一、選擇題：本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．
1．下列說法中正確的是（ ）
A．用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息，這其中應(yīng)用了光的干涉
B．通過兩支夾緊的筆桿縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
C．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的偏振現(xiàn)象
D．全息照相是利用光的干涉現(xiàn)象
2．每年夏季，我國多地會出現(xiàn)如圖甲所示日暈現(xiàn)象．日暈是當(dāng)日光通過卷層云時，受到冰晶的折射或反射形成的．如圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光．下列說法正確的是（ ）
甲 乙
A．在冰晶中，b光的傳播速度比a光的傳播速度小
B．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距大
C．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角小
D．a(chǎn)光的頻率較大
3．對于熱學(xué)現(xiàn)象的相關(guān)認(rèn)識，下列說法正確的是（ ）
A．已知阿伏加德羅常數(shù)，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，能估算出氣體分子的體積
B．在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運動是布朗運動
C．0℃的物體中的分子不做無規(guī)則運動
D．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子在做無規(guī)則的熱運動
4．如圖所示，兩固定在絕緣水平面上的同心金屬圓環(huán)P、Q水平放置，圓環(huán)P中通有如圖所示的電流，以圖示方向為電流正方向，下列說法正確的是（ ）
A．T/4時刻，兩圓環(huán)相互排斥
B．T/2時刻，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流最大，受到的安培力最大
C．3T/4~T時間內(nèi)，圓環(huán)Q有收縮的趨勢
D．T/4~3T/4時間內(nèi)，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流始終沿逆時針方向
5．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子從X3處靜止釋放后僅在分子間相互作用力下沿著x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能最小值-E0，若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是（ ）
A．乙分子在x2時，加速度最大
B．甲乙分子的最小距離一定等于x1
C．乙分子在x1時，其動能最大
D．乙分子在x2時，動能大于E0
6．如圖所示，直角三角形ABC是一足夠大玻璃棱鏡的截面，其中∠A=30°，斜邊AB=L,D、E是AB和AC的中點．在E點放置一個點光源，照射到D點的光線從D點射出后與DB成45°角，不考慮二次反射，若AB邊所在的三棱鏡斜面被照亮部分為一個圓面，則該圓面的面積為（ ）
A．14πL2B．34πL2C．316πL2D．364πL2
7．如圖甲所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd與水平面成θ=30°固定，導(dǎo)軌間距離為L=1m，電阻不計，一個阻值為R0的定值電阻與可變電阻并聯(lián)接在兩金屬導(dǎo)軌的上端，整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，磁感應(yīng)強度大小為B=1T．現(xiàn)將一質(zhì)量為m、不計電阻的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好，且始終與導(dǎo)軌保持垂直，改變可變電阻的阻值R，測定金屬棒的最大速度vm，得到1vm-1R的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2．則下列說法正確的是（ ）
圖甲 圖乙
A．金屬棒的質(zhì)量m=1kgB．金屬棒的質(zhì)量m=2kg
C．定值電阻R0=2ΩD．定值電阻R0=4Ω
8．如圖甲所示為一可調(diào)壓式自耦變壓器，線圈AB均勻繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，撥動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．圖中變壓器視為理想變壓器，兩電表均為理想交流電表，R1=8Ω、R2=5Ω．R3為總阻值為10Ω的滑動變阻器．現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，下列說法正確的是（ ）
甲 乙
A．當(dāng)變壓器滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時，電流表，電壓表示數(shù)均變大
B．當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向上滑動時，電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)變小
