河南省信阳市九师联盟2024-2025学年高二下学期下4月期中真题物理试卷（解析版）

这是一份河南省信阳市九师联盟2024-2025学年高二下学期下4月期中真题物理试卷（解析版），共4页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围：选择性必修第一册，选择性必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于电磁波和光的说法正确的是（ ）
A. 法拉第预言电磁波的存在，赫兹则通过实验捕捉到电磁波
B. 电磁波的频率越大，在真空中传播的速度就越大
C. 光从真空进入水中，波长会变短
D. 墨镜可以遮挡刺眼的阳光，利用了光的衍射原理
【答案】C
【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误；
B．不同频率的电磁波在真空中传播的速度相同，B错误；
C．光从真空进入水中时，速度变小，结合可知，波长将变短，C正确；
D．墨镜可以遮挡刺眼的阳光并不是利用了光的衍射原理，而是利用光的偏振原理，D错误。
2. 如图所示为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，从左到右依次放置①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥光屏。下列说法正确的是（ ）
A. ③、④分别是双缝、单缝
B. 减小④和⑥之间的距离，可以增大相邻暗条纹间的距离
C. 仅换用频率更小的单色光，观察到的条纹变宽
D. 测出条亮条纹间的距离为，则相邻两条亮条纹间距为
【答案】C
【解析】A．③、④分别是单缝、双缝，故A错误；
B．根据
可知，将双缝到屏之间的距离L减小，则光屏上相邻暗条纹中心的距离减小，故B错误；
C．仅换用频率更小的单色光，波长变大，观察到的条纹变宽，故C正确；
D．条亮条纹间的距离为，则相邻两条亮条纹间距
故D错误。
3. 如图所示，光滑水平面上垂直放置两条直导线，但相隔一小段距离，导线是固定的，另一条导线可绕交点处的转轴自由转动，当通入图示方向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A. 导线先顺时针转动
B. 导线先逆时针转动
C. 导线转动时，两导线间没有磁场力
D. 导线转动时，两导线间相互排斥
【答案】B
【解析】AB．导线产生的磁场在右边垂直纸面向里，在左边垂直纸面向外，在导线左右两边各取一小电流元，根据左手定则，左边的电流元所受的安培力方向向下，右边的电流元所受安培力方向向上，则导线逆时针方向转动，A错误，B正确；
CD．当导线转过90°后，两电流为同向电流，相互吸引，CD错误。
4. 如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为轴原点，竖直向下为轴正方向，小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图乙所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻弹簧弹力大小为
B. 时间内，弹簧的弹性势能先减小后增大
C. 小球的机械能守恒
D. 弹簧劲度系数为
【答案】D
【解析】AD．由题可知，时刻小球位于负的最大位移处，位移大小为A，弹簧弹力为0，则有
解得
时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为
A错误，D正确；
B．由题可知，时间内，弹簧由原长逐渐拉伸到最大位移处，弹性势能一直增大，B错误；
C．整个过程中，小球的机械能不守恒，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，C错误；
故选D。
5. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，粒子源P产生一个质量为m、电荷量大小为q的粒子，粒子初速度不计。粒子产生后经过电压U加速，再从S1垂直边界进入磁感应强度为B的匀强磁场，沿着半圆周运动最后到达照相底片上。下列说法正确的是（ ）
A. 该粒子可能带正电，也可能带负电
B. 粒子到达底片上的位置离S1距离为
C. 粒子的比荷越大，到达底片的位置离S1越远
D. 增大加速电压U，粒子在磁场中运动时间变短
【答案】B
【解析】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据左手定则可知，粒子带负电，故A错误；
BC．粒子电场中做匀加速直线运动，可得
在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有
联立解得
则粒子到达底片上的位置离距离为
故粒子的比荷越大，到达底片的位置离S1越近，故B正确，C错误；
D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，则粒子在磁场中运动时间
故增大加速电压U，粒子在磁场中运动时间不变，故D错误。
故选B。
6. 如图甲所示，矩形线圈匝数匝，内阻不计，在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，所接外电阻阻值，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 感应电动势的最大值为
B. 电压表示数为
C. 内，电阻产生的焦耳热为
D. 内，通过电阻的电荷量为
【答案】A
【解析】A．由图像可知，周期为
则
电动势的最大值为
A正确；
B．电压表示数
B错误；
C．内，电阻产生的焦耳热
C错误；
D．内，通过电阻的电荷量
D错误。
故选A。
7. 如图甲所示，一列简谐横波沿轴传播，实线和虚线分别为和时刻的波形图，、分别是平衡位置为和的两个质点，图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A 该波沿轴负方向传播
B. 该波的波速大小为
C. 可能为
D. 内，质点经过的路程为
【答案】C
【解析】A．由图乙可知时刻，质点Q向上振动，根据上下坡法可知，波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图甲可知，波长为8m，由图乙可知，周期为0.2s，波传播速度为
故B错误；
C．质点P从0时刻到时刻有
当时
故C正确；
D．内，处于平衡位置的质点经过的路程
由于质点P不在平衡位置，经过的路程不可能为，故D错误。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，光滑形金属导轨固定在水平面上，一根导体棒（阻值不为零）垂直静置于导轨上构成回路。将回路正上方的条形磁铁自由释放。从释放至磁铁下端接近回路平面的过程中，安培力对导体棒做功为，回路中产生的焦耳热为，导体棒获得的动能为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 磁铁下落过程中加速度大于B. 导体棒对导轨的压力大于其重力
