四川省成都市2024-2025学年高二年级下册半期物理试卷（解析版）

嘉祥教育集团2024-2025学年高二下学期质量监测试题

物理

注意事项：

1.全卷满分100分，考试时间75分钟。

2.在作答前，考生务必招自己的姓名、考号涂写在试卷和答题卡规定的地方。考试结束，

监考人员只将答题卡收回，试卷请考生自己妥善保存。

3.选择题部分必须用2B铅笔填涂；非选择题部分必须使用0.5亳米黑色墨水签字笔书

写，字体工整、笔迹清楚。

4.请按照题号在答题卡上各题目对应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；

在草稿纸、试卷上答题均无效。

5.保持答题卡清洁，不得折叠、污染、破损等。

一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只

有一项符合题目要求。

I.下列有关光的现象中，能说明光是横波的是（）

A.泊松亮斑B.阳光下的油膜呈现彩色

C.光的偏振D.太阳光经过三棱镜呈现彩色

【答案】C

【解析1A.泊松亮斑，是光的衍射现象，不能说明光是横波，A错误；

B.阳光下的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，不能说明光是横波，B错误；

C.光的偏振，能说明光是横波，C正确；

D.太阳光经过三棱镜呈现彩色，是光的色散现象，不能说明光是横波，D错误。

故选C。

2.如图所示的虚线表示两种介质的界面及其法线，实线表示一束光线射向界面后发生反射

Q

A./?0是入射光线

B.。0是入射光线

C.c、O是入射光线

D.P。表示两种介质的界面

【答案】B

【解析】由于反射角等于入射角，入射光线、反射光线关于法线对称，由图可知a。、Ob

应是入射光线或反射光线，PQ是法线，表示两种介质界面。乂因为折射光线与入射

光线位于法线两侧，则〃。是入射光线，0〃是反射光线，0。是折射光线。

故选Bo

3.如图所示，在水平面边长L=1m的正方形。机或区域内，有竖直向下的匀强磁场，磁感

应强度8=1T。现有一长方形出《/.线框可绕向轴在竖直面内转动，he=2m,线框与

水平方向的夹角为，。卜列说法止确的是（）

A.当。=（）。时，穿过线框磁通量为OWb

B.当8=30。时，穿过线框的磁通量为IWb

C.当＜9=60。时，穿过线框的磁通量为&Wb

D.当。二90。时，穿过线框的磁通量为2Wb

【答案】B

【解析】A.由丁磁场仅仅分布在式/c•〃区域内，根据磁通量的定义可知，当e=（）c时.穿

过线框的磁通量为q=8炉=]Wb,故A错误；

B.根据磁通量的定义可知，当8=30。时，线框在水面上的投影面积大于正方形•”的

面积，则穿过线框的磁通量为⑦2=8心2=1Wb,故B正确；

C.根据磁通量的定义可知，当6=60。时，线框在水面上的投影面积等于正方形出地4的

面积，则穿过线框的磁通量为鼻=8二=lWb,故C错误；

D.根据磁通量的定义可知，当8=90。时，线框平面与磁场方向平行，则穿过线框的磁通

量为痣=0Wb,故D错误。

故选Bo

4.如图所示，一根细直导线位于竖直方向，通有恒定电流/,它的右边有一个闭合线圈

abed,导线和线圈处于同•平面内。线圈从图示位置开始做下面几种运动时，关于线圈

中感应电流的判断错误的是（）

A.线圈沿图中y轴方向平行加速移动，有感应电流

B.线圈沿图中工轴正方向平行移动，有顺时针方向的感应电流

C.线圈以油边为轴，cd边向纸里的方向转动90。角的过程，有感应电流

D.线圈以4边为轴，儿边向纸外的方向转动90。角的过程，有感应电流

【答案】A

【解析】A.线圈沿图中了轴方向平行加速移动，穿过线圈的磁通量保持不变，不会产生

感应电流，故A错误，满足题意要求；

B.线圈沿图中4轴正方向平行移动，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，线

圈中有顺时针方向的感应电流，故B正确，不满足题意要求；

C.线圈以岫边为轴，cd边向纸里的方向转动90。角的过程，穿过线圈的磁通量发生变

化，会产生感应电流，故C正确，不满足题意要求：

D.线圈以ad边为轴，从边向纸外的方向转动90。角的过程，穿过线圈的磁通量发生变

化，会产生感应电流，故D正确，不满足题意要求。

故选Ao

5.西电东送是纵横中国的能源"闪送''工程，这个送电工程横贯数千公里，必须走“高速公

路”，这就得靠特高压输电工程。若在输电总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压

输电升级为loookv的特高压输电（不考虑输电线的电容、电感带来的能量损失），卜.列说

