广西示范性高中2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试卷（Word版附答案）

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（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题（本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只一项符合题目要求，第8~10题，每小题6分，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，有选错的得0分。）
1．历史上关于运动量度的争论，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动的“强弱”，代表人物是笛卡儿；另一种观点认为应该用物理量mv2来量度运动的“强弱”，代表人物是莱布尼兹。经过半个多世纪的争论，人们终于认识到动量和能量在运动学中的重要性。关于这两种观点争论，下列说法正确的是（ ）
A．用mv来量度运动的“强弱”是正确的，用物理量mv2来量度运动的“强弱”错误的。
B．用mv来量度运动的“强弱”是错误的，用物理量mv2来量度运动的“强弱”正确的。
C．两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点一是从动量角度来描述物体在力阻碍下能运动多长时间，即力可表示为：
D．两种观点实际是从不同角度量度运动的“强弱”，观点二是从动能角度来描述物体在力阻碍下能运动多长距离，即力可表示为：
图甲
图乙
2．如图甲所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球质量为m、半径为r、带正电荷，用长为l的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，重力加速度为g，当摆角很小时，单摆的周期为，若把电场换成匀强磁场，如图乙所示，当摆角很小时，单摆的周期为。则关于单摆周期正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，如图所示，圆板的四周固定着一圈带负电的金属小球，在圆板的中部有一个线圈，当线圈中通入图示方向并且均匀增大的电流时。关于圆板的转动（俯视）下列说法正确的是（ ）
A．静止不动
B．沿逆时针方向匀速转动
C．沿逆时针方向加速转动
D．沿顺时针方向加速转动
4．如图所示，用红、绿两个激光笔发出的光a、b平行射向半圆形的薄玻璃碗，碗底形成两个光斑；缓慢给碗内注水，发现两个光斑逐渐重合。则关于ab光的说法正确的是（ ）
A．a光是红光，b光是绿光
B．在水中，a光波长较短，全反射的临界角较小
C．光斑重合时，从碗底部射出的光线只有一条
D．在同一双缝干涉实验装置中a光的干涉条纹间距较大
5．某同学设计如图1所示的电路测量导体的载流子（电子）浓度，在导体表面加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小可以调节。闭合开关S，电极1、3间通以恒定电流，电极2、4间将产生电压。导体长为，宽为，厚度为，电子的电荷量为。根据数据作出的图像如图2所示，图线的斜率为，则该导体单位体积中载流子数为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．某简谐横波在时刻的波形图如图中实线所示，处质点的位移为，处的质点P位于平衡位置。时刻的波形图如图中虚线所示。已知该波的周期大于2s，则（ ）
A．该波的波速为4m/s
B．该波沿x轴负方向传播
C．该波的波长为10m
D．时刻，质点P的振动方向沿y轴负方向
7．如图所示，有一光滑水平导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力随时间变化图像如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（ ）

A B C D
8．如图，电磁打点计时器是利用电磁原理打点计时的一种仪器。它的工作原理为：线圈中通入交流电时，线圈中的钢制弹簧片被周期性的磁化，并受到永久磁铁作用使弹簧片带动振针周期性的上下振动。当某时刻线圈中通入图示电流时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈右端为N极B．线圈右端为S极
C．弹簧片被磁化后受到向上的作用力D．弹簧片被磁化后受到向下的作用力
9．如图所示，以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，∠A＝60°，AO＝a。在O点放置一个粒子源，可以向各个方向发射某种带负电的粒子，粒子的比荷为eq \f(q,m)，发射速度大小都为v0，且满足v0＝eq \f(qBa,m)，发射方向用图中的角度θ表示。对于粒子进入磁场后的运动（不计重力作用），下列说法正确的是（ ）
A．粒子有可能打到A点
B．以θ＝60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
C．以θ＜30°飞入的粒子在磁场中运动的时间都相等
D．在AC边界上只有一半区域有粒子射出
10．两根足够长的导轨由上下段电阻不计，光滑的金属导轨组成，在M、N两点绝缘连接，M、N等高，间距 L = 1m，连接处平滑。导轨平面与水平面夹角为30°，导轨两端分别连接一个阻值R = 0.02Ω的电阻和C = 1F的电容器，整个装置处于B = 0.2T的垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中（图中未画），两根导体棒ab、cd 分别放在MN两侧，质量分为m1 = 0.8kg，m2 = 0.4kg，ab棒电阻为0.08Ω，cd棒的电阻不计，现将ab 由静止释放，同时cd从距离MN为x0= 4.32m 处在一个大小F = 4.64N，方向沿导轨平面向上的力作用下由静止开始运动，两棒恰好在M、N处发生弹性碰撞，碰撞前瞬间撤去F，已知碰前瞬间ab的速度为4.5m/s，g = 10m/s 2则下列说法正确的是（ ）
