河南省濮陽(yáng)市市區(qū)第十四中學(xué)2023年高二物理月考試題含解析

河南省濮陽(yáng)市市區(qū)第十四中學(xué)2023年高二物理月考試題含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計(jì)15分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意1.（單選）在如圖所示的4種電場(chǎng)中，A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不相同的是參考答案：ABD2.（單選題）如圖所示某物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷中正確的是A．物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)的B．物體在t1時(shí)刻改變了運(yùn)動(dòng)方向C．物體在t2時(shí)刻離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)D．物體在t1－t2時(shí)間作加速運(yùn)動(dòng)參考答案：C3.（多選）如圖所示，速度為v0、電荷量為q的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器，選擇器中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，則(

)A．若改為電荷量－q的離子，將往上偏（其它條件不變）B．若速度變?yōu)?v0將往上偏（其它條件不變）C．若改為電荷量＋2q的離子，將往下偏（其它條件不變）D．若速度變?yōu)関0將往下偏（其它條件不變）參考答案：BD4.關(guān)于電能輸送的以下分析，正確的是A．由公式知，輸電電壓越高，輸電線上功率損失越大B．由公式知，輸電導(dǎo)線電阻越大，輸電線上功率損失越少C．由公式知，輸電電流越大，輸電線上功率損失越大D．由公式知，輸電線上的功率損失與電流成正比參考答案：C5.如圖所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝30°.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿ab剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)．要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是()A．增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小C．增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θD．將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿中的電流方向改變

參考答案：A二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計(jì)16分6.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為，，式中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001該核反應(yīng)方程中x是

，Q1

Q2（填“＜”、“＞”或“=”）。參考答案：42He，＜7.14．氫原子的能級(jí)如圖所示，當(dāng)氫原子從n=4向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應(yīng)，則該金屬的逸出功為

eV?，F(xiàn)有一群處于n=4的能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有

種。參考答案：2.55

48.如圖所示某交流電流隨時(shí)間變化的圖像，這個(gè)電流的周期T=_____________，有效值I＝____________，表達(dá)式i＝__________________參考答案：9.一根長(zhǎng)0.2m的導(dǎo)線.通以3A的電流后垂直放進(jìn)磁場(chǎng)，它受到磁場(chǎng)的作用力是6×10-2N，則磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是________T；當(dāng)導(dǎo)線的長(zhǎng)度在原位置縮短為原來的一半時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為____.參考答案：0.1T

0.1T10.甲、乙兩根粗細(xì)相同的不同導(dǎo)線，電阻率之比為1∶2，長(zhǎng)度之比為4∶1，那么兩根導(dǎo)線加相同的電壓時(shí)，其電功率之比P甲∶P乙=________；如果通過兩根導(dǎo)線的電流強(qiáng)度相同，則其電功率之比P甲∶P乙=_________。參考答案：11.如圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖。單匝線圈abcd在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電。線圈的ab邊和cd邊連在兩個(gè)金屬滑環(huán)上，兩個(gè)滑環(huán)通過金屬片做的電刷和外電路電阻R=10Ω相連。當(dāng)線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從中性面開始計(jì)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=314sin314t(V).線圈的最大磁通量為________Wb；當(dāng)t=0.005秒時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為________V；從中性面開始計(jì)時(shí)在0.005秒內(nèi)通過R的平均電量為______C

參考答案：12.如圖所示為用伏安法測(cè)量電阻的原理圖．圖中，為電壓表，內(nèi)阻為4000Ω；為電流表，內(nèi)阻為50Ω；E為電源，R為電阻箱，Rx為待測(cè)電阻，S為開關(guān)．(1)當(dāng)開關(guān)閉合后電壓表讀數(shù)U＝1.6V，電流表讀數(shù)I＝2.0mA，若將Rx＝作為測(cè)量值，所得結(jié)果的百分誤差是________．(2)若將電流表改為內(nèi)接，開關(guān)閉合后，重新測(cè)得電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)，仍將電壓表讀數(shù)與電流表讀數(shù)之比作為測(cè)量值，這時(shí)結(jié)果的百分誤差是________．(百分誤差＝||×100%)參考答案：(1)___20%_____．

(2)__5%______．13.（5分）光電管是把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的儀器，今用頻率為的光照射光電管，發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能是

（已知普朗克常量為h）。參考答案：hv+E三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每小題11分，共計(jì)22分14.(6分)如圖所示為“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)裝置：B為直徑較大的螺線管、A為直徑較小的螺線管，P為插入A中用軟磁性材料制成的鐵芯。

