广西南宁市名校2024-2025学年高二（下）4月检测物理试卷（含解析）

广西南宁市名校2024-2025学年高二（下）4月检测物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列现象中利用的主要原理与电磁感应无关的是( )
A. 如图甲所示，微安表的表头在运输过程中，要用导线把两个接线柱连起来
B. 如图乙所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来
C. 如图丙所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内金属能迅速熔化
D. 如图丁所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来
2.交流电的波形如图所示，将其加在阻值为的电阻两端，电阻消耗的电功率为( )
A. B. C. D.
3.如图所示，边长为 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示关系的图象中，大致正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示，由交流发电机、定值电阻、交流电流表组成的闭合回路，线圈逆时针方向转动，图示位置磁感线与线圈平面平行，下列说法正确的是( )
A. 、时刻线圈中感应电动势最小
B. 、时刻线圈中感应电流方向改变
C. 线圈转到图示位置时，线圈中磁通量变化率为零
D. 线圈转动到图中位置时，感应电流方向为
5.如图所示，和是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定的质量和电阻。开始时，开关处于断开状态，让杆由静止开始自由下落，一段时间后将开关闭合。闭合开关后，下列说法正确的是( )
A. 杆可能做匀速直线运动 B. 杆可能做匀加速直线运动
C. 杆下落过程机械能守恒 D. 杆受到安培力对杆做正功
6.我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。白鹤滩水电站是我国首批初装机容量万千瓦并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先高压输电升级为特高压输电。则下列说法正确的是
A. 若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原先的
B. 若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
C. 如果损失功率不变，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积为原先的
D. 如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离为原先的倍
7.如图所示，空间存在垂直于纸面向内的匀强磁场，现有用细软导线围成的三角形导体框，其中两点固定在半径为的圆的直径两端，点一直沿着圆弧做角速度为的匀速圆周运动，则导线框上的点从点出发，逆时针运动一周时间为过程中产生的感应电动势取电流到的方向为电动势的正方向随时间的变化图线正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，一束色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃后从侧面射出，变为两束单色光，则以下说法正确的是
A. 玻璃对光的折射率较大 B. 在玻璃中光的波长比光短
C. 在玻璃中光传播速度比光大 D. 减小入射角，光线有可能消失
9.将两根长度均为的相同导线分别绕制成正方形闭合线圈和，如图所示。已知两线圈边长，图示区域內有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，不考虑线圈之间的相互影响，则( )
A. 两线圈内均产生逆时针方向的感应电流 B. 、线圈中感应电动势之比为
C. 、线圈中感应电流之此为 D. 、线圈中电功率之比为
10.如图所示，水平地面上固定一个顶角为的光滑金属导轨，导轨处在方向整直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，质量为的导体棒与的角平分线垂直，导轨与导体棒单位长度的电阻均为。在水平外力作用下从点以恒定速度沿的角平分线向右滑动，在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。若导体棒与导轨均足够长，则( )
A. 流过导体棒的电流强度始终为
B. 随时间的变化关系为
C. 时刻导体棒的发热功率为
D. 撤去后，导体棒上能产生的热量为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某小组同学用插针法测定玻璃砖的折射率，实验装置如图甲所示。
关于实验操作，下列说法中正确的是___________。
A.若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B.为减小测量误差，、的连线与法线的夹角应尽量小些
C.为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
D.若、的连线与法线夹角较大时，有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到、的像
甲、乙二位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图乙中、所示，其中甲同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖。他们的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图。则甲同学测得的折射率与真实值相比___________填“偏大”“偏小”或“不变”；乙同学测得的折射率与真实值相比___________填“偏大”“偏小”或“不变”。
12.半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门，它们是根据“压阻效应”：就是某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化的现象．现用如图所示的电路研究某长薄板电阻的压阻效应，已知的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A.电源，内阻约为
B.电流表，内阻
C.电流表，内阻约为
D.开关，定值电阻0
为了比较准确地测量电阻的阻值，请根据虚线框内电路图的设计，甲表选用______填或，乙表选用另一电流表．
在电阻上加一个竖直向下的力设竖直向下为正方向，闭合开关，记下电表读数，甲的读数为，乙的读数为，得 ______用字母表示．
改变力的大小，得到不同的值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的值，最后绘成的图象如图所示．当竖直向下设竖直向下为正方向时，可得与所受压力的数值关系是 ______各物理量单位均为国际单位
定值电阻的阻值应该选用______．
A.
