精品解析：四川省南充市嘉陵第一中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列哪种现象或者应用实例属于光的衍射（　　） A. 观看立体电影的眼镜 B. 圆盘影子中心的亮斑 C. 水中“折断”的铅笔 D. 自行车的尾灯 【答案】B 【解析】 【详解】A．观看立体电影的眼镜利用了光的偏振现象，故A错误； B．圆盘影子中心的亮斑属于光的衍射现象，故B正确； C．水中“折断”的铅笔属于光的折射现象，故C错误； D．自行车尾灯利用了光的全反射，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　） A. a B. b C. c D. d 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误； BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确； D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误； 故选C。 3. 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设光线在OQ界面的入射角为，折射角为，几何关系可知，则有折射定律 光线射出OQ界面的临界为发生全反射，光路图如下，其中 光线在AB两点发生全反射，由全反射定律 即AB两处全反射的临界角为，AB之间有光线射出，由几何关系可知 故选C。 4. 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流，四根平行直导线均通入电流，，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】因，则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用；根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，则正方形左右两侧的直导线要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下两边的直导线要受到排斥的安培力，形成凸形，故变形后的形状如图C。 故选C。 5. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 【答案】C 【解析】 【详解】如图所示，导线在S极上端时导线所受安培力方向斜向左上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向右下方，磁铁有向右的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向左；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 如图所示，当导线在N极上端时，导线所受安培力方向斜向右上方，由牛顿第三定律可知，磁铁受到的磁场力斜向左下方，磁铁有向左的运动趋势，则磁铁受到的摩擦力水平向右；磁铁对桌面的压力大于磁铁的重力，因此桌面对磁铁的弹力大于磁铁重力； 由以上分析可知，磁铁受到的摩擦力先向左后向右，桌面对磁铁的弹力始终大于磁铁的重力； 故ABD错误，C正确； 故选C。 6. 如图所示，匀强磁场垂直分布于圆形区域内，P为圆边界上的一点。大量速率相同的同种粒子从P点沿各个方向垂直磁场射入，粒子射出圆边界的位置在一段圆弧上。当磁感应强度的大小为B1时，这段圆弧的弧长是圆周长的；当磁感应强度的大小为B2时，相应的弧长变为圆周长的。不计粒子重力及粒子间的相互作用，则为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，即，如图所示 所以粒子做圆周运动的半径 同理可得，当磁感应强度的大小为B2，相应的弧长变为圆周长的时，有 联立解得 故选B 7. 如图所示，边长为L、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放于纸面内，在ad边的左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，现使导线框绕过a点且平行于磁场方向的轴以角速度沿顺时针方向匀速转动，在导线框转过45º的过程中（　　） A. 导线框产生沿逆时针方向的感应电流 B. 导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为 C. 导线框受到的安培力逐渐增大，方向不断变化 D. 流过导线框的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，导线框产生沿顺时针方向的感应电流，选项A错误； B．导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为 选项B正确； C．导线框线框转动时，切割磁感线的有效长度逐渐增加，则感应电动势逐渐变大，感应电流逐渐变大，则受到的安培力逐渐增大，但是方向不变，总是垂直边界线向左，选项C错误。 D．流过导线框的电荷量为 选项D错误。 故选B。 二、多选题（本题包含3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分成两束分别射到圆柱面的B、C两点。只考虑第一次射向圆弧面的光线，下列说法正确的是（　　） A. 从B、C两点射出的光分别是蓝光、黄光 B. 光从O传到B与光从O传到C的时间不相等 C. 若只有一束光线从圆弧面射出，则其一定是从B点射出 D. 若OB光恰好在B点发生全反射，且其经过圆弧面的两次反射恰好从D点射出，则玻璃对OB光的折射率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因黄光频率较小，则折射率较小，从真空射到玻璃时偏折程度较小，则射到B、C两点的光分别是蓝光、黄光，故A正确； B．设光在O点的入射角为i折射角为r，则 光在玻璃内传播的距离 传播速度 传播时间 联立解得 则光从O传到B与光从O传到C的时间相等，故B错误； C．从C点射出的黄光折射率较小，则根据 可知，临界角较大，而从C点射出时入射角比从B点射出时较小，可知从C点射出的光较不容易发生全反射，即若从圆弧面只有一处光线射出，则一定是从C点射出，故C错误； D．若OB光恰好在B点发生全反射，且其经过圆弧面的两次反射恰好从D点射出，光路如图（F为圆心） 几何关系可知 故玻璃对OB光的折射率为 故D正确。 故选AD 9. 如图所示，在直角三角形CDE区域内有磁感应强度为B垂直纸面向外的匀强磁场，P为直角边CD的中点，∠C=30°，CD=2L，一束相同的带负电粒子以不同的速率从P点垂直于CD射入磁场，粒子的比荷为k，不计粒子间的相互作用和重力，则下列说法正确的是（　　） A. 速率不同的粒子在磁场中运动时间一定不同 B. 从CD边飞出的粒子最大速率为 C. 粒子从DE边飞出的区域长度为L D. 