C．若電壓表與電流表示數(shù)分別是5V和1A，變壓器原副線圈匝數(shù)比為12:7
D．若變壓器滑動觸頭P撥至PB間線圈匝數(shù)是AB間線圈匝數(shù)的一半的位置，電壓表示數(shù)是18V
9．一塊三棱柱玻璃磚的橫截面為等腰直角三角形，如圖所示，AC邊長為L=603cm,∠B=90°，該玻璃磚對紅光的折射率為n=2．一束平行于AC邊的紅光從AB邊上的某點O（未畫出）射入玻璃磚，并恰能射到AC邊的中點D，不考慮光在BC邊上的反射，光速c=3×108m/s．則下列說法正確的是（ ）
A．從玻璃磚射出的紅光將不再與AC邊平行
B．紅光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間為4×10-9s
C．只將紅光改為紫光，紫光會從AC邊射出玻璃磚
D．只將O向上平移，經(jīng)AB邊折射的光線直線射到BC邊一定發(fā)生全反射
10．如圖1所示，間距為L的兩足夠長平行光滑導(dǎo)軌處于豎直固定狀態(tài)，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌頂端連接阻值為R的定值電阻．質(zhì)量為m、接入電路電阻也為R的金屬桿垂直接觸導(dǎo)軌，讓金屬桿由靜止開始下落，同時給金屬桿施加豎直方向的拉力，使金屬桿運動的速度v與運動位移x的關(guān)系如圖2所示，當(dāng)金屬桿運動x0距離時撤去外力，金屬桿恰能勻速運動．已知重力加速度大小為g，金屬桿在運動的過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則金屬桿運動x0距離的過程中（ ）
圖1 圖2
A．金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動
B．金屬桿克服安培力做的功為12mgx0
C．金屬桿受到的安培力的沖量大小為B2L2x02R
D．通過定值電阻的電量為BLx02R
二、非選擇題：本題共5小題，共54分．
11．（1）某同學(xué)用插針法測定一長方體玻璃磚的折射率．操作步驟如下：
①在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2；
②在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像；
③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa'和bb'；
④取下玻璃磚、大頭針，在白紙上描出光線的徑跡，量出入射角i和折射角r，計算出折射率；
⑤改變?nèi)肷浣牵貜?fù)上述過程，求出多組折射率并取其平均值．
（a）以上步驟中有錯誤或不妥之處的是 （填步驟前序號）．
（b）為了減小實驗誤差，實驗時的正確操作是 ．
A．入射角應(yīng)盡量小些
B．玻璃磚的寬度宜小一些
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上
D．大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)小些
（C）該同學(xué)在畫界面時，不小心將兩界面aa'、bb'間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖所示，則他測得折射率 （選填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（2）用油膜法估測油酸分子大小時，下列操作會導(dǎo)致測量值偏小的是____
A．灑痱子粉時，痱子粉在水面上鋪的太厚
B．配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了
C．計算油膜面積時，把不到半格的油膜也記為一格
D．測量1ml溶液總滴數(shù)時，誤將61滴溶液計為60滴
（3）某學(xué)習(xí)小組用如圖（a）所示的雙縫干涉實驗裝置測量光的波長．請根據(jù)提示完成下列問題：
圖（a） 圖（b）
①若取下濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中
A．觀察不到干涉條紋
B．可觀察到明暗相間的白色條紋
C．可觀察到彩色條紋
②實驗中，選用綠色濾光片測量綠光波長，測得雙縫間的距離d=0.5mm，雙縫與屏之間的距離L=0.850m．當(dāng)分劃板的中心刻線與第1條亮條紋的中心對齊時，手輪上讀數(shù)為9.449mm，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃線向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板的中心刻線與第6條亮條紋的中心對齊時，手輪上示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為 mm，由以上數(shù)據(jù)求得綠光的波長為 m（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
12．有一額定電壓為2.8V，額定功率0.56W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個小燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用：
A．電壓表（量程0~3V內(nèi)阻約6kΩ）
B．電壓表（量程0~6V，內(nèi)阻約20kΩ）
C．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
D．電流表（量程0~200mA，內(nèi)阻約20kΩ）
E．滑動變阻器（最大電阻10Ω，允許最大電流2A）
F．滑動變阻器（最大電阻200Ω，允許最大電流150mA）
