广东深圳7校联考2024年高二下学期4月期中物理试题含答案

2023～2024学年度高二年级下学期期中考试
物 理
考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。

选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4.本卷命题范围：新人教选择性必修第一册、选择性必修第二册第一章至第四章。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.下列说法正确的是
A ．点电荷在电场中所受电场力的方向一定与电场线方向相同
B ．运动的点电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可能与磁感线方向相同
C ．运动的点电荷在磁感应强度不为零的磁场中受到的洛伦兹力一定不为零
D ．通电长直导线在磁感应强度不为零的地方受到的安培力可能为零
2.如图所示，物体Q 被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体P 以速率V 沿水平粗糙车板向着Q 运动并发生碰撞.下列说法正确的是
A ．对于P 与Q 组成的系统动量守恒
B ．对于P 、Q 与小车组成的系统动量守恒
C ．对于P 与小车组成的系统动量守恒
D ．对于P 、Q 与小车组成的系统动能守恒
3.如图所示是某一交变电流的i -t 图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为
A ．2A
B ．3A C
．D
．4.如图所示，M 和N 为两个完全一样的灯泡，L 是一个理想电感线圈（电阻不计），R 是一个定值电阻.当电键S
突然闭合或断开时，下列判断正确的是
广东深圳7校联考2024年高二下学期4月期中物理试题含答案
A ．电键突然闭合，N 比M 先亮
B ．电键闭合较长时间后，N 比M 亮
C ．电键突然断开，N 比M 先熄灭
D ．无论电键突然闭合还是断开，M 和N 的现象完全相同
5.如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m 的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场.现导体棒中通有由a 到b 的恒定电流，使导体棒恰好保持静止.已知磁感应强度大小为B ，导体棒中电流为I ，重力加速度大小为g ，则平行导轨间距为
A ．
tan mg BI
θ
B ．
cos mg BI
θ
C ．
mg
BI
D ．
sin mg BI
θ
6.如图所示，光滑的水平面上有大小相同、质量不等的小球A 、B ，小球A 以速度0v 向右运动时与静止的小球B 发生正碰，碰后A 球速度反向，大小为
04v ，B 球的速率为02
v
，A 、B 两球的质量之比为
A ．5∶2
B ．2∶5
C ．3∶8
D ．8∶3
7.单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化图像如图所示，则
A ．在t ＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B ．在0～2210s −×时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
C ．在2210s t −=×时，线圈中磁通量最大，感应电动势最大
D ．在2
110
s t −=×时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大
8.篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，通过篮球对地冲击力大小判断篮球的性能.某同学让一篮球从
1 1.8m h =高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间为t ＝1.5s ，该篮球反弹时从离开
地面至最高点所用时间为0.4s ，篮球的质量m ＝0.5kg ，重力加速度g 取102
m /s ，不计空气阻力.则篮球对地面的平均作用力大小为 A ．5N
B ．10N
C ．15N
D ．20N
9.如图所示，下列线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是
A ．
B ．
C ．
D ．
10.用同一双缝干涉实验装置做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是
A ．甲光的波长比乙光的波长短
B ．对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率
C ．从同种介质射向空气，甲光发生全反射的临界角大于乙光
D ．遇到同一障碍物，乙光比甲光更容易发生明显的衍射现象
11.如图所示，圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b ，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合电路.若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列说法正确的是
A ．线圈a 中将产生逆时针方向的感应电流（从上向下看）
B ．穿过线圈a 的磁通量变小
C ．线圈a 有扩张的趋势
D ．线圈a 对水平桌面的压力增大
12.如图甲所示是远距离输电的电路示意图，乙图是用电器两端的电压随时间变化的图像.已知降压变压器
的原线圈与副线圈的匝数之比34:40:1n n =，输电线的总电阻R ＝20Ω，降压变压器的输出功率488kW P =，发电机的输出电压为250V ，电路中的升压变压器和降压变压器均为理想变压器.则下列结论正确的是
A ．降压变压器原线圈中电流的频率为100Hz
B ．流过输电线的电流大小为10A
C ．发电机的输出功率为92kW
D ．升压变压器原、副线圈的匝数之比12:1:36n n =
二、实验题（本题共2小题，共18分）
13.（8分）
某小组同学在做“用单摆测量重力加速度”的实验中，操作步骤如下：
（1）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为d ＝ mm .
