2024年高二物理下学期期末模拟试卷及答案（三）

2024年高二物理下学期期末模拟试卷及答案（三）

一、选择题（共15小题，每小题3分，满分45分。第广12小题只

有一个选项符合题目要求，选对得3分；第13~15小题有多个选项符

合题目要求，全部选对的得3分，部分选对的得2分，有错选或不选

的得。分）

1.下列关于物理学史，不符合事实的是（）

A.1801年托马斯•杨在实验里成功地观察到了光的衍射

B.1690年惠更斯研究波的现象时提出了惠更斯原理

C.1888年赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在

D.1895年伦琴在实验室拍下了第一张X射线照片

2.下列电器设备的工作原理中不涉及到电磁感应的是（）

A.灵敏电流计B.电磁炉C.日光灯D.动圈式话筒

3.如图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前

方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,

则壮壮观测到该光束的传播速度为（）

0.9e0&

A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.1.0c

4.如图所示，弹簧振子的频率为5Hz,让它从B位置开始振动，并

开始计时，则经过0.12s时（）

A.小球位于B、。之间，运动方向向右

B.小球位于B、0之间，运动方向向左

C.小球位于C、。之间，运动方向向右

D.小球位于C、0之间，运动方向向左

5.如图甲为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图乙为该波中x=2m

处质点P的振动图象，下列说法正确的是（）

A.这列波的波速为16m/s

B.波沿x轴负方向传播

C.t=0.5s.质点P的动能最大

D.从时刻t=0到时刻t=2.5s的时间内，质点P通过的路程为1.8cm

6.利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则（）

a

A.图a、b均显示了波的干涉现象

B.图a、b均显示了波的衍射现象

C.图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象

D.图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象

7.在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，Gi和Gz为零点在表盘

中央的相同的电流表.开始时开关S闭合，电流表Gi指针偏向右方,

现将开关S断开，则将出现的现象是（）

A.Gi和G2指针都立即回到零点

B.Gi指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点

C.Gi指针缓慢回到零点，而Gz指针先立即偏向右方，然后缓慢地回

到零点

D.G］指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回

到零点

8.如图1所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源

上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图2所示.此时接在

电热丝两端的交流电压表的读数为（）

A.110VB.156VC.220VD.311V

9.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（)

A

3/T

A.开关S接通时，R3通过的电流是1.5A

B.开关S断开时，R3两端电压是3V

C.开关S断开时，Ri通过的电流是0.75A

D.开关S接通时，Ri两端电压是4V

12.如图所示，列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音.当列车

与观察者都静止时，观察者记住了乐音的音调.在以下情况中，观察

者听到这个乐音的音调比原来降低的是（）

A.观察者静止，列车静止

B.观察者静止，列车靠近他驶来

C.列车静止，观察者靠近列车

D.列车静止，观察者远离列车

13.如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压

器原副线圈匝数比为I：100,其输入电压如图乙所示，远距离输电线

的总电阻为100Q.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，

其中Ri为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温

度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未

画出）.未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法

中正确的有（）

A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz

B.远距离输电线路损耗功率为180kw

C.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大

D.当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大

14.如图所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直

的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好.金

属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路.金属棒

ab在沿导轨下滑的过程中，电流表Ai一直有示数，而电流表A2在某

时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是（）

t：~~~©-

A.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动

B.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动

C.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动

D.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动

15.某型号的回旋加速器的工作原理图如图甲所示，图乙为俯视图.回

旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒置于真空容器中，整个装置放

在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒

盒面垂直.两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计.质

子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口

处所需的时间为3已知磁场的磁感应强度大小为B,质子质量为m、

电荷量为+q，加速器接一高频交流电源，其电压为U,可以使质子每

次经过狭缝都能被加速，不考虑相对论效应和重力作用.则下列说法

A.质子第一次经过狭缝被加速后，进入D形盒运动轨道的半径r=*

B.D形盒半径R二樽1

2q2BUt

c.质子能够获得的最大动能为

D.加速质子时的交流电源频率与加速a粒子的交流电源频率之比为

1：1

二、填空题（共2小题，每空2分，满分10分）

16.1966年华裔科学家高银博士提出一个理论：直径仅几微米的玻

璃纤维就口J以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锦因此

获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为〃光纤通讯之父〃.光导纤维

的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播.内芯的

折射率—外套的折射率（填〃大于〃、〃等于〃或〃小于〃），光在光导纤

维中传输的原理是利用了光的现象.