G．三節(jié)干電池（電動勢約為4.5V）
H．電鍵、導(dǎo)線若干
（1）為提高實驗的精確程度，電壓表應(yīng)選用 ；電流表應(yīng)選用 ；滑動變阻器應(yīng)選用 ；（以上均填器材前的序號）
（2）請在虛線框內(nèi)畫出描繪小燈泡伏安特性曲線的電路圖 ；
（3）通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，某同學(xué)將一電源（電動勢E=2V，內(nèi)阻r=5Ω）與此小燈泡直接連接時，小燈泡的實際功率是 W（保留兩位有效數(shù)字）．
13．人工鋯石的折射率介于普通玻璃和鉆石之間，通常用來代替鉆石做成“物美價廉”的飾品?，F(xiàn)有一塊等腰三棱鏡形狀的人工鋯石材料，如圖所示。已知AB=BC=a，∠B=120°，一束激光垂直于AB邊由D點入射，BD=14a，在AC面上恰能發(fā)生全反射，并由BC面的E點（圖中未畫出）射出，已知光在真空中的速度大小為c，求：
（1）該人工鋯石的折射率n；
（2）光在該人工鋯石中的傳播速度大??；
（3）激光在材料中由D到E的傳播時間t。
14．如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，電阻為r，外電路的電阻為R,ab的中點和cd的中點的連線OO'恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動，求：
（1）線圈轉(zhuǎn)過一周過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；
（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量；
（3）線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．
15．如圖甲所示，間距L=1m的足夠長“U”型傾斜導(dǎo)軌傾角θ=37°，頂端連一電阻R=1Ω；虛線MN的左側(cè)一面積S=0.6m2的圓形區(qū)域存在勻強磁場，磁場方向垂直于斜面向下，磁感應(yīng)強度B大小隨時間t變化如圖乙所示；虛線MN的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強度為B1=1T勻強磁場．一長也為L=1m，電阻r=1Ω的金屬棒ab在虛線MN右側(cè)靠近MN，與導(dǎo)軌垂直放置，在t=0至t=1s，金屬棒ab恰好靜止，之后，開始沿導(dǎo)軌下滑，經(jīng)過足夠長的距離到達位置EF，且在到達EF前速度已經(jīng)穩(wěn)定，最后停止在導(dǎo)軌上某處．已知EF左側(cè)導(dǎo)軌均光滑，EF右側(cè)導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)μ=0.75,g取10m/s2，不計導(dǎo)軌電阻與其他阻力，sin37°=0.6,cs37°=0.8．求：
圖甲 圖乙
（1）t=0至t=1s內(nèi)流過電阻R的電流和金屬棒ab的質(zhì)量；
（2）金屬棒ab到達EF時速度的大??；
（3）金屬棒ab通過EF后通過電阻R的電荷量．
答案解析部分
四川省成都市成華區(qū)成都市實驗中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題
一、選擇題：本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．
1．下列說法中正確的是（ ）
A．用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息，這其中應(yīng)用了光的干涉
B．通過兩支夾緊的筆桿縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
C．光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的偏振現(xiàn)象
D．全息照相是利用光的干涉現(xiàn)象
【答案】D
【知識點】光的干涉；生活中的光現(xiàn)象
【解析】【解答】A. 通過光導(dǎo)纖維傳送圖像信息，這其中應(yīng)用了光的全反射原理，A不符合題意；
B. 通過兩支夾緊的筆桿縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀察到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，B不符合題意；
C. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，C不符合題意；
D. 全息照相是利用光的干涉現(xiàn)象，D符合題意，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】根據(jù)生活中的光現(xiàn)象，結(jié)合光的衍射、衍射原理可得出結(jié)論。
2．每年夏季，我國多地會出現(xiàn)如圖甲所示日暈現(xiàn)象．日暈是當(dāng)日光通過卷層云時，受到冰晶的折射或反射形成的．如圖乙所示為一束太陽光射到六角形冰晶時的光路圖，a、b為其折射出的光線中的兩種單色光．下列說法正確的是（ ）
甲 乙
A．在冰晶中，b光的傳播速度比a光的傳播速度小
B．通過同一裝置發(fā)生雙縫干涉，b光的相鄰亮條紋間距大
C．從同種玻璃射入空氣發(fā)生全反射時，a光的臨界角小
D．a(chǎn)光的頻率較大
【答案】A
【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】A. 由圖乙可知，光線a的偏折程度要小于光線a的偏折程度，故折射率
nb>na
由
n=cv
可知
vbna
故a光的臨界角更大，C不符合題意；
