四川省巴中市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版）

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第I卷（选择题）
一、单选题（每题4分）
1. 如图所示为研究光电效应的实验装置，光电管的阴极K用某种金属制成。闭合开关S，用某种单色光照射阴极K时，微安表有示数。若只减弱该单色光的强度，则下列说法正确的是（ ）
A. 微安表的示数变大
B. 该金属的逸出功变小
C. 逸出的光电子的最大初动能不变
D. 从光照射到金属表面到有光电子逸出的时间明显增加
【答案】C
【解析】A．减弱该单色光的强度，单位时间内入射光的光子数目减少，从金属表面逸出的光电子数目将减少，微安表的示数变小，故A错误；
B．金属的逸出功由金属本身决定，所以保持不变，故B错误；
C．根据光电效应方程
因为入射光的频率不变，可知光电子的最大初动能不变，故C正确；
D．发生光电放应时，光电子的逸出几乎是瞬时的，与光照强度无关，故 D错误。
故选C。
2. 在磁感应强度为、方向水平向左的匀强磁场中，垂直匀强磁场水平放置一根长直通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。在以直导线为圆心的同一圆周上，为平行匀强磁场的直径，为垂直匀强磁场的直径，四点中，磁感应强度最小的点是（ ）
A. A点B. B点C. C点D. D点
【答案】C
【解析】根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图
根据磁感应强度叠加原理，可知四点中，磁感应强度最小的点是C点。
故选C。
3. 一台电动机，线圈的电阻为r，当它正常运转时，测得两端所加的电压为U，通过的电流为I。下列说法正确的是（ ）
A. 电动机消耗的电功率为I²rB. 电动机发热的功率为IU
C. 电动机对外做功的功率为IU-I²rD. 电动机的效率为
【答案】C
【解析】A．电动机消耗的电功率为
故A错误；
B．电动机的发热功率为
故B错误；
C．电动机对外做功的功率等于总功率与内阻的热功率只差，即
故C正确；
D．电动机的效率为
故D错误。
故选C。
4. 图中的实线表示电场线，虚线MN表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在M点的电势能大于在N点的电势能
B. M点的电势低于N点的电势
C. 粒子在MN间一定做加速运动
D. 粒子在M点的速度大于在N点的速度
【答案】A
【解析】A．若粒子从M运动到N，电场力方向沿电场线切线指向轨迹内侧，则电场力方向与速度方向夹角为锐角，电场力做正功，电势能减小，若粒子从N运动到M，电场力方向沿电场线切线指向轨迹内侧，则电场力方向与速度方向夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，则粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，故A正确；
B．由于等势线垂直于电场线，分别作出经过M点与N点的两条等势线，沿电场线电势降低，可知，M点的电势高于N点的电势，故B错误；
C．结合上述可知，若粒子从M运动到N，粒子做加速运动，若粒子从N运动到M，粒子做减速运动，故C错误；
D．结合上述，若粒子从M运动到N，电场力方向与速度方向夹角为锐角，粒子做加速运动，若粒子从N运动到M，电场力方向与速度方向夹角为钝角，粒子做减速运动，可知，粒子在M点的速度小于在N点的速度，故D错误。
故选A。
5. A、B是静电场中的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高
B. 若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高
C. 若正电荷在A点的电势能为负值，负电荷在B点的电势能是负值，则A点的电势比B点的高
D. 以上说法都不对
【答案】A
【解析】AB．根据正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大，可知若正电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的高；若负电荷在A点的电势能比B点大，则A点的电势比B点的低，故A正确，B错误；
CD．根据
可知若正电荷在A点的电势能为负值，则A点的电势为负值；负电荷在B点的电势能是负值，则B点的电势为正，故A点的电势比B点的低，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，一倾角为的倾斜传送带以的速度顺时针匀速转动。现将一质量为的物体（可看成质点）轻放在传送带的顶端A点，物体从A点运动到传送带底端点，离开点时的速度大小为。已知物体与传送带间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。在物体从A点运动到点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 传送带的长度可能为
B. 若传送带长度为，则摩擦力对物体做的功为
C. 若传送带的长度为，则摩擦力对传送带做的功为
D. 若传送带的长度为，则因摩擦而产生的热量为
【答案】C
