广西壮族自治区来宾市2024-2025学年高二下学期下4月月考物理试卷（解析版）

这是一份广西壮族自治区来宾市2024-2025学年高二下学期下4月月考物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时间：75分钟 满分：100分
一、选择题：（本大题共10小题，共46分，其中1—7为单选题，每小题4分，8—10为多选题，多选题全选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分．）
1. 关于波的反射、折射、衍射、干涉及多普勒效应，下列说法正确的是（ ）
A. 超声波雷达的工作原理是波的折射
B. 频率不相同的两列波也能发生干涉
C. 当波源与观察者都运动时，才会发生多普勒效应
D. “未见其人先闻其声”，说明声波也能发生衍射
【答案】D
【解析】A．超声波雷达的工作原理是波的反射，故A错误；
B．两列波的频率相同才能发生干涉，故B错误；
C．当波源与观察者发生相对运动时，才会发生多普勒效应，故C错误；
D．声波波长在1.7 cm～17 m之间，所以声波可以绕过一般的障碍物，“未见其人先闻其声”，就是声波的衍射现象，故D正确。
故选D。
2. 一弹簧振子做简谱运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动
B. 在和时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反
C. 在和时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同
D. 在t从0到4s时间内，时刻弹簧振子所受回复力做功功率最大
【答案】C
【解析】A．在t从0到2s时间内，回复力逐渐变大，说明振子逐渐远离平衡位置，做减速运动，故A错误；
B．在到过程，回复力先减小为零后反向增加，说明先靠近平衡位置后远离平衡位置，故3s和5s速度方向相同，由于3s和5s回复力大小相等，故位移大小也相等，速度大小也相等，且方向也相同，故B错误；
C．在和时，回复力相等，根据公式，位移相同，故C正确；
D．在t从0到4s时间内，时刻弹簧振子速度为零，根据，功率为零，最小，故D错误。
3. 利用如图所示的实验装置，研究双缝干涉现象并测量出光的波长，下列说法正确的是（ ）
A. 双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源
B. 若仅将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距将会从a图变为b图所示情况
C. 若仅将滤光片由紫色换成波长更长的绿色，干涉条纹间距将会从a图变为b图所示情况
D. 若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，干涉条纹会变宽
【答案】A
【解析】A．通过单缝的光被双缝一分为二，可知，双缝的作用是形成两个振动情况相同的光源，故A正确；
B．根据
可知，若仅将单缝向双缝移动一小段距离，干涉条纹间距不会变化，故B错误；
C．根据
若仅将滤光片由紫色换成波长更长绿色，则条纹间距变大，可知，干涉条纹间距将会从b图变为a图所示情况，故C错误；
D．根据
可知，若仅将遮光筒内的光屏向靠近双缝的方向移动少许，即L减小，则干涉条纹会变窄，故D错误。
4. 如图所示，由三段相同的电阻丝组成的等边三角形导体框，垂直磁场放置，将ab两点接入电源两端，若ac段电阻丝受到的安培力大小为F，则此时三段电阻丝受到的安培力的合力大小为（ ）
A. 3FB. 2FC. 1.5FD. F
【答案】A
【解析】ab段支路与acb段支路并联，两支路电压相同，由于三段电阻丝相同，则acb段电阻为ab段电阻的两倍，根据可知，若acb段电流为I，则ab端支路为2I，设每段电阻丝长度为L，对ac段，安培力
对acb段，acb段有效长度为L，且有效电流方向a指向b，则其安培力
对ab段，ab段有效长度为L，且有效电流方向a指向b，则其安培力
左手定则可知ab段与acb段安培力均向上，故三段电阻丝受到的安培力的合力大小为
5. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲中小磁针放在超导环形电流中间，静止时小磁针的指向如图甲所示
B. 摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动
C. 图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属
D. 将图丁中金属矩形线框从匀强磁场中的位置水平移到位置，框内会产生感应电流
【答案】C
【解析】A．根据安培定则可知，环形电流在环内的磁场方向垂直于纸面向外，则静止时小磁针的N极应该向外，不是如图甲所示，故A错误；
B．摇动图乙中的手柄使得蹄形磁铁转动，导致穿过铝框的磁通量发生变化，铝框正产生感应电流，根据楞次定律可知，蹄形磁铁的磁场对感应电流的安培力使得铝框以小于蹄形磁铁转动的速度同向转动，故B错误；
C．图丙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生涡流发热，从而冶炼金属，故C正确；
D．将图丁中金属矩形线框从匀强磁场中的位置水平移到位置，穿过线框的磁通量没有发生变化，框内不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
6. 通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（ ）
A. 5AB. 4AC. 3AD. 1A
【答案】A
【解析】由等效法得
即
解得
故选A。
