内容正文:
2026年春季高2024级半期考试物理试卷
(全卷满分100分,75分钟完成)
一、单项选择题;本题共7个小题,每小题4分,共28分。再每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 下列关于物理学中的研究方法、物理学史以及力和运动的说法正确的是( )
A. 物体在恒力作用下一定做直线运动
B. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
C. 法拉第用实验证明磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
【答案】C
【解析】
【详解】A.当恒力与速度方向在同一直线上时,物体做直线运动,当恒力与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动,故A错误;
B.如果两个分运动的合速度方向与合加速度方向不在同一直线上时,物体的合运动做曲线运动,故B错误;
C.法拉第用实验证明了磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机,故C正确;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故D错误。
故选C。
2. 下列光现象中,可以用光的色散理论解释的是( )
A. 肥皂泡上的彩色花纹
B. 天空的彩虹
C. 激光透过小圆孔在后面光屏上出现同心圆形光环
D. 玻璃球中十分明亮的空气泡
【答案】B
【解析】
【详解】A.本题考查光学知识,意在考查考生对光的色散等现象的理解。肥皂泡上的彩色花纹是薄膜干涉形成的,故A错误;
B.天上的彩虹是阳光经空气中的水珠折射后色散形成的,故B正确;
C.激光透过小圆孔在后面光屏上出现的同心圆形光环是光的衍射形成的,故C错误;
D.玻璃球中明亮的空气泡是光的全反射形成的,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,a,b为两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,比较通过两环的磁通量Φa,Φb,则( )
A. Φa>Φb B. Φa=Φb C. Φa<Φb D. 不能确定
【答案】A
【解析】
【详解】磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上,外部穿过环面的磁感线方向向下,由于磁感线是闭合曲线,磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数,而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间,所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分,a的面积小,抵消较少,则磁通量较大,所以
故选A。
4. 有一小段通电导线,长为1cm,导线中电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )
A. B=2T B. B≤2T
C. B≥2T D. 以上情况都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】磁感应强度的定义式中的电流是垂直于磁场方向的电流,如果通电导线是垂直磁场方向放置的,此时所受磁场力最大F=0.1N,则该点的磁感应强度
B==T=2T
如果通电导线不是垂直磁场方向放置的,则受到的磁场力小于垂直放置时的受力,垂直放置时受力将大于0.1N,由定义式可知,B将大于2T
故选C。
5. 如图是荷质比相同的a、b两粒子从O点垂直匀强磁场进入正方形区域的运动轨迹,则 ( )
A. a的质量比b的质量大
B. a带正电荷、b带负电荷
C. a在磁场中的运动速率比b的大
D. a在磁场中的运动时间比b的长
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.荷质比相同的a、b两粒子,因电量无法确定,则质量大小无法比较.故A错误;
B.初始时刻两粒子所受的洛伦兹力方向都是竖直向下,根据左手定则知,两粒子都带负电.故B错误;
C.根据轨迹图可知,a粒子的半径大于b粒子,根据
qvB=m得,r=
则
因它们荷质比相同,即半径越大时,速率越大.故C正确;
D.粒子在磁场中的运动周期T=,由图可知,a粒子的圆心角大于b粒子,则知a在磁场中的运动时间比b的短.故D错误.
故选C.
