湖南省衡阳市祁东县第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

第第页湖南省衡阳市祁东县第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题一、单选题（本题共6小题，每小题4分，每小题给出的选项中只有一个选项正确，共24分。）1．如图所示为半圆形玻璃砖，O为圆心，AB是水平直径，C为AO中点，一束单色光斜射到C点，逐渐改变入射方向，当入射光与AB面夹角为θ时，折射光线从圆弧的最高点D点射出，则玻璃砖对光的折射率为（）A．3cosθ B．2cosθ C．2．如图所示，虚线左侧有范围足够大的匀强磁场，矩形闭合导线框abcd的一部分位于磁场中，磁场方向与线框平面垂直。下列说法正确的是（）A．线框向上平动时，会产生感应电流B．线框向下平动时，会产生感应电流C．线框向左平动时（未全部进入磁场），会产生感应电流D．线框向右平动时（未全部离开磁场），不会产生感应电流3．如图所示，一细束单色光从半圆形透明介质上的P点沿半径方向射向圆心O，刚好在透明介质的底面发生全反射后从透明介质上方射出，单色光与透明介质下表面的夹角为60°，真空中的光速为c，下列说法正确的是（）A．半圆形透明介质对该单色光的折射率为2B．半圆形透明介质对该单色光的折射率为2C．该单色光在透明介质中的速度为cD．该单色光在透明介质中的速度为34．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，则下列说法正确的是（）A．粒子做圆周运动的周期随半径增大而增长B．粒子从磁场中获得能量C．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关D．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关5．如图所示，在条形磁体的右侧放置一个可以自由运动的矩形通电线圈abdc，线圈最初与条形磁体处于同一平面内，ac边、bd边与条形磁体的方向平行，且ac边、bd边中点的连线过条形磁体的中心。通以顺时针方向的电流后，该线圈的运动情况为（）A．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时靠近磁体B．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时靠近磁体C．ab边转向纸内，cd边转向纸外，同时远离磁体D．ab边转向纸外，cd边转向纸内，同时远离磁体6．通电直导线ab的质量为m，长为l，用两根细线把导线ab水平吊起，导线上的电流为I，方向如图所示。在竖直方向加一个方向向上的匀强磁场，磁感应强度为B，导线处于平衡时悬线与竖直方向成θ=30°角，下列说法不正确的是（）A．g=B．悬线的拉力T=2BIlC．若增大磁感应强度，则悬线的偏角将增大D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，则导线ab可摆过的最大角度为30°二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，少选得3分，多选、错选、不选均不得分，共20分。）7．如图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是（）A． B．C． D．8．如图，S为单色光源，S发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上。从平面镜反射的光相当于S在平面镜中的虚像发出的，由此形成了两个相干光源。设光源S到平面镜和到光屏的距离分别为a和l，a≪l，镜面与光屏垂直。下列说法正确的是（）A．若将光屏向右移动，光屏上条纹间距减小B．若将平面镜向下移动一个微小距离，光屏上条纹间距减小C．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距增大D．若将平面镜向右移动，光屏上条纹间距不变9．如图所示，有一个正方形的匀强磁场区域abcd，e是ad的中点，f是cd的中点，如果在a点沿对角线方向以速度v入一带负电的带电粒子，恰好从e点射出，不计粒子重力，则（）A．如果粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍，将从d点射出B．如果粒子的速度增大为原来的二倍，将从d点射出C．如果粒子的速度增大为原来的四倍，将从f点射出D．只改变粒子的速度使其分别从e、d、f点射出时，从f点射出所用时间最短10．如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合金属线框abcd，bc边与磁场的左边界平行。t=0时刻，线框在水平向右的拉力作用下，从静止开始做匀加速直线运动，bc边刚进入磁场的时刻为t1，ad边刚进入磁场的时刻为tA． B．C． D．三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共20分。）11．现有毛玻璃屏A、双缝、白光光源C、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。（1）本实验的步骤有：①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；③用米尺测量双缝到屏的距离；④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮条纹间的距离。在操作步骤②时还注意单缝、双缝应。（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图甲所示，记下此时图甲手轮上的示数为mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图乙手轮上的示数为mm，求得相邻亮条纹的间距Δx=mm。（3）已知双缝间距d为2.0×10−4m，测得双缝到屏的距离l为0.700m，则所测红光波长为nm。12．实验小组用如图1所示的电路来测量电阻Rx的阻值，图中标准电阻的阻值为R0，E为电源，S1为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关，R为滑动变阻器，A为理想电流表。合上开关S1，将开关S2掷于1端，将R的触头置于适当的位置，记下A的示数I1，然后将S2掷于2端，记下A的示数I2（1）按照图1所示的电路图，用笔画线代替导线将图3中实物图连接完整。（2）合上开关S1之前，R触头应置于（选填“最右端”或“最左端”），多测几组I1、I2作I（3）写出图2中函数的表达式I1=，若图2中图线的斜率为k，可得R四、解答题（本大题共3小题，共36分，其中13题8分，14题12分，15题16分。）13．如图所示，电阻不计的两平行金属导轨间距l=1m，固定在倾角θ=53∘的绝缘斜面上，下端接一电动势E=12V、内阻r=2Ω的电源。金属导轨所在的区域加一磁感应强度大小B=4T的匀强磁场，磁场方向垂直斜面向下。现把一根质量m=1.5 kg的金属杆ab垂直放在导轨上，ab接入电路的电阻R=4（1）金属杆ab受到的安培力大小和方向；（2）金属杆ab受到导轨的摩擦力大小和方向。14．如图所示为三棱镜ABC的横截面，∠B=30°，∠A=90°，AC的边长为L，一单色光垂直于AC面中点入射，在BC边界恰好发生全反射，光在真空中的传播速度为c，求：（1）求棱镜材料的折射率；（2）光在棱镜中的传播时间。15．如图所示，直角坐标系Oxy中，第一象限有一半径为R的圆形磁场，圆心坐标O1(R,3R)，磁场方向垂直于纸面向里，大小未知．第二象限有一平行于x轴的速度选择器（中心线PQ过圆心（1）请问能通过速度选择器的粒子的速率是多大？（2）若（1）中的粒子经过圆形磁场区域偏转后能打中x轴上的点A(2R,0)，求出圆形区域的磁感应强度大小；（3）保持（2）中的磁场不变，现将粒子源和速度选择器整体沿y轴上下平移，使粒子在磁场中运动的时间最长，问此时粒子源和速度选择器平移的距离是多少？

