甘肅省白銀市靖遠縣第四中學2023-2024學年高二下學期4月月考物理試題（原卷版+解析版）-試卷下載-教習網

一、選擇題（本題共10小題，共43分，在每小題給出的四個選項中，第1-7題只有-項符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項符合題目要求，每題5分，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）
1. 在現(xiàn)代研究受控熱核反應的實驗中，需要把的高溫等離子體限制在一定空間區(qū)域內，這樣的高溫下幾乎所有作為容器的固體材料都將熔化，磁約束就成了重要的技術。如圖所示，科學家設計了一種中間弱兩端強的磁場，該磁場由兩側通有等大同向電流的線圈產生。假定一帶正電的粒子（不計重力）從左端附近以斜向紙內的速度進入該磁場，其運動軌跡為圖示的螺旋線（未全部畫出）。此后，該粒子將被約束在左右兩端之間來回運動，就像光在兩個鏡子之間來回“反射”一樣，不能逃脫。這種磁場被形象地稱為磁瓶，磁場區(qū)域的兩端被稱為磁鏡。根據信息并結合已有的知識，可以推斷該粒子（）
A. 從左端到右端運動過程中，其動能先增大后減小
B. 從左端到右端的運動過程中，其動能先減小后增大
C. 從左端到右端運動過程中，沿磁瓶軸線方向的速度分量逐漸變小
D. 從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內的速度分量為最大值
【答案】D
【解析】
【詳解】AB．從左端到右端的運動過程中，粒子只受洛倫茲力作用，洛倫茲力對粒子不做功，故其動能不變，故AB錯誤；
C．從左端到右端的運動過程中，由于粒子只受洛倫茲力，故粒子的速度大小不變。由于粒子在兩段之間來回運動，故沿磁瓶軸線方向的速度分量先變大后變小，故C錯誤；
D．從靠近磁鏡處返回時，在垂直于磁瓶軸線平面內時，粒子的速度與軸線垂直，故沿磁瓶軸線方向的速度分量為零，又粒子的速度的大小不變，故此時垂直磁瓶軸線方向的速度分量最大，故D正確。
故選D。
2. 圖甲為某款“自發(fā)電”無線門鈴按鈕，其“發(fā)電”原理如圖乙所示，按下門鈴按鈕過程磁鐵靠近螺線管，松開門鈴按鈕磁鐵遠離螺線管回歸原位置。下列說法正確的是（）
A. 按下按鈕過程，螺線管端電勢較高
B. 松開按鈕過程，螺線管端電勢較高
C. 按住按鈕不動，螺線管沒有產生感應電動勢
D. 按下和松開按鈕過程，螺線管產生大小相同的感應電動勢
【答案】C
【解析】
【詳解】A．按下按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左增大，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從P端流入從Q端流出，螺線管充當電源，則Q端電勢較高，故A錯誤；
B．松開按鈕過程，穿過螺線管的磁通量向左減小，根據楞次定律可知螺線管中感應電流為從Q端流入，從P端流出，螺線管充當電源，則P端電勢較高，故B錯誤；
C．住按鈕不動，穿過螺線管的磁通量不變，螺線管不會產生感應電動勢，故C正確；
D．按下和松開按鈕過程，螺線管中磁通量的變化率不一定相同，故螺線管產生的感應電動勢不一定相同，故D錯誤。
故選C。
3. 如圖所示，兩束不同單色光P和Q沿不同的半徑方向射向半圓形玻璃磚的圓心O，其出射光線都是從圓心O點沿OF方向，由此可知（）
A. P光束每個光子的能量比Q光束每個光子的能量大
B. P光在玻璃中的波長比Q光在玻璃中的波長小
C. 如果讓P、Q兩列分別通過同一雙縫干涉裝置，P光形成的干涉條紋中相鄰亮紋間的距離比Q光的大
D. 在真空中P光的傳播速度比Q光大
【答案】C
【解析】
【詳解】A．Q光束偏折程度較大，頻率較大，每個光子的能量比P光束每個光子的能量大，故A錯誤；
B．P光束頻率較小，折射率較小，根據
P光在玻璃中的波速比Q光在玻璃中的波波速大，又
P光在玻璃中的波長比Q光在玻璃中的波長長，故B錯誤；
C．根據
如果讓P、Q兩列分別通過同一雙縫干涉裝置，P光形成的干涉條紋中相鄰亮紋間的距離比Q光的大，故C正確；
D．在真空中P光、Q光的傳播速度相同，故D錯誤。
故選C。
4. 水平桌面上固定一根絕緣長直導線，矩形導線框abcd靠近長直導線固定桌面上，如圖甲所示。當長直導線中的電流按圖乙的規(guī)律變化時（圖甲所示電流方向為其正方向），則（）
A. ，線框內電流的方向為abcdaB. ，線框內電流的方向為abcda