从CE边飞出的粒子在磁场中运动的最长时间为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A.速率小粒子在CD边射出时, 粒子在磁场中运动时间相同, A错误; B.根据左手定则,粒子向左偏转, 从CD边飞出的粒子最远从D点飞出,半径, 由 解得 B正确; C.由B项分析可知粒子可以从D点飞出,粒子与CE相切从DE飞出时,是粒子从DE飞出的最远点,如图所示 有几何关系得 粒子从DE边飞出的区域长度为L,C正确; D.粒子与CE相切飞出时在磁场中运动的最长时间,由几何关系可得, 粒子在磁场中运动的最长时间为 D正确; 故选BCD。 10. 如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为的两根相同导体棒静置于导轨上，两棒始终与导轨垂直且接触良好。现使棒获得一个大小为、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（ ） A. 两导体棒组成的系统动量守恒 B. 棒克服安培力做功的功率等于棒的发热功率 C. 两棒最终的速度大小均为，方向相反 D. 通过棒横截面的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．开始阶段，由右手定则和左手定则知，中感应电流由到，受到的安培力向右，中电流由到，受到的安培力向右，故两导体棒受到的安培力方向相同，系统所受合外力不为零，故两导体棒组成的系统动量不守恒，故A错误； B．根据功能关系可知，棒克服安培力做的功等于系统产生的热量与棒增加的动能之和，故棒克服安培力做功的功率大于棒的发热功率，故B错误； C．向左减速，向右加速，当 即时，回路中感应电流为零，达到稳定状态，从开始运动到达到稳定状态的过程中，两导体棒受到的平均安培力大小相等，对两导体棒由动量定理得 解得 方向相反，故C正确； D．设通过棒横截面的电荷量为，则 对棒由动量定理得 联立解得 故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。 当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空： （1）相邻两条亮条纹间的距离____________； （2）根据____________可算出波长（填正确答案标号）； A. B. C. （3）则待测发出光的波长为____________（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）0.508 （2）B （3）626 【解析】 【小问1详解】 相邻两条亮条纹间的距离为 【小问2详解】 根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系可得波长为 故选B。 【小问3详解】 待测发出光的波长为 12. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1）甲 （2） ①. 向左 ②. 向右 （3） ①. 顺时针 ②. 向右 【解析】 【小问1详解】 在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。 【小问2详解】 [1]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [2]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 【小问3详解】 [1]当光照减弱时，热敏电阻的阻值变大，回路电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过金属环A的磁通量向右减小，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针； [2]金属环A电流方向顺时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据同向电流相互吸引，可知金属环将向右运动。 四、解答题（3个小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一矩形薄玻璃砖ABCD静置在水平桌面上，一束单色光从BC边中点平行于桌面射入，入射角为，折射后光线到达AB边的E点。已知，，光在真空中的传播速度，玻璃砖对该单色光的折射率为，，，求： （1）E点与A点的距离。 （2）该光在玻璃砖中的传播时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图如图所示 光在BC面发生折射时，设折射角为，根据折射定律可得 解得 根据几何关系，有 解得 所以，E点与A点的距离 【小问2详解】 根据几何关系有 根据临界角与折射率的关系有 可知光射到E点时发生全反射，没有光线从AB边射出，由几何关系可知，BC的中点到E点的距离为5cm，则 光在玻璃砖中传播的路程 根据传播速度与折射率的关系可得 光在玻璃砖内运动的时间 解得 14. 如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成角，下端连接阻值为的电阻。磁场方向垂直导轨平面向上，。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。不计空气阻力。（，，） （1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小。 （2）当金属棒下滑速度达到稳定时速度的大小。 （3）若ab棒从静止到速度稳定下滑的距离为15m，求此过程R产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）因为金属棒刚开始下滑的速度为零，所以不受到安培力作用，由牛顿第二定律得 代入数据解得 （2）金属棒下滑速度稳定时，棒受力平衡，根据平衡条件有 联立解得 （3）由功能关系得，减少的重力势能转化为导体棒的动能、摩擦生热和电阻R上的焦耳热，摩擦力做功为 所以摩擦生热产生的能量为 因此，电阻R上产生的热量为 15. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内有一单匝长方形金属线框，cd边长L=0.25m，线框的质量m=0.4kg、电阻R=0.2Ω，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧存在区域足够大的磁场，磁场方向竖直向下。线框在水平向右的外力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，cd边到达磁场左边界时（记t=0）的速度大小v0=0.5m/s，外力F随时间t变化的图像如图乙所示。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）整个过程中通过线框某截面的电荷量q。 【答案】（1）；（2）。 