D. b光的折射率更大，頻率較大，D不符合題意。
故答案為：A。
【分析】根據(jù)光線的偏折程度可得出折射率的大小，利用折射率與頻率、臨界角的關(guān)系可得出結(jié)論。
3．對于熱學(xué)現(xiàn)象的相關(guān)認(rèn)識，下列說法正確的是（ ）
A．已知阿伏加德羅常數(shù)，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，能估算出氣體分子的體積
B．在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運動是布朗運動
C．0℃的物體中的分子不做無規(guī)則運動
D．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子在做無規(guī)則的熱運動
【答案】D
【知識點】分子動理論的基本內(nèi)容；布朗運動
【解析】【解答】A. 已知阿伏加德羅常數(shù)，氣體的摩爾質(zhì)量和密度，能估算出氣體分子所占空間的體積大小，或分子間的距離，不能夠估算分子的大小，A不符合題意；
B. 在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運動不是空氣分子撞擊的結(jié)果，不是布朗運動，B不符合題意；
C. 分子都在永不停歇的做無規(guī)則運動，0℃的物體分子也在做不規(guī)則運動，C不符合題意；
D. 存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子在做無規(guī)則的熱運動，D符合題意。
故答案為：D。
【分析】根據(jù)分子熱運動的特點，結(jié)合生活中的熱學(xué)現(xiàn)象可得出結(jié)論。
4．如圖所示，兩固定在絕緣水平面上的同心金屬圓環(huán)P、Q水平放置，圓環(huán)P中通有如圖所示的電流，以圖示方向為電流正方向，下列說法正確的是（ ）
A．T/4時刻，兩圓環(huán)相互排斥
B．T/2時刻，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流最大，受到的安培力最大
C．3T/4~T時間內(nèi)，圓環(huán)Q有收縮的趨勢
D．T/4~3T/4時間內(nèi)，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流始終沿逆時針方向
【答案】C
【知識點】法拉第電磁感應(yīng)定律
【解析】【解答】A. T4時刻，正向電流減小，圓環(huán)Q內(nèi)的磁通量向下的減小，故圓環(huán)Q中產(chǎn)生正方向電流，同向電流相互吸引，A不符合題意；
B. T2時刻，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流最大，但磁場為零，故線圈Q不會受到安培力的大小，B不符合題意；
C. 3T4~T 時間內(nèi)，負(fù)向電流減小，圓環(huán)Q內(nèi)的磁通量向上的減小，故圓環(huán)Q中產(chǎn)生負(fù)向電流，同向電流相互吸引，圓環(huán)Q有收縮的趨勢，C符合題意；
D. T4~34T，圓環(huán)Q中感應(yīng)電流始終沿順時針方向，D不符合題意。
故答案為：C
【分析】根據(jù)楞次定律可判斷感應(yīng)電流的方向，結(jié)合左手定則可判斷安培力的方向。
5．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子從X3處靜止釋放后僅在分子間相互作用力下沿著x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能最小值-E0，若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是（ ）
A．乙分子在x2時，加速度最大
B．甲乙分子的最小距離一定等于x1
C．乙分子在x1時，其動能最大
D．乙分子在x2時，動能大于E0
【答案】B
【知識點】分子間的作用力；分子動能；分子勢能
【解析】【解答】A. 乙分子在x2時，勢能最低，分子力為零，故加速度為零，A不符合題意；
B. 乙分子從x3靜止釋放，兩分子具有的總能量為0，由能量守恒定律可知，乙分子再次靜止時勢能為零，故乙分子在x1靜止，故甲乙分子的最小距離一定等于x1，B符合題意；
C. 乙分子在x1處靜止，故動能最小，C不符合題意；
D. 乙分子在x2時勢能為-E0，由于兩分子所具有的總能量為0，故動能等于E0，D不符合題意。
故答案為：B
【分析】根據(jù)分子間作用力隨距離變化的特點，結(jié)合分子間勢能的大小可得出結(jié)論。
6．如圖所示，直角三角形ABC是一足夠大玻璃棱鏡的截面，其中∠A=30°，斜邊AB=L,D、E是AB和AC的中點．在E點放置一個點光源，照射到D點的光線從D點射出后與DB成45°角，不考慮二次反射，若AB邊所在的三棱鏡斜面被照亮部分為一個圓面，則該圓面的面積為（ ）
A．14πL2B．34πL2C．316πL2D．364πL2
【答案】D
【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】ABCD. 光線從AB邊射出，故玻璃的折射率為
n=sin45°sin30°=2
由
sinC=1n=22
可知臨界角
C=45°
設(shè)光線在AD邊恰好在F點發(fā)生全反射，在BD邊恰好在G點發(fā)生全反射，根據(jù)正弦定理有
EFsin60°=DEsin45°
又有
FG=2EF
可得
FG=34L
則該圓面的面積為
S=π34L22=364πL2
D符合題意，ABC不符合題意。
故答案為：D。
【分析】根據(jù)折射定律與全反射的關(guān)系式可得出折射率和臨界角的大小，結(jié)合光路圖的幾何關(guān)系可得出結(jié)論。