C. ，線框所受安培力方向一直向左D. ，線框所受安培力方向一直向右
【答案】B
【解析】
【詳解】A．，穿過線圈的磁通量向里增加，根據楞次定律可知，線框內電流的方向為adcba，選項A錯誤；
B．，穿過線圈的磁通量向里減小，根據楞次定律可知，線框內電流的方向為abcda，選項B正確；
C．，穿過線圈磁通量向外增加，根據楞次定律可知，線框內電流的方向為abcda，根據左手定則，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向一直向右，選項C錯誤；
D．，線框內電流的方向為abcda，根據左手定則，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向向左，可知，線框所受安培力方向先向左后向右，選項D錯誤。
故選B。
5. 如圖所示，兩個相同的導體圓環(huán)同軸固定放置，圓心分別為、，O點為、連線的中點。兩圓環(huán)中通有相同的電流，則（）
A. O處磁感應強度為零B. O處的磁場方向水平向左
C. 、處的磁感應強度不相同D. 兩圓環(huán)間存在相互排斥的力
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．由安培定則知，兩圓環(huán)在O點產生的磁感應強度都水平向左，疊加后水平向左，A錯誤，B正確；
C．左邊圓環(huán)在O1處產生的磁感應強度與右邊圓環(huán)在O2處產生的磁感應強度相同，都向左；根據對稱性，左邊圓環(huán)在O2處產生的磁感應強度與右邊圓環(huán)在O1處產生的磁感應強度相同，都向左，所以O1、O2處的磁感應強度相同，C錯誤；
D．兩圓環(huán)電流方向相同，存在相互的吸引力，D錯誤。
故選B。
6. 下面的左右兩圖分別是一列機械波在傳播方向上相距6m的兩個質點P、Q的振動圖像，下列說法正確的是（）
A. 該波的周期是5s
B. 1s時P質點的速度為負的最大值
C. 2s時Q 質點的加速度為零
D. 該波的波速是 1.5m/s
【答案】B
【解析】
【詳解】A．由圖可知，該波的周期是4s。故A錯誤；
B．由P點振動圖像可知，1s時P質點處于平衡位置，其速度為負的最大值。故B正確；
C．由Q點振動圖像可知，2s時Q 質點的加速度為負向最大值。故C錯誤；
D．由于P、Q兩個質點振動反相，則可知兩者間距離等于
根據
可知波速是1.5m/s時，不滿足條件。故D錯誤。
故選B。
7. 如圖所示，一質點在a、b間做簡諧運動，O是它振動的平衡位置。若從質點經過O點開始計時，經3s，質點第一次到達M點，再經2s，它第二次經過M點，則該質點的振動圖像可能是（）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【詳解】若質點從平衡位置開始先向右運動，可知O到M的時間為3s，M到b的時間為1s，則
解得
若質點從平衡位置開始先向左運動，可知M到b的時間為1s，則
解得
故選C。
8. 磁場中某區(qū)域的磁感線如圖所示，現(xiàn)將一小段電流元放入磁場中，則（）
A. a、b兩處的磁感應強度的大小不等，
B. 電流元所在位置的磁感應強度隨電流元電流的增大而增大
C. a、b兩處的磁感應強度的方向即電流元所受的安培力方向
D. 同一電流元放在b處受力可能比放在a處小
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．磁感線的疏密表示磁場的強弱，由圖可知，a處的磁感應強度小于b處的磁感應強度，A正確；
B．磁感應強度的大小由磁場本身決定，跟電流元電流的大小無關，B錯誤；
C．磁感應強度的方向與放入磁場中的電流元所受的安培力方向的方向垂直，C錯誤；
D．安培力的大小與磁感線應強、電流大小以及二者的夾角有關，因此同一電流元放在a處受力可能比放在b處受力大，D正確。
故選AD。
9. 如圖甲所示，一個匝數的圓形導體線圈，面積，電阻。在線圈中存在面積的垂直線圈平面向外的勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B隨時間t變化的關系如圖乙所示。有一個的電阻，將其兩端a、b分別與圖甲中的圓形線圈相連接，b端接地，則下列說法正確的有（）
A. 圓形線圈中產生的感應電動勢B. 在時間內通過電阻R的電荷量
C. 設b端電勢為零，則a端的電勢D. 在時間內電阻R上產生的焦耳熱
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．由圖乙可以得到磁感應強的變化率為
