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廣東省湛江市2023-2024學年高二上學期1月期末調研物理試題
1．（2023高二上·湛江月考）如圖所示為水平彈簧振子，不計一切阻力，小球在BC之間做簡諧運動，當小球位于O點時，彈簧處于原長。在小球從C點運動到O點的過程中（　?。?br/>A．小球的動能不斷減小 B．小球所受回復力不斷增大
C．小球的加速度不斷增大 D．彈簧的彈性勢能不斷減小
【答案】D
【知識點】單擺及其回復力與周期；簡諧運動；簡諧運動的回復力和能量
【解析】【解答】在小球從C點運動到O點即平衡位置的過程中，位移逐漸減小，速度逐漸增大，即動能逐漸增大；加速度逐漸減小，回復力減小，彈性勢能減小，故D正確，ABC錯誤。
故答案為：D。
【分析】根據彈簧振子的運動情況分析每一個變量的變化。
2．（2023高二上·湛江月考）如圖所示，將一根同種材料、粗細均勻的導體圍成半徑為R的閉合線圈，固定在垂直線圈平面、磁感應強度為B的勻強磁場中（未畫出）。C、D兩點將線圈分為上、下兩部分，且C、D兩點間上方部分的線圈所對應的圓心角為120°?，F有大小為I的恒定電流自C點流入、D點流出，則閉合線圈受到的安培力大小為（　?。?br/>A．BIR B．BIR C．BIR D．0
【答案】A
【知識點】安培力
【解析】【解答】根據幾何關系可知，CD之間的直線距離為
根據可得
故A正確，BCD錯誤。
故答案為：A。
【分析】先求出CD之間的直線距離，線圈的上下部分并聯，根據左手定則可知，兩部分線圈的安培力方向相同，再根據公式計算。
3．（2023高二上·湛江月考）光學材料在科學技術、生產和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（　?。?br/>A．光學鏡頭上的增透膜是利用光的折射現象
B．在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象
C．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象
D．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現象
【答案】B
【知識點】光導纖維及其應用；薄膜干涉；光的偏振現象
【解析】【解答】A．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象，故A錯誤；
B．在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象，故B正確；
C．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象，故C錯誤；
D．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的色散，故D錯誤。
故答案為：B。
【分析】檢查光學平面的平整程度、增透膜是利用光的干涉現象；
光導纖維利用全反射原理；
三棱鏡觀察白光利用光的色散。
4．（2023高二上·湛江月考）當帶電的云層離地面較近時，云層和地面形成一個巨型電容器，它們之間會形成一個強電場，若云層帶電量一定，將云層底面及地面始終看作平整的平面，則（　?。?br/>A．當云層底面積增大時，該電容器的電容將增大
B．當云層向下靠近地面時，該電容器的電容將減小
C．當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電勢差將增大
D．當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電場強度將增大
【答案】A
【知識點】電容器及其應用；電場強度
【解析】【解答】AB、根據
可知當云層面積增大時，電容器電容增大；d減小，可得C增大，故A正確，B錯誤；
C、根據
可知，電荷量Q不變，故 由B可知，C增大，U減小，故C錯誤；
D、根據
，，
可得
則當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電場強度不變，故D錯誤。
故答案為：A。
【分析】根據進行判斷；
根據結合上述公式求解；
結合公式列出進行判斷。
5．（2023高二上·湛江月考）如圖，帶電量為Q的點電荷，固定在光滑絕緣的水平面上，帶等量異種電荷+q和q的小球分別固定在絕緣細棒的兩端，小球均可視為點電荷，現將細棒靜止放置在水平面上，Q、+q、q在同一條直線上，則細棒將（　?。?br/>A．不會移動 B．繞Q轉動 C．向左移動 D．向右移動
【答案】C
【知識點】庫侖定律；點電荷的電場
