四川省南充市南充高级中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试卷（Word版附解析）

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（时间：75 分钟满分：100 分 命审题人：）
一、单选题（每题 4 分，共 32 分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 根据 ，电场中某点的电场强度 与 成正比，与 成反比
B. 根据 ，磁场中某点的磁感应强度 与 成正比，与 成反比
C. 电荷在电场中一定受到电场力
D. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
【答案】C
【解析】
【详解】A．电场强度的定义式 属于比值定义，电场强度与试探电荷没有本质上的决定关系，不能
够认为电场中某点的电场强度 与 成正比，与 成反比，故 A 错误；
B．磁感应强度的定义式 属于比值定义，磁感应强度与电流元没有本质上的决定关系，不能够认为
磁场中某点的磁感应强度 与 成正比，与 成反比，故 B 错误；
C．根据电场强度的定义式有
解得
可知，电荷在电场中一定受到电场力，故 C 正确；
D．当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为 0，故 D 错误。
故选 C。
2. 如图为磁电式电流表的结构图，其由磁体和放在磁体两极之间的线圈构成，线圈缠绕在铝框上。极靴和
中间圆柱形软铁间存在磁场。当线圈中有恒定电流时，安培力带动线圈偏转，在螺旋弹簧的共同作用下最
终稳定。下列说法正确的是（ ）
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A. 线圈转动过程中受到的安培力方向不变
B. 增加线圈匝数，可增加测量的灵敏度
C. 在线圈中通入如图所示的电流，线圈将逆时针旋转
D. 为了使电流表表盘 刻度均匀，极靴与圆柱间的磁场为匀强磁场
【答案】B
【解析】
【详解】A．由左手定则可知，线圈转动过程中受到的安培力方向改变，故 A 错误；
B．增加线圈匝数，相同电流的情况下，线圈受到的安培力更大，偏转角度更大，灵敏度更高，故 B 正确。
C．若线圈 a、b 两边通以如图所示方向的电流时，根据左手则，可知 a 边受到的安培力方向向上，b 边受
到的安培力方向向下，线圈将顺时针旋转，故 C 错误。
D．极靴与圆柱间的磁场是均匀地辐向分布，并不是匀强磁场，这样即可保证线圈转动过程中各个位置的磁
感应强度的大小不变，从而使电流表表盘刻度均匀，故 D 错误。
故选 B。
3. 回旋加速器原理如图所示，置于真空中的 D 形金属盒半径为 ，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时
间可忽略；磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为 ，加速电压为 。若 A 处粒子源
产生质子的质量为 、电荷量为 ，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是
（ ）
A. 带电粒子在离开加速器前速度一直增大
B. 带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大
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C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压 成正比
D. 该加速器加速质量为 、电荷量为 的 粒子时，交流电频率应变为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据回旋加速度的原理可知，粒子经过电场时加速，进入磁场做匀速圆周运动，故 A 错误；
B．根据
解得
又
解得
可知，磁感应强度不变时，带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期不变，与圆周运动半径无关，故 B
错误；
C．粒子在磁场中圆周运动半径越大，速度越大，根据
可得
解得
可知质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压 无关。故 C 错误；
D．回旋加速器正常工作的前提是交变电流的周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相等，则该加速器加
速质量为 4m、电荷量为 2q 的粒子时，根据 ，
解得
故 D 正确。
故选 D。
4. 如图，蜂鸟可以通过快速拍打翅膀，使自己悬停在一朵花的前面。假设蜂鸟两翅膀扇动空气的总面积为
，翅膀扇动对空气的作用力效果与翅膀用速度 平推空气的效果相同。已知空气密度为 ，重力加速度大
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小为 ，则（ ）
A. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为 B. 单位时间内翅膀拍动空气的质量为
C. 蜂鸟的质量为 D. 蜂鸟的质量为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设翅膀扇动一次的时间为 ，拍动空气的总质量为
单位时间内翅膀拍动空气的质量为
故 AB 错误；
CD．翅膀用速度 平推空气，使空气的速度变为 ，根据动量定理有
则翅膀对空气的作用力大小等于空气对翅膀的作用力大小，即
由平衡条件得
则蜂鸟的质量为
故 C 正确，D 错误。
故选 C。
5. 如图所示，水平面上固定一倾角为 的光滑斜面，斜面质量为 ，斜面上放置一根长 质量为 的直导
线，空间中有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为 ，当给直导线通以垂直纸面向外，大小为 的电流时，
通电直导线恰好保持静止，下列说法正确的是（重力加速度为 ）（ ）
A. 通电直导线受到的安培力方向沿斜面向上
B. 斜面对水平面的压力小于
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C. 通电直导线受到的安培力大小为
D. 通电直导线的电流
【答案】D
【解析】
【详解】A．由左手定则可知，通电直导线受到的安培力方向水平向右，选项 A 错误；
B．对整体分析可知，竖直方向受重力和地面的支持力，可知斜面对水平面的压力等于 ，选项 B
错误；
C．通电直导线受到的安培力大小为
选项 C 错误；
D．由平衡可知
可得通电直导线的电流
选项 D 正确。
故选 D。
6. 如图所示，直角三角形 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场， 边长为 边长为 ，大量质
量为 、电荷量为 、速度大小为 的带负电粒子垂直 边射入磁场。带电粒子在磁场中运动后只从
