高中物理42光的衍射试题.docx

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高中物理42光的衍射试题

高中物理4.2光的衍射试题2019.09

1,如图所示，两互相平行的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距为L=0.4m，左端接平行板电容器，板间距离为d=0.2m，右端接滑动变阻器R（R的最大阻值为2Ω），整个空间有水平匀强磁场，磁感应强度为B=10T，方向垂直于导轨所在平面。

导体棒CD与导轨接触良好，棒的电阻为r=1Ω，其它电阻及摩擦均不计，现用与导轨平行的大小为F=2N的恒力作用，使棒从静止开始运动，取g=10m/s2。

求：

（1）导体棒处于稳定状态时，拉力的最大功率是多大?

（2）导体棒处于稳定状态时，当滑动触头在滑动变阻器中点时，一带电小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间入射，在两极板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头在滑动变阻器最下端时，该带电小球以同样的方式和速度入射，在两极间恰好能做匀速圆周运动，求圆周的半径是多大?

2,如图，铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中正确的是

A．金属环在下落过程中的机械能守恒

B．金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量

C．金属环的机械能先减小后增大

D．磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力．

3,某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用．他将一条形磁铁放在转盘上，如图14甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边，当转盘（及磁铁）转动时，引起磁感强度测量值周期性地变化，该变化与转盘转动的周期一致．经过操作，该同学在计算机上得到了如图乙所示的图像．该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈，当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时．按照这种猜测（）

A、在t=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化．

B、在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化．

C、在t=0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值．

D、在t=0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值．

4,电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。

它是采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：

电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。

电磁炉不适用的锅铜、铝、陶、玻璃材料的锅和容器，因为它们的分子都不是磁性分子，不能在磁场的作用下产生碰撞。

磁性分子包括铁、钴、镍及其所属氧化物。

根据以上信息下列说法中正确的是（）

A、电磁炉在使用过程中具有环保的作用

B、在用电磁炉加热事物时，要求盛事物的容器的材料必须是磁性分子材料

C、电磁炉必须使用交变电流（即电流的大小时刻在发生变化）做电源

D、电磁炉可以加热铜锅、铝锅中的事物

5,如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是（）

A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动

C．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈

D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈

6,如图甲、乙、丙中，除导体棒ab可沿导轨运动外，其余部分固定不动，除电阻R外，其他各部分均不计电阻，金属导轨光滑且足够长。

今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙三种情况下关于导体棒的最终运动状态的说法，正确的是（）

A.都做匀速运动B.甲、丙做匀速运动，乙静止

C.都静止D.甲做匀速运动，乙、丙静止

7,如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止）

A．感应电流所做的功为mgd

B．感应电流所做的功为2mgd

C．线圈的最小速度可能为

D．线圈的最小速度一定为

8,由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流.海流中蕴藏着巨大的动力资源.据统计，世界大洋中所有海洋的发电能力达109KW.早在19世纪法拉第就曾设想，利用磁场使海流发电.因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随海流作定向运动，如果有足够强的磁场能使这些带电离子向相反方向偏传，便有可能发出电来.目前，日本的一些科学家将计划利用海流建造一座容量为1500KW的磁流体发电机.如图所示为一磁流发电机的原理示意图，上、下两块金属板M、N水平放置浸没在海水里，金属板面积均为

，板间相距

，海水的电阻率

在金属板之间加一匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，方向由南向北，海水从东向西以速度

流过两金属板之间，将在两板之间形成电势差，

（1）达到稳定状态时，哪块金属板的电势较高？

（2）由金属板和海水流动所构成的电源的电动势E及其内电阻

各为多少？

（3）若用此发电装置给一电阻为20

的航标灯供电，则在8

内航标灯所消耗的电能为多少？

9,如图所示，光滑平行的水平金属导轨MNPQ相距l，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间

矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场，磁感强度为B。

一质量为m，电阻为r的导体棒ab，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距d0。

现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒，使它由静止开始运动，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。

求：

（1）棒ab在离开磁场右边界时的速度；

（2）棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能；

（3）试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况。

10,一单色光照射到一条狭缝时，当狭缝较宽时，光沿___________传播，在光屏上形成一条宽度跟狭缝宽度___________的亮区；当狭缝较窄时，尽管亮区的___________有所减弱，但___________增大了，这表明光经过较窄的单缝时，并没有沿___________传播，而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间，这就是光的衍射现象，且缝的宽度越窄，在光屏上形成的亮区的范围越___________。

