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定远育才学校2025-2026学年高二（下）4月期中试卷
物理试题
一、单选题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。
1.许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献。下列有关物理学家的贡献，正确的是
A. 安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象
B. 法拉第发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系
C. 奥斯特发现电磁感应现象，使人们对电磁内在联系的认识更加完善
D. 洛伦兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论
2.“女排精神”广为传颂，家喻户晓，各行各业的人们在女排精神的激励下，为中华民族的腾飞顽强拼搏，如图所示，一排球以的速度竖直砸向手臂，与手臂接触后以的速度竖直向上离开，已知排球的质量是，重力加速度取，则此过程中手臂对球的平均作用力大小为( )
A. B. C. D.
3.空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直于纸面平面向里，电场方向沿轴负方向。一带正电的小球从坐标原点由静止释放，已知小球所受重力与电场力大小相等。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，电阻不计的矩形线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈面积，匝数。线圈绕中心轴匀速转动，转动角速度。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比：：，副线圈通过电流表与定值电阻和滑动变阻器相连，的电阻为，的最大电阻为。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A. 当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的感应电动势最大
B. 电阻中电流方向每秒变化次
C. 改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大瞬时值为
D. 改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的最大电功率为
5.如图甲所示，和是两个中空的半圆金属盒，它们之间接有周期为的交变电压，如图乙。两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，盒的中央处的粒子源可以产生质量为、电荷量为的粒子。控制两盒间的电压大小不变，周期性改变电场方向，使粒子每次经过狭缝都会被电场加速，进入磁场做匀速圆周运动。经过若干次加速后，粒子从盒边缘离开。忽略粒子的初速度、粒子的重力、在电场中的运动时间、粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子每次通过加速电场的动能增加量逐渐变大
B. 只增大狭缝的电势差，粒子被加速的次数减少
C. 只增大狭缝的电势差，粒子离开加速器的最大动能增大
D. 若题干中涉及字母均为已知，则可以求出粒子的最大动能
6.绝缘水平桌面上有一质量为的“”型金属框，框宽度为，间电阻为，两侧部分电阻不计且足够长。在竖直固定的绝缘挡板间放一根金属棒，挡板间隙略大于棒的直径，棒与金属框垂直且接触良好，金属棒接入电路部分的电阻为，不计一切摩擦。空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，现给框水平向左、大小为的初速度，俯视图如图所示。则下列说法正确的是
A. 开始时金属框的加速度大小为
B. 开始时挡板给导体棒的作用力大小为，方向水平向左
C. 金属框从开始运动到静止过程中通过金属棒的电荷量为
D. 金属框从开始运动到静止过程中金属棒上产生的热量为
7.如图所示，半径为的圆形区域Ⅱ中存在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场图中未画出，和Ⅱ相内切于点的圆形区域Ⅰ直径为。处的粒子源瞬间一次性均匀地向两圆所在平面内各个方向射出质量为、电荷量为的带电粒子，所有带电粒子的初速度大小均相同。研究在磁场中运动的粒子发现：最后离开区域Ⅰ的粒子，恰好在离开区域Ⅱ时，距离点最远。不考虑粒子间的相互作用，不计粒子重力，则带电粒子的初速度大小为( )
A. B. C. D.
8.一列简谐横波沿轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，、质点在轴上平衡位置分别为，，下列说法正确的是( )
A. 波沿轴正方向传播
B. 波的传播速变为
C. 时，、两点的速度和加速度均等大反向
D. 从到质点的路程为
二、多选题：本大题共2小题，每小题5分，共10分。全部选对的得5分，选对但不全对得的3分，有选错的得0分。
9.一匝数，总电阻、边长的匀质等边三角形金属线圈静止在绝缘粗糙水平面上，水平面上有一个半径的圆形区域，线圈边中点与圆形区域中心重合，如图甲所示。圆形区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小随时间均匀增大，变化规律如图乙所示，取，则( )
A. 线圈中感应电流方向为顺时针 B. 线圈静止时感应电动势为
C. 线圈所受摩擦力方向水平向左 D. 线圈所受摩擦力方向水平向右
10.如图所示，质量为的木板与直立轻弹簧的上端拴接，弹簧下端固定在地面上。平衡时弹簧的压缩量为，一质量为的物块从木板正上方距离为的高处自由落下，打在木板上与木板粘连在一起向下运动。从、碰撞到两者到达最低点后又向上运动到最高点经历的总时间为，已知弹簧的弹性势能，为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为，空气阻力忽略不计。则在时间内，下列说法正确的是( )
A. 弹簧的最大弹性势能为
B. 和一起运动的最大加速度大小为
C. 和一起运动的最大速度大小为
D. 从、碰撞到两者到达最低点经历的时间为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.（8分）某同学学习了单摆的相关知识后，想利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。