7．如圖甲所示，兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd與水平面成θ=30°固定，導(dǎo)軌間距離為L=1m，電阻不計，一個阻值為R0的定值電阻與可變電阻并聯(lián)接在兩金屬導(dǎo)軌的上端，整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度方向與導(dǎo)軌所在平面垂直，磁感應(yīng)強度大小為B=1T．現(xiàn)將一質(zhì)量為m、不計電阻的金屬棒MN從圖示位置由靜止開始釋放，金屬棒下滑過程中與導(dǎo)軌接觸良好，且始終與導(dǎo)軌保持垂直，改變可變電阻的阻值R，測定金屬棒的最大速度vm，得到1vm-1R的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2．則下列說法正確的是（ ）
圖甲 圖乙
A．金屬棒的質(zhì)量m=1kgB．金屬棒的質(zhì)量m=2kg
C．定值電阻R0=2ΩD．定值電阻R0=4Ω
【答案】C
【知識點】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的電路類問題
【解析】【解答】當(dāng)導(dǎo)體棒以最大速度向下滑動時，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為
E=BLvm
由閉合電路歐姆定律有
E=I·RR0R+R0
此時棒受力平衡，有
BIL=mgsin30°
聯(lián)立可得
1vm=B2L2mgsin30°·1R+B2L2mgsin30°·1R0
結(jié)合圖像可知
B2L2mgsin30°=1B2L2mgsin30°·1R0=0.5
解得
m=0.2kg，R0=2Ω
C符合題意，ABD不符合題意。
故答案為：C。
【分析】根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢得表達式，結(jié)合閉合電路歐姆定律可得出圖像表達式，進而可得出結(jié)論。
8．如圖甲所示為一可調(diào)壓式自耦變壓器，線圈AB均勻繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，撥動滑動觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓．圖中變壓器視為理想變壓器，兩電表均為理想交流電表，R1=8Ω、R2=5Ω．R3為總阻值為10Ω的滑動變阻器．現(xiàn)在CD兩端輸入圖乙所示正弦式交流電，下列說法正確的是（ ）
甲 乙
A．當(dāng)變壓器滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時，電流表，電壓表示數(shù)均變大
B．當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向上滑動時，電壓表讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)變小
C．若電壓表與電流表示數(shù)分別是5V和1A，變壓器原副線圈匝數(shù)比為12:7
D．若變壓器滑動觸頭P撥至PB間線圈匝數(shù)是AB間線圈匝數(shù)的一半的位置，電壓表示數(shù)是18V
【答案】B,C
【知識點】變壓器原理；交變電流的圖像與函數(shù)表達式
【解析】【解答】A. 當(dāng)變壓器滑動觸頭P逆時針轉(zhuǎn)動時，副線圈匝數(shù)增大，故MN兩端輸入電壓增大，干路電流增大，則R1兩端電壓增大，A符合題意；
B. 滑動變阻器觸頭向上滑動時，電阻增大，電流減小，電流表示數(shù)減小，MN兩端電壓不變，由于R1兩端電壓減小，故電壓表示數(shù)增大，B不符合題意；
C. 若電壓表示數(shù)為5V，電流表示數(shù)為1A，則MN干路電流
I=IA+UR2=2A
MN兩端電壓為
UMN=U+IR1=21V
由圖乙可知輸入電壓為
UAB=36V
匝數(shù)之比
nABnMN=UABUMN=12:7
C符合題意；
D. 若變壓器滑動觸頭P撥至PB間線圈匝數(shù)是AB間線圈匝數(shù)的一半的位置時，MN兩端的電壓
UMN=UAB·nMNnAB=18V
則電壓表示數(shù)不等于18V，D不符合題意。
故答案為：BC。
【分析】根據(jù)變壓器的原理，結(jié)合電路結(jié)構(gòu)，可得出電壓和電流的大小及其變化。
9．一塊三棱柱玻璃磚的橫截面為等腰直角三角形，如圖所示，AC邊長為L=603cm,∠B=90°，該玻璃磚對紅光的折射率為n=2．一束平行于AC邊的紅光從AB邊上的某點O（未畫出）射入玻璃磚，并恰能射到AC邊的中點D，不考慮光在BC邊上的反射，光速c=3×108m/s．則下列說法正確的是（ ）
A．從玻璃磚射出的紅光將不再與AC邊平行
B．紅光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間為4×10-9s
C．只將紅光改為紫光，紫光會從AC邊射出玻璃磚
D．只將O向上平移，經(jīng)AB邊折射的光線直線射到BC邊一定發(fā)生全反射
【答案】B,D
【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】AC. 根據(jù)幾何關(guān)系可知紅光在AB邊的入射角為45°，由
n=sin45°sinθ1
可得
θ1=30°
而紅光的頻率小于紫光，故紫光的折射率更大，在AB邊的折射角更小，有幾何關(guān)系可知紅光和紫光在AC邊的入射角都大于45°，由
sinC=1n
可得
C=45°
故兩光均會在AC邊發(fā)生全反射，根據(jù)光路可逆原理可知，在BC邊的出射光均與AC邊平行，AC不符合題意；
