汉寿县第一中学2024-2025学年高二下学期4月月考物理试卷
一、单选题
1．关于原子结构，汤姆孙提出枣糕模型、卢瑟福提出行星模型(如图甲、乙所示)，都采用了类比推理的方法．下列事实中，主要采用类比推理的是( )
A．人们为便于研究物体的运动而建立的质点模型
B．伽利略从教堂吊灯的摆动中发现摆的等时性规律
C．库仑根据牛顿的万有引力定律提出库仑定律
D．托马斯·杨通过双缝干涉实验证实光是一种波
2．斜面上的物体受到平行于斜面向下的拉力的作用，力随时间变化的图象及物体运动的图象如图所示。由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是（取）（ ）
A．物体的质量
B．物体与斜面间的动摩擦因数
C．
D．斜面的倾角
3．一列简谐横波沿轴传播，其中质点的平衡位置位于处，质点的平衡位置位于处，质点的振动图像如图甲所示，如图乙所示是质点刚振动了时的波形图，下列说法错误的是（ ）
A．该波的波速为 B．乙图为时的波形图
C．时，质点的加速度最大 D．时，质点经过平衡位置且速度方向为正方向
4．利用如图所示的天平可以测定磁感应强度。天平的右臂下悬挂有一个匝矩形线圈，线圈宽度为，线圈下端在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有顺时针方向的电流时，在天平左右两边分别加上质量为、的砝码，天平平衡。当线圈中通有逆时针方向的电流时，天平右边再加上质量为的砝码后，天平重新平衡，由此可知，磁感应强度（ ）
A．方向垂直纸面向里，大小为
B．方向垂直纸面向外，大小为
C．方向垂直纸而向里，大小为
D．方向垂直纸面向外，大小为
5．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep 随位移x 的变化如图所示，其中 0－x2段是抛物线，x1处是顶点，x2－x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由0－x3运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．x3处的电势最低 B．0－x1段粒子动能增大
C．x1－x2段粒子加速度增大 D．x2－x3段粒子做匀速直线运动
6．如图所示，虚线为有界匀强磁场的边界，边界S处的粒子源在纸面内向磁场夹角为θ的范围内发射同种粒子，所有粒子经磁场偏转后从同一点离开磁场，不考虑粒子间的相互作用和重力影响，则粒子刚发射时的速度大小关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
7．如图所示，为地球赤道上随地球自转的物体，、、均为绕地球做匀速圆周运动的卫星，其中为近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），为极地同步轨道卫星（轨道平面过地球两极，轨道半径与相等），为地球赤道静止卫星。已知地球半径为，、轨道半径为，地球两极处的重力加速度为，、、、的质量相等，下列说法正确的是（ ）
A．的周期小于的周期
B．的线速度大小等于地面发射卫星时的最小发射速度
C．、的线速度大小关系为
D．、、的加速度大小关系为
8．如图甲所示为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=200、电阻r=1Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=9Ω，与R并联的交流电压表为理想电表，在r=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按如图乙所示的正弦规律变化．下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为50Hz
B．交流发电机产生的电动势最大值为400V
C．电路中交流电压表的示数约为255V
D．若将线圈转速变成原来2倍，交流发电机的输出功率将变成原来的2倍
9．如图所示，一个开口向上的圆筒汽缸直立于地面上，距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a，在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b，只有当上部压强大于下部压强时，阀门才开启，c为一质量与摩擦均不计的活塞，开始时隔板a以下封闭气体压强为1.2p0（p0为大气压强）隔板以上由活塞c封闭的气体压强为p0，活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F，设气体温度保持不变，已知F增大到F0时，可产生向下的压强为0.2p0，活塞与隔板厚度均可不计，则下列说法正确的是（ ）
A．当力缓慢增大到F0时，活塞c到隔板a的距离是
B．当力缓慢增大到F0时，活塞c到隔板a的距离是
C．当力缓慢增大到4F0时，缸内各部分气体压强是1.7p0
D．当力缓慢增大到4F0时，缸内各部分气体压强是1.5p0
10．如图所示，足够长且间距的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，垂直于导轨的虚线AB的左、右两侧存在磁感应强度大小分别为、，方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。阻值的金属棒b静止在虚线AB的右侧。时刻，电阻为2R的金属棒a以初速度从左端沿导轨运动，t时刻，金属棒b达到最大速度。已知金属棒a始终在AB左侧运动，a、b两棒的长度均为d、质量均为，且始终与导轨垂直并接触良好，导轨电阻不计。则在a、b棒的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒a、b动量之和保持不变
B．
C．0~t时间内通过金属棒a的电荷量为3.2C
D．0~t时间内金属棒a上产生的热量为
三、实验题
11．小李做“用单摆测量重力加速度”实验。
(1)如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、丙分别画出出细线上端的两种不同的悬挂方式，其中图 （填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
