安徽省阜阳市2023-2024学年高二下学期教学质量统测物理试卷
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1．（2024高二下·阜阳期末）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场
D．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
2．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示，一点光源和一小球分别用轻绳和轻弹簧竖直悬挂，静止时处于同一高度，间距为，竖直放置的光屏与小球水平间距为，小球做小振幅运动时，在光屏上可观测到小球影子的运动。以静止时小球在光屏上的投影点O为坐标原点，竖直向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则（ ）
A．时刻小球处于平衡位置 B．时刻小球的加速度方向向下
C．时刻小球与影子相位差为 D．时刻影子的位移为
3．（2024高二下·阜阳期末）如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（ ）
A．穿过金属窗的地磁场水平分量从北指向南
B．金属窗中产生了逆时针电流
C．金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变
D．金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值
4．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（ ）
A．0~a B．a~b C．b~c D．c~d
5．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示是一“足球”玻璃球，某次实验过程中将一束蓝光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知玻璃球的半径为R，C点到AB竖直距离，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．继续增加h（），则光一定不会在右侧发生全反射
B．B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30°
C．将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变长
D．用该蓝光做双缝干涉实验，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变小
6．（2024高二下·阜阳期末）直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图甲所示。一位同学站在力传感器上做直立起跳，从蹲下到跳起过程中力传感器采集到的F—t图线如图乙所示（图线与横轴围成的面积约为30格），重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．过程中该同学先超重后失重
B．该同学的最大加速度大小为
C．该同学完全跳起时的速度为
D．整个过程中地面对该同学做功为
7．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为
B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为
C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为
D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为
8．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，质量为M的半圆柱体放置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在面的圆心。空间中存在以O为圆心，沿半径方向往里辐射的磁场，圆弧表面处磁感应强度大小恒为B，质量为m的通电导线静置于半圆柱体上。通电导线与半圆柱体的接触面光滑，初始时通电导线和圆心的连线与水平面的夹角为，半圆柱体始终保持静止，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．通电导线受到的安培力大小为
B．地面受到的摩擦力方向向左
C．缓慢减小通电导线中的电流，通电导线受到的支持力减小
D．缓慢减小通电导线中的电流，地面受到的摩擦力一定减小
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点
B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点
D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧
10．（2024高二下·阜阳期末）2024年3月24日中国气象局发布预警：未来三天会出现地磁活动，可能会发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，地磁暴的形成主要是因为太阳辐射出大量高能粒子流。而地球时刻面临着这些粒子流的轰击，幸好由于地磁场的存在而改变了这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了对地面上生命的危害。赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为d的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是粒子。设粒子的质量为m，电荷量为e，最大速率为v，地球半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，不计大气对粒子运动的影响，下列说法正确的是（ ）
