g.
(1)电场强度E和磁感应强度B分别为多大
(2)当液滴运动到某一点A时,电场方向突然变为竖直向上,大小不改变,不考虑因电场变化而对磁场产生的影响,求液滴从A点到达与A点位于同一水平线上的C点(图中未画出)所用的时间.
16．（14分）如图，在空间中有一坐标系xoy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II，直线OP是它们的边界，区域I中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域II中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向内，边界上的P点坐标为（4L，3L）．一质量为m,电荷量为q的带正粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I，经过一段时间后，粒子恰好经过原点O,忽略粒子重力，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）粒子从P点运动到O点的时间至少为多少？
（2）粒子的速度大小可能是多少？
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参考答案：
1.B 2．A 3．C 4A 5．B 6．C 7．D 8．B 9．C
10．ABC 11．AD 12．BD
13．（1）电流从M到N；（2），方向水平向里；（3）
【详解】（1）MN受力平衡，由安培定则可知电流从M到N。
（2）根据平衡条件得安培力
解得
，方向水平向里
（3）安培力为
根据欧姆定律得
代入数据解得
14．【答案】(1)；(2)
【详解】(1)按题叙述，物体在电场，磁场中运动轨迹如图示
在电场中做类平抛运动，水平方向
d=v0t
竖直方向
解得vy=v0
又
解得
θ=45°，
粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度不变，即水平方向，大小
(2)粒子在磁场中，由几何关系得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
而粒子在电场中有
解得
以上两式相比得
15．【答案】（1）;；（2）
16．【答案】（1）（2）
【详解】(1)设粒子的入射速度为v，用R1、R2、T1、T2分别表示粒子在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中运动的轨道半径和周期，则有，
，
粒子先在磁场Ⅰ区中做顺时针的圆周运动，后在磁场Ⅱ区中做逆时针的圆周运动，然后从O点射出，这样粒子从P点运动到O点所用的时间最短．粒子运动轨迹如图所示
tanα＝＝0.75，
得α＝37°，α＋β＝90°.
粒子在磁场Ⅰ区和Ⅱ区中的运动时间分别为，
粒子从P点运动到O点的时间至少为t=n（t1+t2 ） （n=1，2，3，…），
由以上各式解得：（n=1，2，3，…）
(2)当粒子的速度大小满足一定条件时，粒子先在磁场Ⅰ区中运动，后在磁场Ⅱ区中运动，然后又重复前面的运动，直到经过原点O.这样粒子经过n个周期性的运动到达O点，每个周期的运动情况相同，粒子在一个周期内的位移为：
（n=1、2，3，…）
粒子每次在磁场Ⅰ区中运动的位移为
由图中的几何关系可知，
由以上各式解得粒子的速度大小为： (n＝1,2,3，…)．
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