(2)如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d= mm，测出摆线的长度，算出摆长L，再测出摆的周期T，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
(3)根据实验数据作出图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，斜率为k，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度g= （用k表示），利用图像法处理数据是为了减小 （填“偶然”或“系统”）误差。
(4)小李同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。她认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，则小李同学计算出的重力加速度比真实值相比 （选样“偏大”“偏小”）。
12．在“描述小灯泡“2V、1W”的伏安特性曲线”的实验中，可供选择的实验仪器如下：
A．电压表（0~3V，内阻10kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻20kΩ）
C．电流表（0~3A，内阻1Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻0.4Ω）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（500Ω，1A）
G．学生电源（直流6V）、开关、导线若干
(1)实验时，选用下面的哪个电路图来完成实验，更合适的是 ；（填“甲或乙”）
(2)按上图选的正确电路图，把下图中所示的实验器材用实线连接成实物电路图；( )
(3)某同学在一次测量时，电流表、电压表的示数如下图所示。则电压值为 V，电流值为 A，小灯泡的实际功率为 W。（实际功率保留三位有效数字）
四、解答题
13．一束白光自O点以30°的入射角射入厚度为h的玻璃砖，经反射后，从A点、B点有两束光射出，已知OA=a．OB=b，光在真空中的传播速度为c．
①自A、B点射出的两束光是否平行 求两束光对玻璃的折射率之比．
②求自A点射出的光在玻璃中的传播时间．
14．如图所示的等边三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为（未知），三角形的边长为，的中点P处有一条狭缝可以允许粒子穿过。是一个加速场，电压为。一个质量为m、带电量为的粒子从O点静止出发，穿过狭缝P后沿方向进入磁场区域，它与边界经过两次弹性碰撞（电荷不转移）后又垂直返回P．不计粒子重力，求：
（1）磁感应强度的大小；
（2）调节磁感应强度为B，使得粒子仍能垂直返回P，试求B的大小；
（3）假定粒子在磁场中做圆周运动的周期为，那么在（2）的条件下，求粒子从进入磁场到垂直返回P所用的时间的最大值和最小值；
（4）撤去挡板和，仅保留下板，匀强磁场充满上方，粒子与挡板的碰撞是非弹性的，恢复系数为（恢复系数指碰后物体间的远离速度与碰前物体间的靠近速度的比值），为使粒子不离开磁场，求的取值范围。
15．大型工厂的车间中有一种设备叫做天车如图甲所示，是运输材料的一种常用工具。此装置可以简化为如图乙所示的模型，足够长的光滑水平杆上套有一个质量为3m的滑块，滑块正下方用长为L不可伸长的轻绳悬挂一个质量为m的小球。开始两者均静止，现给小球一个水平初速度（未知），小球恰好能达到与滑块等高的位置，此时滑块水平向右移动s，重力加速度为g，求：
(1)初速度大小；
(2)小球第1次返回最低点时绳的拉力大小；
(3)从给小球初速度开始到第1次摆到最高点的时间。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A A A C C BCD BC AC BD
11．(1)丙
(2)22.6
(3) 偶然
(4)偏大
【详解】（1）单摆在摆动过程中，摆长要保持不变，则单摆悬挂点应固定，故图丙的悬挂方式较好；
（2）用游标卡尺测得小钢球的直径
22mm+0.1mm×6=22.6mm
（3）[1] 由
得
可知图像的斜率
解得
[2] 利用图像法处理数据是为了充分利用数据，减小偶然误差；
（4）设悬线与竖直方向夹角为，对圆锥摆根据牛顿第二定律有
根据几何知识有
联立解得
根据
可知该同学计算出的重力加速度与真实值相比偏大；
12． 甲 见解析 1.81（1.80~1.82得分） 0.33（0.32~0.34得分） 0.597（0.576~0.619也得分）
【详解】(1)[1]小灯泡的电压电流要从零开始调节，采用分压式，故选甲图。
(2)[2]根据电路图连接的实物图如下
(3)[3]根据图可知电压表读数为1.81V。
[4]根据图可知电流表读数为0.33A。
[5]小灯泡的实际功率为
13．①②
【详解】①由折射和反射光路可知，两束光平行；
自A点射出的光折射率：nA=
nA=
nB=
②光在玻璃中的传播速度：vA=
时间：tA=
得：tA=
14．（1）；（2）；（3）当时，；当时，；（4）
【详解】（1）加速区
所以粒子进入磁场的速度为
由题意可知，在磁场区做圆周运动的半径为
又
可得
（2）由题意得，在磁场区做圆周运动的半径r满足
即
又由于，可得
（3）由于
所以粒子在磁场中做圆周运动的周期为
粒子从进入磁场到垂直返回P所用的时间为
当时
当时
（4）粒子整体一直向左运动，每次碰撞的速度大小均减为之前的，假设经过了k次碰撞，则速度减为
相应的轨道半径减为
由题意得
即
对比
可知
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小球第一次到最高点时，小球和滑块达到相同速度，由水平方向的动量守恒
由系统机械能守恒
联立得
（2）小球第1次返回最低点时，设小球速度，滑块的速度为，对系统由动量守恒定律和机械能守恒定律，
解得，
由牛顿第二定律
联立解得
（3）从开始到第1次摆到最高点的过程中二者组成系统水平方向动量守恒，取极短时间内
累加可得
又，
则
解得