A．要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为
B．要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为
C．若，粒子以的速度沿径向射入磁场时，恰好不能到达地面
D．若，粒子以的速度射入磁场时，到达地面的最短时间为
三、非选择题：共5题，共58分。
11．（2024高二下·阜阳期末）某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d、当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为 mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，取3.14，由此算得重力加速度g为 （保留3位有效数字）。
（3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，计算得到的重力加速度数值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
12．（2024高二下·阜阳期末）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池，已知铜片是电池的正极，锌片是负极。他们通过系列实验测量水果电池的电动势和内阻。
（1）他们首先用多用电表的电压挡测量电池的电动势。将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，然后将电压表连接到水果电池两极，其中红表笔应与 （填“铜片”或“锌片”）相连。电表读数如图甲所示，该水果电池的电动势为 。
（2）课外科技活动小组继续利用电阻箱R、电压表（内阻为）等电路元件设计如图乙所示的电路图进一步测量电源电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到一系列实验数据。
①根据图乙的电路图，正确连接图丙的实物图
②用E和r表示电源电动势和内阻，则和的关系式为 （用E、r、表示）；
③将5个这样的水果电池串联，将额定电压为的小灯泡连到电池两端，闭合开关，小灯泡却没有发光，已知电路连接正确，没有短路、断路等电路连接问题，你认为小灯泡不发光的原因是： 。
13．（2024高二下·阜阳期末）如图所示的平面直角坐标系，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限边长为L的正方形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，然后恰好垂直于bc边射出磁场，不计粒子所受的重力。求：
（1）粒子到达a点时速度的大小和方向；
（2）区域内磁场的磁感应强度B。
14．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有开关S。开始时开关S断开，金属杆ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，导轨足够长且电阻不计。经过一段时间再将S闭合。
（1）若从开关S闭合开始计时，请你定性画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。（不要求写出运算过程）
（2）开关S闭合，ab速度稳定时撤去外力F，求撤去力F后ab杆的位移大小。
15．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，质量为M的滑块套在光滑的水平杆上，长为L的轻杆一端连着质量为m的小球，另一端与滑块上面的活动饺链相连，不计一切靡擦，重力加速度，已知：，，，。
（1）若滑块锁定，在杆的中点处施加一大小恒定方向始终垂直于杆的力，杆转过时撤去拉力，小球恰好到达最高点，求拉力的大小。
（2）若滑块解除锁定，给小球一个竖直向上的速度，求小球通过最高点时的速度大小，以及此时小球对杆的作用力。
（3）在满足（2）的条件下，试求小球到最高点时滑块的位移大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；物理学史；安培定则；质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．赫兹捕捉到了电磁波，故A错误；
B．劳伦斯巧发明了回旋加速器，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”即磁感线描述了磁场，故C正确；
D．电流磁效应现象是奥斯特发现的，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入。故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在。
2．【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A.小球处于正向最大位移处，故A错误；
B.小球位于平衡位置，加速度为零，故B错误；
C.时刻小球与影子相位差为0，由几何关系可知
影子的振幅是小球振幅的3倍。故C错误；
D.时刻小球的位移是A，可知影子的位移为，故D正确。
故选D。
【分析】小球与影子振动情况始终相同，只有振幅不同。根据两者振幅关系分析。
3．【答案】B
【知识点】地磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．根据楞次定律，钢窗中产生了逆时针电流，故A错误，B正确；