C. D.
【答案】BD
【解析】AB．磁铁向上运动，根据“来拒去留”，导体棒有向下的运动趋势，故导体棒对轨道压力大于重力。根据牛顿第三定律，回路对磁铁反作用力向上，故磁铁加速度小于g，故A错误，B正确；
CD．根据动能定律，安培力对导体棒做功等于合力做功，即等于导体棒动能变化量，故
故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，P、Q两个半径相同的小球穿在两根平行且光滑的足够长的水平杆上，P、Q两球的质量分别为、，初始时两小球均静止，P、Q两球间连着一根轻质弹簧，弹簧处于原长状态。现给P球一个向左的初速度。下列说法正确的是（ ）
A. P、Q两球动量守恒，机械能守恒
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. Q球的最大速度大小为
D. P球可能向右运动
【答案】BC
【解析】A．P、Q在水平方向上两球动量守恒，由于有弹簧弹力对P、Q做功，P、Q两球机械能不守恒，故A错误；
B．两球在水平方向上动量守恒，规定向左的方向为正方向，速度相等时，有
此时弹簧的弹性势能最大，有
解得
故B正确；
C．弹簧恢复原长时，对P、Q球组成的系统，根据弹性碰撞满足动量守恒和机械能守恒的特点，，
Q的最大速度大小为
代入数据解得
故C正确；
D．如果P球向右运动，根据动量守恒，Q向左运动的速度会更大，则系统的总机械能会增加，不符合题意，故P球不可能向右运动，故D错误。
故选BC。
10. 振幅均为A、波长均为的两列简谐横波在同一介质中的同一直线上相向传播，传播速度大小均为。如图所示为某一时刻的波形图，其中实线波向右传播，虚线波向左传播，、、、、为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点且间距为。稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 、两质点为振动加强点B. 、、三质点为振动加强点
C. 质点、、始终静止不动D. 两列波能发生稳定的干涉
【答案】BD
【解析】D．将两列波的边缘S1、S2分别看作波源，如图所示：
则由波形图可知，在此时波源的振动方向相同，结合题意可知振幅、波长、介质均相同，即两列波的波速、振幅、周期、频率、起振方向均相同，两列波能发生稳定的干涉，D正确；
ABC．根据几何关系可知c点的波程差为0；
a点的波程差为：2-=
e点的波程差为：2-=
b点的波程差为：
d点的波程差为：
则b、d为振动减弱点，a、c、e振动加强点，并不是始终静止不动，故AC错误，B正确；
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验并进行了如下的操作：
（1）如图乙所示，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径______。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆长。
（2）改变摆线长度，测量出多组周期、摆长数值后，画出图像如图丙所示，图线不过原点的原因是______；若图线斜率大小为，则所测得重力加速度______。
（3）若只用一组的测量数据测得重力加速度的值比当地重力加速度的实际值偏大，可能的原因是______。
A. 摆球的质量偏大
B. 单摆振动的振幅偏小
C. 测量摆长时没有加上摆球的半径
D. 将实际振动次数记成次
【答案】（1）22.6 （2）把摆线的长度当作了摆长，漏加了摆球半径 （3）D
【解析】（1）10分度游标卡尺的精确度为0.1mm，由乙图可知，摆球直径
（2）[1]摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，由图丙所示图像可知，当摆长为零时单摆已经有周期，即周期不为零，说明单摆所测摆长小于实际摆长，可能是把摆线的长度当作了摆长，漏加了摆球半径。
[2]由单摆的周期公式
可知
结合图丙所示图像可知
解得
（3）A．由可得
可知重力加速度的测量值与摆球质量无关，摆球的质量偏大不会导致重力加速度的测量值偏大，故A错误；
B．同理，重力加速度的测量值与单摆的振幅无关，单摆振动的振幅偏小不会导致重力加速度的测量值偏大，故B错误；
C．测量摆长时没有加上摆球的半径，摆长L的测量值小于真实值，导致g的测量值小于真实值，故C错误；
D．将实际振动次数n记成n+1次，周期T的测量值小于真实值，导致g的测量值大于真实值，故D正确。
故选D。