法正确的是（）

【解析】A.导体棒切割磁感线，回路中出现感应电流，导体棒时受到向左的安培力.向

右减速运动，由F=BIL=B吗L=ma

R

叫知，由于导体棒速度减小，则加速度减小，所以导体棒做的是加速度逐渐减小的减速运

动直至停止运动，根据丫-，图像的切线斜率表示加速度大小，故A正确；

EBLv

B.根据I=-=----ocp

RR

可知了一，图像与^一，图像的形状一样，故B错误；

C.根据牛顿第二定律可得。=£=02ocu

inniR

可知a-f图像与u—，图像形状一样，故C错误；

D-

D.根据/==

R

可知b一，图像与口一，图像的形状一样，故D错误。

故选Ao

7.如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成夕角，质量为加、电荷量为+q

的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为3的匀强磁场中，磁场方向玉直

〃收

细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度％（%=—2彳co一s0）沿细杆向上

qB

运动，经过一定的时间减速到零，则该过程中小球（）

B.上滑时间为Dn

qBtan0

C.向上滑动的最大位移为hJ

2gsin0

D.小球受到杆的弹力最小值为mgcos。

【答案】C

【解析】A.小球向上运动过程中，只受到野直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹

力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误；

BC.小球沿细杆方向只有重力沿杆向下的分力，所以小球的加速度大小为

mgsin，.八

a=-------=gsin。

tn

根据运动学公式可得0=%—”,-2or=0-4

v2m

可得上滑时间为，=--nr=—―-

gsineqBtan0

2

向上滑动的最大位移为X=.“八

2gs】n4

故B错误，C正确：

D.由于%=2〃2g?s6,则/二o时刻小球所受洛伦兹力为Bq%=2mgcos。

qB

可知t=0时刻小球受到杆的弹力大小为％=&/%-和?cos，=mgcos3

方向垂直杆向下；随着小球速度的减小，洛伦兹力逐渐减小，小球受到杆的弹力减小，当

洛伦兹力等于mgcos。时，小球受到杆的弹力最小，为0；之后小球受到杆的弹力垂直杆

向上，大小逐渐增大，故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。在每小题给出的四个选项中，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。分。

8.某风力发电机的原理如图所示，在图示位置时线圈4BCO所在平面与磁感线平行，线圈

所处空间可视为匀强磁场，4B、C。边通过滑环分别与电刷E、F相连。则线圈4BCO转

至图示位置时（）

A.穿过线圈的磁通量最小

B.穿过线圈的磁通量的变化率最大

C.流过电阻R的电流方向为右一左

D.AB边受到的安培力方向垂直线圈平面向下

【答案】AB

【解析】A.此时穿过线圈的磁通量为零，而磁通量的变化率最大，故AB均正确;

C.此时，电流方向为。CB4EF/）,则流过电阻R电流方向为左一右，故C错误;

D.由左手定则，人8边受到的安培力方向垂直线圈平面向上，故D错误。

故选ABo

9.磁流体发电机是目前正在开发的一种发电机，其工作原理如图所示，等离子体高速垂直

射入磁场中，。、b两板间会产生电势差。已知等离子体速率为口匀强磁场的磁感应强度

为B,小〃两板间距为d,发电机的内阻为广，电阻箱A和电流表A（内阻不计）与两板

相连。下列说法正确的是（）

N

等离子体

A.等离子体总体上带负电

B.当/?=/•时R消耗的电功率最大

C.稳定工作时"两极板的电势差为网或

R+r

D.稳定工作时电流表读数为处

R

【答案】BC

【解析】A.等离子体的正负粒子个数相等，则总体上不带电，选项A错误；

B.当电源外电阻与内阻相等时电源输出功率最大，即当时R消耗的电功率最大，选

项B正确；

u

CD.稳定工作时华方二一4

d

士,土3“.UBdv

电流表读数为I=------=-

尺十，R+，

而两极板的电势差为。'=〃?=丝竺，选项C正确，D错误；

R+r

10.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中水平放置相距L=0.50m的平行金属导轨，导轨左