和 边射出磁场。不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用，则匀强磁场的最大磁感应强度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当粒子运动轨迹与 A、B 边相切于 D 点，右边刚好从 C 点射出，此时对应的磁感应强度有最大值，
粒子运动轨迹如图所示
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根据几何关系，有
解得
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
故选 C。
7. 如图为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔 “飘入”加速电场（初速度忽略不计），经加速后以速度
从小孔 进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔 进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片
上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为 ，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度为 ，在底片上留下
的痕迹点到狭缝 的距离为 ，忽略带电粒子的重力及相互间作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 加速电场的极板间电势差
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B. 速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为
C. 带电粒子的比荷
D. 若带电粒子打在 上后能以原速率反弹，粒子将返回 点
【答案】A
【解析】
【详解】A．粒子在加速电场中
在磁场中做圆周运动时
联立解得加速电场的极板间电势差
选项 A 正确；
B．速度选择器中
可得匀强磁场的磁感应强度为
选项 B 错误；
C．根据
可得带电粒子的比荷
选项 C 错误；
D．若带电粒子打在 上后能以原速率反弹，粒子受向右的洛伦兹力作用，向右重复原来的半圆轨迹，不
能返回 点，选项 D 错误。
故选 A。
8. 如图所示，在 坐标系中，第一、二象限有沿 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为 ，第三、四
象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 。一带正电的粒子在 轴上的 点，以大小为 的
初速度沿着与 轴垂直的方向向左射出，粒子的质量为 ，带电量为 ，粒子第一次到达 轴时沿着与 轴
正方向为 的方向进入电场。不计粒子重力，对粒子的运动，以下说法正确的是（ ）
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A. 粒子自开始射出至第一次到达 轴时的时间间隔为
B. 粒子再次与 轴相交时速度最小
C. 粒子运动过程中的最小速度为
D. 粒子离开 点后，其速度第 次与初速度相同时距 点的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类斜抛运动，作出粒子运动轨迹，
如图所示
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 ，
解得 ，
粒子自开始射出至第一次到达 轴时的时间间隔
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解得
故 A 错误；
C．粒子在电场中做类斜抛运动，运动至最高点时速度最小，此时竖直方向的分速度减为 0，则有
故 C 错误；
B．粒子在电场中做类斜抛运动至最高点过程有 ，
结合上述解得
可知，最高点位置在 y 轴左侧，即粒子再次与 轴相交时速度不是最小，故 B 错误；
D．结合上述，由于
则粒子进入电场中做类斜抛运动后将从坐标原点右侧再次进入磁场，根据对称性可知，粒子离开 点后，
其速度第 次与初速度相同时距 点的距离为
结合上述解得
故 D 正确。
故选 D。
二、多选题（每题 4 分，共 16 分，未选全得 2 分，选错得 0 分）
9. 如图（a）所示， 时，一列简谐横波从质点 （坐标原点）开始沿 轴正方向传播，实线和虚线分
别为 时刻和 时刻的波形图，其中 ， ， 分别是平衡位置为 和 的两质点。
图（b）为质点 的振动图像，下列说法正确的是（ ）
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A. 时刻 的加速度为零
B. 这列波 传播速度为 40m/s
C. 到 内，质点 运动的路程可能为 0.3m
D. 从 到 时间内，质点 通过的路程是 0.2m
【答案】BD
【解析】
【详解】A． 时刻 在波峰位置，加速度最大，选项 A 错误；
B．这列波的波长 8m，周期 0.2s，则传播速度为
选项 B 正确；
C． 到 内，质点 运动的时间
通过的路程可能为
不可能为 0.3m，选项 C 错误；
D．在 t=0 时刻振源 O 开始振动，则传到质点 P 需要的时间为
则 时刻质点 P 振动了 0.1s=0.5T 可知质点 P 通过的路程是 ，选项 D 正确。
故选 BD。
10. 电磁炮是利用电磁发射技术制成的新型武器，如图所示为电磁炮的原理结构示意图。若某水平发射轨道
长 6m，宽 1m，发射的炮弹质量为 50g，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。当电路中的电流恒为 20A
，轨道间匀强磁场 时，不计空气及摩擦阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 炮弹所处位置的磁场方向为竖直向上
B. 炮弹的加速度大小为
C. 若将电路中的电流增加为原来的两倍，则炮弹的最大速度也变为原来的两倍
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D. 炮弹发射过程中安培力的最大功率为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知，磁场方向为竖直向上，故 A 正确；
B．根据牛顿第二定律有
解得
故 B 错误；
C．根据
解得
若将电路中的电流增加为原来的两倍，则炮弹的最大速度变为原来 倍，故 C 错误；
D．炮弹发射过程中安培力的最大功率
代入数据，解得
故 D 正确。
故选 AD。
11. 如图所示，半径为 的圆形区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里。边界上 C 点有一粒子源，可
平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为 、电荷量为 的带正电粒子，粒子速度大小均为 。不计粒子
重力以及粒子间的相互作用，所有粒子运动半径均为 ， 、 为互相垂直的直径，下列说法错误的是
（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 所有粒子离开磁场时速度方向都平行 向下