【解析】【解答】根據同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引；可知帶正電小球所受庫侖力水平向左，帶負電小球所受庫侖力向右，根據
由于帶正電小球距離Q近，故棒整體受到向左的合力，故細棒將向左移動，故C正確，ABD錯誤。
故答案為：C。
【分析】根據同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引，由于帶正電小球距離Q近，故棒整體受到向左的合力。
6．（2023高二上·湛江月考）“戰繩”是健身的一種流行項目，如圖（a）所示，健身者將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，可在繩中形成一列向右傳播的簡諧橫波，圖（b）是某一時刻繩子的波形圖，若健身者每秒鐘上下抖動繩頭1次，不考慮繩波傳播過程中的能量損失，則（　?。?br/>（a） （b）
A．該繩波的傳播速度為2m/s
B．該時刻質點P的振動方向沿y軸正方向
C．該時刻質點Q的振動速度比質點P的振動速度大
D．1s后質點P將向右移動4m
【答案】C
【知識點】機械波及其形成和傳播；橫波的圖象
【解析】【解答】A、 若健身者每秒鐘上下抖動繩頭1次， 可知周期為1s，由圖可知波長為4m，故該繩波的傳播速度為
故A錯誤；
B、根據上下坡規律可得該時刻質點P的振動方向沿y軸負方向，故B錯誤；
C、Q點在平衡位置，此時速度最大，故C正確；
D、質點只在平衡位置上下振動，不隨波運動，故D錯誤。
故答案為：C。
【分析】根據題意得出波長和周期，再根據公式計算；
根據上下坡規律求解；
平衡位置速度最大；
質點在平衡位置上下振動。
7．（2023高二上·湛江月考）反亥姆霍茲線圈是冷原子實驗室中的科研裝置，結構如圖所示。一對完全相同的圓形線圈共軸放置，O為裝置中心點，a、b、c、d點到O點的距離相等，直線dOb與線圈軸線重合，直線cOa與軸線垂直。現將兩線圈內通入大小相等且方向相反的電流，則（　?。?br/>A．兩線圈間為勻強磁場 B．O點的磁感應強度為零
C．a、c兩點的磁感應強度相同 D．b、d兩點的磁感應強度相同
【答案】B
【知識點】磁感應強度
【解析】【解答】ABD．根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，右側線圈產生的磁場在b、d點處的磁感應強度方向整體向左，左側線圈產生的磁場在兩處的磁感應強度方向整體向右，由于兩線圈內通入的電流大小相等，根據對稱性可知，兩線圈在O點產生的磁場的磁感應強度大小相等，方向相反，則O點的磁感應強度為零，根據對稱性結合磁場疊加可知，b、d兩點的磁感應強度大小相等，方向相反，即b、d兩點的磁感應強度不相同，可知兩線圈間的磁場不是勻強磁場，故AD錯誤，B正確；
C．根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，左側線圈在a點的磁場方向斜向右下方，在c點的磁場方向斜向右上方；右側線圈在a點的磁場方向斜向左下方，在c點的磁場方向斜向左上方，根據對稱性與磁場疊加可知，兩線圈在a、c兩點的磁感應強度大小相等，方向相反，故a、c兩點的磁感應強度不相同，故C錯誤。
故答案為：B。
【分析】根據安培定則結合對稱知識求解各點磁感應強度的大?。?br/>根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，再根據對稱性求解。
8．（2023高二上·湛江月考）如圖為回旋加速器工作原理示意圖。置于真空中的D形盒之間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可忽略。勻強磁場與盒面垂直，粒子在磁場中運動周期為TB，兩D形盒間的狹縫中的交變電壓周期為TE。若不考慮相對論效應和粒子重力的影響，則（　?。?br/>A．TB=TE B．TB=2TE
C．粒子從電場中獲得動能 D．粒子從磁場中獲得動能
【答案】A,C
【知識點】功能關系；洛倫茲力的計算
【解析】【解答】AB．粒子每運動半周，被電場加速一次，故粒子在磁場中的運動周期與兩D形盒間的狹縫中的交變電壓變化周期相等，即TB=TE
A符合題意，B不符合題意；
CD．電場力對粒子做正功，使粒子動能增大，即粒子從電場中獲得動能，洛倫茲力只改變粒子的運動方向，不對粒子做功，粒子沒有從磁場中獲得動能，C符合題意，D不符合題意。
故答案為：AC。
【分析】根據電場力做功得出粒子動能的變化情況，利用洛倫茲力和速度方向的關系得出洛倫茲力的做功情況及動能變化情況。
9．（2023高二上·湛江月考）安裝了感光系統的新型路燈，能根據環境明暗程度自動調節燈光亮度。某興趣小組為了研究路燈的感光系統，設計了甲、乙兩個電路，如圖所示。Rt為光敏電阻（光照越強，電阻越?。?，R0與R1為定值電阻，燈泡L的電阻不隨溫度變化。下列說法正確的是（　?。?br/>A．環境變暗時，甲電路中的燈泡亮度變暗