17.一列简谐横波沿直线传播.以波源0由平衡位置开始振动为计

时零点，质点A的振动图象如图所示，已知0、A的平衡位置相距0.9m,

则该横波波长为m,波速大小为—m/s,波源的起振方向是沿y

三、实验题(共2小题，每空2分，作图2分，满分14分)

18.某同学在〃用单摆测重力加速度〃的实验中进行了如下的操作：

(1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆

球直径为—cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通

过计算得到摆长L.

(2)让摆球做简谑振动，从摆球通过平衡位置开始计时，数出之后

摆球通过平衡位置的次数n,用停表记下所用的时间3则单摆振动

周期T=—.

(3)测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图象如图2,此

图线斜率k=.

19.要测绘一个标有〃3V,0.6W〃小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两

端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作.已选用的器材有：

直流电源（电压为4V）；

电流表（量程为。〜0.6A~3A.内阻约0.5Q）；

电压表（量程为。〜3V~1A.内阻约3kQ）；

电键一个、导线若干.

ffilEB2图3

（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的—（填字母代号）.

A.滑动变阻器（最大阻值10Q,额定电流1A）

B.滑动变阻器（最大阻值lkQ,额定电流0.3A）

（2）图1为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你

帮他完成其余部分的线路连接.

（用黑色水笔画线表示对应的导线）

（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所示.由曲线可知小灯

泡的电阻随电压增大而—

（填”增大〃、〃不变"或'’减小〃）

（4）如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图3所示，请结合图

线算出此时小灯泡的电阻是Q（保留两位有效数字）.

四、计算题（共3小题，满分31分）

20.如图所示，一块对面平行的玻璃砖厚度为L,现测得该玻璃砖的

折射率为右，若光从真空中射入其上表面的入射角为60。，光在真空

中的速度为c.求：

（1）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d；

（2）光在玻璃中传播的时间t.

21.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为

L=lm,上端接有电阻R=3Q,虚线00'下方是垂直于导轨平面的匀强

磁场.现将质量m=0.1kg、电阻r=lQ的金属杆ab,从00,上方某处

垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下

落过程中的vt图象如图乙所示.（取g=10m/s2）求：

（1）磁感应强度B

（2）杆在磁场中卜落0.1s的过程中电阻R产生的热量.

甲乙

22.如图所示，平面直角坐标系xoy的第一象限存在沿y轴负方向的

匀强电场，电场强度为E,第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场.一

质量为m,电荷量为+q的粒子从y轴的A点以速度Vo沿x轴正方向

进入电场，经电场偏转后从x轴的C点进入磁场，其方向与x轴正方

向成30。角，最后从y轴的D点垂直射出，不计重力.求：

(1)粒子进入匀强磁场的位置C与坐标原点的距离L；

(2)匀强磁场的磁感应强度及粒子在磁场中运动的时间；

(3)若使粒子经磁场后不再进入电场，磁感应强度的大小应满足什

么条件？

:阳"比

0・・；

参考答案与试题解析

一、选择题（共15小题，每小题3分，满分45分。第广12小题只

有一个选项符合题目要求，选对得3分；第13~15小题有多个选项符

合题目要求，全部选对的得3分，部分选对的得2分，有错选或不选

的得。分）

1.下列关于物理学史，不符合事实的是（：）

A.1801年托马斯•杨在实验里成功地观察到了光的衍射

B.1690年惠更斯研究波的现象时提出了惠更斯原理

C.1888年赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在

D.1895年伦琴在实验室拍下了第一张X射线照片

【考点】物理学史.

【分析】本题是物理学史问题，根据惠更斯、托马斯、麦克斯韦、赫

兹等人对物理学发展的贡献和物理学常识进行解答.

【解答】解：A、托马斯•杨所做的双缝干涉实验，干涉是波的特有现

象，杨氏双缝干涉实验证明了光是一种波，故A错误.

B、惠更斯总结了许多有关波的实验现象后提出著名的惠更斯原理，

并很好的解释了波的反射和折射现象，故B正确

C、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证明了电磁波的存在,

在人类历史上首先捕捉到了电磁波，故C正确；

D、1895年伦琴在实验室拍下了第一张X射线照片；故D正确；

本题选错误的；故选：A.