B. 已知紅光在AB邊上的入射點為O，由正弦定理可得
ODsin45°=ADsin90°+30°
又
v=cn
故紅光在玻璃磚內(nèi)傳播時間為
t=2ODv=4×10-9s
B符合題意；
D. 經(jīng)AB邊折射的光線直線射到BC邊時，在AB邊的折射角為30°，又幾何關(guān)系可知，在BC邊的入射角為60°，大于臨界角，一定發(fā)生全反射，D符合題意。
故答案為：BD。
【分析】根據(jù)折射定律，結(jié)合幾何關(guān)系可得出光路圖，利用折射率與全反射的關(guān)系式可得出結(jié)論。
10．如圖1所示，間距為L的兩足夠長平行光滑導(dǎo)軌處于豎直固定狀態(tài)，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)軌頂端連接阻值為R的定值電阻．質(zhì)量為m、接入電路電阻也為R的金屬桿垂直接觸導(dǎo)軌，讓金屬桿由靜止開始下落，同時給金屬桿施加豎直方向的拉力，使金屬桿運動的速度v與運動位移x的關(guān)系如圖2所示，當(dāng)金屬桿運動x0距離時撤去外力，金屬桿恰能勻速運動．已知重力加速度大小為g，金屬桿在運動的過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則金屬桿運動x0距離的過程中（ ）
圖1 圖2
A．金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動
B．金屬桿克服安培力做的功為12mgx0
C．金屬桿受到的安培力的沖量大小為B2L2x02R
D．通過定值電阻的電量為BLx02R
【答案】B,C,D
【知識點】導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題；電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【解答】A. 若金屬桿做初速度為零的勻加速直線運動，則速度與位移關(guān)系式為
v2=2ax
可知
v=2ax
結(jié)合圖2，明顯金屬桿不做初速度為零的勻加速直線運動，A不符合題意；
B. 設(shè)金屬桿的速度為v，最大速度為v'，金屬桿切割磁感線產(chǎn)生電動勢
E=BLv
電路中電流
I=E2R
安培力大小
F=BLv
聯(lián)立可知安培力的大小
F=BIL=B2L2v2R
安培力做功為
W=Fx=B2L2v2Rx=B2L22R·12v'x0
當(dāng)撤去拉力時金屬桿做勻速運動，則
mg=B2L2v'2R
聯(lián)立可得
W=12mgx0
B符合題意；
C. 由題可知，通過定值電阻的電量為
q=It=?Φ2R=BLx02R
則安培力的沖量
I=BILt=B2L2x02R
D符合題意。
故答案為：BCD。
【分析】根據(jù)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達式，結(jié)合歐姆定律可得出安培力的表達式，進而可得出做功的大小。
二、非選擇題：本題共5小題，共54分．
11．（1）某同學(xué)用插針法測定一長方體玻璃磚的折射率．操作步驟如下：
①在白紙上放好玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2；
②在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像；
③用鉛筆環(huán)繞玻璃磚畫出邊界aa'和bb'；
④取下玻璃磚、大頭針，在白紙上描出光線的徑跡，量出入射角i和折射角r，計算出折射率；
⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)上述過程，求出多組折射率并取其平均值．
（a）以上步驟中有錯誤或不妥之處的是 （填步驟前序號）．
（b）為了減小實驗誤差，實驗時的正確操作是 ．
A．入射角應(yīng)盡量小些
B．玻璃磚的寬度宜小一些
C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上
D．大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)小些
（C）該同學(xué)在畫界面時，不小心將兩界面aa'、bb'間距畫得比玻璃磚寬度大些，如圖所示，則他測得折射率 （選填“偏大”“偏小”或“不變”）．
（2）用油膜法估測油酸分子大小時，下列操作會導(dǎo)致測量值偏小的是____
A．灑痱子粉時，痱子粉在水面上鋪的太厚
B．配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了
C．計算油膜面積時，把不到半格的油膜也記為一格
D．測量1ml溶液總滴數(shù)時，誤將61滴溶液計為60滴
（3）某學(xué)習(xí)小組用如圖（a）所示的雙縫干涉實驗裝置測量光的波長．請根據(jù)提示完成下列問題：
圖（a） 圖（b）
①若取下濾光片，其他實驗條件不變，則在目鏡中
A．觀察不到干涉條紋
B．可觀察到明暗相間的白色條紋
C．可觀察到彩色條紋
②實驗中，選用綠色濾光片測量綠光波長，測得雙縫間的距離d=0.5mm，雙縫與屏之間的距離L=0.850m．當(dāng)分劃板的中心刻線與第1條亮條紋的中心對齊時，手輪上讀數(shù)為9.449mm，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃線向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板的中心刻線與第6條亮條紋的中心對齊時，手輪上示數(shù)如圖（b）所示，其讀數(shù)為 mm，由以上數(shù)據(jù)求得綠光的波長為 m（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