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图，圆弧为半径为的四分之一的圆周，圆心为，光线从面上的某点入射，入射角，它进入棱镜后恰好以临界角射在面上的点．
画出光线由面进入棱镜且从弧面射出的光路图；
求该棱镜的折射率；
求光线在该棱镜中传播的速度大小已知光在空气中的传播速度．
14.如图所示，两根平行光滑金属导轨所在的平面与水平面的夹角为，导轨间距为。两导体棒、均垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的定滑轮将棒与物体相连，滑轮与棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场图中未画出中，磁场的磁感应强度大小为。物体和棒、棒的质量均为，棒、棒的电阻均为。将棒、棒和物体同时由静止释放，运动过程中物体不触及滑轮或地面，棒、棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，取重力加速度大小。求：
刚释放瞬间棒、棒的加速度大小；
最终棒中电阻的发热功率。
15.如图所示，甲图是游乐场的“空中摩托”设备示意图，为了缩短项目收尾时的制动时间，某兴趣小组设计了乙图所示的简化模型、平行光滑金属导轨和、和的间距均为，与水平面夹角均为，在最低点、平滑连接且对称固定于水平地面上，导轨的两端、间均接有阻值为的电阻，在导轨的和两个矩形区域内存在着匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别垂直于两轨道平面向上；区域边界和的离地高度均为。现将“空中摩托”简化为电阻为，质量为，长为的导体棒，它垂直导轨由离地为的高度处从静止释放，若导体棒第一次到达时速度大小为，第一次到达时速度恰好为，假设整个过程均垂直于导轨且与导轨接触良好，不计导轨电阻，不计空气阻力和摩擦，重力加速度为，求：
导体棒第一次经过时它两端的电压大小；
导体棒从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量；
导体棒从静止释放后到它第一次到达的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、将正负接线柱接在一起，就相当于把电表的线圈电路组成闭合回路，当指针摆动时，产生感应电流，进而就有安培力作用，安培力会阻碍指针的摆动，是利用电磁阻尼原理，故A正确；
B、磁场中旋转铜盘切割磁感线发生电磁感应，内部产生环形电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象，故B正确；
C、真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，由于电磁感应，在线圈中产生很强的变化的电磁场，最终导致炉内金属产生涡流，使其达到很高的温度，炉内金属能迅速熔化，故C正确；
D、通电后液体会旋转起来，是因为安培力的作用，不是电磁感应现象，故D错误。本题选错误的，故选：。
2.【答案】
【解析】解：根据电流的热效应可得：，
电阻消耗的功率
联立解得，故ACD错误，B正确；故选：。
3.【答案】
【解析】导线框完全进入磁场后，没有感应电流产生．故A、均错误；
C.进入和穿出磁场过程，线框有效切割长度变化，感应电动势和感应电流在变化，故C错误；
D.线框进入磁场过程，有效切割长度均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大．穿出磁场过程，有效切割长度均匀减小，感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小，两个过程感应电流的方向相反，故D正确。故选D。
4.【答案】
【解析】A.根据图乙，由交流发电机工作原理可知，在、时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率却最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故 A错误
B.由图乙知线圈在、时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，线圈中感应电流方向改变，故 B正确
C.线圈转到图示位置时，穿过线圈中磁通量为零，但磁通量变化率却最大，故 C错误
D.线圈逆时针方向转动，根据右手定则可判断知当线圈转动到图中位置时，感应电流方向为，故 D错误。
5.【答案】
【解析】、闭合开关时，金属杆在下滑过程中，受到重力和安培力作用，若重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动，故A正确；
B、闭合开关时，若安培力小于重力，则金属杆的合力向下，加速度向下，做加速运动；在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，即杆做加速度逐渐减小的加速运动，直到重力与安培力相等时，做匀速直线运动。综上杆不可能做匀加速直线运动，故B错误；
、闭合开关后，杆下落过程中，安培力方向向上，安培力做负功，机械能不守恒，故CD错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】在输电功率不变的情况下，输电电压高压输电升级为，输电电压变为原来的倍，由电功率公式可知输电电流变为原来的 ，则输电线不变的情况下，由欧姆定律公式可知输电线上损失的电压变为原先的 ；由电功率公式可知，输电线上损失的功率变为原来的 ，故A错误，B正确；