2,下列电器设备的工作原理中不涉及到电磁感应的是（）

A.灵敏电流计B.电磁炉C.日光灯D.动圈式话筒

【考点】电磁感应在生活和生产中的应用.

【分析】电磁感应：闭合电路的磁通量发生变化，从而产生感应电动

势的现象.从能的转化上看是机械能转化为电能或电能转化为电能.

【解答】解：A、灵敏电流计工作原理是电流受到安培力的作用在磁

场中发生偏转，不涉及电磁感应.故A符合题意；

B、电磁炉是利用〃磁生电〃的原理，即电磁感应原理工作的；故B不

符合题意；

C、日光灯工作时，镇流器利用线圈的自感起到降压限流的作用，与

电磁感应有关，故C不符合题意.

D、动圈式话筒是利用电磁感应原理将声音信号转化为电信号的装置;

故D不符合题意；

本题选不涉及到电磁感应的，故选：A.

3.如图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前

方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,

则壮壮观测到该光束的传播速度为（）

A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.1.0c

【考点】狭义相对论.

【分析】光速不变原理：在狭义相对论中，指出无论在何种惯性系（惯

性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源

和观察者所在参考系的相对运动而改变.故真空中的光速对任何观察

者来说都是相同的，即为C.

【解答】解：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即

光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变.所以壮壮观测

到该光束的传播速度为C,所以ABC错误，D正确.

故选D.

4.如图所示，弹簧振子的频率为5Hz,让它从B位置开始振动，并

开始计时，则经过0.12s时（)

A.小球位于B、O之间,运动方向向右

B.小球位于B、O之间,运动方向向左

C.小球位于C、O之间,运动方向向右

D.小球位于C、0之间,运动方向向左

【考点】简谐运动的回复力和能量.

【分析】已知频率，根据仁年求解周期，结合简谐运动的周期性得到

0.12时刻的位置和运动情况.

【解答】解:弹簧振子的频率为振5Hz,故周期为T=0.2s；

让它从B位置开始振动，并开始计时；

1q

由于ET<0.12SV1T,故振子正介于CO之间，从C向。运动；

故选：C.

5.如图甲为一列简谐横波在匕0时的波动图象，图乙为该波中x=2m

处质点P的振动图象，下列说法正确的是（）

A.这列波的波速为16m/s

B.波沿x轴负方向传播

C.t=0.5s.质点P的动能最大

D.从时刻t=0到时刻t=2.5s的时间内,质点P通过的路程为l.8cm

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象.

【分析】由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，即可求出波

速.由振动图象上t=0时刻读出P点的速度方向，在波动图象上判断

传播方向.根据时间t=0.5s与周期的关系，分析P点的动能.根据t=2.5s

与周期的关系分析P点通过的路程.

【解答】解：A、由波动图象甲读出波长入二4m,由振动图象乙读出周

期T=ls,则波速为v=-=4m/s.故A错误.

B、由振动图象上t=0时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，则由

波动图象判断出波沿x轴正方向传播.故B错误.

T

C.t=O.5s=-2，则知t=0.5s时，P点到达平衡位置，速度最大，动能最

大.故C正确.

D、t=2.5s=2.5T,P点振动路程为S=2.5X4A=10X0.2cm=2cm.故D错

误.

故选：C

6.利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则（）

b

A.图a、b均显示了波的干涉现象

B.图a、b均显示了波的衍射现象

C.图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象

D.图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象

【考点】光的干涉；光的衍射.

【分析】波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象；当频率相

同的两列波相遇时有的地方振动减弱，有的地方振动加强，且加强和

减弱的区域交替出现说明发生了干涉现象.

【解答】解：波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现象，故图

a说明发生了明显的衍射现象.

当频率相同的两列波相遇时当波程差为波长的整数倍时振动加强，当

波程差为半个波长的奇数倍时振动减弱，使有的地方振动加强有的地

方振动减弱，且加强和减弱的区域交替出现，故图b是发生了干涉现

象.故D正确，ABC错误.

故选：D.

7.在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，Gi和G2为零点在表盘

中央的相同的电流表.开始时开关S闭合，电流表G】指针偏向右方,

A.Gi和G2指针都立即回到零点

B.Gi指针立即回到零点，而Gz指针缓慢地回到零点

C.Gi指针缓慢回到零点，而Gz指针先立即偏向右方，然后缓慢地回

到零点

D.Gi指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2指针缓慢地回

到零点

【考点】自感现象和自感系数.