B．環境變暗時，乙電路中的燈泡亮度變暗
C．環境變亮時，甲電路中的R1電功率增大
D．環境變亮時，乙電路中的R1電功率減小
【答案】B,C
【知識點】電功率和電功；電路動態分析
【解析】【解答】A、環境變暗，則電阻增大，則總電阻增大，故總電流減??；根據閉合電路歐姆定律可得
可知燈泡兩端的電壓增大，故甲電路中的燈泡亮度變亮，故A錯誤；
B、環境變暗，則電阻增大，則總電阻增大，故總電流減??；故經過與L的總電流減小，由于二者電阻不變，故燈泡變暗，故B正確；
C、環境變亮，則電阻減小，則總電阻減小，故總電流增大；根據根據閉合電路歐姆定律可得
可知燈泡兩端的電壓減小，流過燈泡兩端的電流減小，故經過與的電流增大，故根據
可知甲電路中電功率增大，故C正確；
D、環境變亮，則電阻減小，則總電阻減小，故總電流增大；經過燈泡電流增大，故 乙電路中的R1電功率增大，故D錯誤。
故答案為：BC。
【分析】先判斷出電阻的變化，從而得出電流變化，再結合閉合電路歐姆定律求解出燈泡兩端的電壓變化；
根據上述規律判斷出電流變化，再判斷出支路電流變化，再根據求解；
10．（2023高二上·湛江月考）人體的細胞膜由磷脂雙分子層組成，雙分子層之間存在電壓（醫學上稱為膜電位），使得只有帶特定電荷的粒子才能通過細胞膜進入細胞內。如圖，初速度為零的正一價鈉離子僅在電場力的作用下，從細胞膜外A點運動到細胞膜內B點，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．A點電勢高于B點電勢
B．鈉離子的電勢能增大
C．若膜內的電場可看作勻強電場，鈉離子的加速度變大
D．若膜電位上升但細胞膜厚度不變，鈉離子進入細胞內的速度增大
【答案】A,D
【知識點】電勢能；電勢；帶電粒子在電場中的運動綜合
【解析】【解答】AB．初鈉離子從圖中的A點運動到B點，正電荷運動的方向沿電場線方向，電場力做正功，電勢能減小，故電場線由A到B，沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A點電勢高于B點電勢，故A正確，B錯誤；
C．若膜內的電場可看作勻強電場，電場力不變，根據
可得加速度不變，故C錯誤；
D．根據則膜電位上升時，則U增大，根據動能定理可得
可得鈉離子進入細胞內的速度增大，故D正確。
故選AD。
【分析】根據正電荷的運動情況得出電場線方向在得出電勢的大小；
根據電場力做正功電勢能減小判斷；
先判斷出電場力，再根據牛頓第二定律得出加速度不變；
先判斷出U的變化，再根據動能定理得出速度的變化。
11．（2023高二上·湛江月考）石坑崆位于廣東韶關乳源縣城西北70公里的湘粵交界處，海拔1902米，為廣東最高峰，堪稱廣東的“喜馬拉雅”。某人站在山頂利用一個擺長為L的單擺來測定山頂的重力加速度g。
（1）為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是____（填選項前的字母）。
A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球
B．組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線
C．實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動
D．擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大
（2）若測得單擺完成n次全振動所用的時間t，則單擺的周期T=　 ??；根據測出的一系列擺長L對應的周期T，作出L-T2的圖像如圖所示，測得圖線斜率為k，則重力加速度g=　 ?。ㄓ胟表示）。
【答案】（1）B；C
（2）；
【知識點】用單擺測定重力加速度
【解析】【解答】（1）為了使測量誤差小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長的細線，且擺球須在同一豎直面內擺動，擺長一定時，振幅盡量小些，以使其滿足簡諧運動的條件。
故選BC。
（2）若測得單擺完成n次全振動所用的時間t，則單擺周期為
根據得出
則，故
【分析】熟練掌握單擺運動中測量時需要的器材以及器材要求；
先求出周期，再結合周期公式求解；再得出 L-T2 公式。
12．（2023高二上·湛江月考）某同學設計了如圖甲所示的電路來測量一個量程為1mA的電流表的內阻，實驗室提供的直流電源的電動勢為3V、內阻忽略不計。
（1）為了大致了解電流表的內阻約為多大，該同學用歐姆表的“×1”擋測電阻，并經過歐姆調零，測定電阻如圖乙所示，由圖可知電阻為　 　Ω。
（2）請完成圖丙中的實物連接。