根據法拉第電磁感應定律可得線圈中產生的感應電動勢為
故A錯誤；
B．根據閉合電路的歐姆定律可得線圈中的電流為
所以在時間內通過電阻R的電荷量為
故B正確；
C．根據楞次定律可以判斷出線圈中的電流方向為順時針方向，在電源內部電流是從低電勢
流向高電勢，所以a點的電勢低于b點的電勢，b、a兩端的電勢差即為R兩端的電壓
即，根據
因為b端接地，所以，解得
故C正確；
D．在時間內電阻R上產生的焦耳熱為
故D錯誤。
故選BC。
10. 圖為“雙聚焦分析器”質譜儀的結構示意圖，靜電分析器中與圓心等距離的各點場強大小相等、方向沿徑向，電場強度大小可表示為為考查點到球心的距離，磁分析器中以為圓心、圓心角為的扇形區(qū)域內，分布著方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度大小為，其左邊界與靜電分析器的右端面平行。在靜電分析器前有一可以整體左右平移的粒子源和加速器。由粒子源發(fā)出的一電荷量為的正離子經加速電場加速后，從靜電分析器正中間的點垂直于電場方向，沿半徑為的四分之一圓弧軌跡做勻速圓周運動，從點射出，接著由點垂直磁分析器的左邊界射入，最后垂直打在熒光屏的點，已知點與圓心的距離為。則下列說法正確的是（）
A. 加速電壓為
B. 離子的質量為
C. 若僅將離子質量變?yōu)樵瓉淼?，其他條件不變，則它打在熒光屏的位置在點左側
D. 若粒子源和加速器整體向右平移一小段距離，則離子在分析器中不能做勻速圓周運動
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．設加速電壓為U，粒子質量為m，則根據動能定律
根據牛頓第二定律
又
聯(lián)立解得
故A正確；
B．離子進入磁場的速度
根據牛頓第二定律
解得
又
聯(lián)立解得
故B錯誤；
C．若離子的質量變?yōu)椋治隹芍?，離子在磁場中運動的半徑減小，會打在點左側，故C正確；
D．若粒子源和加速器整體向右平移一小段距離，離子進入電場中不同的點，根據牛頓第二定律
因
故離子仍能做勻速圓周運動，故D錯誤。
故選AC。
二、實驗題（本題共2小題，每空2分，共16分。）
11. 根據單擺周期公式，可以通過實驗測定當地的重力加速度。如圖甲所示，將細線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。
（1）用游標卡尺測量小鋼球直徑，示數如圖乙所示，讀數為__________mm。
（2）以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有__________。
A.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些
B.擺球盡量選擇質量大些、體積小些的
C.為了使單擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線偏離平衡位置有較大的角度
D.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，在釋放擺球的同時開始計時，當擺球回到開始位置時停止計時，此時間間隔即為單擺周期T
E.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°釋放擺球，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間，則可以確定單擺周期T
（3）在實驗過程中，用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間如圖丙所示，該單擺的周期T=_________s。
（4）測量出多組周期T、擺長L數值后，畫出T2—L圖像如圖丁所示，圖線斜率的物理意義是__________。
A B. C. D.
【答案】 ①. 18.6 ②. ABE ③. 2.004 ④. D
【解析】
【詳解】（1）[1] 游標卡尺的精度為0.1mm，讀書為
18mm+mm=18.6mm
（2）[2] AB．該實驗中，要選擇細些的、伸縮性小些的擺線，長度要適當長一些；選擇體積比較小，密度較大的小球；故AB正確；
C．擺球的周期與擺線的長短有關，與擺角無關，故C錯誤；
DE．拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，釋放擺球，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間，則可以確定單擺周期，故D錯誤，E正確；