11,光产生明显衍射的条件是：

障碍物或孔或狭缝的尺寸与光的波长______________，或比光的波长___________。

12,用平行的单色光垂直照射不透明的小圆板，在圆板后面的屏上发现圆板阴影中心有一个亮斑，阴影外面有一圈一圈明暗相间的条纹，这是光的（）

A．干涉现象B．衍射现象C．色散现象D．反射现象

13,点光源照射一个障碍物，在屏上所成的阴影的边缘部分模糊不清，产生的原因是（）

A．光的反射　　B．光的折射C．光的干涉　　D．光的衍射

14,用红光进行双缝干涉实验时（缝极窄），如果用不透光的纸遮住一个缝，则屏上出现（）

A．一片黑暗B．一片红光

C．原干涉条纹形状不变，但亮度减弱D．红、黑相间的条纹

15,在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝，观看远处的线状白炽灯丝（灯管或灯丝都要平行于狭缝），可以看到（）

A．黑白相间的直条纹B．黑白相间的弧形条纹

C．彩色的直条纹D．彩色弧形条纹

16,某同学以线状白炽灯为光源，利用单缝衍射观察衍射条纹，以下结论正确的是（）

A．若狭缝与灯泡平行，则衍射条纹与狭缝平行

B．若狭缝与灯泡垂直，则衍射条纹与狭缝垂直

C．衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关

D．衍射条纹的疏密程度与光的波长有关

17,下列关于某种单色光的干涉条纹和衍射条纹的说法正确的是（）

A．没有区别B．宽度不同

C．条纹间距不同D．都是明暗相间的

18,关于光的干涉和衍射，下列说法正确的是（）

A．形成原因完全相同

B．水面上的油层在阳光照射下出现的彩色条纹是光的干涉现象

C．泊松亮斑是光的衍射现象

D．激光防伪标志看起来是彩色的，这是光的干涉现象

19,让太阳光垂直照射到一块遮光板上，板中间有一个可以自由收缩的三角形孔，当此孔慢慢缩小直至闭合的过程中，在孔后的屏上将先后出现（）

A．由大到小的三角形光斑，直到消失

B．由大到小的三角形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

C．由大到小的三角形光斑，明暗相间的黑白条纹，直至条纹消失

D．由大到小的三角形光斑，小圆形光斑，明暗相间的彩色条纹，直至条纹消失

20,用波长为λ的单色光照射单缝O，经双缝N、M在屏上产生明暗相间的干涉条纹，如图所示，图中a、b、c、d、e为相邻亮条纹的位置，c为中央亮条纹，则光从（）

A．O到达a、b的路程差为零

B．N、M到达b的路程差为λ

C．O到达a、c的路程差为4λ

D．N、M到达e的路程差为2λ

试题答案

1,解：

（1）导体棒CD在F作用下向左作切割磁感线运动，在棒中产生的感应电动势为

＝BLV。

由闭合电路的欧姆定律得导体棒CD中的电流为：

①

当导体棒CD处于稳定状态时,CD棒所受合外力为零，

即有：

F＝BIL　②

此时拉力F的功率为：

P＝FV③　解得：

P＝

④

要使拉力的功率最大，则外电阻R外最大,即R外＝2Ω时：

Pmax＝

＝0.75W⑤

（2）当滑动触头在滑动变阻器中点时，R1＝1Ω，且导体棒CD处于稳定状态时,

由①②③式得CD棒中产生的感应电动势为：

⑥

此时电容器两极板间的电压为：

⑦

带电小球受到平衡力作用而做匀速直线运动，即：

qV0B＋q

＝mg⑧

当滑动触头在滑动变阻器的最下端时，R2＝2Ω。

且当导体棒CD再次处于稳定状态时，

由①②③式得CD棒中产生的感应电动势为：

⑨

此时电容器两极板间的电压为：

⑩

由于带电小球恰好能做匀速圆周运动，则应有：

⑾

qV0B＝m

⑿

解联立方程组得轨道的半径为：

r0＝0.0125m

2,B

3,AC

4,ABC

5,A、C

6,B

7,B、C、D

8,点拨：

（1）由左手定则得：

N板电势较高.①

（2）当海水中流动的带电离子进入磁场后，将在两板之间

形成电势差，当所受到的电场力F与洛仑兹力

相平衡达到稳定状态时即：

②

内阻

③代入有关数据得：

电动势E=50V④，内阻

⑤

（3）消耗的电能：

W=I2R

⑥电路中电流：

⑦

由④、⑤、⑥、⑦式及代入有关数据得

⑦

9,点拨：

（1）ab棒离开磁场右边界前做匀速运动，速度为vm，则有：

对ab棒

＝0，解得

（2）由能量守恒可得：

解得：

（3）设棒刚进入磁场时速度为v由：

棒在进入磁场前做匀加速直线运动，在磁场中运动可分三种情况讨论：

①若

（或

），则棒做匀速直线运动；

②若

（或

），则棒先加速后匀速；

③若

（或

），则棒先减速后匀速。

10,直线，相同，亮度，宽度，直线，大

11,差不多，小

12,B

13,D

14,D

15,C

16,ACD

17,BC

18,BCD

19,D

20,BD