右两端接电阻R和型,阻值均为0.4Q,磁场的磁感应强度4=0.40T.现将长度为

L=0.50m、电阻为D.20Q的导体棒ac垂直放在导轨上，并对导体棒施加垂直于棒的水平

外力尸，使棒水平向右做匀速滑动，导轨的电阻忽略不计，不计一切摩擦。当棒戊以

v=4.0m/s的速度水平向右匀速滑动0.2s的过程中，下列说法正确的是（）

A.ac棒中感应电动势的大小为0.80V

B.导体棒ac两端的电压U»c=0.80V

C.回路中流过Ri的电荷量为0.4C

D.外力尸做的功为0.32J

【答案】AD

【解析】A.ac棒中感应电动势的大小为E=8Lu=0.80V,故A正确:

B.讹棒相当于电源，则外电阻为R外二93r=0.20

K\+K2

E

电路总电流为/=6==2A

R外十厂

则导体棒ac两端的电压Uac=IR外=0.40V,故B错误；

C.回路中流过凡的电荷量为1=//=W，=0.2C,故C错误；

D.根据受力平衡可得外力广大小为F=F.攵=BIL=0.4N

外力尸做的功为WF=&=尸W=0・32J,故D正确。

故选ADo

三、实验题：本题共2小题，共16分。

H.某同学欲探究“影响感应电流方向的因素”，试验瘠材如图所示，已知当电流从灵敏电

流计G左端流入时，指针向左偏转。现将灵敏电流计G、螺线管、开关、导线按如图所示

的方式连接后闭合开关，请回答下列问题：

（1）以下两种操作，能使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生的是o

A,将条形磁铁静置于螺线管中

B.将条形磁铁插入螺线管的过程中

（2）若将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，灵敏电流计G的指针将偏转

（选填“向左”、“向右”或“不”）；若条形磁铁S极朝下从螺线管中竖直向上抽出

时，螺线管接线柱小〃的电势关系为化%（选填“>”、"v”或“=”）。

【答案】（1）B（2）向右>

【解析】（1）A.螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化,

不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故A错误：

B.螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管中磁道量发生变化，会产生感应电流,

电流计指针会发生偏转，故B正确。

（2）[I]将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，螺线管中的磁场向下，磁通量增

加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向右偏转：

⑵条形磁铁S极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管中磁场向匕磁通量减小，据楞

次定律可知，产生的感应电流为俯视逆时针方向，。点等效为电源正极，〃点电势高于。点

电势。

12.用双缝干涉测光波长的实验装置如图甲所示。己知单缝与双缝间的距离，=10mm,双

缝到屏的距离4=1000mm,双缝间的距离d=0.1mm。用测量头来测量亮纹中心间的距

离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。现用激光替弋白炽灯作为光源，请完成该实验。

（1）用激光替代白炽灯作为光源，则除白炽灯外，光具座上还可以撤除的元件是单缝和

（2）实验观察到的单色光的双缝干涉图样（黑色部分表示亮纹）是

limnmu

UIJJ

c哪Itlll

（3）实验得到明暗相间的条纹，转动手轮，使分划板的中心刻度线对准第1条亮条纹的中

心时，手轮上的示数如图乙所示，则对准第1条时示数占二mm：分划板的中心刻

度线对准第7条亮条纹的中心时，手轮上的示数31.25mm,则相邻亮条纹间的距离

Ar=mm（计算结果保留2位有效数字）。

彳单位:cm

01020

乙

（4）实验测得的光的波长4=（请用题中的字母4、，2、巧、/、d表示结果）。

-x.）

【答案】（1）滤光片（2）A（3）0.255.2（4）—七~」

o/2

【解析】（1）用激光替代白炽灯作为光源，由于激光是频率单一的单色光，并具有良好的

平行度，则除白炽灯外，光具座上还可以撤除的元件是单缝和滤光片。

（2）干涉条纹应该是间隔均匀，亮度均匀的，且条纹和分划板上的刻度线平行。

故选Ao

（3）520分度游标卡尺的精确值为。.65mm,由图乙可知对准第1条时小数为

X1=0mm+5x0.05mm=0.25mm