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C. 经过圆心 的粒子在磁场中运动的时间为
D. 沿着 方向射入的粒子在磁场中运动的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力有
解得
故 A 正确，与题意不符；
B．由于粒子做圆周运动的半径等于磁场圆的半径，所以根据磁发散原理可知，从 C 点射入磁场中的所有粒
子均平行于 AB 向上射出， 故 B 错误，与题意相符；
C．若粒子经过圆心 O，则其圆心角等于 120°，所以粒子在磁场中运动的时间为
又
联立，解得
故 C 错误，与题意相符；
D．若粒子沿着 CO 方向射入磁场，其圆心角等于 90°，所以粒子在磁场中运动的时间为
联立，解得
故 D 正确，与题意不符。
本题选错误的，故选 BC。
12. 一质量为 、电量为 的带电粒子以速度 从 轴上的 A 点垂直 轴射入第一象限，第一象限某区域存
在磁感强度大小为 的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，粒子离开第一象限时速度方向与 轴正方向夹
角 。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（ ）
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A. 带电粒子带负电荷
B. 带电粒子在磁场中的做圆周运动的时间为
C. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是
D. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是
【答案】BC
【解析】
【详解】A．磁场方向垂直于纸面向外，粒子受到的洛伦兹力向下，根据安培左手定则可知粒子带正电荷，
故 A 错误；
BC．由洛伦兹力充当向心力得
所以半径为
粒子运动周期为
运动轨迹如下图所示
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由图可知粒子速度方向偏转了 ，则圆心角为
粒子运动的时间为
若是圆形区域磁场，则以 CD 为直径的圆面积最小 CD=R
所以最小面积为
故 BC 正确；
D．若是矩形区域磁场，则以 CD 为长，以圆弧最高点到直线 CD 的距离 h 为宽，则矩形的面积最小。根据
几何关系可得高为
所以矩形区域磁场最小面积
故 D 错误。
故选 BC。
三、实验题（每空 2 分，共 14 分）
13. 某实验小组的同学们利用单摆来测量当地的重力加速度，按如图安装好实验仪器。
（1）该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________（填选项前的字母）；
A. 把单摆从平衡位置拉开 30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B. 测量摆球通过最低点 100 次的时间 t，则单摆周期为
C. 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小
D. 尽量选择质量大、体积小的摆球
（2）小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长 L 和对应的单摆周期 T 的数据，做出 图像如图
所示，可测得当地的重力加速度 ________ ，结果保留三位有效数字）；
（3）在实验中，有三位同学作出的 图线分别如图中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过
原点，图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线 a 和 c，下列分析正确的是（填选项前
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的字母）________。
A. 出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L
B. 出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次
C. 图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值
D. 图线 a 对应的 g 值大于图线 b 对应的 g 值
【答案】（1）D （2）9.86 （3）B
【解析】
【小问 1 详解】
A．把单摆从平衡位置拉开 5°的摆角，并在摆球到达最低点时开始计时，选项 A 错误；
B．测量摆球通过最低点 100 次的时间 t，则单摆周期为 ，选项 B 错误；
C．根据 可得 ，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到
的重力加速度值偏大，选项 C 错误；
D．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，选项 D 正确。
故选 D。
【小问 2 详解】
根据
由图像可知
解得 g=9.86m/s2
【小问 3 详解】
AD．若将悬点到小球上端的距离记为摆长，没有加摆球的半径，则摆线长变成摆长，则有
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由此可知，出现 a 图线可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长，但图线的斜率不变，即 a、b 图线测出
的重力加速度相同，故 AD 错误；
B．实验中误将 49 次全振动记为 50 次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度偏大，图线的斜率偏小，故
B 正确；
C．图线 c 的斜率小于 b 图线的斜率，因此图线 c 的 g 值大于图线 b 的 g 值，故 C 错误。
故选 B。
14. 杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将
双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。
（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置（选填“垂直”或“平行”）。
（2）双缝间距为 d，毛玻璃光屏与双缝间 距离为 L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的
中心刻线对齐 A 亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为______mm。若 A、B 两条
亮纹中央间距为 x，则所测光的波长为______（用所给物理量的字母表示）。
（3）若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】（1）平行 （2） ①. 9.15 ②.