（3）在該實驗中，認為當滑動變阻器R1接入電路的阻值不變時，無論電阻箱的阻值R如何增減，電路中總電流I基本保持不變。則下列滑動變阻器中最合適的R1是____（填選項前的字母）。
A．滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ
B．滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ
（4）連接好電路后，先斷開S1和S2，將R1調到　 　（選填“0”或“最大”）阻值，然后閉合S1，調節R1使滿偏，此后滑動變阻器R1的滑片P保持不變。
（5）閉合S2，調節電阻箱的阻值R，同時記錄電流表的示數I；最后將與在坐標系中描點，并畫出圖丁所示的圖線，則待測電流表的內阻為　 　Ω（結果保留兩位有效數字）。
【答案】（1）50
（2）
（3）A
（4）最大
（5）50（49~51均可）
【知識點】測定電壓表或電流表的內阻
【解析】【解答】（1）根據歐姆表示數可得電阻為
（2）根據電路圖可得
（3）根據公式可得
故選A。
（4） 滑動變阻器需滑到最大值從而保護電路，連接好電路后，先斷開S1和S2，將R1調到最大值；
（5）根據閉合電路歐姆定律可得
則
故
故
【分析】（1）就歐姆表的讀數規律求解；
（2）結合電路圖作圖；
（3）根據可得出最大電阻進而得出滑動變阻器的范圍；
（4）滑動變阻器需滑到最大值從而保護電路；
（5）根據閉合電路歐姆定律，進行化解，求解出答案。
13．（2023高二上·湛江月考）有一種用于電子顯示屏的發光二極管，如圖所示，其管芯的發光區域AB是直徑為1.5R的圓面，O為圓心，發光二極管中半球體均勻介質的半徑為R，P為O點正上方球面上的一點。若光從A點發射恰好在半球體介質發生一次全反射，最后從B點射出，已知光在真空中的傳播速度為c，求：
（1）半球體介質的折射率n；
（2）光在半球體介質中傳播的時間t。
【答案】（1）作出光在半球體介質中的光路圖如圖所示，
由圖及幾何關系可知①
由全反射公式有：②
解得半球體介質的折射率③
（2）光在介質中的傳播速度④
則光在半球體介質中傳播的時間⑤
解得：⑥
【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路圖，結合幾何關系求解出臨界角正切，再根據 求解出折射率；
（2）根據 ；結合 光在半球體介質中傳播的時間 進行求解。
14．（2023高二上·湛江月考）在芯片制造過程中，離子注入是芯片制造重要的工序。圖甲是我國自主研發的離子注入機，圖乙是簡化的注入過程原理圖。靜止于A處的離子，經電壓為U的電場加速后，沿圖中半徑為R的圓弧虛線通過磁分析器，然后從M點垂直CD進入矩形CDQS區域內的有界勻強電場中，最后恰好打在Q點。已知磁分析器截面是四分之一圓環，內部為勻強磁場，方向垂直紙面向里；矩形CDQS區域內勻強電場方向水平向左，DQ=d，MD=2d。整個裝置處于真空中，離子的質量為m、電荷量為q，重力不計。求：
甲 乙
（1）離子進入勻強電場區域M點時的速度大小v及磁分析器通道內磁感應強度大小B；
（2）矩形CDQS區域內勻強電場的場強大小E。
【答案】（1）離子經過加速電場，由動能定理可知
①
解得②
在磁分析器中，洛倫茲力提供向心力有③
解得④
（2）離子在勻強電場中運動時，水平方向做勻加速運動，則
⑤
由運動學公式可知⑥
豎直方向做勻速運動⑦
解得⑧
【知識點】動能定理的綜合應用；洛倫茲力的計算；帶電粒子在電場與磁場混合場中的運動
【解析】【分析】（1）根據 動能定理求出進入磁場速度，再根據洛倫茲力提供向心力 求出磁感應強度；
（2） 離子在勻強電場中運動時做類平拋運動，根據公式求解。
15．（2023高二上·湛江月考）如圖所示是某種質譜儀的結構簡化圖。質量為m、電荷量為+q的粒子束恰能沿直線通過速度選擇器，并從環狀D形盒的中縫（寬度略大于粒子直徑）射入磁感應強度為B0、方向垂直紙面向里的環形磁場區域。環狀D形盒的外半徑為2R，內半徑為R，外殼的厚度不計，出口M、N之間放置照相底片，底片能記錄粒子經過出口時的位置。已知速度選擇器中電場強度大小為E，方向水平向左，磁感應強度大小為B（磁場方向未畫出）。不計粒子重力及粒子間的相互作用，若帶電粒子能夠打到照相底片，求：
（1）B的方向以及粒子進入環狀D形盒時的速度大?。?br/>（2）環狀D形盒中的磁感應強度B0的大小范圍。
【答案】（1）粒子沿直線通過速度選擇器，電場力和洛倫茲力平衡，根據左手定則，得B的方向垂直于紙面向外。
由平衡條件得①
解得：②
（2）在磁場中運動時洛倫茲力提供向心力有③
若粒子打在N點，由幾何關系得④
解得對應勻強磁場磁感應強度⑤
若粒子打在M點，由幾何關系得⑥
解得對應勻強磁場磁感應強度⑦
環狀D形盒中的磁感應強度B0的大小范圍
⑧