A．cd 碰撞前做匀加速运动，从释放到第一次碰撞前所用时间为 1.4s
B．ab 从释放到第一次碰撞前，通过电阻R的电荷量为6C
C．ab 从释放到第一次碰撞前，R上消耗的焦耳热为3.9J
D．两棒第一次碰撞后瞬间，cd 的速度大小为 8.4m/s
二、实验题（本题共2小题，共14分。）
11．（6分）某实验小组采用如图甲装置开展“利用单摆测量重力加速度”实验。铁架台上端悬挂单摆，下端固定的激光源发出水平方向的激光。摆球右侧等高处固定一智能手机，使激光光源，摆球中心与手机光线接收口在同一水平直线上。借助手机光线传感器接收光照强度随时间变化的数据，以此测定摆球周期。
（1）如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径为 cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L；
（2）拉动摆球使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于50），使摆动平面与手机和激光源的连线垂直。将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙，根据图像判断单摆的周期T=_______（用表示）
（3）根据实验数据绘出图像如图丁所示，图像斜率为k，则当地的重力加速度
g= （用k和π表示）
（4）若该实验小组在绘图像时，错把摆线长度l当做摆长L来作图，则该小组的测量结果_______（填“偏大”；“偏小”；“不变”）
12．（8分）在探究电磁感应现象的实验中。
（1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。
①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。
②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针 （填“偏转”或“不偏转”）。
（2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流由a端流入电流计时，指针向左偏转。
①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入线圈L时，若发现指针向左偏转，俯视线圈，则线圈由a端开始绕至b端的环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。
②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离线圈L时，若发现指针向右偏转，俯视线圈，则线圈由a端开始绕至b端的环绕方向为 （填“顺时针”或“逆时针”）。
（3）如图丙所示，各线路连接完好，将线圈A放在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针 （填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答过程要求有必要的文字说明，只写结果的不能得分，有数值计算的要写出正确单位。）
13．（10分）如图所示，一个横截面为四分之一圆的特殊玻璃柱体水平放置，点为圆心，半径为。一单色光束从面垂直水平入射，当光束在距离点处入射时，恰好在圆弧面上发生全反射，光在真空中的传播速度为。求：
（1）玻璃柱体的折射率；
（2）距离点处水平入射的光束在玻璃中的传播时间。
14．（14分）人们通常利用带电粒子在电场和磁场中会受到场力的作用特点，来控制带电粒子的运动，或对带粒子进行分析，如回旋加速器、质谱仪等。如图所示，在平面直角坐标系的第一、四象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在沿x轴正方向的匀强电场。一带电量为q（），质量为m的粒子从x轴上的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转后从y轴上的M点进入第一象限，然后从x轴上的N点进入第四象限。为了对带电粒子的有效控制，在实际应用中我们只需要一个比较小的磁场区域即可实现，如把原磁场撤去，在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为4B的圆形磁场，即可以使带电粒子与x轴正方向成角向下经过N点。不计带电粒子的重力和其他阻力。求：
（1）匀强电场的场强大小E；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）磁感应强度为4B的圆形磁场的最小面积S。
15．（16分）如图所示，水平固定半径为r的金属圆环，圆环内右半圆存在竖直向下，磁感应强度大小为的匀强磁场；长均为r、电阻均为R的两金属棒沿直径放置，其中一端与圆环接触，另一端固定在过圆心的导电竖直转轴上，圆环边缘与接线柱1相连。长为L，质量为m，电阻为R的导体棒垂直金属轨道放置，且离斜轨底端足够远；金属轨道处于垂直斜面向下的磁场中，磁感应强度大小为。倾斜金属轨道与水平绝缘轨道平滑连接，水平绝缘轨道放置一“］”形状的金属框，框的长宽均为L，质量为、总电阻为R，金属框右侧存在竖直向下、磁感应强度大小为、长度为的有界磁场。开始时开关S和1接通，两金属棒以相同角速度绕轴转动，转动过程中始终中只有一条金属棒处于磁场中，导体棒静止；再将S从1迅速拨到2与阻值为R的定值电阻连接，棒开始运动，进入水平轨道与“］”形框粘在一起形成闭合框。（已知、，
、、、、、，sin370=0.6，cn370=0.8，g=10m/s2。除已给电阻外其他电阻不计，轨道均光滑，棒、框ed运动过程中ab边始终与轨道垂直且接触良好。）求：
（1）开关S和1接通：
①棒静止时，流过棒的电流方向以及电流大小：
②两金属棒的转动方向（从上往下看）以及转动的角速度大小；
（2）开关S和2接通：
①闭合框刚进入磁场时的速度大小；
②导体棒在水平绝缘轨道运动过程中产生的焦耳热。