C．打开过程中磁通量变化率变小，感应电流变小，可知受到地磁场的安培力变化，故C错误；
D．磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。
故选B。
【分析】穿过金属窗的地磁场水平分量从南指向北，将金属窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大。
4．【答案】B
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】ab段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带负电，粒子受到的电场力方向向下，根据牛顿第二定律
bc段电路电流变大，磁场能增大，电容器放电；cd段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带正电，粒子受到的电场力方向向上，根据牛顿第二定律
综上所述，这段时间对应图像中a~b段。
故选B。
【分析】t=0时刻电路电流为0，电容器刚刚充电完毕，此时上极板带正电。由图可知，段电路电流逐渐增加，磁场能增加，电容器放电，
5．【答案】A
【知识点】用双缝干涉测光波的波长；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】B．根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图如图所示
根据几何关系有
可得
，
B错误；
A．继续增加h（hC．由于红光的波长比蓝光长，所以红光在介质中的折射率比蓝光要小，根据光在介质中传播速度的公式可知
因此，将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变短，C错误；
D．根据
D错误。
故选A。
【分析】根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图，减小双缝间距，其它条件不变，则屏上干涉条纹间距变大。
6．【答案】C
【知识点】动量定理；牛顿第二定律；超重与失重；功的概念
【解析】【解答】A．过程中该同学先失重后超重再失重，故A错误；
B．这位同学在对传感器的最大压力为1800N，由牛顿第三定律可知这位同学受到的最大支持力为
F1=1800N
由牛顿第二定律得
F1-mg=mam
解得
故B错误；
C.根据
解得
故C正确；
D．人在起跳过程中人的脚没有离开地面，地面对该同学不做功，故D错误。
故选C。
【分析】过程中该同学先失重后超重再失重．F—t图线与横轴围成的面积表示冲量。
7．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误；
B．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。
故选D。
【分析】将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律进行分析。
8．【答案】B
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．通电导线的受力如图所示
故A错误；
B．根据平衡条件，还需受到水平向右的地面对半圆柱体的静摩擦力。根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力方向向左，故B正确；
CD．对通电导线，根据平衡条件
通电导线受到的支持力为
半圆柱体受到的摩擦力等于安培力水平方向分力，即
根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力
故选B。
【分析】画出通电导线的受力图，根据平衡条件进行分析。对通电导线和半圆柱体整体分析，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、斜向左上的安培力。
9．【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【解答】AB.则根据牛顿第二定律可得加速度为
方向垂直于板向下，平行板间的电场强度为
结合
，
可得
由
可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移
变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确；
C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为
减小，由
可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移
变大，故粒子打在O点右侧，故C错误；
D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故D错误。
故选AB。
【分析】电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动。U将增大，电容器两端的电压增大，粒子向下运动的加速度减小。
10．【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】AB．根据
可得
则磁场厚度至少为，选项A正确，B错误；
C．根据
解得
此时粒子做圆周运动的半径
选项C错误；
D．若，粒子以的速度射入磁场时，圆周运动的半径为
则最短时间
选项D正确；
故选AD。
【分析】由几何关系可知，此时粒子运动轨迹与地球所在的圆不能相切，则粒子不能到达地面。
11．【答案】（1）19.20
（2）9.86
（3）偏小
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】 （1）根据游标卡尺读数规则，可读得