【分析】电感总是阻碍其变化.线圈中的电流增大时，产生自感电流

的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生

自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小.同时当开关闭合时，

两表指针均向右方偏，说明电流计指针向电流流进的方向偏.

【解答】解：当开关断开时，通过线圈的弓流变小，导致线圈中产生

瞬间感应电动势，从而阻碍电流的变小，所以使得G2的指针缓慢地

回到零点，而流过G1的电流的方向与开始时电流的方向相反，所以

指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点.故ABC错误，D正确;

故选：D.

8.如图1所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源

上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图2所示.此时接在

电热丝两端的交流电压表的读数为（）

A.110VB.156VC.220VD.311V

【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.

【分析】电压表读数为有效值，

根据正弦式交变电流峰值和有效值之间的关系以及电流的热效应便

可求得有效值

【解答】解：由图象可知该交变电流的周期T=2X10”s

可分两段0-0.01s和0.01-0.02S

根据有效值的定义可得

、/T+0=R1，

-^-X2

解得：U=^=-^AZ=156V；故B正确，ACD错误；

故选：B.

9.关于下列四幅图中所涉及物理知识的论述中，正确的是（)

A.甲图中，沙漠中的〃蜃景〃现象是光的衍射现象引起的

B.乙图中，演不简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较

大，则由图象测得简谐运动的周期较大

C.丙图中，可利用薄膜干涉检查样品的平整度

D.丁图中，由图可知当驱动力的频率f跟固有频率fo相差越大，振

幅越大

【考点】波的干涉和衍射现象.

【分析】沙漠中的〃蜃景〃现象是光的全反射现象；简谐运动的周期与

单摆的固有周期有关；检查平整度是利用光的干涉原理；当驱动力的

频率f跟固有频率fo相同时，出现共振现象，从而即可求解.

【解答】解：A、沙漠中的〃蜃景〃现象，是光的全反射现象引起的，

故A错误；

B、演示简谐运动的图象实验中，若匀速拉动木板的速度较大，会导

致图象的横标变大，但对应的时间仍不变，简谐运动的周期与单摆的

固有周期相同，故B错误；

C、利用薄膜干涉，由薄层空气的两表面反射光，频率相同，从而进

行相互叠加，达到检查样品的平整度的目的，故C正确；

D、由图可知当驱动力的频率f跟固有频率fo相同时，才出现共振现

象，振幅才最大，跟固有频率fo相差越大，振幅越小，故D错误.

故选：c

10.如图所示，光源S从水面下向空气斜射一束复色光，在A点分成

a、b两束，则下列说法正确的是（）

A.在水中a光折射率大于b光

B.在水中a光的速度大于b光

C.若a、b光由水中射向空气发生全反射时，a光的临界角较小

D.分别用a、b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光产生的干涉条

纹间距小于b光

【考点】光的折射定律；光的干涉.

【分析】光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分成a,b两束,

两条光路入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角.根据折射定

律分析折射率的大小.由公式分析光在水中的速度关系.由

sinC二《分析临界角大小.根据折射率大、频率大，波长短，判断波长

关系，即可分析干涉条纹间距的大小.

【解答】解：A、由题，两光束的入射角i相同，折射角力Vrb，根据

折射定律（二黑■得折射率na<nb.

B、由公式分析得知，在水中a光的速度比b光的速度大.故B

正确.

c、a光的折射率小，由sinC=5分析知，若a、b光由水中射向空气发

生全反射时，a光的临界角较大，故C错误.

D、折射角raVrb,频率faVfb，波长入a＞入b,根据公式△乂二弓入，则知

a光的双缝干涉条纹间距大于b光的间距.故D错误.

故选：B.

11.在如图所示电路中，A、B间的电压保持一定，UAB=6V,电阻

R1=R2=4Q,R3=2Q.那么()

Vl

A.开关S接通时，R3通过的电流是1.5A

B.开关S断开时，R3两端电压是3V

C.开关S断开时，％通过的电流是0.75A

D.开关S接通时，％两端电压是4V

【考点】闭合电路的欧姆定律.

【分析】首先认识电路的结构：开关S断开时，k与R3串联；开关S

接通时，电阻Ri与R2并联后再与R3串联.根据欧姆定律求解.

【解答】解：AD、开关S接通时，电阻Ri与R2并联后再与R3串联.