⑵分划板的中心刻度线对准第7条亮条纹的中心时，手轮上的示数々=31.25mm

相邻亮条纹间的距离

A-x31.25-0.25__

&丫=_=--L=-------------------------------mm=5.2mm

7-16

（4）根据=±±，

6d

联立可得实验测得的光的波长为

,｛「/（%一七）

四、解答题：本题共3小题，38分。解答题必须写出必要的文字说明和重要的演算步骤，

只有答案不得分。

13.如图所示，手机防窥膜的原理可以解释为“超微细百叶窗技术”，某种防窥屏由透明介

质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平:行排列，可实现对每一个像素单元

的可视角度。的控制。发光像素单元紧贴手机屏幕，可视为点光源，位于相邻两屏障的正

中间。若屏障的高度为血，相邻屏障的间隙为2d。求：

空气

I防

I

?窥

屏屏

障

发光像素单元

(1)从介质射向空气中的光线的最大入射角；

(2)若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，透明介质的折射率的最大值？

【答案】(1)30°(2)2

【解析】(1)当光线沿着屏障上边缘射向透明介质与空气的分界面时入射角最大，如图所示

空气

防

窥

屏屏

障

发光像素单元

由几何关系可得，最大入射角满足

,ad6

tanJ=—^^=——

6d3

可得最大入射角为<9=30°

(2)若要使最大入射角的光线能从透明介质射入空气中，则有

sin300<sinC=-

n

可得〃W2

可知透明介质的折射率的最大值为2。

14.PQ是匀强磁场里的一片薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个质量为〃?nl.OxlO'kg、

电荷量为〃=1.0x10-3(2的带负电粒子在。点以％=Im/s的速度垂直于PQ射入PQ上方

磁场，如图所示。今已知PO=3.8m,OQ=1.9m,磁感应强度5=IT。今测得它第一次

穿过金属片前、后在磁场中的轨道半径之比是10:9,且在穿越金属板的过程中粒子受到的

阻力大小及电荷量恒定，不计粒子重力。则：

XXXXXXX

XXXX4XXX

pi」：10

XXXX°xXx

XXXXXXX

（1）该粒子第一次穿过金属片，动能减少了多少？

（2）该粒子第三次即将穿过金属片时距离。点的距离是多少？（可能用到的数据

J5布出0.8，血方才0.6）

【答案】（I）9.5x1。-"（2）0.2m

【解析】（1）根据带电粒子第一次穿过金属片前、后在磁场中的轨道半径之比是10:9,

2

结合洛伦兹力提供向心力/右=m—

mv

可得「二一7

qB

V.9

可知该粒子第一次穿过金属片前后速度之比为」=77

%10

可得该粒子第一次穿过金属片后的速度大小为匕=0.9m/s

则该粒子第一次穿过金属片，动能的减少量为△纥=5〃场一3相片

代入数据解得AEk=9.5xl0'5J

（2）由于粒子穿越金属板的过程中粒子受到的阻力大小恒定，可得到粒子经过金属片两次

后，速度大小满足/=；相十一;〃

解得该粒子第二次穿过金属片后的速度大小为岭=J5^5m/s40.8m/s

结合粒子的速度与运动半径的关系，可得粒子从。点进入磁场的运动半径为

“股=lm

qB

由于24）=2m>OQ

可知粒子第一次穿过金属片的位置为。点；粒子第一次穿过金属片后的运动半径为

「吧=0.9m

qB

由于2弓=L8m<OQ

可知粒子第二次穿过金属片的位置与。点相距1.8m；粒子第二次穿过金属片后的运动半径

为八=空1=o.8m

2qB

贝ij有24=1.6m

故该粒子第三次即将穿过金属片时距离。点的距离为加=2与-24=0.2m

15.如图所示，水平金属导轨4"、MB、CN、ND在M、N处通过绝缘光滑滑块MV

（长度不计）相连并构成平行等距的轨道A8、CD,轨道间距L=lm。左侧光滑右侧

粗糙，cd右侧轨道的动摩擦因素〃=0.5。4c间接定值电阻/?=0.1C,6。之间接一恒

流源，电流恒定为/=1A（方向如图所示）。在ACNM中存在竖直向上磁感应强度为4的

磁场。在MN左侧芭=4m处垂直于轨道静止放置金属棒）攵，其质量〃?=1kg、电阻

r=0.1Qo某时刻起，对施加一恒力尸=5N,当金属棒到达MN时已达最大速度

在出心/之间存在水平向左的磁场与二竿/（当"经过C以边时B2开始变化），金

(3)

属棒1及通过MN时撤去外力产，再运动马二。-401进入右侧磁场区，通过出7czz区域

后继续运动玉=04m停下，求：金属棒从运动到静止