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威远中学校 2024 级高二下期期中考试
物理试题
一、单选题（本题包括7个小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意。）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 用手拉铁棒两端时，分子间只存在引力而不存在斥力
B. 在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象不可能发生
C. 花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，布朗运动越明显
D. 两分子间距离变化时，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程
【答案】D
【解析】
【详解】A．用手拉铁棒两端时，分子间同时存在引力和斥力，A错误；
B．扩散现象是分子做无规则运动产生的结果，与重力无关，因此在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现
象仍会产生，B错误；
C．花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，越容易达到平衡，布朗运动越不明显，C
错误；
D．当分子间的距离在平衡位置时，随两分子间距离增大，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过
程，D正确。
故选D。
2. 如图甲所示，一只小鸟从上往下落在细树枝上，随树枝小幅度上下振动（可视为竖直方向的简谐运动），
某时刻开始计时，其振动位移x随时间t变化的规律如图乙所示。取竖直向上为正方向，则下列说法正确
的是（ ）
A. 0时刻与t 时刻，小鸟的速度相同
1
B. t 时刻，小鸟的速度最小
1
C. t 时刻，小鸟受到的回复力最大
2
D. 从t 到t，小鸟的加速度逐渐减小
1 2【答案】C
【解析】
【详解】A．由题中 图像可知，0时刻与 时刻，小鸟的速度大小相等，方向相反，选项A错误；
B． 时刻，小鸟在平衡位置，速度最大，选项B错误；
C． 时刻，小鸟恰好位于最大位移处，受到的回复力最大，选项C正确；
D．从 到 ，小鸟的位移逐渐增大，加速度逐渐增大，选项D错误。
故选C。
3. 玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，下列光路图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】光从玻璃进入空气，即由光密介质进入光疏介质，入射角小于折射角，后来又从空气进入玻璃，
则入射角大于折射角，其光路图如图所示。
故选B。
4. 在如图所示的电路中， 是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D
是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（ ）A. 闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是缓慢变亮
B. 闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮
C. 断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭
D. 断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AB．开关S闭合的瞬间，由于二极管不导通，则A灯不亮；而B灯由于电感的作用，使得通过
线圈的电流逐渐变大，可知流过B的电流增大，所以B灯逐渐变亮，故A错误，B正确；
CD．断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；线圈产生自感电动势阻碍流过线圈电流的减小，
相当于电源，与A构成回路，且二极管正向导通，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故CD错误。
故选B。
5. 如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度 的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度
在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为 ，线框通过滑环与一理想自耦变压器的
原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“ ， ”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则
下列说法正确的是（ ）
A. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为B. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为
C. 若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数变小
D. 若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
【答案】C
【解析】
【详解】A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
故A错误。
B．原线圈电压为
灯泡电压即副线圈电压为
所以原、副线圈的匝数比为
故B错误。
C．若将滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器有效电阻增大，则副线圈电流变小，根据电流关系可知原
线圈电流减小，即电流表示数变小，故C正确。
D．若将自耦变压器触头向下滑动，则副线圈匝数减小，根据变压器电压规律可知副线圈电压减小，所以
灯泡会变暗，故D错误。
6. 如图所示为一周期为T的理想LC振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开
时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极
板后的运动，重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后，则（ ）A. 在最初的 时间内，电流方向为顺时针
B. 灰尘将在两极板间做往复运动
C. 时，带电灰尘的加速度大小为2g
D. 增大电容器两极板间距，振荡电路向外辐射电磁波的能力变弱
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．当开关断开时，带负电灰尘静止，则有
可知此时电场力向上，上极板带正电，电场能最大，极板间电场强度最大；若开关闭合，在最初的 时间
