2024-2025学年青州第一中学高二（上）模拟测试物理试卷（10月）
一、选择题：本大题共12小题，共48分。
1.对如图所示的图片、示意图或实验装置，下列判断准确无误的是( )
A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度
C. 丙图是双缝干涉原理图，若到、的路程差是半波长的偶数倍，则处暗条纹
D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
2.汽车的车身一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足为弹簧的压缩度若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为，已知汽车的质量为，每个人的质量为，则这辆车乘坐几个人时，人感到最难受？( )
A. 人 B. 人 C. 人 D. 不确定
3.如图所示，把柔软的铝箔条折成“天桥”状并用胶纸粘牢两端固定在桌面上，当电池与铝箔条接通时，以下情形中，会使“天桥”中部的铝箔条向上运动的是( )
A. B.
C. D.
4.如图是重离子回旋加速器示意图，所谓重离子，是指重于号元素氦并被电离的粒子。重离子回旋加速器的核心部分是两个相距很近的金属形盒，分别和高频交流电源相连接，在两个形盒的窄缝中产生匀强电场使重离子加速，则下列说法正确的是( )
A. 电场和磁场变化周期相同，交替进行使重离子加速
B. 呈电中性的粒子也能使用回旋加速器加速
C. 不改变其他条件只减小电场电压则重离子在形盒中运动时间变长
D. 保持形盒中磁场不变，要加速比荷较大的重离子所需的交流电源的周期一定较大
5.如图所示，上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两比荷之比为：：的带正电粒子，均由边上的点以与边成角斜向右上方射入磁场，经过一段时间两粒子分别从边上的、两点射出。已知两粒子射入磁场的速度大小等，，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。则下列说法正确的是( )
A. 粒子从点射出
B. 粒子，在磁场中运动的半径之比为：
C. 粒子，在磁场中运动的速度偏转角之比为：
D. 粒子，在磁场中运动的时间之比为：
6.如图所示，线圈与电源、开关和滑动变阻器组成回路，线圈与电流计相连，当电流从电流计的正接线柱流入时，电流计指针向左偏转。以下操作过程可以观察到电流计指针向左偏转的是( )
A. 闭合开关的瞬间
B. 开关闭合后，滑片向左匀速移动
C. 开关闭合后，滑片向左加速移动
D. 开关闭合后，线圈与相互远离
7.如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框，线框以速度进入一个有明显边界的匀强磁场磁场的宽度大于线框的边长，当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到。下列说法中正确的是( )
A. 线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动
B. 线框能全部穿出磁场
C. 线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为
D. 线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为
8.如图所示，半径为的导电圆环电阻不计绕垂直于圆环平面、通过圆心的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为的三根金属辐条、、，辐条互成角。在圆环圆心角的范围内两条虚线之间分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷和导线与一个阻值也为的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上，在圆环匀速转动过程中，下列说法中正确的是( )
A. 金属辐条、、进出磁场前后，辐条中电流的大小不变，方向改变
B. 定值电阻两端的电压为
C. 通过定值电阻的电流为
D. 圆环转动一周，定值电阻产生的热量为
9.如图所示，一轻质弹簧两端连着物体和，放在光滑的水平面上，物体被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量是，物体和的质量相同均为则( )
A. 子弹射入的过程中，物体获得的最大速度为 B. 弹簧压缩到最短时，的速度为
C. 运动过程中，物体能获得的最大速度为 D. 弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为
10.在透明的均匀介质内有一球状空气泡，为球心，一束包含、两种单色光的细光束从介质射入气泡，为入射点，之后、光分别从、两点射向介质，细光束在点的入射角为，介质对光的折射率，下列说法中正确的是( )
A. 在该介质中，光的传播速度比光的传播速度小
B. 光射出空气泡后相对于射入空气泡前的偏转角为
C. 当光通过单缝时，若缝的宽度小于光波长时，光不能发生衍射现象
D. 若由光和光组成的一束细光束从空气斜射向水中，在不断增大入射角时，的折射光会先消失
11.如图所示，平行金属导轨水平放置，导轨左端连接一阻值为的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，已知长度为导体棒倾斜放置于导轨上，与导轨成角，导体棒电阻为，保持导体棒以速度沿平行于导轨方向匀速向右运动，导轨电阻不计，下列说法正确的是( )
A. 导体棒中感应电流的方向为到
B. 两端的电势差大小为
C. 导体棒所受的安培力大小为
D. 电阻的发热功率为
12.如图所示，光滑的金属框水平放置，宽为，在、间连接一阻值为的定值电阻，在、间连接一滑动变阻器框内存在着竖直向下的匀强磁场．一长为、电阻为的导体棒在外力作用下以速度匀速向右运动．金属框电阻不计，导体棒与金属框接触良好且始终垂直，下列说法正确的是( )
A. 回路的电流方向为逆时针，回路的电流方向为顺时针
B. 左右两个闭合区域的磁通量都在变化且变化率相同，故电路中的感应电动势大小为
C. 当滑动变阻器接入电路中的阻值时，导体棒两端的电压为
D. 当滑动变阻器接入电路中的阻值时，滑动变阻器的电功率为
13.探究电磁感应现象应选用如图_____选填“甲”或“乙”所示的装置进行实验。