（3）大于
【解析】
【小问 1 详解】
只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹；
【小问 2 详解】
[1]由于游标尺为 20 分度，其精确度为 0.05mm，故游标卡尺的示数为
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[2]若 A、B 两条亮纹中央间距为 x，则条纹间距为
根据
解得
【小问 3 详解】
条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值
为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有
由于
可知波长的测量值大于实际值。
四、解答题（共 38 分）
15. 如图所示，一束单色光从 AB 中点 D 沿垂直于直角三棱镜 AB 边的方向射入棱镜，在 AC 边上的 E 点发
生反射和折射，且折射光线恰好与反射光线垂直。已知∠C=60°，AC=2L，光在真空中的速度为 c。求：
（1）该棱镜的折射率 n；
（2）该单色光从 D 到 E 再经反射到 BC 所用的时间 t。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
根据题意作出光路图，如图所示
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根据几何关系可得 ，
根据折射定律有
【小问 2 详解】
根据几何关系可得 ，
又
所以单色光从 D 到 E 再经反射到 BC 所用的时间为
16. 如图所示，一“ ”形平板静止在光滑水平面上，其上表面粗糙，右侧为竖直弹性挡板（即
物体与挡板的碰撞可视为弹性碰撞）。一物块静止于平板最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于 O 点
正下方，并轻靠在物块左侧，现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发
生弹性碰撞，碰撞后，物块沿着平板运动，已知细线长 L=0.8m，小球质量 m=1.5kg，物块、平板质量均为
M=0.5kg，平板长 s=1m，小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s2，求：
（1）小球运动到最低点与物块碰撞前的速度大小；
（2）小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
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（3）若物块恰好不脱离平板，求物块与平板上表面的动摩擦因数。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
小球运动到最低点，由动能定理
解得
【小问 2 详解】
小球与物块碰撞过程中，由动量守恒和机械能守恒得 ，
解得
【小问 3 详解】
物块恰好不脱离平板，即物块返回平板左端时恰好与平板达共速，设共同速度为 v，根据动量守恒定律和能
量守恒定律 ，
解得
17. 如图所示，在平面直角坐标系 xOy 的第一、二、四象限内有沿 y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为
E，在第一、四象限及第二象限内 x=-R 右侧区域有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。从 x 轴上的 P（-3R，0
）点沿与 x 轴正向成 45°的方向射出一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子，粒子刚好从磁场边界上的
Q（-R，R）点沿垂直于 x=-R 方向进入电场和磁场的叠加场中，进入叠加场后刚好做直线运动，不计粒子的
重力，求：
（1）粒子从 P 点射出的速度；
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（2）若粒子在叠加场中运动到某位置时，撤去电场，使粒子经过磁场中 A（ ）点，则粒子在叠
加场中第一次运动到 A 的时间；
（3）若粒子运动到 O1（0，R）点时将电场的电场强度增大为原来的 2 倍，此后粒子在叠加场中运动的最大
速度大小及沿电场方向离 O1 点的最大距离。
【答案】（1）
（2）
（3） ，
【解析】
【小问 1 详解】
设粒子从 点射出的速度大小为 ，则由 ，
解得
【小问 2 详解】
粒子在叠加场中做匀速直线运动，可知 ，
撤去电场后，粒子在磁场中做匀速圆周运动
解得
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以 为圆心 为半径作圆，圆心在距直线 上方 处的圆上，记为 、 ，由几何关系得
， ， ， 圆 心 在 ： ， ，
圆心在 ： ，
可得
【小问 3 详解】
粒子运动到 点时将电场的电场强度增大为原来的 倍，给粒子配一个向右大小为 的速度，同时
再配一个向左大小也为 的速度，则此后粒子的运动可以看作是以 向右的匀速直线运动和以 的速度做
匀速圆周运动，根据运动的叠加可知，此后粒子运动的最大速度 ，
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