（2）根据
代入相关数据得
（3）根据
可知，计算得到的重力加速度数值与真实值相比偏小。
【分析】 （1）游标卡尺读数等于主尺读数加上游标读数；
（3）根据单摆周期公式求解重力加速度；
（3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，则摆长偏小。
12．【答案】（1）铜片；0.48（0.47、0.49也可）
（2）；；水果电池内阻太大，输出电压太小
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】 （1）连接铜片；该水果电池的电动势为
（2）
①实物图如图
②根据
得
③[3]小灯泡不发光的原因是水果电池内阻太大，输出电压太小。
【分析】（1） 将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，红表笔应与正极相连。
（2）根据闭合电路欧姆定律求解电流，化简后可得和的关系式 。
13．【答案】解：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有沿x轴方向匀速运动
沿y轴负方向匀变速运动
则粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度为
所以
方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角
（2）粒子在磁场中运动时，有
当粒子从e点射出时，此时有
所以磁感应强度B的值为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）沿x轴方向匀速运动，沿y轴负方向匀变速运动，速度方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角；
（2）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，结合粒子轨迹分析。
14．【答案】解：（1）分析可知最终为匀速状态，则有三种情况
（2）由题意可知稳定时金属棒处于匀速状态，则有
，，
解得
由动量定理得
即
解得
【知识点】动量定理；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）最终为匀速状态，有三种情况；
（2）由题意可知稳定时金属棒处于匀速状态，由动量定理求解撤去力F后ab杆的位移大小。
15．【答案】解：（1）由于施加的为大小恒定方向始终垂直于杆的力，由动能定理得
代入数据解得
（2）到最高点时设小球速度为，滑块速度为，水平方向动量守恒，则有
系统机械能守恒则有
代入数据则有
，，
由向心力表达式可得
代入数据则有
方向竖直向下
根据牛顿第三定律可知小球对杆的作用力
方向竖直向上
（3）设小球到达最高点时小球向右移动位移大小为，滑块向左移动位移大小为，根据动量守恒有
则
所以
且
解得
代入数据
【知识点】动量定理；碰撞模型
【解析】【分析】（1）施加的为大小恒定方向始终垂直于杆的力，由动能定理求解拉力大小；
（2）水平方向动量守恒，系统机械能守恒，由向心力表达式可得小球对杆的作用力；
（3）根据动量守恒以及总位移为L得到，滑块的位移大小。
1 / 1安徽省阜阳市2023-2024学年高二下学期教学质量统测物理试卷
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1．（2024高二下·阜阳期末）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言并通过实验捕捉到了电磁波，证实了自己提出的电磁场理论
B．奥斯特巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，发明了回旋加速器
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”描述了磁场
D．安培发现了电流磁效应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生；物理学史；安培定则；质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】A．赫兹捕捉到了电磁波，故A错误；
B．劳伦斯巧发明了回旋加速器，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，并形象地用“力线”即磁感线描述了磁场，故C正确；
D．电流磁效应现象是奥斯特发现的，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入。故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹验证了电磁波的存在。
2．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示，一点光源和一小球分别用轻绳和轻弹簧竖直悬挂，静止时处于同一高度，间距为，竖直放置的光屏与小球水平间距为，小球做小振幅运动时，在光屏上可观测到小球影子的运动。以静止时小球在光屏上的投影点O为坐标原点，竖直向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则（ ）
A．时刻小球处于平衡位置 B．时刻小球的加速度方向向下
C．时刻小球与影子相位差为 D．时刻影子的位移为
【答案】D
【知识点】简谐运动的表达式与图象
【解析】【解答】A.小球处于正向最大位移处，故A错误；
B.小球位于平衡位置，加速度为零，故B错误；
C.时刻小球与影子相位差为0，由几何关系可知
影子的振幅是小球振幅的3倍。故C错误；
D.时刻小球的位移是A，可知影子的位移为，故D正确。
故选D。
【分析】小球与影子振动情况始终相同，只有振幅不同。根据两者振幅关系分析。