【知識點】洛倫茲力的計算；帶電粒子在電場與磁場混合場中的運動
【解析】【分析】（1）根據左手定則判斷出電場強度方向，再根據電場力和洛倫茲力平衡求解；
（2）根據洛倫茲力提供向心力列式，若粒子打在N點或者M點，由幾何關系列式求出半徑，從而求出磁感應強度，再求出范圍。
1 / 1廣東省湛江市2023-2024學年高二上學期1月期末調研物理試題
1．（2023高二上·湛江月考）如圖所示為水平彈簧振子，不計一切阻力，小球在BC之間做簡諧運動，當小球位于O點時，彈簧處于原長。在小球從C點運動到O點的過程中（　　）
A．小球的動能不斷減小 B．小球所受回復力不斷增大
C．小球的加速度不斷增大 D．彈簧的彈性勢能不斷減小
2．（2023高二上·湛江月考）如圖所示，將一根同種材料、粗細均勻的導體圍成半徑為R的閉合線圈，固定在垂直線圈平面、磁感應強度為B的勻強磁場中（未畫出）。C、D兩點將線圈分為上、下兩部分，且C、D兩點間上方部分的線圈所對應的圓心角為120°?，F有大小為I的恒定電流自C點流入、D點流出，則閉合線圈受到的安培力大小為（　?。?br/>A．BIR B．BIR C．BIR D．0
3．（2023高二上·湛江月考）光學材料在科學技術、生產和生活中有著廣泛的應用，下列說法正確的是（　?。?br/>A．光學鏡頭上的增透膜是利用光的折射現象
B．在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象
C．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的偏振現象
D．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現象
4．（2023高二上·湛江月考）當帶電的云層離地面較近時，云層和地面形成一個巨型電容器，它們之間會形成一個強電場，若云層帶電量一定，將云層底面及地面始終看作平整的平面，則（　?。?br/>A．當云層底面積增大時，該電容器的電容將增大
B．當云層向下靠近地面時，該電容器的電容將減小
C．當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電勢差將增大
D．當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電場強度將增大
5．（2023高二上·湛江月考）如圖，帶電量為Q的點電荷，固定在光滑絕緣的水平面上，帶等量異種電荷+q和q的小球分別固定在絕緣細棒的兩端，小球均可視為點電荷，現將細棒靜止放置在水平面上，Q、+q、q在同一條直線上，則細棒將（　?。?br/>A．不會移動 B．繞Q轉動 C．向左移動 D．向右移動
6．（2023高二上·湛江月考）“戰繩”是健身的一種流行項目，如圖（a）所示，健身者將繩拉平后沿豎直方向上下抖動，可在繩中形成一列向右傳播的簡諧橫波，圖（b）是某一時刻繩子的波形圖，若健身者每秒鐘上下抖動繩頭1次，不考慮繩波傳播過程中的能量損失，則（　　）
（a） （b）
A．該繩波的傳播速度為2m/s
B．該時刻質點P的振動方向沿y軸正方向
C．該時刻質點Q的振動速度比質點P的振動速度大
D．1s后質點P將向右移動4m
7．（2023高二上·湛江月考）反亥姆霍茲線圈是冷原子實驗室中的科研裝置，結構如圖所示。一對完全相同的圓形線圈共軸放置，O為裝置中心點，a、b、c、d點到O點的距離相等，直線dOb與線圈軸線重合，直線cOa與軸線垂直?，F將兩線圈內通入大小相等且方向相反的電流，則（　　）
A．兩線圈間為勻強磁場 B．O點的磁感應強度為零
C．a、c兩點的磁感應強度相同 D．b、d兩點的磁感應強度相同
8．（2023高二上·湛江月考）如圖為回旋加速器工作原理示意圖。置于真空中的D形盒之間的狹縫很小，帶電粒子穿過狹縫的時間可忽略。勻強磁場與盒面垂直，粒子在磁場中運動周期為TB，兩D形盒間的狹縫中的交變電壓周期為TE。若不考慮相對論效應和粒子重力的影響，則（　　）
A．TB=TE B．TB=2TE
C．粒子從電場中獲得動能 D．粒子從磁場中獲得動能
9．（2023高二上·湛江月考）安裝了感光系統的新型路燈，能根據環境明暗程度自動調節燈光亮度。某興趣小組為了研究路燈的感光系統，設計了甲、乙兩個電路，如圖所示。Rt為光敏電阻（光照越強，電阻越小），R0與R1為定值電阻，燈泡L的電阻不隨溫度變化。下列說法正確的是（　?。?br/>A．環境變暗時，甲電路中的燈泡亮度變暗
B．環境變暗時，乙電路中的燈泡亮度變暗
C．環境變亮時，甲電路中的R1電功率增大
D．環境變亮時，乙電路中的R1電功率減小
10．（2023高二上·湛江月考）人體的細胞膜由磷脂雙分子層組成，雙分子層之間存在電壓（醫學上稱為膜電位），使得只有帶特定電荷的粒子才能通過細胞膜進入細胞內。如圖，初速度為零的正一價鈉離子僅在電場力的作用下，從細胞膜外A點運動到細胞膜內B點，則下列說法正確的是（　　）