111AB6

Ri与R2并联电阻为：R#.=_2RI=2Q,R3通过的电流是为：l=R3+R#=2+2

A=1.5A,Ri两端电压为：Ui=IR^=1.5X2V=3V,故A正确，D错误

R3_2_

BC、开关S断开时，R2与R3串联；R3两端电压为：3二原有UAB二而

X6V=2V；Ri通过的电流为：11二而京7=2+6人=为；故设错误.

故选：A

12.如图所示，列车上安装一个声源，发出一定频率的乐音.当列车

与观察者都静止时，观察者记住了乐音的音调.在以下情况中，观察

者听到这个乐音的音调比原来降低的是（）

A.观察者静止，列车静止

B.观察者静止，列车靠近他驶来

C.列车静止，观察者靠近列车

D.列车静止，观察者远离列车

【考点】多普勒效应.

【分析】根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察者接

收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大，观察者接收

到的频率一定比波源频率低.

【解答】解：根据多普勒效应可知，当波源和观察者间距变小，观察

者接收到的频率一定比波源频率高.当波源和观察者距变大，观察者

接收到的频率一定比波源频率低.

观察者听到这个乐音的音调比原来降低，即接收到的声波频率降

低.说明观察者和火车之间的距离在变大,所以A、B、C均不正确,

D正确.

故选：D.

13.如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器.升压变压

器原副线圈匝数比为I：100,其输入电压如图乙所示，远距离输电线

的总电阻为100Q.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，

其中Ri为一定值电阻，Rz为用半导体热敏材料制成的传感器，当温

度升高时其阻值变小.电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未

画出）.未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW.下列说法

A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50Hz

B.远距离输电线路损耗功率为180kw

C.当传感器Rz所在处出现火警时，电压表V的示数变大

D.当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大

【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率；正弦式电流的最大值

和有效值、周期和频率.

【分析】根据升压变压器的输入电压，结合匝数比求出输出电压，从

而得出输送电流，根据输电线的电阻得出损失的功率，根据闭合电路

的动态分析判断电流与电压的变化.

【解答】解：A、由图乙知交流电的周期0.02s,所以频率为50Hz,A

正确；

B、由图乙知升压变压器输入端电压有效值为250V,根据电压与匝数

p

成正比知副线圈电压为25000V,所以输电线中的电流为：I=彳=30A,

输电线损失的电压为：△U=IR=30X100=3000V,输电线路损耗功率为:

△P=AUI=90kW,B错误，

C、当传感器Rz所在处出现火警时其阻值减小，副线圈两端电压不变,

副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数变小,

C错误；

D、由C知副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电

流变大，D正确；

故选：AD

14.如图所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直

的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好.金

属棒、导轨、电流表Ai和理想变压器原线圈构成闭合回路.金属棒

ab在沿导轨下滑的过程中，电流表a一直有示数，而电流表A2在某

时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是（）

；^：~

A.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动

B.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动

C.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动

D.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动

【考点】变压器的构造和原理.

【分析】根据理想变压器的工作原理，副线圈没有电流，则要么原线

圈没有输入电压，要么原线圈是恒定直流，再根据棒在磁场中切割磁

感线产生感应电动势，从而来判定棒的运动情况.

【解答】解：A、由题意可知，电流表d一直有示数，而电流表A?

在某时刻之后示数变成了零，则说明现在棒产生是恒定直流，之前棒

做变速运动，故A王确，C错误；

B、由题意可知，电流表Ai一直有示数，而电流表Az在某时刻之后

示数变成了零，则说明现在棒产生是恒定直流，之前棒做变速运动，

故B错误，D正确.

故选：AD.

15.某型号的回旋加速器的工作原理图如图中所示，图乙为俯视图.回

旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒置于真空容器中，整个装置放

在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒

盒面垂直.两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计.质

子从粒子源A处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口

处所需的时间为3已知磁场的磁感应强度大小为B,质子质量为m、

电荷量为+q,加速器接一高频交流电源，其电压为U,可以使质子每

次经过狭缝都能被加速，不考虑相对论效应和重力作用.则下列说法

正确的是（）

A.质子第一次经过狭缝被加速后，进入D形盒运动轨道的半径「二/

^2roU

B.D形盒半径R=科|

2q2BUt

C.质子能够获得的最大动能为

D.加速质子时的交流电源频率与加速a粒子的交流电源频率之比为

1：1

【考点】质谱仪和回旋加速器的工作原理.