【解析】A．物体相对传送带上滑时，根据牛顿第二定律可知，此时物体的加速度大小为
物体与传送带间的动摩擦因数
故物体与传送带间的最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，物体离开B点时的速度大小为5m/s，故物体可能一直加速运动或者先加速后匀速运动，若一直加速运动，则传送带的长度
若先加速后匀速运动，则传送带的长度必然大于1m，故A错误；
B．若传送带的长度，则根据动能定理有
解得摩擦力对物体做功
故B错误；
C．若传送带的长度为3m，则物体运动的时间
物体匀加速运动阶段，传送带的位移
匀速运动阶段，传送带的位移
根据受力分析可知，前2m物体对传送带的摩擦力沿传送带向上，后2m物体对传送带的摩擦力沿传送带向下，则摩擦力对传送带做的功
故C正确；
D．若传送带的长度为3m，则因摩擦而产生的热量
其中，相对运动距离
解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，矩形导线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平面内，导线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中，导线框内没有感应电流的是（ ）
A. 导线框在纸面内竖直下落
B. 导线框在纸面内向右平移
C. 导线框以ab边为轴向纸外转动
D. 导线框不动，增大长直导线中的电流
【答案】A
【解析】A．导线框在纸面内竖直下落，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故A正确；
BCD．导线框在纸面内向右平移、导线框以ab边为轴向纸外转动、导线框不动增大长直导线中的电流这三种情况，穿过线框的磁通量都发生变化，线框中有感应电流，故BCD错误。
故选A。
8. 如图所示，我国探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处的磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（，）（ ）
A. 在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为
B. 在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为
C. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
D. 该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
【答案】C
【解析】A．在水平位置时穿过线框的磁通量为
故A错误；
B．在竖直位置时穿过线框的磁通量为
则穿过线框的磁通量的大小为，故B错误；
CD．磁通量的变化量的大小为
故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题（每题6分，多选或选错0分，选对但未选全得3分）
9. 假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示。图像上A点与原点连线与横轴成α角，曲线在A点的切线与横轴成β角，则（ ）
A. 白炽灯的电阻随电压的增大而减小
B. 在A点，白炽灯的电阻可表示为tanβ
C. 在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0
D. 在A点，白炽灯的电阻可表示
【答案】CD
【解析】A．由图可知白炽灯的电阻随电压的增大而增大，故A错误；
BD．在A点，白炽灯的电阻可表示为
考虑到横纵坐标的单位长度所代表的物理量的数值可能不一样，故不能表示为tan β或tan α，故B错误，D正确；
C．在A点，白炽灯的功率可表示为P=
故C正确。
故选CD。
10. 2025年1月20日，中国“人造太阳”装置EAST利用核反应释放能量，首次创下“亿度千秒”的世界新纪录。下列关于该反应的说法，正确的是（ ）
A. 该反应为核聚变
B. 该反应质量守恒，释放能量
C. X为中子
D. 生成物的平均比结合能小于反应物的比结合能
【答案】AC
【解析】A．该反应为核聚变，选项 A正确；
B．该反应释放能量，质量亏损，选项 B错误；
C．核反应过程中，质量数和电荷数守恒，可得X为，即中子，选项C正确；
D．由反应方程可知生成物的平均比结合能大于反应物的比结合能，选项D错误。
故选AC。
11. 空间内存在一个竖直向上的电场强度为E、距离都为d的电场，带电荷量为q、质量为m的粒子以速度v0沿水平方向进入，保持原有状态继续在电场中匀速运动，后垂直打在斜面上，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电势差
B. 粒子带正电，到达斜面时速度的大小
C. 粒子经过整个过程机械能守恒
D. 能根据题目给出的数据求出A点到终点C点所用时间为
【答案】BCD
【解析】A．由于粒子匀速通过电场区域，则，
所以
故A错误；
B．粒子受到竖直向上的电场力，与电场强度方向相同，则粒子带正电，到达斜面时速度方向与斜面垂直，则速度方向与竖直方向的夹角等于斜面的倾角，所以
故B正确；
C．粒子在运动过程中只有重力做功，机械能守恒，故C正确；
D．粒子做匀速直线运动的时间为
粒子做平抛运动的时间为