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】光路图如图所示设C点折射角为r，由几何关系可知sin根据折射定律可得n=故答案为：C。

【分析】本题的核心是通过几何关系找到折射角的正弦值，再结合光的折射定律求解玻璃砖的折射率，关键在于画出光路图，利用三角形的边角关系确定折射角的正弦值，再结合入射角的表达式完成计算。2．【答案】C【解析】【解答】AB．当线框向上或向下平动时，线框在磁场中的有效面积没有变化，因此穿过线框的磁通量保持不变，根据感应电流产生的条件，磁通量不变时不会产生感应电流，故AB错误；C．线框向左平动时（未全部进入磁场），线框中的磁通量变大，会产生感应电流，故C正确；D．线框向右平动时（未全部离开磁场），线框中的磁通量变小，会产生感应电流，故D错误。故答案为：C。

【分析】本题的核心是感应电流的产生条件，即闭合电路的磁通量发生变化，通过分析线框在不同方向运动时，穿过线框的磁通量是否改变，来判断是否会产生感应电流。3．【答案】B【解析】【解答】AB．单色光刚好在圆心O处发生全反射，由题图可知全反射临界角为C=30°，则半圆形透明介质对该单色光的折射率为n=1CD．该单色光在透明介质中的速度为v=c故答案为：B。

【分析】从全反射临界角与折射率的关系、光在介质中的速度公式入手，结合题目条件分析。4．【答案】D【解析】【解答】A．带电粒子在磁场中做圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有qvB=m又有v=联立解得T=由上式可知，粒子运动周期与半径无关，A错误；B．磁场使带电粒子偏转，电场使带电粒子加速，粒子从电场中获得能量，B错误；CD．由洛伦兹力提供向心力，则有qvB=m可得带电粒子的最大速度为v则有最大动能为E可知粒子的最大动能与金属盒的半径及磁感应强度有关，与加速电压的大小无关，C错误，D正确。故答案为：D。

【分析】回旋加速器中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，周期与半径无关；电场负责加速粒子，磁场仅改变运动方向；最大动能由D形盒半径决定。5．【答案】A【解析】【解答】在图示位置时，根据左手定则可知ab边所受磁场力方向向内，cd边所受磁场力方向向外，所以ab边转向纸内，cd边转向纸外；从图示位置转过90°时，根据左手定则判断可知ac边所受磁场力方向水平向左，bd边所受磁场力方向水平向右，且ac边所受磁场力大于bd边所受磁场力，所以靠近磁铁。故答案为：A。

【分析】用左手定则判断ab、cd边的安培力方向，确定转动方向；再分析转动后ac、bd边的受力，判断整体靠近或远离磁体。6．【答案】D【解析】【解答】导体棒受重力，绳子拉力T和安培力F，而F=BIl，如图所示：A．由受力分析可知mg=可得重力加速度g=3B．悬线的拉力T=FC．若增大磁感应强度，安培力增大，从而悬线的偏角将增大，C正确；D．若将导线ab拉到最低处由静止释放，根据动能定理BIL⋅l可得ab可摆过的最大角度为α=60°，D错误。故答案为：D。

【分析】这道题的核心是对通电导线进行受力分析，并结合平衡条件和能量守恒来判断各选项的正误，关键在于识别导线受到的重力、安培力和悬线拉力，利用平衡条件建立方程，并分析安培力变化对平衡位置的影响。7．【答案】A,D【解析】【解答】A：磁场垂直纸面向里（×），电流斜向右上，根据左手定则，安培力方向斜向左上，与图中一致，A正确。