3．（2024高二下·阜阳期末）如图所示是阜阳市某中学教学楼东面墙上的一扇金属窗，将金属窗右侧向外匀速打开，推窗人正好看见太阳冉冉升起。以推窗人的视角来看，在金属窗中地磁场磁通量增大的过程中（ ）
A．穿过金属窗的地磁场水平分量从北指向南
B．金属窗中产生了逆时针电流
C．金属窗竖直边框受到地磁场的安培力不变
D．金属窗中磁通量最大时，感应电动势也达到最大值
【答案】B
【知识点】地磁场；左手定则—磁场对带电粒子的作用；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】AB．根据楞次定律，钢窗中产生了逆时针电流，故A错误，B正确；
C．打开过程中磁通量变化率变小，感应电流变小，可知受到地磁场的安培力变化，故C错误；
D．磁通量变化率为0，感应电动势为0，故D错误。
故选B。
【分析】穿过金属窗的地磁场水平分量从南指向北，将金属窗右侧向外匀速打开，磁通量逐渐增大。
4．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（ ）
A．0~a B．a~b C．b~c D．c~d
【答案】B
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】ab段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带负电，粒子受到的电场力方向向下，根据牛顿第二定律
bc段电路电流变大，磁场能增大，电容器放电；cd段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带正电，粒子受到的电场力方向向上，根据牛顿第二定律
综上所述，这段时间对应图像中a~b段。
故选B。
【分析】t=0时刻电路电流为0，电容器刚刚充电完毕，此时上极板带正电。由图可知，段电路电流逐渐增加，磁场能增加，电容器放电，
5．（2024高二下·阜阳期末）如图甲所示是一“足球”玻璃球，某次实验过程中将一束蓝光水平向右照射且过球心所在的竖直截面，其正视图如图乙所示，AB是沿水平方向的直径。当光束从C点射入时恰能从右侧射出且射出点为B，已知玻璃球的半径为R，C点到AB竖直距离，且球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．继续增加h（），则光一定不会在右侧发生全反射
B．B点的出射光相对C点入射光方向偏折了30°
C．将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变长
D．用该蓝光做双缝干涉实验，减小双缝间距，其他条件不变，则屏上干涉条纹间距变小
【答案】A
【知识点】用双缝干涉测光波的波长；光的折射及折射定律；光的全反射
【解析】【解答】B．根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图如图所示
根据几何关系有
可得
，
B错误；
A．继续增加h（hC．由于红光的波长比蓝光长，所以红光在介质中的折射率比蓝光要小，根据光在介质中传播速度的公式可知
因此，将蓝光换成红光后，光在玻璃球中传播时间将变短，C错误；
D．根据
D错误。
故选A。
【分析】根据几何关系，结合光路可逆，作出光路图，减小双缝间距，其它条件不变，则屏上干涉条纹间距变大。
6．（2024高二下·阜阳期末）直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图甲所示。一位同学站在力传感器上做直立起跳，从蹲下到跳起过程中力传感器采集到的F—t图线如图乙所示（图线与横轴围成的面积约为30格），重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．过程中该同学先超重后失重
B．该同学的最大加速度大小为
C．该同学完全跳起时的速度为
D．整个过程中地面对该同学做功为
【答案】C
【知识点】动量定理；牛顿第二定律；超重与失重；功的概念
【解析】【解答】A．过程中该同学先失重后超重再失重，故A错误；
B．这位同学在对传感器的最大压力为1800N，由牛顿第三定律可知这位同学受到的最大支持力为
F1=1800N
由牛顿第二定律得
F1-mg=mam
解得
故B错误；
C.根据
解得
故C正确；
D．人在起跳过程中人的脚没有离开地面，地面对该同学不做功，故D错误。
故选C。
【分析】过程中该同学先失重后超重再失重．F—t图线与横轴围成的面积表示冲量。
7．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，是矩形导线框的对称轴，线框左半部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A．将线框向右匀减速平移，线框中产生的感应电流方向为
B．将线框向纸面外平移，线框中产生的感应电流方向为
C．将线框以为轴向外转动60°，线框中产生的感应电流方向为
D．将线框以为轴向里转动，线框中产生的感应电流方向为
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故A错误；
B．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故B错误；
C．穿过线圈的磁通量保持不变，线框中不会产生感应电流，故C错误；
D．将线框以为轴向里转动，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律可知，线框中产生的感应电流方向为，故D正确。
故选D。
【分析】将线框向右匀减速平移，穿过线圈的磁通量向外减小，根据楞次定律进行分析。