故選ABE。
（3）[3]秒表示數為100.2s，則周期為
s=2.004s
（4）[4]根據單擺的周期公式
解得
根據圖像的斜率可知
故選D。
12. 用雙縫干涉測光的波長。實驗裝置如圖（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離，雙縫與屏的距離，雙縫間距。用測量頭來測量亮紋中心的距離，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準亮紋的中心（如圖（乙）所示），記下此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數。
（1）分劃板中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數如圖（丙）所示，則對準第1條時讀數___________mm、對準第4條時讀數___________mm。
（2）根據以上條件，可算出這種光的___________nm（保留三位有效數字）。
（3）在雙縫干涉實驗中發(fā)現(xiàn)條紋太密，難以測量，下列操作中可以使條紋變稀疏的是（）
A. 改用波長較短的光（如紫光）做入射光B. 增大雙縫到屏的距離
C. 減少雙縫間距D. 增大雙縫間距
【答案】（1） ①. 2.190（2.189~2.191） ②. 7.868（7.867~7.869）
（2）676 （3）BC
【解析】
【小問1詳解】
[1][2]分劃板的中心刻線對準第1條時讀數
分劃板的中心刻線對準第4條時讀數
【小問2詳解】
亮條紋間距
這種光
【小問3詳解】
根據
可知改用波長較長的光（如紫光）做入射光、增大雙縫到屏的距離、減少雙縫間距，都可以增加條紋間距，使條紋變稀疏。
故選BC。
三、計算題（本題共3小題，共41分。）
13. 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，圖甲和圖乙分別為x軸上的a、b兩質點的振動圖像，a、b兩點平衡位置的坐標分別為。
試求：
（1）質點a的振動方程；
（2）若波速，則時刻，a、b兩質點之間有幾個波谷。
【答案】（1）；（2）4個
【解析】
【詳解】（1）由圖像可知
，A=10cm=0.1m
則
質點a的振動方程為
（2）根據題意，得波長
波由a向b傳播，因為在0時刻，質點a位于波峰，質點b位于平衡位置向下振動，那么有
解得
即a、b之間有4個波谷。
14. 如圖所示，一玻璃磚的截面由半圓和等邊三角形ABC組成，O點為圓心，半圓的直徑BC長為2R，半圓上的D點到BC的距離為。一束光射到D點，入射角為60°，折射光線與BC垂直。已知光在真空中的傳播速度為c。求：
（1）玻璃磚的折射率n；
（2）光在玻璃磚中的傳播時間t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）半圓上的D點到BC的距離為，則有
可得折射角為
則玻璃磚的折射率為
（2）光射到AC邊時的入射角為，發(fā)生全反射的臨界角為
則有
故光在傳播到AC邊后發(fā)生全反射，光路圖如圖所示
光在玻璃磚中的路程為
光在玻璃磚中的傳播速度為
則光在玻璃磚中的傳播時間為
15. 如圖所示，有一個豎直平面，x軸水平，在第一象限有豎直向下的勻強電場，第四象限有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為?，F(xiàn)有一個質量為、電荷量未知的帶正電粒子從P點（）以平行于軸正方向的速度進入第一象限，并在電場的偏轉下從軸正半軸上的Q點進入第四象限，且Q點的速度方向與x軸正方向成夾角，接著以垂直于軸的方向進入第三象限，粒子的重力忽略不計，求：
（1）Q點的坐標以及粒子經過Q點時速度的大小；
（2）粒子的帶電量。

【答案】（1），；（2）
【解析】
【詳解】（1）粒子在電場中做類平拋運動，粒子從Q點進入第四象限，且Q點的速度方向與軸正方向成夾角，則有
解得
粒子沿軸方向做勻速直線運動，則
粒子沿軸方向做初速度為零的勻加速直線運動，則有
聯(lián)立解得
因此點的坐標為。
（2）粒子在第四象限的運動軌跡如圖所示

由洛倫茲力提供向心力可得
根據圖中幾何關系可得
聯(lián)立解得粒子的帶電量為
解得

相關試卷

相關試卷更多

相關試卷

相關試卷 更多

相關試卷更多