7. 内部光滑的一截直铜管竖直静置在水平桌面而上，直径略小于铜管内径的圆柱形磁体从铜管上端由静止开始下落，磁体在铜管内下落的过程中不与管壁接触，不计空气阻力。下列说法中正确的是（ ）
A. 磁体在铜管内做匀加速直线运动
B. 磁体下落过程中安培力对铜管做正功
C. 磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体动能的减少量
D. 在磁体下落过程中，铜管对桌面的压力大于铜管所受的重力
【答案】D
【解析】A．磁体在铜管内下落过程中做加速运动，由于速度增加，阻碍作用增强，所以不是匀变速直线运动，故A错误；B．磁体下落过程中，对铜管的作用力向下，但铜管没有位移，所以安培力对铜管不做功，故B错误；C．磁体下落过程中铜管产生的焦耳热等于磁体机械能的减少量，故C错误；D．磁体下落过程中，磁场对铜管始终有竖直向下的安培力，由平衡条件和力的作用相互性可知，铜管对桌面的压力始终大于铜管所受的重力，故D正确。
8. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速（忽略粒子加速时间），两D形金属盒处于垂直于盒底面的匀强磁场中，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子被加速后的最大速度随加速电压的增大而增大
B. 增大磁场的磁感应强度，带电粒子出射动能将越大
C. D形盒之间交变电场的周期
D. 粒子离开加速器时的动能与D型盒半径R成正比
【答案】BC
【解析】ABD．由，解得
则动能
可知动能与加速的电压无关，增大磁场的磁感应强度，带电粒子出射动能将越大，粒子离开加速器时的动能与D型盒半径R不成正比，故B正确，AD错误；
C．在回旋加速器中，只有电场的周期与粒子在磁场中做圆周运动周期相同时，粒子才能在电场中不断被加速，周期
故C正确。
故选BC。
9. “地震预警”是指在地震发生后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。地震监测站监测到一列地震横波，某时刻的波形图如图甲所示，已知P点是平衡位置在处的质点，Q点的平衡位置坐标为，以此时刻做为计时起点，质点Q振动的a-t图像如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 质点P沿y轴正方向运动
B. 地震横波的传播波速为9m/s
C. 时，质点Q振动到波谷
D. 0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm
【答案】BD
【解析】A．质点Q振动的a-t图像如图乙所示的周期为，根据回复力，结合甲图振幅为，可得质点Q振动图像如图所示
由振动图像可知，时刻质点Q沿y轴正方向运动，根据同侧法（质点的振动方向和波的传播方向在波的同一侧）判断地震横波沿x轴负方向传播，故时刻，根据同侧法质点P沿y轴负方向运动，故A错误；
B．由图甲可知
解得
由图乙可知
故地震横波的传播波速为
，故B正确；
C．时，质点Q的加速度为y轴负方向最大值，根据牛顿第二定律，回复力也为y轴负向最大值，根据，质点Q位移为y轴正向的最大值，故质点Q振动到波峰，故C错误；
D．因为振幅，周期，则一个周期内，质点运动的路程为
，而时间
在时P点向下振动，则在经过一个周期后P的速度正在减小，在此后的时间内其路程小于，故0~5s的时间内，质点P所走的路程小于50cm，故D正确。
故选BD。
10. 光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点以入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过点的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 光纤内芯的折射率比外套的小
B. 光在光纤内芯中传播的速度小于真空中的光速
C. 光从左端空气中进入光纤内芯后，频率不变
D. 稍微减小入射角，光在光导纤维的侧面仍会发生全反射
【答案】BCD
【解析】A．激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；
B．频率越大的光，介质对它的折射率越大，根据可知光在光纤中传播的速度越小，故B正确；
C．光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故C正确；
D．稍微减小入射角，光在光导纤维的侧面的入射角将大于，则光仍会发生全反射，故D正确。
故选BCD。
二、实验题（本大题有2小题，共16分）
11. 某实验小组在用插针法“测玻璃的折射率”实验中，画出的光路，如图甲所示。
（1）在实验前如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度___________（选填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。
（2）该实验小组的同学在甲图的基础上，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于点，再过点作法线的垂线，垂足分别为点，如图乙所示，则玻璃的折射率___________（用图中线段的字母表示）。
（3）若该组的同学在正确画出两界面后，不小心将玻璃砖平移了一些，如图丙所示（虚线表示玻璃砖边界），其他操作无误，则他测得的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）大 （2） （3）不变
【解析】（1）为了减小折射角的测量误差，应使折射光线适当长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量。