在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏不通电时指针停在正中央，则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将_____偏转，选填“向左”，“向右”或“不发生”；在图丙中，导体棒向左移动过程中，电流表的指针将_____偏转；选填“向左”，“向右”或“不发生”。
在图丁中，为光敏电阻光照增强电阻减小，轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴线圈平面与螺线管线圈平面平行，并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环中电流方向为_____选填“顺时针”或“逆时针”，金属环将_____选填“向左”或“向右”运动。
14.小明利用如图所示的装置验证动量守恒定律。是光滑的轨道，光电门与光电门固定在轨道上，实验中使用的小球的质量为，小球的质量为，两球直径相等。
实验前需要将部分导轨调成水平。将小球从轨道上的位置释放，通过光电门、的挡光时间分别为与，若，则需将导轨端调__________选填“高”或“低”。
将小球静置于气垫导轨上的位置，使小球从位置释放，先后通过光电门的挡光时间分别为与，通过光电门的挡光时间为。若、碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为__________。
小明猜想：如果保持的直径不变，逐渐增大的质量，且、发生的是弹性碰撞，则碰撞之前的挡光时间与碰撞之后的挡光时间的比值会逐渐趋近于某一定值。你是否同意小明的猜想？若同意小明的猜想，请写出该比值。__________
15.如图，一潜水员在距海岸点的点竖直下潜，点和灯塔之间停着一条长的皮划艇。皮划艇右端距点，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为和，水的折射率为，皮划艇高度可忽略。
潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；
求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。
16.如图所示，足够长的两条平行金属导轨放在绝缘水平面上，两导轨间距为，导轨平面所在区域有竖直向上的磁场，以图中为起点，平行导轨方向建立一维直线坐标系轴，坐标原点为，磁感应强度沿轴方向均匀变化为：。一根垂直金属导轨放置的金属棒的质量、电阻，开始静止于坐标原点处，金属导轨右端外接恒流源，恒流电源可为电路提供恒定电流，电流方向如图所示。时刻由静止释放金属棒，同时对导体棒施加水平沿轴正方向的大小为的恒定拉力，不计导轨电阻和摩擦，重力加速度为。试求：
导体棒受到安培力的方向及安培力随的关系式；
导体棒沿轴运动的最远距离；
导体棒的最大加速度和最大速度。
17.如图所示，在无限长的竖直边界和间存在匀强电场，同时该区域上、下部分分别存在方向垂直于平面向内和向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为和，为上、下磁场区域的水平分界线，在和边界上，距高处分别有、两点，和间距为．，质量为、带电荷量为的小球可视为质点从点垂直于边界射入该区域，在上、下磁场区域内均做匀速圆周运动，重力加速度为。
求电场强度的大小和方向；
要使小球不从边界飞出，求小球入射速度的最小值。
18.如图甲所示，在直角坐标系中的四个点、、、为的四个顶点，在范围内分布着匀强磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示图像中为未知量，设垂直纸面向外为正方向；内的匀强磁场与内的磁场总是大小相等、方向相反。在区域外，分别存在着场强大小为的匀强电场，其方向分别与正方形区域在各象限内的边界垂直且指向正方形内部。质量为、电荷量为带正电的粒子在内某一时刻从原点沿轴正方向射入磁场，此后在平面内做周期性运动。已知粒子在电场内做直线运动，且每当磁场方向发生变化时粒子恰好从电场射入磁场。重力不计，忽略粒子运动对电、磁场的影响。上述、、、、为已知量。
若粒子从出发到第一次回到点过程中，在磁场中运动的时间小于，求该粒子的初速度；
求满足第一问条件下，粒子从出发到第一次回到点的路程；
求粒子初速度的所有可能值及对应的磁场变化的周期。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.甲
向左 向右
顺时针 向右
14.高；；同意，。
15. 解：
设潜水员下潜到点时，由点发出的光线恰好在点发生全反射，临界角为，
则有 ，
由折射定律，灯塔发出的光恰好照到皮划艇右沿外侧并射入水中时，
， ，
可得
同理，灯塔发出的光恰好照到皮划艇左沿外侧并射入水中时，
，
可得
则潜水员看不到灯塔指示灯的深度范围为
16.解：由题意知，用左手定则判断金属棒受到的安培力方向沿导轨水平向右。导体棒受到的安培力：
其中：
解得：
安培力随均匀变化，安培力做功：
根据动能定理得：
联立得：
解得：
根据题意可知，最大加速度可能的位置只有在和两点，现分别求解：
在处：
在处：
故最大加速度为。
当拉力等于安培力时，速度取得最大值：
解得
对这一过程由动能定理可得：
解得最大速度大小为：
17.解：
小球在上、下磁场中均做匀速圆周运动，电场力与重力平衡，即
解得，电场力的方向竖直向上，电场强度方向竖直向下；
小球运动轨迹如图所示，设小球不从边界飞出的入射速度的最小值是，对应的小球在上、下磁场区域的轨道半径分别为、，圆心的连线与夹角为，小球在磁场中做匀速圆周运动
由牛顿第二定律得
解得轨道半径
则有，
由几何知识得，
解得。
18.解：粒子运动情形如图所示：
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有：
即有：，
又
联立解得：
粒子在磁场中的路径为圆弧，故经过路程为：
粒子在电场中做匀变速直线运动，经过路程为：
联立得：
粒子从出发到第一次回到点的总路程为：
粒子在平面内的周期性运动，一周期内，粒子在磁场中运动时间可能为，其中，当，，时，轨迹分别如图、、所示。
由以上分析可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径的可能值为：
初速度的所有可能值为：
一个周期内粒子在电场中运动的可能时间为：
磁场变化的周期的可能值为： 其中。
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