【分析】A、根据动能定理求出粒子第一次加速后进入磁场的速度，

然后根据洛伦兹力提供向心力，列式求出质子在磁场中的轨道半径.

B、设质子从静止开始加速到出口处运动了n圈，质子在出口处的速

度为v.根据动能定理、牛顿第二定律和周期和时间关系结合求解.

C、带电粒子在回旋加速器中，靠电场加速，磁场偏转，通过带电粒

子在磁场中运动半径公式得出带电粒子射出时的速度，看与什么因素

有关，进而确定最大动能的表达式；

D、根据周期公式，结合质子与a粒子的电量与质量不同，即可求解.

【解答】解：A、设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为V]

1o

由动能定理得qU=qmvi...①

由牛顿第二定律有qviB=m—…②

联立①②解得：ri=|■僵，故A正确；

B、设质子从静止开始加速到出口处运动了n圈，质子在出口处的速

度为v,则

1.

2nqU=-2mv2...（3）

2_

qvB=m^-…⑷

质子圆周运动的周期T二誓…⑤

质子运动的总时间t=nT...@

联立③④⑤⑥解得R=懵，故B正确；

C、根据qvB=m=,解得v=^,带电粒子射出时的动能E悬

B2R2q2.2t

-2in=兀m.故C错误.

D、根据圆周运动的周期T=誓，由于质子与a粒子的电量之比为L

2,而质子与a粒子的质量之比为1：4,因此它们周期之比为1：2,

那么频率之比2：1,故D错误；

故选：AB.

二、填空题（共2小题，每空2分，满分10分）

16.1966年华裔科学家高银博士提出一个理论：直径仅几微米的玻

璃纤维就口J以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锦因此

获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为〃光纤通讯之父〃.光导纤维

的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播.内芯的

折射率大于外套的折射率（填〃大于〃、〃等于〃或〃小于〃），光在光

导纤维中传输的原理是利用了光的全反射现象.

【考点】全反射.

【分析】光导纤维内芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率.要

想使光的损失最小，光在光导纤维里传播时一定要发生全反射

【解答】解：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以

内芯的折射率大.且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射.

故答案为：大于，全反射.

17.一列简谐横波沿直线传播.以波源。由平衡位置开始振动为计

时零点，质点A的振动图象如图所示，已知0、A的平衡位置相距0.9m,

则该横波波长为L2m,波速大小为0.3m/s,波源的起振方向

是沿V轴正方向（选填〃正〃或〃负〃）.

【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象.

【分析】首先明确y-t图象是振动图象，由图可知周期为4s和A点

的起振方向，即可得到波源的起振方向；据波速公式求解波速.

【解答】解：据图象可知：A点比波源。晚振动3s,即波从。传到A

XQQ

的时间t=3s,所以波速为：v=Y=_^_=0.3m/s.

振动周期为T=4s,则波长为：X=vT=0.3X4m=1.2m

据波的传播特点，各质点的起振方向与波源的起振方向相同；据图象

可知，A点的起振方向沿y轴的正方向，则波源的起振方向是沿y轴

正方向.

故答案为：1.2,0.3,正.

三、实验题（共2小题，每空2分，作图2分，满分14分）

18.某同学在〃用单摆测重力加速度〃的实验中进行了如下的操作：

（1）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图1所示，摆

球直径为2.06cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，

通过计算得到摆长L.

（2）让摆球做简谐振动，从摆球通过平衡位置开始计时，数出之后

摆球通过平衡位置的次数n,用停表记下所用的时间t,则单摆振动

2t

周期T二_工_•

（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图象如图2,此

4兀2

图线斜率匕_丁_.

【考点】用单摆测定重力加速度.

【分析】（1）游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数.

（2）单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期.

（3）根据单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后求出图象的斜

率.

【解答】W-：（1）由图示游标卡尺可知，其示数为：20mm+6X

0.1mm=20.6mm=2.06cm；

（2）球通过平衡位置的次数n,用停表记下所用的时间t,则单摆振

t2t

动周期：T=2L=n；

2

（3）由单摆周期公式：T=2n\g可知，T2=gL,T?-!.图象的斜率：

4兀2

k=g；

214兀2

故答案为：（1）2.06；（2）n；（3）g.