8．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，质量为M的半圆柱体放置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在面的圆心。空间中存在以O为圆心，沿半径方向往里辐射的磁场，圆弧表面处磁感应强度大小恒为B，质量为m的通电导线静置于半圆柱体上。通电导线与半圆柱体的接触面光滑，初始时通电导线和圆心的连线与水平面的夹角为，半圆柱体始终保持静止，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．通电导线受到的安培力大小为
B．地面受到的摩擦力方向向左
C．缓慢减小通电导线中的电流，通电导线受到的支持力减小
D．缓慢减小通电导线中的电流，地面受到的摩擦力一定减小
【答案】B
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．通电导线的受力如图所示
故A错误；
B．根据平衡条件，还需受到水平向右的地面对半圆柱体的静摩擦力。根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力方向向左，故B正确；
CD．对通电导线，根据平衡条件
通电导线受到的支持力为
半圆柱体受到的摩擦力等于安培力水平方向分力，即
根据牛顿第三定律，地面受到的摩擦力
故选B。
【分析】画出通电导线的受力图，根据平衡条件进行分析。对通电导线和半圆柱体整体分析，受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、斜向左上的安培力。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板，为定值电阻，和为可变电阻，开关S闭合。质量为m的带正电荷的微粒从P点以水平速度射入金属板间，沿曲线打在N板上的O点。若经下列调整后，微粒仍从P点以水平速度射入，则关于微粒打在N板上的位置说法正确的是（ ）
A．断开开关S，M极板稍微上移，粒子依然打在O点
B．断开开关S，N极板稍微下移，粒子打在O点右侧
C．保持开关S闭合，减小，粒子依然打在O点
D．保持开关S闭合，增大，粒子打在O点右侧
【答案】A,B
【知识点】电容器及其应用；电路动态分析
【解析】【解答】AB.则根据牛顿第二定律可得加速度为
方向垂直于板向下，平行板间的电场强度为
结合
，
可得
由
可知运动时间增大，沿平行板方向运动的位移
变大，粒子打在O点的右侧，故AB正确；
C．保持开关S闭合，由串并联电压关系可知，R0两端的电压为
减小，由
可知粒子运动时间变长，沿平行板方向运动的位移
变大，故粒子打在O点右侧，故C错误；
D．保持开关S闭合，增大R2，不会影响电阻R0两端的电压，故D错误。
故选AB。
【分析】电场强度不变，故加速度不变，M极板稍微上移，不会影响离子的运动。U将增大，电容器两端的电压增大，粒子向下运动的加速度减小。
10．（2024高二下·阜阳期末）2024年3月24日中国气象局发布预警：未来三天会出现地磁活动，可能会发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，地磁暴的形成主要是因为太阳辐射出大量高能粒子流。而地球时刻面临着这些粒子流的轰击，幸好由于地磁场的存在而改变了这些带电粒子的运动方向，使很多带电粒子不能到达地面，避免了对地面上生命的危害。赤道剖面外地磁场可简化为包围地球厚度为d的匀强磁场，方向垂直该剖面，如图所示。宇宙射线中对地球危害最大的带电粒子主要是粒子。设粒子的质量为m，电荷量为e，最大速率为v，地球半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B，不计大气对粒子运动的影响，下列说法正确的是（ ）
A．要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为
B．要使在赤道平面内从任意方向射来的粒子均不能到达地面，磁场厚度至少为
C．若，粒子以的速度沿径向射入磁场时，恰好不能到达地面
D．若，粒子以的速度射入磁场时，到达地面的最短时间为
【答案】A,D
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】AB．根据
可得
则磁场厚度至少为，选项A正确，B错误；
C．根据
解得
此时粒子做圆周运动的半径
选项C错误；
D．若，粒子以的速度射入磁场时，圆周运动的半径为
则最短时间
选项D正确；
故选AD。
【分析】由几何关系可知，此时粒子运动轨迹与地球所在的圆不能相切，则粒子不能到达地面。
三、非选择题：共5题，共58分。
11．（2024高二下·阜阳期末）某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。
（1）用游标卡尺测量摆球直径d、当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为 mm。
（2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期，取3.14，由此算得重力加速度g为 （保留3位有效数字）。
（3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，计算得到的重力加速度数值与真实值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）。
【答案】（1）19.20
（2）9.86
（3）偏小
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】 （1）根据游标卡尺读数规则，可读得
（2）根据
代入相关数据得
（3）根据
可知，计算得到的重力加速度数值与真实值相比偏小。
【分析】 （1）游标卡尺读数等于主尺读数加上游标读数；
（3）根据单摆周期公式求解重力加速度；
（3）实验过程中如果用摆线长度作为摆长，则摆长偏小。