(1)將圖中所缺的導(dǎo)線補(bǔ)接完整．(2)如果在閉合電鍵時(shí)發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)一下，那么合上電鍵后能使指針向左偏轉(zhuǎn)所采取的方法有___________、___________、___________。（至少填兩種方法）參考答案：(1)如圖所示；(2)將滑片向右移、撥出鐵芯15.某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量一圓柱體的長(zhǎng)度l，用螺旋測(cè)微器測(cè)量圓柱體的直徑d，示數(shù)如圖所示．由圖可讀出l＝________cm，d＝________mm.參考答案：2.25cm（3分）；6.860mm（四、計(jì)算題：本題共3小題，共計(jì)47分16.（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S1、S2對(duì)稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點(diǎn)的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級(jí)亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對(duì)于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級(jí)亮紋，與P0的距離2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時(shí)，可將擴(kuò)展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨(dú)立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對(duì)應(yīng)的干涉條紋將彼此錯(cuò)開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強(qiáng)相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴(kuò)展光源各處發(fā)出的光強(qiáng)相同、波長(zhǎng)皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級(jí)亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時(shí)光源的寬度3.在天文觀測(cè)中，可用上述干涉原理來測(cè)量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點(diǎn)發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對(duì)的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠(yuǎn)星體的角直徑很小，為測(cè)量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計(jì)了測(cè)量干涉儀，其裝置簡(jiǎn)化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個(gè)平面反射鏡，它們兩兩平行，對(duì)稱放置，與入射光（a、a′）方向成45°角。S1和S2是一對(duì)小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對(duì)稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、a′和b、b′分別是從星體上相對(duì)著的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長(zhǎng)是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計(jì)算式。注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時(shí)，研究擴(kuò)展光源的線度對(duì)于干涉條紋圖像清晰度的影響會(huì)遇到數(shù)學(xué)困難，為簡(jiǎn)化討論，本題擬將擴(kuò)展光源作寬度為的矩形光源處理。參考答案：解析：1．求經(jīng)雙縫產(chǎn)生的干涉圖像的零級(jí)亮紋的位置設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)為，它也就是光源與S分別對(duì)應(yīng)的干涉條紋的零級(jí)亮紋之間的距離，即

由雙縫到點(diǎn)的光程差，從作的垂線交于H點(diǎn)，三角形與三角形相似，因，則（附1）

從作的垂線交于G，到雙縫的光程差

（2）三角形與三角形相似，因，則

（3）對(duì)滿足零光程差條件的而言，得

（4）2．在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙縫干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（5）值不同對(duì)應(yīng)著擴(kuò)展光源中不同位置的線光源．不難證明，它們經(jīng)雙縫產(chǎn)生干涉條紋的間距均如（5）式所示．寬度為w的擴(kuò)展光源是由一系列值不同的、連續(xù)分布的、相互獨(dú)立的線光源構(gòu)成．因此擴(kuò)展光源在觀察屏上產(chǎn)生的干涉圖像的強(qiáng)度是由每個(gè)線光源產(chǎn)生干涉條紋的強(qiáng)度相加而成．當(dāng)擴(kuò)展光源寬度為w時(shí)，對(duì)于光源最邊緣點(diǎn)有

（6）代入（4）式

（7）若

（8）則相當(dāng)于擴(kuò)展光源最邊緣的線光源產(chǎn)生的干涉條紋錯(cuò)開了一個(gè)條紋間距．由于擴(kuò)展光源各部分產(chǎn)生的干涉條紋的光強(qiáng)分布都相同，各套干涉條紋強(qiáng)度相加的結(jié)果使屏上各處光強(qiáng)相等，變得一片模糊而無法分辨．由（5）式和（7）式，求得為使條紋能被分辨，擴(kuò)展光源允許的最大寬度

（9）3.如圖2所示，是由擴(kuò)展光源上端邊緣發(fā)出的平行光，是由擴(kuò)展光源下端邊緣發(fā)出的平行光．設(shè)光線交于點(diǎn)，光線交于點(diǎn)．光束中的光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點(diǎn)；光線經(jīng)過到達(dá)觀察屏上P點(diǎn)，兩相干光波產(chǎn)生干涉，在觀察屏上產(chǎn)生一套干涉條紋．同理，平行光束在觀察屏上產(chǎn)生另一套干涉條紋．從擴(kuò)展光源不同部位發(fā)出的、傾角在0和之間不同角度入射的平行光束，經(jīng)邁克爾遜測(cè)星儀相應(yīng)的反射鏡走過不同路徑到雙孔，然后在觀察屏上產(chǎn)生很多套干涉條紋．這些干涉條紋光強(qiáng)度彼此相加，屏幕上就形成了光強(qiáng)度的分布圖像．根據(jù)第2問的結(jié)果，其清晰度取決于來自擴(kuò)展光源上下邊緣發(fā)出的平行光與分別在屏幕上產(chǎn)生兩套干涉條紋的相對(duì)位置錯(cuò)開的程度。由對(duì)稱性考慮，平行光束中兩條光線和在觀察屏上的光程差為0，即平行光產(chǎn)生的那套干涉條紋的零級(jí)亮紋就在處．現(xiàn)討論以傾角斜入射的平行光束通過整個(gè)光學(xué)裝置后，在觀察屏上某點(diǎn)發(fā)生干涉時(shí)的光程差．光束中的光線入射M1的光線經(jīng)M3反射到達(dá)，光線從點(diǎn)算起，所經(jīng)光程為；光線入射M2的光線經(jīng)M4反射到達(dá)，光線從點(diǎn)算起，所經(jīng)光程為．由對(duì)稱性可得