（2）测单摆的振动周期时，以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球以后每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n 次经过摆球的最低位置时的时间t ，则T ＝ ；若摆线长为l ，则重力加速度g ＝ .（均用题中所给物理量符号表示）
（3）测量出多组周期T 、摆长L 数值后，画出2
T -L 图像如图乙所示，此图线斜率的物理意义是 .
A ．g
B ． 1
g
C ．24g
π
D ．
2
4g π
14.（10分）
如图甲所示是“验证动量守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条.
（1）用螺旋测微器测量滑块上的遮光条宽度，测量结果如图乙所示，读数为d ＝ mm .
（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间.为使导轨水平，可调节Q 使轨道右端 （填“升高”或“降低”）一些.
（3）测出滑块A 和遮光条的总质量为A m ，滑块B 和遮光条的总质量为B m ，将滑块B 静置于两光电门之间，将滑块A 静置于光电门1右侧，推动滑块A ，使其获得水平向左的初速度，经过光电门1后与滑块B 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1.光电门1先后记录的挡光时间分别为1t ∆和2t ∆，光电门2记录的挡光时间为△₃，实验中两滑块的质量应满足A m B m （填“＞”“＜”或“＝”）.
（4）滑块A 、B 碰撞过程中，若表达式 成立，则可验证动量守恒定律成立；若表达式 成立，则此碰撞为弹性碰撞.（均用题中所给物理量字母符号表示）
三、计算题（本题共3小题，共34分.作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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）
15.（10分）如图所示，实线和虚线分别表示沿x 轴传播的一列简谐横波在10t =和20.2s t =时刻的波形图，已知在10t =时刻，介质中x ＝0.6m 处的质点P 沿y 轴正方向运动.求：
（1）该波的传播方向及最小波速；
（2）若T ＞0.2s ，则从10t =时刻开始，介质中x ＝0.1m 处的质点Q 第4次到达波谷所用的时间. 16.（10分）
如图所示，在y ＞0的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于xOy 平面并指向纸外.一质量为m 、电荷量为－q （q ＞0）的带电粒子以速度0v 从O 点射入磁场，入射方向在xOy 平面内，且与x 轴正方向的夹角为30θ=°.粒子重力不计，求：
（1）该粒子在匀强磁场中离x 轴的最远距离； （2）该粒子在匀强磁场中运动的时间. 17.（14分）
如图所示，足够长的U 形导体框架的宽度L ＝0.5m ，下端有一阻值为10.8R =Ω的电阻，导轨其余部分电阻忽略不计，其所在平面与水平面成37θ=°角.有一磁感应强度大小为B ＝0.8T 的匀强磁场，方向垂直于导体框平面斜向上.一质量m ＝0.4kg 、电阻20.2R =Ω的导体棒MN 垂直跨放在U 形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放.已知导体棒与框架间的动摩擦因数0.5µ=，sin 370.6°=，cos370.8°=，重力加速度g 取102
m /s ，求：
（1）导体棒运动过程中的最大速度；
（2）导体棒速度大小v ＝1.5m /s 时的加速度大小；
（3）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，导体棒沿斜面向下运动的位移为x ＝10m ，整个回路中产生的焦耳热.