12．（2024高二下·阜阳期末）某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和柠檬制作了水果电池，已知铜片是电池的正极，锌片是负极。他们通过系列实验测量水果电池的电动势和内阻。
（1）他们首先用多用电表的电压挡测量电池的电动势。将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，然后将电压表连接到水果电池两极，其中红表笔应与 （填“铜片”或“锌片”）相连。电表读数如图甲所示，该水果电池的电动势为 。
（2）课外科技活动小组继续利用电阻箱R、电压表（内阻为）等电路元件设计如图乙所示的电路图进一步测量电源电动势和内阻。闭合开关S后，调节电阻箱得到一系列实验数据。
①根据图乙的电路图，正确连接图丙的实物图
②用E和r表示电源电动势和内阻，则和的关系式为 （用E、r、表示）；
③将5个这样的水果电池串联，将额定电压为的小灯泡连到电池两端，闭合开关，小灯泡却没有发光，已知电路连接正确，没有短路、断路等电路连接问题，你认为小灯泡不发光的原因是： 。
【答案】（1）铜片；0.48（0.47、0.49也可）
（2）；；水果电池内阻太大，输出电压太小
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】 （1）连接铜片；该水果电池的电动势为
（2）
①实物图如图
②根据
得
③[3]小灯泡不发光的原因是水果电池内阻太大，输出电压太小。
【分析】（1） 将多用电表的选择开关旋转到直流电压挡，红表笔应与正极相连。
（2）根据闭合电路欧姆定律求解电流，化简后可得和的关系式 。
13．（2024高二下·阜阳期末）如图所示的平面直角坐标系，在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限边长为L的正方形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的点，以大小为的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的点进入第Ⅳ象限，然后恰好垂直于bc边射出磁场，不计粒子所受的重力。求：
（1）粒子到达a点时速度的大小和方向；
（2）区域内磁场的磁感应强度B。
【答案】解：（1）设粒子在电场中运动的时间为t，则有沿x轴方向匀速运动
沿y轴负方向匀变速运动
则粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度为
所以
方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角
（2）粒子在磁场中运动时，有
当粒子从e点射出时，此时有
所以磁感应强度B的值为
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）沿x轴方向匀速运动，沿y轴负方向匀变速运动，速度方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角；
（2）粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，结合粒子轨迹分析。
14．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，两根相距L的平行光滑金属导轨水平固定在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。长为L质量为m、电阻为r的金属杆ab垂直置于两导轨上并与导轨保持良好接触，与导轨间无摩擦，导轨之间接有开关S。开始时开关S断开，金属杆ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，导轨足够长且电阻不计。经过一段时间再将S闭合。
（1）若从开关S闭合开始计时，请你定性画出金属杆的速度随时间变化的可能图像。（不要求写出运算过程）
（2）开关S闭合，ab速度稳定时撤去外力F，求撤去力F后ab杆的位移大小。
【答案】解：（1）分析可知最终为匀速状态，则有三种情况
（2）由题意可知稳定时金属棒处于匀速状态，则有
，，
解得
由动量定理得
即
解得
【知识点】动量定理；电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）最终为匀速状态，有三种情况；
（2）由题意可知稳定时金属棒处于匀速状态，由动量定理求解撤去力F后ab杆的位移大小。
15．（2024高二下·阜阳期末）如图所示，质量为M的滑块套在光滑的水平杆上，长为L的轻杆一端连着质量为m的小球，另一端与滑块上面的活动饺链相连，不计一切靡擦，重力加速度，已知：，，，。
（1）若滑块锁定，在杆的中点处施加一大小恒定方向始终垂直于杆的力，杆转过时撤去拉力，小球恰好到达最高点，求拉力的大小。
（2）若滑块解除锁定，给小球一个竖直向上的速度，求小球通过最高点时的速度大小，以及此时小球对杆的作用力。
（3）在满足（2）的条件下，试求小球到最高点时滑块的位移大小。
【答案】解：（1）由于施加的为大小恒定方向始终垂直于杆的力，由动能定理得
代入数据解得
（2）到最高点时设小球速度为，滑块速度为，水平方向动量守恒，则有
系统机械能守恒则有
代入数据则有
，，
由向心力表达式可得
代入数据则有
方向竖直向下
根据牛顿第三定律可知小球对杆的作用力
方向竖直向上
（3）设小球到达最高点时小球向右移动位移大小为，滑块向左移动位移大小为，根据动量守恒有
则
所以
且
解得
代入数据
【知识点】动量定理；碰撞模型
【解析】【分析】（1）施加的为大小恒定方向始终垂直于杆的力，由动能定理求解拉力大小；
（2）水平方向动量守恒，系统机械能守恒，由向心力表达式可得小球对杆的作用力；
（3）根据动量守恒以及总位移为L得到，滑块的位移大小。
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