【解析】 【详解】（1）设线框的加速度大小为a，进入磁场的过程中，时刻cd边切割磁感线的速度大小为v，cd边受到的安培力大小为，则有 整理得 结合图像知t=0时外力 图像斜率表示 解得 ， （2）由题图乙中的数据可知线框进入磁场的时间，设线框的ad边长为，线框进入磁场产生的感应电动势的平均值为，产生的感应电流的平均值为，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列哪种现象或者应用实例属于光的衍射（　　） A. 观看立体电影的眼镜 B. 圆盘影子中心的亮斑 C. 水中“折断”的铅笔 D. 自行车的尾灯 2. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　） A. a B. b C. c D. d 3. 如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（ ） A. B. C. D. 4. 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流，四根平行直导线均通入电流，，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（　　） A. B. C. D. 5. 水平桌面上一条形磁铁的上方，有一根通电直导线由S极的上端平行于桌面移到N极上端的过程中，磁铁始终保持静止，导线始终保持与磁铁垂直，电流方向如图所示。则在这个过程中，磁铁受到的摩擦力的方向和桌面对磁铁的弹力（　　） A. 摩擦力始终为零，弹力大于磁铁重力 B. 摩擦力始终不为零，弹力大于磁铁重力 C. 摩擦力方向由向左变为向右，弹力大于磁铁重力 D. 摩擦力方向由向右变为向左，弹力小于磁铁重力 6. 如图所示，匀强磁场垂直分布于圆形区域内，P为圆边界上的一点。大量速率相同的同种粒子从P点沿各个方向垂直磁场射入，粒子射出圆边界的位置在一段圆弧上。当磁感应强度的大小为B1时，这段圆弧的弧长是圆周长的；当磁感应强度的大小为B2时，相应的弧长变为圆周长的。不计粒子重力及粒子间的相互作用，则为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，边长为L、电阻为R的正方形单匝导线框abcd放于纸面内，在ad边的左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，现使导线框绕过a点且平行于磁场方向的轴以角速度沿顺时针方向匀速转动，在导线框转过45º的过程中（　　） A. 导线框产生沿逆时针方向的感应电流 B. 导线框经过虚线位置时产生的瞬时感应电动势大小为 C. 导线框受到的安培力逐渐增大，方向不断变化 D. 流过导线框的电荷量为 二、多选题（本题包含3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由蓝光和黄光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，分成两束分别射到圆柱面的B、C两点。只考虑第一次射向圆弧面的光线，下列说法正确的是（　　） A. 从B、C两点射出的光分别是蓝光、黄光 B. 光从O传到B与光从O传到C时间不相等 C. 若只有一束光线从圆弧面射出，则其一定是从B点射出 D. 若OB光恰好在B点发生全反射，且其经过圆弧面的两次反射恰好从D点射出，则玻璃对OB光的折射率为 9. 如图所示，在直角三角形CDE区域内有磁感应强度为B垂直纸面向外的匀强磁场，P为直角边CD的中点，∠C=30°，CD=2L，一束相同的带负电粒子以不同的速率从P点垂直于CD射入磁场，粒子的比荷为k，不计粒子间的相互作用和重力，则下列说法正确的是（　　） A. 速率不同的粒子在磁场中运动时间一定不同 B. 从CD边飞出粒子最大速率为 C. 粒子从DE边飞出的区域长度为L D. 从CE边飞出的粒子在磁场中运动的最长时间为 10. 如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为的两根相同导体棒静置于导轨上，两棒始终与导轨垂直且接触良好。现使棒获得一个大小为、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（ ） A. 两导体棒组成的系统动量守恒 B. 棒克服安培力做功的功率等于棒的发热功率 C. 两棒最终的速度大小均为，方向相反 D. 通过棒横截面的电荷量为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。 当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空： （1）相邻两条亮条纹间的距离____________； （2）根据____________可算出波长（填正确答案标号）； A. B. C. （3）则待测发出光的波长为____________（结果保留3位有效数字）。 12. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 四、解答题（3个小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一矩形薄玻璃砖ABCD静置在水平桌面上，一束单色光从BC边中点平行于桌面射入，入射角为，折射后光线到达AB边的E点。已知，，光在真空中的传播速度，玻璃砖对该单色光的折射率为，，，求： （1）E点与A点的距离。 （2）该光在玻璃砖中的传播时间。 14. 如图所示，处于匀强磁场中两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距，导轨平面与水平面成角，下端连接阻值为的电阻。磁场方向垂直导轨平面向上，。质量为0.2kg、电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为0.25。不计空气阻力。（，，） （1）求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小。 （2）当金属棒下滑速度达到稳定时速度的大小。 （3）若ab棒从静止到速度稳定下滑的距离为15m，求此过程R产生的热量。 15. 如图甲所示，在光滑绝缘水平面内有一单匝长方形金属线框，cd边长L=0.25m，线框的质量m=0.4kg、电阻R=0.2Ω，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧存在区域足够大的磁场，磁场方向竖直向下。线框在水平向右的外力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，cd边到达磁场左边界时（记t=0）的速度大小v0=0.5m/s，外力F随时间t变化的图像如图乙所示。求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）整个过程中通过线框某截面的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$