A．A點電勢高于B點電勢
B．鈉離子的電勢能增大
C．若膜內的電場可看作勻強電場，鈉離子的加速度變大
D．若膜電位上升但細胞膜厚度不變，鈉離子進入細胞內的速度增大
11．（2023高二上·湛江月考）石坑崆位于廣東韶關乳源縣城西北70公里的湘粵交界處，海拔1902米，為廣東最高峰，堪稱廣東的“喜馬拉雅”。某人站在山頂利用一個擺長為L的單擺來測定山頂的重力加速度g。
（1）為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是____（填選項前的字母）。
A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球
B．組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線
C．實驗時須使擺球在同一豎直面內擺動
D．擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大
（2）若測得單擺完成n次全振動所用的時間t，則單擺的周期T=　 ??；根據測出的一系列擺長L對應的周期T，作出L-T2的圖像如圖所示，測得圖線斜率為k，則重力加速度g=　 ?。ㄓ胟表示）。
12．（2023高二上·湛江月考）某同學設計了如圖甲所示的電路來測量一個量程為1mA的電流表的內阻，實驗室提供的直流電源的電動勢為3V、內阻忽略不計。
（1）為了大致了解電流表的內阻約為多大，該同學用歐姆表的“×1”擋測電阻，并經過歐姆調零，測定電阻如圖乙所示，由圖可知電阻為　 　Ω。
（2）請完成圖丙中的實物連接。
（3）在該實驗中，認為當滑動變阻器R1接入電路的阻值不變時，無論電阻箱的阻值R如何增減，電路中總電流I基本保持不變。則下列滑動變阻器中最合適的R1是____（填選項前的字母）。
A．滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ
B．滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ
（4）連接好電路后，先斷開S1和S2，將R1調到　 ?。ㄟx填“0”或“最大”）阻值，然后閉合S1，調節R1使滿偏，此后滑動變阻器R1的滑片P保持不變。
（5）閉合S2，調節電阻箱的阻值R，同時記錄電流表的示數I；最后將與在坐標系中描點，并畫出圖丁所示的圖線，則待測電流表的內阻為　 　Ω（結果保留兩位有效數字）。
13．（2023高二上·湛江月考）有一種用于電子顯示屏的發光二極管，如圖所示，其管芯的發光區域AB是直徑為1.5R的圓面，O為圓心，發光二極管中半球體均勻介質的半徑為R，P為O點正上方球面上的一點。若光從A點發射恰好在半球體介質發生一次全反射，最后從B點射出，已知光在真空中的傳播速度為c，求：
（1）半球體介質的折射率n；
（2）光在半球體介質中傳播的時間t。
14．（2023高二上·湛江月考）在芯片制造過程中，離子注入是芯片制造重要的工序。圖甲是我國自主研發的離子注入機，圖乙是簡化的注入過程原理圖。靜止于A處的離子，經電壓為U的電場加速后，沿圖中半徑為R的圓弧虛線通過磁分析器，然后從M點垂直CD進入矩形CDQS區域內的有界勻強電場中，最后恰好打在Q點。已知磁分析器截面是四分之一圓環，內部為勻強磁場，方向垂直紙面向里；矩形CDQS區域內勻強電場方向水平向左，DQ=d，MD=2d。整個裝置處于真空中，離子的質量為m、電荷量為q，重力不計。求：
甲 乙
（1）離子進入勻強電場區域M點時的速度大小v及磁分析器通道內磁感應強度大小B；
（2）矩形CDQS區域內勻強電場的場強大小E。
15．（2023高二上·湛江月考）如圖所示是某種質譜儀的結構簡化圖。質量為m、電荷量為+q的粒子束恰能沿直線通過速度選擇器，并從環狀D形盒的中縫（寬度略大于粒子直徑）射入磁感應強度為B0、方向垂直紙面向里的環形磁場區域。環狀D形盒的外半徑為2R，內半徑為R，外殼的厚度不計，出口M、N之間放置照相底片，底片能記錄粒子經過出口時的位置。已知速度選擇器中電場強度大小為E，方向水平向左，磁感應強度大小為B（磁場方向未畫出）。不計粒子重力及粒子間的相互作用，若帶電粒子能夠打到照相底片，求：
（1）B的方向以及粒子進入環狀D形盒時的速度大小；
（2）環狀D形盒中的磁感應強度B0的大小范圍。
答案解析部分
1．【答案】D
【知識點】單擺及其回復力與周期；簡諧運動；簡諧運動的回復力和能量
【解析】【解答】在小球從C點運動到O點即平衡位置的過程中，位移逐漸減小，速度逐漸增大，即動能逐漸增大；加速度逐漸減小，回復力減小，彈性勢能減小，故D正確，ABC錯誤。
故答案為：D。