他的实验步骤如下：
A.按装置图安装好实验装置；
B.由于没有游标卡尺，他直接用米尺测量细线悬点到小球的长度作为摆长；
C.将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过________位置时开始计时，并计数为，此后小球每摆到该位置一次，计数一次，依次计数为、、，当数到时，停止计时，测得时间为，则小球完成一次全振动的时间为________用和表示；
D.多次改变悬线长度，测出每次悬线的长度和对应小球完成一次全振动的时间；
E.该同学根据实验数据作出图线如图乙所示，根据图像测出了当地的重力加速度和小球的半径，由图可知________取，结果保留三位有效数字，这个测量值________选填“会”或“不会”因为没有考虑小球半径而受到影响，小球半径________。
12.（10分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球碰撞前后的动量关系。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把半径相同的球静置于水平轨道的末端，再将球从斜轨上位置静止释放，与球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述球与球相碰的过程，分别找到碰后球和球落点的平均位置和。用刻度尺测量出水平射程。测得球的质量为，球的质量为。
实验中，通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度。
实验必须满足的条件有__________。
A.两球的质量必须相等 轨道末端必须水平
C.球每次必须从轨道的同一位置由静止释放
“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”可行的依据是___________。
A.运动过程中，小球的机械能保持不变
B.平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与速度大小成正比
当满足表达式______时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式_______时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。用所测物理量表示
某同学在实验时采用另一方案：使用半径不变、质量分别为的球。将球三次从斜轨上位置静止释放，分别与三个质量不同的球相碰，用刻度尺分别测量出每次实验中落点痕迹距离点的距离，记为。将三组数据标在图中。从理论上分析，图中能反映两球相碰为弹性碰撞的是____________。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.（9分）取一个半径为的软木塞，在圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上，如图，调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为，这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针，已知真空中的光速为，求
液体的折射率；
光在液体中的传播速度。
14. （13分）如图甲所示，固定光滑平行金属导轨、与水平面成倾斜放置，其电阻不计，导轨间距，导轨顶端与电阻相连。垂直导轨水平放置一根质量、电阻的导体棒，距导轨顶端，距导轨底端距离为未知。在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的匀强磁场，其磁感应强度和时间的函数关系如图乙所示。内，导体棒在外力作用下保持静止；后由静止释放导体棒，导体棒滑到导轨底部的过程，通过导体棒横截面的电荷量。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，且导体棒滑到底部前已经做匀速运动，重力加速度，。求：
内通过导体棒的电流的大小和方向；
导体棒滑到底部前的最大速度；
导体棒由静止开始下滑到导轨底部的过程，电阻上产生的焦耳热。
15. （18分）现有两个小球、，球质量为，球质量为。如图所示，球从点无初速度释放，沿光滑的四分之一圆弧轨道下滑到点后与球发生弹性碰撞。忽略球此后的运动碰撞后球水平飞出，落到水平地面上的点，、两点的高度差为。球多次与地面碰撞后弹起，最终静止。球每次与地面碰撞的时间为，且每次与地面碰撞后的速度大小变为碰撞前的速度大小的一半，碰撞前后速度方向与地面间的夹角相等。球与地面碰撞过程中重力不可忽略。已知圆弧轨道的半径，不计空气阻力，。求：
两球碰撞后瞬间，球对轨道的压力大小；
在点碰撞时，球所受地面水平方向的作用力与竖直方向作用力的比值；结果可用分数表示
球从点到停止点所发生的水平位移。结果可用分数表示
答 案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
11.平衡； ； ；不会 ；
12.；；；；。
13.解：由题意可知，大头针在液体中发生全反射时的光路图如图所示
则有
根据
解得
根据可得
14. 解：由法拉第电磁感应定律可得前产生的感应电动势 ，
由闭合电路欧姆定律 ，
解得 ，根据楞次定律可知感应电流的方向为到；
当导体棒达到最大速度后匀速下滑，由导体棒受力平衡有 ，
又，，
其中 ，
解得 ；
根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律以及电流的定义式可得，
导体棒下滑到底端过程中 ，可得 ，
设下滑过程中系统产生的热量，则 ，
代入数据得 ，
电阻产生的热量为 。
15. 解：对球，从至过程中，根据动能定理有
解得
两球碰撞过程中，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
球在点受到的重力和支持力的合力提供向心力，则
解得
由牛顿第三定律可知，两球碰撞后瞬间，球对轨道的压力大小为 。
由题意可知，球每次与地面碰撞后水平方向的分速度大小和竖直方向的分速度大小都变为碰撞前的一半，球第一次落地前竖直方向的分速度为
在点，根据动量定理，有水平方向
竖直方向
又
解得 。
球从至的时间为
发生的水平位移为
根据 可知，第一次与地面碰撞后上升到最高点的时间等于从点到落地的时间的一半，第一次反弹至落地时间
第一次反弹至落地发生的水平位移
同理，第二次反弹至落地发生的水平位移
第三次反弹至落地发生的水平位移
第次反弹至落地发生的水平位移
由数学归纳法可得总位移为 。

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