B：磁场垂直纸面向外（・），电流向下，根据左手定则，安培力应向左，图中向右，B错误。

C：磁场向右，电流向里（⊗），根据左手定则，安培力应向下，图中向左，C错误。

D：磁场向上，电流向外（⊙），根据左手定则，安培力向左，与图中一致，D正确。故答案为：AD。

【分析】使用左手定则判断安培力方向：磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指指向安培力方向。8．【答案】B,D【解析】【解答】S发出的光经平面镜反射后，相当于从S关于平面镜的对称点S'两个光源是相干光源，两个光源的距离为2a，利用双缝干涉条纹间距公式可知，相邻两条亮纹（或暗纹）间的距离为ΔA．若将光屏向右移动，则l增大，光屏上条纹间增大，故A错误；B．若将平面镜向下移动一个微小距离，则a增大，光屏上条纹间距减小，故B正确；CD．若将平面镜向右移动，则l、a均不变，光屏上条纹间距不变，故C错误，D正确。故选BD。

【分析】根据双缝干涉条纹间距公式Δx=l2aλ，光屏向右移动，则l增大，光屏上条纹间增大；平面镜向下移动一个微小距离，则a增大，光屏上条纹间距减小；平面镜向右移动，则9．【答案】B,D【解析】【解答】本题要掌握粒子圆周运动的半径公式，由几何关确定圆心的位置，及由半径的公式确定半径的大小，由转过的角度确定时间。A．粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则Bqv解得R则当粒子的速度不变，磁场的磁感应强度变为原来的二倍时，半径变为原来的一半，则A错误；B．如果粒子的速度增大为原来的二倍，半径变为原来的二倍，则从d飞出，故B正确；C．如果粒子的速度增大为原来的四倍，半径变为原来的四倍，不可能从f射出，故C错误；D．粒子在磁场中运动周期为T=故选BD。

【分析】粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，分析速度增大时，半径如何变化，根据轨迹，分析粒子将从哪点射出；根据轨迹对应的圆心角分析运动时间的关系。10．【答案】B,C【解析】【解答】AB．设金属线框的加速度为a，金属线框的速度与时间关系式为v=at，由E=BLv和I=ER可得，感应电流与时间的关系式为I=BLaRt，B、L、a均不变，0−C．0−t1时间内，感应电流为零，ad边两端的电压为零，t电压随时间均匀增加，t2之后无感应电流，但有感应电动势，可得UD．金属线框所受的安培力为F由牛顿第二定律可得F−得F=故水平拉力做功的功率为P=F⋅at=0−t1P随时间均匀增大，t1−t故答案为：C。

【分析】本题的核心是分析线框在匀加速进入磁场过程中的电流、电压和功率变化，关键在于理解感应电动势与速度成正比，而速度又与时间成正比，从而推导出电流、电压和功率随时间的变化规律。11．【答案】（1）相互平行（2）2.320；13.870；2.310（3）660【解析】【解答】（1）单缝、双缝应相互平行，因为光是横波，不平行的细缝会阻断横波，影响光的传播。

故答案为：相互平行（2）甲的示数为2乙的示数为13.5相邻亮条纹的间距Δx=13.870−2.320（3）由Δx=ldλ得，λ=(2)测量头的读数方法和螺旋测微器一致，为主尺读数加上游标尺读数，相邻亮条纹间距为两次读数的差值除以间隔的条纹数。(3)根据双缝干涉条纹间距公式Δx=（1）单缝、双缝应相互平行，因为光是横波，不平行的细缝会阻断横波，影响光的传播。（2）[1]甲的示数为2[2]乙的示数为13.5[3]相邻亮条纹的间距Δ（3）由Δx=λ=12．【答案】（1）（2）最左端；偶然（3）I2+【解析】【解答】（1）根据电路图连接实物图如图（2）合上开关S1之前，为保护电路可知，R多测几组I1、I2作I1（3）根据欧姆定律可知I上式变形可得I根据图像斜率可知k=1+解得Rx=(k−1)R0

故答案为：I(2)闭合开关前，滑动变阻器应置于阻值最大处，以保护电路；多次测量取平均是为了减小偶然误差。(3)根据电路结构，利用欧姆定律推导出I1与I2的关系，再结合图像斜率求出（1）根据电路图连接实物图如图（2）[1]合上开关S1之前，为保护电路可知，R[2]多测几组I1、I2作（3）[1]根据欧姆定律可知I[2]上式变形可得I根据图像斜率可知k=1+解得R13．【答案】（1）解：根据闭合电路欧姆定律I=ER+r=124+2（2）解：对金属杆ab受力分析如图所示，根据沿斜面方向受力平衡有m解得f=mgsin【解析】【分析】(1)先由闭合电路欧姆定律求出电流，再用安培力公式计算安培力，并用左手定则判断方向。

(2)对金属杆进行受力分析，沿斜面方向列平衡方程，求出摩擦力的大小和方向。（1）根据闭合电路欧姆定律I=根据安培力大小公式，有F