19.要测绘一个标有〃3V,0.6W〃小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两

端的电压需要由零逐渐增加到3V,并便于操作.已选用的器材有：

直流电源（电压为4V）；

电流表（量程为0〜0.6A〜3A.内阻约0.5Q）；

电压表（量程为0〜3V〜1A.内阻约3kQ）；

电键一个、导线若干.

（1）实验中所用的滑动变阻器应选下列中的」（填字母代号）.

A.滑动变阻器（最大阻值10Q,额定电流1A）

B.滑动变阻器（最大阻值lkQ,额定电流0.3A）

（2）图1为某同学在实验过程中完成的部分电路连接的情况，请你

帮他完成其余部分的线路连接.

（用黑色水笔画线表示对应的导线）

（3）实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图2所不.由曲线可知小灯

泡的电阻随电压增大而增大

（填〃增大〃、“不变”或〃减小〃）

（4）如果某次实验测得小灯泡两端所加电压如图3所示，请结合图

线算出此时小灯泡的电阻是11Q（保留两位有效数字）.

【考点】描绘小电珠的伏安特性曲线.

【分析】（1）为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；

（2）根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路

图；

（3）根据图示图象应用欧姆定律分析答题；

（4）由图示电压表读出其示数，由图示图象求出对应的电流，然后

由欧姆定律求出电阻阻值.

【解答】解：（1）为方便实验操作，滑动变阻器应选择A；

（2）描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变

阻器应采用分压接法，灯泡正常发光时的电阻为：

22

R=^=^=15Q,电流表内阻约为0.5Q,电压表内阻约为3kQ,电压

P0.6

表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实物电路图如图所示:

（3）由图示图象可知，随电压增大通过灯泡的电流增大，电压与电

流表的比值增大，灯泡电阻增大.

（4）电压表量程为3V,由图示电压表可知，其分度值为0.1V,示数

为2.3V,由图示图象可知，2.3V对应的电流为0.2A,此时灯泡电阻

为：R〒/冷.。；

故答案为：（1）A；（2）如图所示；（3）增大；（4）12.

四、计算题（共3小题，满分31分）

20.如图所示，一块对面平行的玻璃砖厚度为L,现测得该玻璃砖的

折射率为“，若光从真空中射入其上表面的入射角为60。，光在真空

中的速度为c.求：

（1）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d；

（2）光在玻璃中传播的时间t.

【考点】光的折射定律.

【分析】（1）作出光路图，根据折射定律求出折射角，结合儿何关系

求出出射光线相对于入射光线的侧移量d.

（2）通过几何关系求出光在玻璃中传播的路程，由n=］求出光在玻

璃中传播的速度，即可求得传播时间t.

【解答】解：（1）作出光路图如图，由题图知，仁60。

根据折射定律有：n二黯

,Isinisin600

得：sinr=丁=低二0.5

则得：「二30。

由几何关系得，出射光线相对于入射光线的侧移量为:

d=£sin（i-r）=^0^*sin（60。-30°）=呼1.

（2）光在玻璃中传播的路程为：S=--30-1

光在玻璃中传播的速度为：v=2

则光在玻璃中传播时间为：

2L

联立解得：t=二

答:

（1）从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d是当L；

（2）光在玻璃中传播的时间t是件2L.

21.如图甲所示，不计电阻的平行金属导轨竖直放置，导轨间距为

L=lm,上端接有电阻R=3Q,虚线OCX下方是垂直于导轨平面的匀强

磁场.现将质量m=0.1kg＞电阻r=lQ的金属杆ab,从OCT上方某处

垂直导轨由静止释放，杆下落过程中始终与导轨保持良好接触，杆下

落过程中的vt图象如图乙所示.（取g=10m/s2）求：

（1）磁感应强度B

（2）杆在磁场中下落0.1s的过程中电阻R产生的热量.

I，］

R

XXXXX

甲乙

【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；共点力平衡的条件及其应

用；闭合电路的欧姆定律；焦耳定律.

【分析】（1）根据杆下落过程中的v-t图象可知开始导体棒自由落

体运动，进入磁场忖开始匀速运动，根据受力平衡可解得正确结果.

（2）导体棒在磁场中匀速运动，因此回路中电流恒定，根据Q=|2Rt,

可求出回路中的产生的热量.

【解答】解析：（1）由图象知，杆自由下落0.1s进入磁场以v=1.0m/s

作匀速运动

产生的电动势：E=BLv