（1）也就是說從M1和M2算起，光線和到達(dá)與的光程是相等的，但是光線和在到達(dá)M1和M2時(shí)，二者的相位卻不同．由作斜入射光線的垂線交點(diǎn)，與相位相等，因此，斜入射的兩條平行光線和到達(dá)S1和S2時(shí)的相位差是光程差引起的（2）從擴(kuò)展光源下邊緣發(fā)出的平行光束斜入射到測(cè)星干涉儀，經(jīng)雙孔后發(fā)出的相干光在觀察屏上坐標(biāo)為y（坐標(biāo)原點(diǎn)取在上）的P點(diǎn)上引起的光程差

（3）其零級(jí)亮紋所在位置對(duì)應(yīng)的光程差，故的坐標(biāo)

（4）這也就是平行光與產(chǎn)生的干涉條紋的零級(jí)亮紋（也是兩套條紋）錯(cuò)開的距離

（5）因在線光源情況下，可以導(dǎo)出雙孔干涉的相鄰兩亮紋的間距為

（6）當(dāng)二者錯(cuò)開一個(gè)條紋間隔時(shí)，即，代入（6）式（星光波長(zhǎng)采用），得

（7）遠(yuǎn)處的星體作為擴(kuò)展光源發(fā)出的光經(jīng)過“測(cè)星儀”到達(dá)雙孔，在屏上觀察到干涉條紋的清晰度下降，由小到大調(diào)節(jié)M1、M2距離h，當(dāng)屏幕上條紋消失時(shí)，記下此時(shí)h的值代入（7）式就可確定擴(kuò)展光源角直徑的大?。ⅲ簩?shí)際星體都看作均勻亮度的圓形擴(kuò)展光源，通過調(diào)節(jié)h使屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等時(shí)，通過數(shù)學(xué)計(jì)算，用邁克爾遜測(cè)星儀測(cè)量得的星體角直徑．解法二如圖3所示，對(duì)M1、M3而言，找出對(duì)的中間像和對(duì)所成的像以及光線a在M1、M3的反射點(diǎn)F和G．由物像的對(duì)稱性可知，，故

即從光線a上一點(diǎn)到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點(diǎn)到和到的光程相等；對(duì)M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等；從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等．因此，光線a到處與光線到處引起的光程差與沒有反射鏡M1、M2時(shí)兩光線到、處的光程相等．因a、垂直雙孔屏，故

（1）通過雙孔、后，光線a、在的光程差

（2）平行光束b斜入射時(shí)，可從、處求b、兩光線到達(dá)、處的光程差．由作的垂線（見圖4），

（3）說明光線超前于光線b．通過雙孔、后光線b、射出的相干光線在屏幕上形成的零級(jí)亮紋不可能位于處，因?yàn)槎叩竭_(dá)雙孔前光線已超前了光線b，如圖5所示，光線經(jīng)過孔后要多走一段光程來抵消前面的相位差，以達(dá)到與光線b在沒有光程差的情況下相交于遠(yuǎn)方屏幕上，形成干涉零級(jí)亮紋．該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的經(jīng)過孔后多走的光程

（4）從可求得平行光束經(jīng)雙孔后在觀察屏上的干涉零級(jí)條紋位置．由（3）式和（4）式，得

（5）的位置坐標(biāo)

（6）由小到大調(diào)節(jié)反射鏡M1、M2之間的距離（也就是、之間的距離）h，直到屏幕上的干涉條紋消失，即各處強(qiáng)度完全相等時(shí)，記下此時(shí)h的值.這時(shí)相干光在屏幕上零級(jí)亮紋位置與的距離

（7）當(dāng)?shù)扔跅l紋間隔，即

（8）代入（7）式得

（9）

由（5）、（9）兩式，得

（10）解法三：根據(jù)第2問的結(jié)果，為使條紋能被分辨，擴(kuò)展光源的允許寬度為，從而擴(kuò)展光源對(duì)雙縫中心的張角為

（1）如圖3所示，對(duì)M1、M3而言，找出對(duì)的中間像和對(duì)所成的像以及光線a在M1、M3的反射點(diǎn)F和G．由物像的對(duì)稱性可知，，故

即從光線a上一點(diǎn)到和到的光程相等．同理可證，從光線b上一點(diǎn)到和到的光程相等；對(duì)M2、M4（未畫出）而言，從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等；從光線上一點(diǎn)到和到的光程相等．從分