如果损失的功率不变，由电功率公式可知输电线的电阻变为原来的倍，由电阻定律可知相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的 ，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的倍，故C、D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
从逆时针转动过程中，，
故
由法拉第电磁感应定律定律
由于，，且、均为常数，故。
其为一个类似余弦函数的图像，最大值为。
故选A。
8.【答案】
【解析】、如图所示，光的偏折程度大于光的偏折程度，知光的折射率大于光的折射率，故A错误；
B、根据知，光的频率大，则光的波长小于光的波长。故B正确；
C、光的折射率大于光的折射率，由知在玻璃中光传播速度小于光，故C错误；
D、减小入射角，则折射角减小，到达左边竖直面时的入射角就增大，如增大达到临界角则发生全反射，、光线消失，故D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】A.根据楞次定律可知，原磁场向里增大，则感应电流的磁场与原磁场方向相反，因此感应电流为逆时针；故A正确；
B.由题意可知，正方形闭合线圈和的匝数比为，根据法拉第电磁感应定律可知，而；因此电动势之比为：；故B错误；
C.线圈中电阻，而导线长度相等，故电阻之比为：，由欧姆定律可知，电流之比为：；故 C正确；
D.电功率，而电动势之比为：，电阻之比为：，则电功率之比为：；故D错误；
故选AC。
10.【答案】
【解析】、棒从点开始运动时间为时，有效切割的长度为
回路中感应电动势为；
回路的总电阻；回路中的电流强度
联立以上各式得：，保持不变，故A正确。
B、棒匀速运动时外力与安培力平衡，则，则得，故B正确。
C、时刻导体棒的发热功率为，故C错误。
D、撤去后，导体棒的动能转化为整个回路的内能，所以导体棒上能产生的热量小于，故D错误。
故选：。
11.【答案】；偏小；不变。
【解析】根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射，则即使、的距离较大，通过玻璃砖仍然可以看到、的像，故AD错误；
B.为减小测量误差，入射角应适当大一些，则、的连线与法线的夹角应适量大些，故B错误；
C.为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故C正确。
故选C。
图甲同学测定折射率时，作出的折射光线如图中虚线所示，实线表示实际光线，可见测得的折射角偏大，则由折射定律可知，甲同学测得的折射率与真实值相比将偏小。
图测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
12.【答案】；；；
【解析】【测电阻阻值需要测出电阻两端电压与通过电阻的电流，所给实验器材没有电压表，可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联，测出电阻两端电压，另一个电流表串联在电路中测电路电流，实验电路图如图所示：
电阻两端电压，通过电阻的电流，电阻阻值；
由图所示图象可知，图象具有对称性，当正反向压力大小相等时，对应的电阻阻值相等；
由图象可知，电阻与压力是一次函数关系，设为，
由图象可知：，把，代入关系式解得：，则关系式为：；
将，代入关系式解得：，则关系式为：；
电路最小总电阻为：，
则保护电阻阻值约为：，故选B．
故答案为：，；；．
13.【解析】由题意，光线进入棱镜后恰好以临界角射在面上的点，光线在面上恰好发生全反射，是圆心，则反射光线沿半径方向射出，方向不变．作出光路图如图所示．
光线在面上恰好发生全反射，入射角等于临界角．
由
在界面上发生折射，折射角，由折射定律
由以上几式解得
光速
答：画出光线由面进入棱镜且从弧面射出的光路图如图；
该棱镜的折射率为；
光线在该棱镜中传播的速度大小是．
14.【解析】刚释放瞬间，棒、棒的速度均为，则所受安培力为；
对棒根据牛顿第二定律可得：，解得：；
对棒和物体整体受力分析，根据牛顿第二定律可得：，解得：
即棒的加速度方向沿导轨向下，大小为，棒的加速度方向沿导轨向上，大小为；
由于物体的重力大小等于和重力沿斜面向下的分力，所以最终两棒都做匀速直线运动，速度差恒定；
对棒受力分析可知：
解得电流强度：
根据热功率的计算公式可得：。
答：刚释放瞬间棒、棒的加速度大小分别为、；
最终棒中电阻的发热功率为。
15.【解析】导体棒从静止释放到第一次经过的过程，由机械能守恒定律得
解得
导体棒第一次经过时产生的感应电动势为
导体棒第一次经过时它两端的电压为
由于电磁感应产生电流，从而使的重力势能全部转化为焦耳热，考虑到电路结构，故上的发热量为
下滑阶段，以向下为正方向，由动量定理得
上滑阶段，以向下为正方向，由动量定理得
又
是下滑阶段通过的电荷量，是上滑阶段通过的电荷量。根据
知
所以解得
答：导体棒第一次经过时它两端的电压大小为；
导体棒从静止释放后到最终状态的整个过程中它的发热量为；
导体棒从静止释放后到它第一次到达的时间为。
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