所以A点到终点C点所用时间为
故D正确。
故选BCD。
12. 如图所示为半径为的球形透明介质，为球的一条直径，为球心，一细光束由A点斜射入透明介质，从点射出，为折射光线。已知点到的距离为，出射光线相对入射光线的偏折角为，光在真空中的传播速度为。则下列说法正确的是（ ）
A. 光线从点射出介质的折射角为
B. 透明介质的折射率为
C. 光束在透明介质中的传播时间为
D. 入射光绕A点逆时针转动，光在介质中一定不会发生全反射
【答案】BCD
【解析】AB．作出光路图，如图所示
由几何关系可知
则
由图可知，
解得
又由折射定律
所以有
由题意可知出射光线相对入射光线的偏折角为30°，所以
透明介质的折射率为
故B正确，A错误；
C．光束在透明介质中的传播速度为
又由几何关系可知
则光在介质中传播的时间为
解得
故C正确；
D．光在该透明介质中的临界角为C，则
解得
入射光绕A点逆时针转动，光束在A点的折射角一定小于临界角C，由几何关系可知光射到透明介质出射点时的入射角一定小于临界角，所以光不可能在介质中发生全反射，故D正确。
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分，每空2分）
13. 某同学测量一金属棒的尺寸，结果如下图所示。用螺旋测微器测得棒的直径为________mm；用游标卡尺测金属棒长度为________cm。
【答案】##6.123##6.122##6.125
【解析】[1]导体棒的直径为
[2]导体棒的长度为
14. 某同学利用如图甲所示的电路测定一块手机电池的电动势和内阻。
除被测电池（电动势E约为3.7V，内阻r小于1Ω）外，实验室还提供了以下器材：
A．电压表（量程为15V， 内阻约为15kΩ）
B．电压表（量程为3V，内阻约为3kΩ）
C．电流表（量程为0.6A， 内阻约为2Ω）
D．固定电阻R0=6Ω
E．滑动变阻器（阻值范围为0~15Ω，允许通过的最大电流为1.0A）
F．滑动变阻器（阻值范围为0~50Ω，允许通过的最大电流为1.0A）
（1）实验中电压表应选用___________，滑动变阻器应选用___________。 （填器材前的字母序号）
（2）实验的主要步骤如下：
①检查并调节电表指针指零，将开关S断开，按照电路图连线。
②调节滑动变阻器R的阻值至最大值。
③将开关S闭合，改变滑片P的位置，记录多组电压表、电流表的相应示数U、I，根据记录数据作出的图象，由图像可得该电池的电动势为___________V，该电池的内阻为___________Ω。（结果保留小数点后两位小数）
（3）由上述实验测得的电源电动势与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）B E （2）3.80 0.55 （3）偏小
【解析】（1）[1]由于电动势E约为3.7V，为使测量数据足够精确，则电压表应选用B；
[2]为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选择阻值较小，故选E。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
可得
可知图像的纵轴截距等于电动势，则有
图像的斜率绝对值为
解得内阻为
（3）由电路图可知，误差来源于电压表的分流，设电压表的内阻为RV，根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知U − I图像的纵轴截距为
则由上述实验测得的电源电动势与真实值相比偏小。
四、解答题（共30分，每题10分）
15. 如图所示，一电荷量带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板中的O点，电键S合上后，当小球静止时，细线与竖直方向的夹角（；已知两板相距，电源电动势，内阻，电阻，。g取。已知：，。
（1）求平行金属板左右板间的电势差U？
（2）求出带电小球的质量m？
【答案】（1） （2）
【解析】（1）外电路的总电阻为
干路电流为
由图可知，平行金属板左右板间的电势差等于电源的路端电压
（2）平行金属板间电场强度为
根据平衡条件得
解得
16. 如图所示，虚线MN、PQ之间存在水平向右匀强电场，两虚线间距离为。一质量为、电荷量为的带电粒子，从点由静止释放，经电压为的电场加速后，由点垂直进入水平匀强电场中，从上的某点（图中未画出）离开，其速度与电场方向成角。不计粒子的重力，求：
（1）粒子刚进入水平匀强电场时的速率；
（2）粒子在水平匀强电场中的加速度大小；
（3）bc两点间电势差。
【答案】（1） （2） （3）3
【解析】（1）粒子在电场加速过程，根据动能定理有
解得
（2）粒子在水平电场中做类平抛运动，在水平方向有，
在竖直方向有
结合上述解得
（3）设离开水平电场时的速度为，则有
根据动能定理得
解得
17. 如图，边长为的正方形是由低折射率光学复合材料制成的棱镜的横截面，为边的中点。在截面所在的平面，一光线自点射入棱镜，入射角为，经折射后在边的点恰好发生全反射，反射光线从边的点射出棱镜。已知，，求：
（1）棱镜的折射率；
（2）、两点之间的距离。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设光从空气进入玻璃时的折射角为，由折射定律得
在点发生全反射，则
根据几何关系
联立解得
（2）由三角函数得
在中
可得，
在中
则