6. 如图甲所示,圆形线圈固定在匀强磁场中,磁场方向与线圈所在平面(纸面)垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向,则线圈中的感应电流随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题中的B-t图像可知,0~1s内,磁场方向垂直纸面向里,且线圈中的磁通量增大,由楞次定律可知,感应电流的磁场方向垂直纸面向外,则线圈中的感应电流方向为逆时针,即电流沿负方向,根据法拉第电磁感应定律可得
由于B-t图线的斜率不变,则感应电动势不变,感应电流不变;同理,1~2s内感应电流方向为顺时针,沿正方向;2~3s内,感应电流方向为顺时针,沿正方向;3~4s内,感应电流方向为逆时针,沿负方向。
故选D。
7. 如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )
A. O点处的磁感应强度为零
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
C. c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D. a、c两点处磁感应强度的方向不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.由安培定则和磁场叠加原理可判断出O点处的磁感应强度方向向下,一定不为零,A错误;
B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,均向下,B错误;
C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同,均向下,C正确;
D.a、c两点处磁感应强度的方向相同,D错误。
故选C。
二、多项选择题; 本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 有一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力。其工作原理可用两个左右相邻或上下相对的线圈来说明,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若线圈A中输入电流,则线圈B中会产生感应电动势
B. 只有线圈A中输入变化的电流,线圈B中才会产生感应电动势
C. 线A中电流越大,线圈B中感应电动势也越大
D. 线圈A中电流变化越快,线圈B中感应电动势越大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.根据感应电流产生的条件,若A线圈中输入恒定的电流,则A产生恒定的磁场,B中的磁通量不发生变化,则B线圈中就会不产生感应电动势,但在输入过程中,A线圈中的电流从无到有,因此B线圈中会产生感应电动势,然而不是总会有的,是瞬时的,故A错误;
B.若A线圈中输入变化的电流,根据法拉第电磁感应定律
可得,则B线圈中就会产生感应电动势,故B正确;
CD.根据法拉第电磁感应定律
可得,A线圈中电流变化越快(而非电流越大),A线圈中电流产生的磁场变化越快,B线圈中感应电动势越大。故C错误D正确。
故选BD。
9. 下列说法不正确的是( )
A. 只有横波才能产生干涉现象和多普勒效应
B. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C. 泊松亮斑支持了光的波动说
D. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
【答案】AB
【解析】
【详解】A.无论是纵波还是横波,既可以产生干涉,也可以产生多普勒效应,故A错误,符合题意;
B.周期性变化的磁场产生周期性变化的电场向外传播就形成了电磁波,而均匀变化的磁场产生恒定的电场不会形成电磁波,故B错误,符合题意;
C.泊松亮斑属于衍射,支持了光的波动说,故C正确,不符合题意;
D.由可知,绿光的折射率大,临界角小,先发生全反射,水面上首先消失的是绿光,故D正确,不符合题意。
故选AB。
10. 两磁感应强度均为B的匀强磁场区I、III,方向如图所示,两区域中间为宽为s的无磁场区II,有一边长为L(L>s)。电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于区域I,ab边与磁场边界平行,现拉着金属线框以速度v向右匀速运动,则( )
A. 当ab边刚进入中央无磁场区域II时,ab两点间电压为
B. ab边刚进入磁场区域III时,通过ab边的电流大小为,方向
C. 把金属线框从区域I完全拉入区域III的过程中,拉力所做功为
D. 当cd边刚出区域I到刚进入区域III的过程中,回路中产生的焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当ab边刚进入中央无磁场区域II时,感应电动势为
感应电流为
ab两点间的电压为
故A错误;
B.当ab边刚进入磁场区域III时,由右手定则可得,线框中的电流方向顺时针方向,电流大小为
通过ab边的电流大小为,方向由a→b,故B正确;
C.金属框从Ⅰ区域完全拉入Ⅲ区域过程中,拉力所做功
故C正确;
D.当cd边刚出I区域到刚进入III区域的过程中,ab边切割磁感线,回路中有感应电流产生,则回路中产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
三、非选择题 ;本题共5个小题,共54分。其中13--15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm, 双缝光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为______,B位置的游标卡尺读数为________, 单色光的波长为________m.
【答案】 ①. 11.1mm ②. 15.6mm ③.
【解析】
【详解】[1].图A游标卡尺的读数为:11mm+0.1×1mm=11.1mm.
[2].图B游标卡尺读数为:15mm+0.1×6mm=15.6mm.
[3].根据 其中
得
.
12. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
。
(1)本实验中,我们通过观察_______来判断电路中是否有感应电流;
(2)通过比较图甲和丙可知,产生感应电流的一个条件是电路要_______,通过比较图______(选填“甲和乙”或“乙和丙”)可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)若图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路____(选填“有”或“无”)感应电流;
(4)在产生感应电流的实验中,将____能转化为电能,生活中的发电机就是根据上述原理工作的。
【答案】(1)灵敏电流计的指针是否偏转
(2) ①. 闭合 ②. 甲和乙
(3)有 (4)机械
【解析】
【小问1详解】
实验时,通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来确定电路中是否产生感应电流。
【小问2详解】
[1]甲电路是闭合电路,灵敏电流计的指针发生偏转,说明电路中产生了感应电流;丙电路是断开的,灵敏电流计的指针没有偏转,说明电路中没有产生感应电流。由此可知,产生感应电流的一个条件是电路要闭合;
[2]要得出产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动,这两次实验就要一次实验导体在磁场中做切割磁感线运动,一次实验导体在磁场中不做切割磁感线运动,由此比较可以确定要选用甲图和乙图。
【小问3详解】
在甲图中,电路是闭合的,导体不动,磁体运动,利用运动和静止的相对性可以确定,导体也做切割磁感线运动,具备了感应电流产生的两个条件,所以电路中有电流产生。
【小问4详解】
电磁感应现象中,消耗了机械能,得到了电能,即机械能转化为电能。
13. 如图所示,直角棱镜ABC置于空气中,∠A=30°,AB边长为2a.一束单色光在AB边中点D处以某一入射角射入棱镜,在AC边上恰好发生全反射后,垂直BC边射出.已知真空中光速为c.求:
(1)入射角θ的正弦值;
(2)单色光通过棱镜的时间t.
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)作出如图光路,在E点全反射,入射角等于临界角C,由几何关系得:C=60°;
则棱镜的折射率为
…①
在D点,由几何知识,折射角为 r=30°,根据折射定律有
…②
由①②式得
…③
(2)光在棱镜中的传播速度为
…④
由几何关系
…⑤
单色光沿DEF传播的时间即为通过棱镜的时间为
…⑥
由①④⑤⑥式得
…⑦
【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式,运用几何知识结合解决这类问题.
14. 如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场,带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动,忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据匀强电场电势差和电场强度的关系得,匀强电场场强E的大小
(2)设带电粒子出电场时速度为v,由动能定理得
解得粒子从电场射出时速度ν的大小
(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
联立得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径
15. 半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆心O到直线的距离为。一个带电的粒子以初速度沿方向飞进磁场,不计粒子的重力,已知粒子飞出磁场时速度方向偏转了。求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】(1)或
(2)或
【解析】
【小问1详解】
若粒子带正电,轨迹如答图甲所示
设轨道半径为r,出射点为P,OH与PM相互垂直,为OM与MP的中垂线的夹角,由几何关系得
由题意可知,则有
联立解得
粒子进入磁场,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律
可得
若粒子带负电,轨迹如答图乙所示
设轨道半径为,由几何关系得
联立解得
粒子进入磁场,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律
可得
【小问2详解】
若粒子带正电,运动周期
又因为
可得带电粒子在磁场中运动时间
若粒子带负电,运动周期
又因为
解得带电粒子在磁场中运动时间
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2026年春季高2024级半期考试物理试卷
(全卷满分100分,75分钟完成)
一、单项选择题;本题共7个小题,每小题4分,共28分。再每题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的。
1. 下列关于物理学中的研究方法、物理学史以及力和运动的说法正确的是( )
A. 物体在恒力作用下一定做直线运动
B. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
C. 法拉第用实验证明磁能生电并发明了人类历史上的第一台发电机
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
2. 下列光现象中,可以用光的色散理论解释的是( )
A. 肥皂泡上的彩色花纹
B. 天空的彩虹
C. 激光透过小圆孔在后面光屏上出现同心圆形光环
D. 玻璃球中十分明亮的空气泡
3. 如图所示,a,b为两个同心放置且共面的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环面垂直,比较通过两环的磁通量Φa,Φb,则( )