【分析】根據彈簧振子的運動情況分析每一個變量的變化。
2．【答案】A
【知識點】安培力
【解析】【解答】根據幾何關系可知，CD之間的直線距離為
根據可得
故A正確，BCD錯誤。
故答案為：A。
【分析】先求出CD之間的直線距離，線圈的上下部分并聯，根據左手定則可知，兩部分線圈的安培力方向相同，再根據公式計算。
3．【答案】B
【知識點】光導纖維及其應用；薄膜干涉；光的偏振現象
【解析】【解答】A．光學鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現象，故A錯誤；
B．在光導纖維束內傳送圖像是利用光的全反射現象，故B正確；
C．用透明的標準平面樣板檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現象，故C錯誤；
D．用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的色散，故D錯誤。
故答案為：B。
【分析】檢查光學平面的平整程度、增透膜是利用光的干涉現象；
光導纖維利用全反射原理；
三棱鏡觀察白光利用光的色散。
4．【答案】A
【知識點】電容器及其應用；電場強度
【解析】【解答】AB、根據
可知當云層面積增大時，電容器電容增大；d減小，可得C增大，故A正確，B錯誤；
C、根據
可知，電荷量Q不變，故 由B可知，C增大，U減小，故C錯誤；
D、根據
，，
可得
則當云層向下靠近地面時，云層和地面間的電場強度不變，故D錯誤。
故答案為：A。
【分析】根據進行判斷；
根據結合上述公式求解；
結合公式列出進行判斷。
5．【答案】C
【知識點】庫侖定律；點電荷的電場
【解析】【解答】根據同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引；可知帶正電小球所受庫侖力水平向左，帶負電小球所受庫侖力向右，根據
由于帶正電小球距離Q近，故棒整體受到向左的合力，故細棒將向左移動，故C正確，ABD錯誤。
故答案為：C。
【分析】根據同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引，由于帶正電小球距離Q近，故棒整體受到向左的合力。
6．【答案】C
【知識點】機械波及其形成和傳播；橫波的圖象
【解析】【解答】A、 若健身者每秒鐘上下抖動繩頭1次， 可知周期為1s，由圖可知波長為4m，故該繩波的傳播速度為
故A錯誤；
B、根據上下坡規律可得該時刻質點P的振動方向沿y軸負方向，故B錯誤；
C、Q點在平衡位置，此時速度最大，故C正確；
D、質點只在平衡位置上下振動，不隨波運動，故D錯誤。
故答案為：C。
【分析】根據題意得出波長和周期，再根據公式計算；
根據上下坡規律求解；
平衡位置速度最大；
質點在平衡位置上下振動。
7．【答案】B
【知識點】磁感應強度
【解析】【解答】ABD．根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，右側線圈產生的磁場在b、d點處的磁感應強度方向整體向左，左側線圈產生的磁場在兩處的磁感應強度方向整體向右，由于兩線圈內通入的電流大小相等，根據對稱性可知，兩線圈在O點產生的磁場的磁感應強度大小相等，方向相反，則O點的磁感應強度為零，根據對稱性結合磁場疊加可知，b、d兩點的磁感應強度大小相等，方向相反，即b、d兩點的磁感應強度不相同，可知兩線圈間的磁場不是勻強磁場，故AD錯誤，B正確；
C．根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，左側線圈在a點的磁場方向斜向右下方，在c點的磁場方向斜向右上方；右側線圈在a點的磁場方向斜向左下方，在c點的磁場方向斜向左上方，根據對稱性與磁場疊加可知，兩線圈在a、c兩點的磁感應強度大小相等，方向相反，故a、c兩點的磁感應強度不相同，故C錯誤。
故答案為：B。
【分析】根據安培定則結合對稱知識求解各點磁感應強度的大?。?br/>根據環形電流磁場的磁感線分布規律可知，再根據對稱性求解。
8．【答案】A,C
【知識點】功能關系；洛倫茲力的計算
【解析】【解答】AB．粒子每運動半周，被電場加速一次，故粒子在磁場中的運動周期與兩D形盒間的狹縫中的交變電壓變化周期相等，即TB=TE
A符合題意，B不符合題意；
CD．電場力對粒子做正功，使粒子動能增大，即粒子從電場中獲得動能，洛倫茲力只改變粒子的運動方向，不對粒子做功，粒子沒有從磁場中獲得動能，C符合題意，D不符合題意。
故答案為：AC。
【分析】根據電場力做功得出粒子動能的變化情況，利用洛倫茲力和速度方向的關系得出洛倫茲力的做功情況及動能變化情況。
9．【答案】B,C
【知識點】電功率和電功；電路動態分析
【解析】【解答】A、環境變暗，則電阻增大，則總電阻增大，故總電流減小；根據閉合電路歐姆定律可得