【答案】（1）③；C；偏小
（2）C
（3）C；13.870；5.20×10-7
【知識點】測定玻璃的折射率；用雙縫干涉測光波的波長；用油膜法估測油酸分子的大小
【解析】【解答】（1） （a） 在步驟 ③ 中，應(yīng)該在玻璃兩側(cè)分別描兩個點，然后移開玻璃，接著分別過兩點做出邊界aa'和bb'，故選 ③ 。
（b） A. 為減小實驗誤差，入射角應(yīng)適當(dāng)大一些，A不符合題意；
B. 玻璃磚的寬度應(yīng)適當(dāng)寬一些，減小實驗誤差，B不符合題意；
C. 為了使大頭針擋住前面大頭針的像，大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上，C符合題意；
D. 為了減小實驗誤差， 大頭針P1、P2及P3、P4之間的距離應(yīng)適當(dāng)小些 ，D不符合題意。
故答案為：C
（c）玻璃磚地寬度過大，導(dǎo)致折射角的測量值偏大，入射角沒有誤差，由
n=sinisinr
可知，測得的折射率將偏小；
（2）A. 灑痱子粉時，痱子粉在水面上鋪的太厚 ，導(dǎo)致油酸膜未能全部展開，導(dǎo)致面積偏小，由
d=VS
故直徑測量值偏大，A不符合題意；
B. 配制油酸酒精溶液時，不小心把酒精倒多了 ，會導(dǎo)致油酸酒精溶液的實際濃度比計算小一些，測量體積偏大，直徑偏大，B不符合題意；
C. 計算油膜面積時，把不到半格的油膜也記為一格，造成面積偏大，故直徑測量值偏小，C符合題意；
D. 測量1ml溶液總滴數(shù)時，誤將61滴溶液計為60滴，導(dǎo)致計算1滴純油酸體積偏大，故直徑測量值偏大，D不符合題意。
故答案為：C
（3） ①若取下濾波片，則通過雙縫的光不再是單色光，白光是復(fù)色光，因此在其他實驗條件不變的情況下， 在目鏡中將觀察到彩色條紋；
故選C。
② 由圖可知螺旋測微器讀讀數(shù)為
13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm
由題可知
?x=x6-x15=13.870-9.4495=0.8842mm
根據(jù)
?x=Ldλ
可得
λ=?xdL=0.8842×10-3×0.5×10-30.850=5.20×10-7m
【分析】（1）根據(jù)光的折射定律，結(jié)合入射角折射角的測量原理可得出實驗步驟的可行性；（2）利用油酸分子直徑表達式，結(jié)合實驗步驟可得出結(jié)論；（3）利用雙縫干涉條紋間距表達式可得出結(jié)論。
12．有一額定電壓為2.8V，額定功率0.56W的小燈泡，現(xiàn)要用伏安法描繪這個小燈泡的伏安特性曲線，有下列器材可供選用：
A．電壓表（量程0~3V內(nèi)阻約6kΩ）
B．電壓表（量程0~6V，內(nèi)阻約20kΩ）
C．電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.5Ω）
D．電流表（量程0~200mA，內(nèi)阻約20kΩ）
E．滑動變阻器（最大電阻10Ω，允許最大電流2A）
F．滑動變阻器（最大電阻200Ω，允許最大電流150mA）
G．三節(jié)干電池（電動勢約為4.5V）
H．電鍵、導(dǎo)線若干
（1）為提高實驗的精確程度，電壓表應(yīng)選用 ；電流表應(yīng)選用 ；滑動變阻器應(yīng)選用 ；（以上均填器材前的序號）
（2）請在虛線框內(nèi)畫出描繪小燈泡伏安特性曲線的電路圖 ；
（3）通過實驗描繪出小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，某同學(xué)將一電源（電動勢E=2V，內(nèi)阻r=5Ω）與此小燈泡直接連接時，小燈泡的實際功率是 W（保留兩位有效數(shù)字）．
【答案】（1）A；D；E
（2）
（3）0.18（0.16-0.20范圍內(nèi)均給對）
【知識點】描繪小燈泡的伏安特性曲線
【解析】【解答】（1）由題可知燈泡額定電壓為2.8V，故選用0~3V的電壓表合適，故選A；
額定電流
I=PU=0.2A
為了讀數(shù)更加精確，選取0~200mA的電流表，故選D；
描繪燈泡的伏安特性曲線需要電壓從0開始，故電路需要使用分壓式結(jié)構(gòu)，選取額定電流大的滑動變阻器，故選擇E；
（2）燈泡電阻為
R=U2P=14Ω
可知
RVRA=20kΩ>R
故使用電流表的外接法，實驗電路設(shè)計如圖所示
（3）可知電源電動勢E=2V，r=5Ω，由
E=U+Ir
可知
I=-15U+25
將其作圖在I-U圖像中可得交點對應(yīng)電壓、電流的值約為1.22V，0.145A，故實際功率為P=UI≈0.18W
【分析】（1）根據(jù)燈泡的額定電壓和額定電流的數(shù)值可選取合適量程的電表；（2）根據(jù)電壓表、電流表與燈泡電阻的大小關(guān)系可得出電流表的接法。
13．人工鋯石的折射率介于普通玻璃和鉆石之間，通常用來代替鉆石做成“物美價廉”的飾品?，F(xiàn)有一塊等腰三棱鏡形狀的人工鋯石材料，如圖所示。已知AB=BC=a，∠B=120°，一束激光垂直于AB邊由D點入射，BD=14a，在AC面上恰能發(fā)生全反射，并由BC面的E點（圖中未畫出）射出，已知光在真空中的速度大小為c，求：
（1）該人工鋯石的折射率n；
（2）光在該人工鋯石中的傳播速度大??；
（3）激光在材料中由D到E的傳播時間t。
【答案】（1）解：光路圖如圖所示
有幾何分析可知，全反射角為C=30°
則n=1sin30°=2
（2）解：光在該人工鋯石中的傳播速度大小v=cn=c2
（3）解：根據(jù)幾何關(guān)系可知AC=sin120°sin30°a=3a
2(DF+EF)=AC
所以DF=EF=3a4
所以運動時間t=2×3a4c2=3ac
【知識點】光的全反射；光的直線傳播；光的折射及折射定律