A. Φa>Φb B. Φa=Φb C. Φa<Φb D. 不能确定
4. 有一小段通电导线,长为1cm,导线中电流为5A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )
A. B=2T B. B≤2T
C. B≥2T D. 以上情况都有可能
5. 如图是荷质比相同的a、b两粒子从O点垂直匀强磁场进入正方形区域的运动轨迹,则 ( )
A. a的质量比b的质量大
B. a带正电荷、b带负电荷
C. a在磁场中的运动速率比b的大
D. a在磁场中的运动时间比b的长
6. 如图甲所示,圆形线圈固定在匀强磁场中,磁场方向与线圈所在平面(纸面)垂直,规定磁场的正方向垂直纸面向里,磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。若规定顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向,则线圈中的感应电流随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
7. 如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( )
A. O点处的磁感应强度为零
B. a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
C. c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
D. a、c两点处磁感应强度的方向不同
二、多项选择题; 本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
8. 有一种非接触式电源供应系统,这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力。其工作原理可用两个左右相邻或上下相对的线圈来说明,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 若线圈A中输入电流,则线圈B中会产生感应电动势
B. 只有线圈A中输入变化的电流,线圈B中才会产生感应电动势
C. 线A中电流越大,线圈B中感应电动势也越大
D. 线圈A中电流变化越快,线圈B中感应电动势越大
9. 下列说法不正确的是( )
A. 只有横波才能产生干涉现象和多普勒效应
B. 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C. 泊松亮斑支持了光的波动说
D. 由红光和绿光组成的一细光束从水中射向空气,在不断增大入射角时水面上首先消失的是绿光
10. 两磁感应强度均为B的匀强磁场区I、III,方向如图所示,两区域中间为宽为s的无磁场区II,有一边长为L(L>s)。电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于区域I,ab边与磁场边界平行,现拉着金属线框以速度v向右匀速运动,则( )
A. 当ab边刚进入中央无磁场区域II时,ab两点间电压为
B. ab边刚进入磁场区域III时,通过ab边的电流大小为,方向
C. 把金属线框从区域I完全拉入区域III的过程中,拉力所做功为
D. 当cd边刚出区域I到刚进入区域III的过程中,回路中产生的焦耳热为
三、非选择题 ;本题共5个小题,共54分。其中13--15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 利用双缝干涉测定光的波长实验中,取双缝间距d=0.5mm, 双缝光屏间距离L=0.5m,用某种单色光照射双缝得到干涉图象如图,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图,则图中A位置的游标卡尺读数为______,B位置的游标卡尺读数为________, 单色光的波长为________m.
12. 探究产生感应电流条件的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
。
(1)本实验中,我们通过观察_______来判断电路中是否有感应电流;
(2)通过比较图甲和丙可知,产生感应电流的一个条件是电路要_______,通过比较图______(选填“甲和乙”或“乙和丙”)可知,产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动;
(3)若图甲中AB棒不动,磁铁左右水平运动,电路____(选填“有”或“无”)感应电流;
(4)在产生感应电流的实验中,将____能转化为电能,生活中的发电机就是根据上述原理工作的。
13. 如图所示,直角棱镜ABC置于空气中,∠A=30°,AB边长为2a.一束单色光在AB边中点D处以某一入射角射入棱镜,在AC边上恰好发生全反射后,垂直BC边射出.已知真空中光速为c.求:
(1)入射角θ的正弦值;
(2)单色光通过棱镜的时间t.
14. 如图所示,两平行金属板间距为d,电势差为U,板间电场可视为匀强电场;金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场,带电量为+q、质量为m的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动,忽略重力的影响,求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)粒子从电场射出时速度ν的大小;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
15. 半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,圆心O到直线的距离为。一个带电的粒子以初速度沿方向飞进磁场,不计粒子的重力,已知粒子飞出磁场时速度方向偏转了。求:
(1)带电粒子的比荷;
(2)带电粒子在磁场中运动的时间t。
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