可知燈泡兩端的電壓增大，故甲電路中的燈泡亮度變亮，故A錯誤；
B、環境變暗，則電阻增大，則總電阻增大，故總電流減??；故經過與L的總電流減小，由于二者電阻不變，故燈泡變暗，故B正確；
C、環境變亮，則電阻減小，則總電阻減小，故總電流增大；根據根據閉合電路歐姆定律可得
可知燈泡兩端的電壓減小，流過燈泡兩端的電流減小，故經過與的電流增大，故根據
可知甲電路中電功率增大，故C正確；
D、環境變亮，則電阻減小，則總電阻減小，故總電流增大；經過燈泡電流增大，故 乙電路中的R1電功率增大，故D錯誤。
故答案為：BC。
【分析】先判斷出電阻的變化，從而得出電流變化，再結合閉合電路歐姆定律求解出燈泡兩端的電壓變化；
根據上述規律判斷出電流變化，再判斷出支路電流變化，再根據求解；
10．【答案】A,D
【知識點】電勢能；電勢；帶電粒子在電場中的運動綜合
【解析】【解答】AB．初鈉離子從圖中的A點運動到B點，正電荷運動的方向沿電場線方向，電場力做正功，電勢能減小，故電場線由A到B，沿電場線方向電勢逐漸降低，所以A點電勢高于B點電勢，故A正確，B錯誤；
C．若膜內的電場可看作勻強電場，電場力不變，根據
可得加速度不變，故C錯誤；
D．根據則膜電位上升時，則U增大，根據動能定理可得
可得鈉離子進入細胞內的速度增大，故D正確。
故選AD。
【分析】根據正電荷的運動情況得出電場線方向在得出電勢的大?。?br/>根據電場力做正功電勢能減小判斷；
先判斷出電場力，再根據牛頓第二定律得出加速度不變；
先判斷出U的變化，再根據動能定理得出速度的變化。
11．【答案】（1）B；C
（2）；
【知識點】用單擺測定重力加速度
【解析】【解答】（1）為了使測量誤差小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長的細線，且擺球須在同一豎直面內擺動，擺長一定時，振幅盡量小些，以使其滿足簡諧運動的條件。
故選BC。
（2）若測得單擺完成n次全振動所用的時間t，則單擺周期為
根據得出
則，故
【分析】熟練掌握單擺運動中測量時需要的器材以及器材要求；
先求出周期，再結合周期公式求解；再得出 L-T2 公式。
12．【答案】（1）50
（2）
（3）A
（4）最大
（5）50（49~51均可）
【知識點】測定電壓表或電流表的內阻
【解析】【解答】（1）根據歐姆表示數可得電阻為
（2）根據電路圖可得
（3）根據公式可得
故選A。
（4） 滑動變阻器需滑到最大值從而保護電路，連接好電路后，先斷開S1和S2，將R1調到最大值；
（5）根據閉合電路歐姆定律可得
則
故
故
【分析】（1）就歐姆表的讀數規律求解；
（2）結合電路圖作圖；
（3）根據可得出最大電阻進而得出滑動變阻器的范圍；
（4）滑動變阻器需滑到最大值從而保護電路；
（5）根據閉合電路歐姆定律，進行化解，求解出答案。
13．【答案】（1）作出光在半球體介質中的光路圖如圖所示，
由圖及幾何關系可知①
由全反射公式有：②
解得半球體介質的折射率③
（2）光在介質中的傳播速度④
則光在半球體介質中傳播的時間⑤
解得：⑥
【知識點】光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【分析】（1）作出光路圖，結合幾何關系求解出臨界角正切，再根據 求解出折射率；
（2）根據 ；結合 光在半球體介質中傳播的時間 進行求解。
14．【答案】（1）離子經過加速電場，由動能定理可知
①
解得②
在磁分析器中，洛倫茲力提供向心力有③
解得④
（2）離子在勻強電場中運動時，水平方向做勻加速運動，則
⑤
由運動學公式可知⑥
豎直方向做勻速運動⑦
解得⑧
【知識點】動能定理的綜合應用；洛倫茲力的計算；帶電粒子在電場與磁場混合場中的運動
【解析】【分析】（1）根據 動能定理求出進入磁場速度，再根據洛倫茲力提供向心力 求出磁感應強度；
（2） 離子在勻強電場中運動時做類平拋運動，根據公式求解。
15．【答案】（1）粒子沿直線通過速度選擇器，電場力和洛倫茲力平衡，根據左手定則，得B的方向垂直于紙面向外。
由平衡條件得①
解得：②
（2）在磁場中運動時洛倫茲力提供向心力有③
若粒子打在N點，由幾何關系得④
解得對應勻強磁場磁感應強度⑤
若粒子打在M點，由幾何關系得⑥
解得對應勻強磁場磁感應強度⑦
環狀D形盒中的磁感應強度B0的大小范圍
⑧
【知識點】洛倫茲力的計算；帶電粒子在電場與磁場混合場中的運動
【解析】【分析】（1）根據左手定則判斷出電場強度方向，再根據電場力和洛倫茲力平衡求解；
（2）根據洛倫茲力提供向心力列式，若粒子打在N點或者M點，由幾何關系列式求出半徑，從而求出磁感應強度，再求出范圍。
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