（2）玻璃的折射率为
（3）如图所示
实线表示玻璃砖平移后实际的光路，虚线表示实验中得到的光路，可知实验中得到的入射角、折射角与实际的入射角、折射角分别相等，由折射定律可知，测出的折射率不变。
12. 某同学在做“用单摆测量重力加速度”实验中：
（1）若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为______；
（2）为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最_____（填“高”或“低”）的位置时开始计时。
（3）如采用计算法测得的g值偏大，可能的原因是（ ）
A. 单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B. 把n次全振动的时间误记为n − 1次全振动的时间
C. 以摆线长作为摆长来计算
D. 以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
（4）为了提高测量精度，需多次改变L的值并测得相应的T值。现测得的六组数据，标示在以L为横坐标，T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点。根据图中的数据点画出T2与L的关系图线；若该图线斜率为k，则当地重力加速度的表达式为g = ______，结合图线数据可得出g = ______m/s2。（结果保留两位小数，取π2 = 9.86）
（5）某次实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为t = 54.60 s，则由此计算出单摆周期为______s。
【答案】（1） （2）低 （3）D （4） 9.86 （5）1.82
【解析】（1）若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为
（2）为了减小测量周期误差，摆球应在经过最低点的位置时开始计时。
（3）A．根据单摆的周期公式
可得
由此可知，单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了，则摆长的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故A错误；
B．把n次全振动的时间误记为n − 1次全振动的时间，则周期的测量值偏大，重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C．若以摆线长作为摆长来计算，则摆长的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故C错误；
D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算，则摆长的测量值偏大，重力加速度的测量值偏大，故D正确。
故选D。
（4）[1]根据
解得
结合T2与L的关系图线，可知
解得
[2]结合图线数据可得
联立，解得
（5）单摆周期为
三、计算题（本大题共3小题，共38分．解答本题时，要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不给分．）
13. 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】（1）根据题意作出光路图，如图所示
根据几何关系可得，
根据折射定律有
（2）根据几何关系可得，
又
所以单色光从D到E再经反射到BC所用时间为
14. 如图所示，两根光滑金属导轨水平平行放置，间距，左端接有电阻，磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场分布在虚直线（与导轨垂直）右侧空间内，长度为、质量、电阻的导体垂直导轨放置。现给导体棒的初速度使其向右运动，进入磁场后，最终停在轨道上。若空气阻力和导轨电阻均可忽略不计，导体棒在运动过程中与导轨始终垂直且接触良好。求：
（1）导体棒刚进磁场的瞬间，流过导体棒的电流大小和方向；
（2）整个过程中，电阻上产生的焦耳热；
（3）当导体棒速度为时，导体棒两端的电压。
【答案】（1），通过导体棒的电流方向为由到 （2） （3）
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路的欧姆定律有
解得导体棒的电流大小
根据右手定则可知，通过导体棒的电流方向为由到。
（2）导体棒刚进入磁场速度为，最终停在轨道上，此过程根据能量守恒定律有
电阻上产生的热量
联立上述式子解得电阻上产生的焦耳热
（3）当导体棒速度为时，导体棒产生的感应电动势
导体棒两端的电压
联立上述式子解得
15. 如图所示，在直角三角形为边界的区域内，存在磁感应强度为垂直纸面向里的有界匀强磁场，，，从点射入某种带负电的粒子（不计重力），粒子的比荷为，入射方向与边的夹角，粒子从点射出磁场，求：
（1）粒子的发射速度大小
（2）粒子在磁场中的运动时间；
（3）若且入射粒子为正电荷，粒子能从边射出，求入射粒子的速度范围？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子在磁场中轨迹如图
由几何关系可知，则粒子在磁场中运动的半径
洛伦兹力提供向心力，故
解得
联立解得发射速度大小
（2）粒子在磁场中运动的周期
由几何关系可知粒子在磁场中转过的角度为
粒子在磁场中运动的时间
则粒子在磁场中的运动时间
（3）速度最大时粒子的轨迹刚好与AC相切，设最大速度为，轨迹如下图
由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径
洛伦兹力提供向心力，故
解得
则入射粒子速度范围为