内，电容器放电，电流方向为逆时针，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动；振荡
回路磁场能和电场能周期性改变，根据对称性可知，在 时电容器反向充电完毕，电场方向和初始状
态相反，电场能最大，电场力变为向下，和重力方向相同，灰尘此时的加速度为2g，所以灰尘的加速度不
可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故AB错误，C
正确；
D．增大电容器两极板间距，电容减小，根据
可知周期变小，频率变大，振荡电路向外辐射电磁波的能力变强，故D错误。
故选C。
7. 在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一导线
框 位于纸面内，线框的邻边都相互垂直， 边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如
图。从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以 为线框中电动势的正方向。
用e表示回路的电动势， ，则以下e-t示意图中正确的是（ ）A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意，画出线圈在t时刻、2t时刻、3t时刻、4t时刻位置示意图，则线圈在0~t时间内，只有bc边切割磁感线，由右手定则知电流由c→b，回路产生顺时针电流，电动势为负
值
线圈在t~2t时间内，bc边进入右方磁场，产生由b→c的电动势，ed进入左方磁场，产生e→d的电动势，
二者对回路来说等大反向，回路总电动势为零，e=0；
2
线圈在2t~3t时间内，ed处于右方磁场，产生d→e的电动势，fa处于左方磁场，产生f→a的电动势，二者
对回路同向，e=2Blv+Blv=3Blv，为正方向；
3
在3t~4t时间内，只有fa在右方磁场切割磁感线，产生a→f的电动势，回路是顺时针电流
所以只有C图像满足，故ABD错误，C正确。
故选C。
二、多选题（本题包括3个小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，有多个
选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积， 为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数， 分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：① ；②
；③ ；④ ，其中正确的是（ ）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】AC
【解析】
【详解】A．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故
故
故A正确；
B．平均每个水蒸气分子占据的空间大于单个水分子的体积，故
故
故B错误；
C．摩尔质量=分子质量×阿伏加德罗常数，故
故C正确；
D．由于气体分子间距远大于分子直径，气体分子所占体积远大于分子体积，故
故D错误。
故选AC。9. 位于 和 处的两个连续振动的波源都每隔4秒做一次全振动，形成两列分别沿 轴正方
向传播的简谐横波 和沿负方向传播的简谐横波 ，振幅均为 。如图所示的波刚好传到M、N
两点记为 时刻，此时M、P、Q、N在 轴上的坐标分别为 、 、 、 。下列说法正
确的是（ ）
A. 时，平衡位置在 处的质点刚好运动到 点
B. 时，平衡位置在 处的质点的位移为
C. 处质点振动过程中的最大位移大小为
D. 简谐横波 第一次传播到 点比简谐横波 第一次传播到 点早
【答案】CD
【解析】
【详解】A．质点只能在自己平衡位置附近振动，不会随波迁移，故A错误；
B．波速为
t=5s时，两列波向前传播的距离均为x=vt=1×5cm=5cm
根据波的叠加可知，平衡位置在x=8cm处的质点的位移为y=-4cm，故B错误；
C．将t=0时M、N处质点视为新波源，P到N和M的距离之差为：Δx=PN-PM=6cm-2cm=4cm=λ
所以P点为振动加强点，P处质点振动过程中的最大位移大小为4cm，故C正确；
D．简谐横波S 第一次传播到Q点比简谐横波S 第一次传播到Q点提前的时间为 ，
1 2故D正确。
故选CD。
10. 如图所示是法拉第圆盘发电机，其圆盘的半径为 ，圆盘处于磁感应强度大小为 ，方向竖直向
上的匀强磁场中。圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨 ，导轨间距为 ，其所在平面与水平面夹
角为 ，导轨处于磁感应强度大小为 ，方向竖直向下的匀强磁场中。现用导线把两导轨分别与圆盘发电
机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻为 。在倾斜导轨上放置一根质量为 ，长度也为
，电阻为 的 导体棒，其余电阻不计。当圆盘以角速度 匀速转动时， 棒刚好能静止在斜面上，
则（ ）
A. 从上往下看，圆盘顺时针方向转动
B. 间电势差
C. 若 大小、方向均可改变，导体棒始终保持静止状态时， 的最小值为
D. 若圆盘停止转动， 棒将沿导轨先匀加速下滑后匀速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．ab棒刚好能静止在斜面上，由受力可知，电流方向由a到b，故b端电势低于a端电势，由右
手定则可知，圆盘转动的方向（从上往下看）为顺时针方向，A正确；
B．由题可知，圆盘产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可知，ab间电势差为故B错误；
C．若 大小、方向均可改变，导体棒始终保持静止状态时，由平衡条件可得
由闭合电路欧姆定律
圆盘产生的感应电动势为
联立解得 的最小值为
故C正确；
D．若圆盘停止转动，ab棒沿导轨向下做切割磁感线运动，由ab棒受力可知，棒先做变加速运动后做匀速
运动，D错误。
故选AC。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分；把答案填在答题纸相应的横线上）
11. 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）下列说法正确的是（ ）
A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄
C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D. 去掉滤光片后，干涉现象消失
（2）双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为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 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
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）AC （2） ①. 9.15 ②.