2023～2024学年度高二年级下学期期中考试·物理
参考答案、提示及评分细则
1.D
正点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反，A 错误；运动的点电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与磁场方向垂直，B 错误；当电荷的运动方向与磁场方向 平行时不受洛伦兹力，C 错误；通电长直导线在磁感应强度不为零的地方，当通电导线与磁场平行时不受安 培力，D 正确. 2.B
对于P 和Q 组成的系统，水平方向有摩擦力，故系统动量不守恒，A 错误；对于P 、Q 与小车组成的系统，合外力为零，故系统动量守恒，B 正确；对于P 与小车组成的系统，水平方向合外力不为零，故系统动量不守恒，C 错误；对于P 、Q 与小车组成的系统，由于摩擦生热，系统动能不守恒，D 错误. 3.C 由电流有效值的定义可得2
2224233
T T
R R I RT ⋅+⋅=
，解得A I =，C 正确. 4.A
电键突然闭合，L 产生感应电动势，M 灯的电流逐渐增加，故M 灯逐渐亮，N 灯立即亮，所以N 比M 先亮，A 正确、D 错误；电键闭合较长时间后，电路处于稳定状态，因为L 的电阻小于R 的电阻，故M 的电流大于N 的电流，M 比N 亮，B 错误；电键突然断开，L 产生感应电动势，两个灯串联，电流相同，两灯同时熄灭，C 错误. 5.A
磁场方向竖直向上，由左手定则可知，安培力水平向右，由力的平衡条件得cos sin BIL mg θθ=，解得
tan mg L BI
θ
=
，A 正确. 6.B
以A 、B 两球组成的系统为研究对象，两球碰撞过程动量守恒，以A 球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得00A 0A B 42v v m v m m
=⋅−+⋅ ，解得两球的质量之比A B
25m m =，B 正确. 7.D
t ＝0时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故A 错误；在0～2210s −×时间内，磁通量的变化量不为零，则线圈中感应电动势的平均值不为零，故B 错误；在
2210s t −=×时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故C 错
误；在2110s t −=×时，线圈中磁通量为零，最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故D 正确.
8.C
篮球落到地面前瞬间的速度大小为1
6m /s v =，
下落的时间为：1
0.6s t ，篮球离开地面前瞬间的速度大小为224m /s v gt ==，篮球与地面碰撞的时间为120.5s t t t t ∆=−−=，以竖直向上为正方向，对篮球与地面碰撞过程，由动量定理有()()21F mg t mv mv −∆=−−，解得F ＝15N ，C 正确. 9.AD
线圈沿垂直磁场的转轴转动，故可以产生交变电流，A 正确；根据E BLv =，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，B 错误；回路磁通量不变，没有感应电流，C 错误；线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，D 正确. 10.BC
根据干涉条纹间距公式L
x d
λ∆=
，可知甲、乙的L 和d 均相等，甲光的条纹间距大于乙光，则甲的波长长，A 错误；甲、乙相比，甲光的波长长，折射率小，B 正确；根据全反射临界角公式1
sin C n
=
，甲光的折射率小，故甲光发生全反射的临界角更大，C 正确；障碍物的尺寸与波长相当或者更小时，更容易发生衍射，因为甲的波长长，所以甲光更容易发生明显的衍射现象，D 错误. 11.AD
当滑动变阻器的滑片P 向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，螺线管中的电流增大，使穿过线圈a 的磁通量变大，根据右手螺旋定则，可知通过线圈a 的磁通量向下增大，由楞次定律可知，线圈a 中将产生逆时针方向的感应电流（从上向下看），A 正确、B 错误；根据“增缩减扩”，可知线圈a 有缩小的趋势，C 错误；根据“来拒去留”，可知线圈a 有远离螺线管的趋势，故线圈a 对水平桌面的压力增大，D 正确. 12.BD 由用电器两端的电压随时间变化的图像可知T ＝0.02s ，故1
50Hz f T
=
=，变压器不改变电流的频率，A 错误；由电功率444P U I =可知，降压变压器的输出电流4400A I =，根据
34
43
I n I n =，解得流过输电线的电流大小310A I =，B 正确；发电机的输出功率2
124390kW P P P I R ==+=，C 错误；流过升压变压器原线圈的电流1
11360A P I U =
=，根据312211
I n I n I I ==，解得12:1:36n n =，D 正确. 13.（1）20.6 （2）t n
()
222
22n l d t
π+ （3）C （每空2分） 解析：
（1）摆球的直径为d ＝2cm ＋0.1×6mm ＝20.6mm .