【解析】【分析】（1）根據(jù)光在人工鋯石中的光路圖，利用幾何關(guān)系得出全反射的臨界角，結(jié)合全反射臨界角的正弦值和折射率的關(guān)系得出人工鋯石的折射率 ；
（2）根據(jù)灌溉介質(zhì)中傳播的距離和折射率的關(guān)系得出光在該人工鋯石中的傳播速度；
（3）根據(jù)幾何關(guān)系以及光的直線傳播得出激光在材料中由D到E的傳播時間 。
14．如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，電阻為r，外電路的電阻為R,ab的中點和cd的中點的連線OO'恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動，求：
（1）線圈轉(zhuǎn)過一周過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值；
（2）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量；
（3）線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q．
【答案】（1）解：當(dāng)線圈與磁場平行時感應(yīng)電動勢最大，最大值為Em=NBSω=12BL2ω
（2）解：線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，穿過線圈磁通量的變化量大小為
ΔΦ=2BS=2B12L2=BL2
線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q=ΔΦR+r=BL2R+r
（3）解：感應(yīng)電動勢的有效值為E=22Em=22×12BL2ω=24BL2ω
感應(yīng)電流有效值為I=ER+r
電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2RT其中T=2πω
線圈轉(zhuǎn)動周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=πB2L4Rω4(r+R)2
【知識點】法拉第電磁感應(yīng)定律；電磁感應(yīng)中的電路類問題；電磁感應(yīng)中的能量類問題
【解析】【分析】（1）利用線圈轉(zhuǎn)動切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的表達式可得出電動勢的最大值；（2）根據(jù)線圈轉(zhuǎn)過的角度可得出磁通量的變化量大小，利用電荷量的表達式可得出結(jié)論；（3）利用感應(yīng)電動勢的有效值可得出電流的有效值，根據(jù)焦耳定律可得出電阻產(chǎn)生的熱量大小。
15．如圖甲所示，間距L=1m的足夠長“U”型傾斜導(dǎo)軌傾角θ=37°，頂端連一電阻R=1Ω；虛線MN的左側(cè)一面積S=0.6m2的圓形區(qū)域存在勻強磁場，磁場方向垂直于斜面向下，磁感應(yīng)強度B大小隨時間t變化如圖乙所示；虛線MN的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直于斜面向下、磁感應(yīng)強度為B1=1T勻強磁場．一長也為L=1m，電阻r=1Ω的金屬棒ab在虛線MN右側(cè)靠近MN，與導(dǎo)軌垂直放置，在t=0至t=1s，金屬棒ab恰好靜止，之后，開始沿導(dǎo)軌下滑，經(jīng)過足夠長的距離到達位置EF，且在到達EF前速度已經(jīng)穩(wěn)定，最后停止在導(dǎo)軌上某處．已知EF左側(cè)導(dǎo)軌均光滑，EF右側(cè)導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)μ=0.75,g取10m/s2，不計導(dǎo)軌電阻與其他阻力，sin37°=0.6,cs37°=0.8．求：
圖甲 圖乙
（1）t=0至t=1s內(nèi)流過電阻R的電流和金屬棒ab的質(zhì)量；
（2）金屬棒ab到達EF時速度的大小；
（3）金屬棒ab通過EF后通過電阻R的電荷量．
【答案】（1）解：在t=0至t=1s，回路感應(yīng)電動勢為E1，流過電阻R的電流為I1，則
E1=ΔφΔt=ΔBSΔt=ΔBΔtS
又I1=E1R+r
解得E1=0.6V,I1=0.3A
金屬棒ab恰好靜止，設(shè)金屬棒ab的質(zhì)量為m，有mgsinθ=B1I1L
解得m=0.05kg
（2）解：設(shè)金屬棒ab到達EF時速度的大小為v1，有B12L2v1R+r=mgsinθ
解得v1=0.6m/s
（3）解：EF右側(cè)導(dǎo)軌與金屬棒間的動摩擦因數(shù)μ=0.75,sin37°=0.6,cs37°=0.8，則有
mgsinθ=μmgcsθ
所以金屬棒ab通過EF后，受到的合外力等于安培力．
設(shè)流過電阻R的平均電流為I2，安培力平均大小是F1，時間是t1，通過電阻R的電荷量為q，則由動量定理F1t1=mv1
又F1=B1I2Lq=I2t
則有B1qL=mv1
解得q=0.03C
【知識點】受力分析的應(yīng)用；共點力的平衡；導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢；電磁感應(yīng)中的動力學(xué)問題
【解析】【分析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，結(jié)合磁場隨時間變化圖線可得出電動勢和電流的大小，利用受力分析和安培力的表達式可得出結(jié)論；（2）根據(jù)安培力的表達式，結(jié)合受力平衡可得出速度的帶大??；（3）利用動量定理可得出通過電阻的電荷量的大小。

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