（3）大于
【解析】
【小问1详解】
A．将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式
可知，条纹间距变窄，故A正确；
B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B错误；
C．根据干涉条纹间距公式
将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故C正确；
D．去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
[1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm，所以游标卡尺的示数为
[2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为
根据干涉条纹间距公式
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
根据干涉条纹间距公式
可知波长的测量值大于实际值。
12. 在“探究感应电流方向及规律”实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解
答问题：
（1）用笔划线代替导线将图1电路连接完整____。
（2）正确连接电路后，甲同学将线圈 放入线圈 中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持
闭合，待电流表指针稳定后，迅速将线圈 从线圈 中拔出，这时电流表指针___________偏转。（选填
“向左”或“向右”或“不”）
（3）乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图2所示的“楞次定律演示仪”。
正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速向下移动一小段距离，出现的现象是（ ）
A. 红灯短暂发光、黄灯不发光
B. 红灯不发光、黄灯短暂发光
C. 红灯、黄灯均不发光
D. 两灯交替短暂发光
（4）丙同学设计“汽车电磁减震器”。如图3（a），减震器是强磁体，其截面是“ ”形，俯视图如图3
（b）所示，柱状的内芯与外环之间有磁场。匝数为100、半径为25cm的线圈ab固定在减震器内芯的外面
并连接能量回收装置，减震器内芯可在线圈内上下自由移动。汽车运动过程中，内芯上下振动，线圈ab中
产生感应电流，既起电磁阻尼作用，减轻驾乘人员颠簸感，又收集振动产生的能量，降低汽车油耗。强磁
体磁场方向沿径向，线圈处磁感应强度大小为0.5T；若内芯在某段时间内上下振动图像如图3（c），已知
其振动过程中的最大速度为πm/s，则线圈产生的最大感应电动势为___________V（计算结果保留三位有效
数字，π2取10），电动势的表达式e=___________V。【答案】（1） （2）向左
（3）B （4） ①. 250 ②.
【解析】
【小问1详解】
线圈A应与电源相连，线圈B与灵敏电流计相连，电路图如图所示
【小问2详解】
将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针
向右偏转，若开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转；
【小问3详解】
条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流
由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。
故选B。
【小问4详解】
[1]线圈产生的最大感应电动势为[2]电动势的表达式
四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示，直角梯形 是某光学元件的横截面， 光源发出垂直于 平行的单色光。
， 。 光线从 点进入透镜，又从B点离开透镜，光在空气中通过
的时间，恰好等于光在透镜中通过 的时间。空气中的光速为 。
（1）求该三棱镜对单色光的折射率 ；
（2）求经过 中点 的单色光在透镜中传播的时间 。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由题意得，光通过 的时间恰好等于光在透镜中通过 的时间， ，
可得三棱镜中的光速
根据可得
【小问2详解】
全反射入射角满足
全反射角为
发现所有光线都可以在 发生全反射。根据几何关系得光在透镜中的路程为 ，传播时间
14. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器 和降压变压器 向用户供电。已
知输电线的总电阻为 ，升压变压器 的原、副线圈匝数之比为 ，降压变压器 的原、副线
圈匝数之比为 ，降压变压器副线圈两端交变电压 ，降压变压器的副线圈与阻
值 的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：
（1）输电线上损失的功率；
（2）发电机输出电压的有效值。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为 得由
得
（2）升压变压器原、副线圈电压为
由
得
15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、
P点分别与两条竖直固定、半径为L的 圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存
在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆
弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，
其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与
导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求
（1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小；
（2）金属环刚开始运动时的加速度大小；
（3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有
解得
则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为
（2）根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由
几何关系可得，每段圆弧的电阻为
可知，整个回路的总电阻为
ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为
对金属环由牛顿第二定律有
解得（3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由
于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab
和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为 ，由动量守恒定律有
解得
对金属棒 ，由动量定理有
则有
设金属棒运动距离为 ，金属环运动的距离为 ，则有
联立解得
则金属环圆心初始位置到MP的最小距离