（2）以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n 次经过摆球的最低位置时的时间t ，则摆球相邻两次从同一方向经过最低点的时间即为一
个周期，则有t T n =
；根据单提周期公式2T π=，其中2d
L l =+，联立解得()22222n l d g t π+=.
（3
）根据单摆周期公式2T =，化简可得22
4T L g π=，故此图线斜率的物理意义是24g
π，C 正确. 14.（1）2.330（2.329～2.331都对） （2）升高 （3）＜ （4）A B
123
111
m m t t t +=
∆∆∆ （其他形式合理，也对） ()()()A B 222
123111
m m t t t −= ∆∆∆
（其他形式合理，也对）（每空2分） 解析：
（1）滑块上遮光条的宽度为d ＝2mm ＋33.0×0.01mm ＝2.330mm .
（2）滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明通过光电门1的速度大于通过光电门2的速度，为使导轨水平，可调节Q 使轨道右端升高一些.
（3）要使滑块A 与滑块B 碰撞后反弹，则两滑块的质量应该满足A B m m <.
（4）取向左为正方向，避撞前A 的动量为0
A 1
d
p m t =⋅∆，耐撞后A 的动量为1A 2d p m t =−⋅∆，碰撞后B 的
动量为2
B 3d p m t =⋅∆，滑块A 、B 碰撞过程中，若动量守恒，有012p p p =+，化简得A B 1
211m m t t
+= ∆∆ 31t ∆；若碰撞为弹性碰撞，则222
A A
B 123111222d d d m m m t t t =+ ∆∆∆ ，化简得()()A 221211m t t
−= ∆∆
()
B
2
31
m t ∆.
15.解：
（1）根据平移法可知，波沿x 轴负方向传播 由图可知，该波的波长为λ＝0.8m 由题意可知10.2s 4n T
+=
（1n =，2，3…） 解得0.8 s 41
T n =
+（1n =，2，3…） 当n ＝0时，最大周期为T ＝0.8s
则该波的最小波速为1m /s v
T
λ
==（2）由题意可知，若T ＞0.2s ，则波速为v ＝1m /s 质点Q 第4次到达波谷，波传播的距离33 2.7m 8
x λ
λ=+
=则质点Q 第4次到达波谷所用时间为 2.7s x
t v
=
=16.解：
（1）设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r
由洛伦兹力提供向心力，有20
0mv qv B r
=
解得0mv r qB
=
由几何关系可知，粒子在匀强磁场中离x 轴最远距离为
cos30d r r =+°（2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为
022r m
T v qB
ππ==粒子的运动轨迹如图所示，其运动轨迹对应的圆心角为300°
则粒子在匀强磁场中运动的时间为30053603m
t T qB
π°=⋅=°17.解：
（
1）当导体棒匀速下滑时速度达到最大，其受力情况如图所示
设导体棒匀速下滑的速度为m v ，由法拉第电磁感应定律有m E BLv = 根据闭合电路欧姆定律，可得电流为m 1212BLv E I R R R R =++ 沿斜面方向，根据平衡条件可得sin cos 0mg mg BIL θµθ−−= 联立解得m 5m /s v =
（2）根据牛顿第二定律，可得o 'sin c s mg mg BI L ma θµθ−−= 其中12
'BLv I R R =+ 解得21.4m /s a =
（3）整个过程中，由能量守恒有2m 1sin cos 2mgx
mgx Q mv θµθ=++ 解得Q ＝3J。