12. 某小组做测定玻璃砖的折射率实验，所用器材有：玻璃砖、大头针、刻度尺、量角器、圆规、笔、图钉、白纸。
（1）某同学用图钉将白纸钉在绘图板上，如图甲所示，先在白纸上画出一条直线作为界面，过上的一点画出界面的法线，并画一条线段作为入射光线。把平行玻璃砖平放在白纸上，使它的长边与对齐，画出玻璃砖的另一条长边。按如下步骤进行实验：
①在线段上竖直地插上两枚大头针、，透过玻璃砖观察大头针、的像，调整视线的方向，直到的像被挡住。
②在观察的这一侧依次插两枚大头针、，使挡住______的像，挡住、的像，______（选填“会”或“不会”）挡住，记下、的位置。
③移去玻璃砖，连接、并延长交于，连接即为折射光线，入射角，折射角。
④用量角器测出入射角和折射角。
⑤改变入射角，重复实验，记录相关测量数据。
（2）该小组选取了操作正确的实验记录，测得，，则玻璃砖的折射率______。
（3）如图乙所示，一同学在纸上画玻璃砖的两个界面和时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度小些，则测得的折射率______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）、 会 （2） （3）偏大
【解析】（1）②[1][2]在观察的这一侧依次插两枚大头针、，使挡住、的像，挡住、的像，会挡住，记下、的位置。
（2）根据折射定律，可得
（3）做出光路图，如图所示
由图可知折射角减小，则折射率的测量值偏大。
13. 如图所示，玻璃砖的横截面由四分之一圆和长方形组成，圆的半径为，长方形的长、宽分别为和。一单色细光束从边的中点入射，反射光线和折射光线恰好垂直，最后从圆弧面的点出射，出射光线与平行，已知光在真空中的传播速度为。求：
（1）该玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）光束在玻璃砖中传播的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）作出光的传播如图：
由几何关系可得到入射角与折射角的关系，
根据从F点的出射光线与OE平行，结合几何关系可得入射角为
折射角为
则折射率
解得
（2）由几何关系可计算EF的长度：
根据折射率与光速的关系
可得光在玻璃砖中传播的速度
综合可得光在玻璃砖中传播的时间
解得
14. 如图所示，一足够长光滑平行金属导轨倾斜固定放置，导轨平面与水平面夹角，导轨间距为，导轨底端接有一电容为的电容器（电容器不带电）。空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为的金属棒垂直导轨放置，金属棒和导轨电阻不计。现将金属棒静止释放，金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为，在金属棒下落高度为的过程中。求：
（1）金属棒下滑的加速度大小；
（2）金属棒下滑高度时，电容器所带的电荷量大小；
（3）金属棒下滑高度时，电容器储存的电能。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）根据题意可知导体棒向下运动，根据右手定则判断出，导体棒中的电流方向，根据左手定则，金属棒受到沿斜面向上的安培力
对金属棒进行受力分析
两式联立解得
（2）下滑高度为时，导体棒沿斜面所走位移
此时金属棒的速度为
电容器所带电荷量
（3）根据能量守恒，下滑高度为时，电容器储存的电能
15. 如图所示，四分之一圆的光滑圆弧轨道与长木板C通过电子锁连接在一起，圆弧轨道半径为，圆弧轨道底端切线水平，且与C上表面等高，二者静置于光滑水平地面上，、C的质量均为。一质量也为的小物块从圆弧轨道顶端正上方距离处由静止释放，后沿圆弧轨道下滑，当小物块到达圆弧轨道底端时，、C的连接锁解除，与C上表面间的动摩擦因数为，重力加速度为，可视为质点。求：
（1）A到达圆弧轨道底端时的水平位移大小；
（2）A到达圆弧轨道底端时的速度大小；
（3）为使不会从C的上表面滑出，C的最小长度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）A与BC组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向
相同作用时间，可得，由几何关系
A到达圆弧轨道底端时的水平位移大小
（2）由系统的机械能守恒定律
联立可得A到达圆弧轨道底端时的速度大小
（3）滑到C的上表面时，BC分离，此时C速度大小
A与C组成的系统动量守恒，以向右为正方向，共速时
由能量守恒定律
为使不会从C的上表面滑出，C的最小长度