衡阳市第八中学2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
请注意：时量75分钟 满分100分
一、选择题：（本大题共10小题，共44分．在每小题所给的四个选项中，1-6题只有一项是符合题目要求的，每题4分；7-10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，有选错的得0分，部分选对的得3分）
1.如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是（ ）
A．机械波经过狭缝后均沿直线传播
B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显
C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显
D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
2.磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（ ）
A. A板为电源的正极
B. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会增大
C. 磁流体发电机的非静电力为洛伦兹力
D. 在磁流体发电机工作的过程中洛伦力对电荷做正功
3.将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i射入三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．增大入射角i，AC界面射出的a光先消失
C．无论怎样增加入射角i，AC界面射出的a、b光都不会消失
D．a光在该材质中传播速度小于其在水中的传播速度
4.2021年7月30日，在东京奥运会蹦床女子决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌。蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。一名体重为50 kg的运动员在比赛中某次离开床面后在空中的运动时间为1.6 s，之后与蹦床经1 s的接触，再次获得1.6 s的空中动作时间。不计空气阻力影响，g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A．运动员与蹦床间的平均作用力为800 N
B．运动员与蹦床间的平均作用力为1300 N
C．运动员与蹦床接触的1 s时间里处于超重状态
D．运动员与蹦床接触的1 s时间里处于失重状态
5.一简谐横波沿x轴正向传播，图1示t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（ ）
A. 0.5m B. 1.5m C. 2.5m D. 3.5m
6.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计。不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量了。若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重量G与电流大小I的关系为（ ）
A
B.
C.
D.
7.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是( )
A．此过程中磁感应强度B逐渐增大
B．此过程中磁感应强度B先减小后增大
C．此过程中磁感应强度B的最小值为
D．此过程中磁感应强度B的最大值为
8.如图所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC＝h，振子的周期为T．某时刻物体恰好经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内，下列判断正确的是（ ）
A．重力的冲量大小为mg B．回复力的冲量为零
C．重力做功为mgh D．回复力做功为零
9.如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。关于这些粒子，下列说法正确的是
A．速度的最大值为
B．速度的最小值为
C．在磁场中运动的最短时间为
D．在磁场中运动的最长时间为
10.如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的木块，质量为m的子弹以V0速度射入木块，子弹未穿出木块且达到共同速度为v，该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变，产生的热量为Q，木块获得的动能为Ek，则下列各项正确的是（ ）
A.子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为0
B.子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小
C.
D.该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能
二、实验题（本题2小题，共16分，每空2分）
11.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近
B．选择频率更大的单色光
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=______；
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示为0.045mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是______mm。
12.下图是一个多量程多用电表的简化电路图，图中E和E 是电池；R1、R2、R3和R4是固定电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为120 Ω。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有6个挡位，6个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×10 Ω挡和×100 Ω。
（1）图（a）中的A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）当选择开关旋到位置 时，测量电流量程较大。
（3）若S置3、4分别是测电阻“×10、×100”倍率的，则图中电源的电动势E和E 应满足 。
（4）图中电阻R3的值应该为 Ω，R4值应该为为 Ω。
三、计算题：（本题共3小题，共40分。解答时请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。）
13.（10分）如图所示，一个半径为r=10cm的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方h=50cm处有一点光源S,从t=0时开始，光源正以加速度a=0.2m/s2由静止向上运动，已知水的折射率n=.计算结果均保留2位有效数字。已知真空中光速c=3×108m/s 。求：
（1）光在该介质中传播的速度为多少？
（2）t=0时，水面上可以观察到点光源发出的光射出水面的面积；
（3）经过多长时间，水面上方观察不到点光源S发出的光。
（14分）质量为m的钢板B与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上.平衡时,弹簧的压缩量为x0,如图所示.一质量为2m的物块A从钢板正上方距离为3x0处自由落下,打在钢板上。
（1）若两物体发生的是弹性碰撞，则碰撞后A、B两物体的速度v1、v2为多少？
（2）若两物体发生的是完全非弹性碰撞，碰撞后一起向下运动,但不粘连.它们到达最低点后又向上运动.且物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离.(已知弹性势能Ep与形变x的关系式为)
15．（16分）如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为 的直线．磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场。已知OQ＝，不计粒子重力．求：
（1）电场强度的大小；
（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围；
（3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的范围．衡阳市第八中学2023-2024学年高二上学期期末考试
物理试题
时量75分钟 满分100分
一、选择题：（本大题共10小题，共44分．在每小题所给的四个选项中，1-6题只有一项是符合题目要求的，每题4分；7-10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，有选错的得0分，部分选对的得3分）
1.如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是（ ）
A．机械波经过狭缝后均沿直线传播
B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显
C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显
D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显
【答案】C
2.磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（ ）
A. A板为电源的正极
B. 若减小两极板的距离，则电源的电动势会增大
C. 磁流体发电机的非静电力为洛伦兹力
D. 在磁流体发电机工作的过程中洛伦力对电荷做正功
【答案】C
【解析】
A．等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为电源的正极，A极为电源的负极，故A错误；
B．粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有
解得
减小两极板的距离d，电源的电动势减小，故B错
非静电力为洛伦力，故C对
洛伦力任何时候都不对电荷做功，D错
3.将某种透明材质的三棱镜置于水中，为其截面，其中，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度i射入三棱镜再从三棱镜射出，光路如图所示，则（ ）
A．该材质相对水是光密介质
B．增大入射角i，AC界面射出的a光先消失
C．无论怎样增加入射角i，AC界面射出的a、b光都不会消失
D．a光在该材质中传播速度小于其在水中的传播速度
答案：B
4.2021年7月30日，在东京奥运会蹦床女子决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌。蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。一名体重为50 kg的运动员在比赛中某次离开床面后在空中的运动时间为1.6 s，之后与蹦床经1 s的接触，再次获得1.6 s的空中动作时间。不计空气阻力影响，g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A．运动员与蹦床间的平均作用力为800 N
B．运动员与蹦床间的平均作用力为1 300 N
C．运动员与蹦床接触的1 s时间里处于超重状态
D．运动员与蹦床接触的1 s时间里处于失重状态
答案 B
解析 由题意可知，运动员从最高点经t1＝0.8 s 与蹦床接触t2＝1 s，再经t3＝
0.8 s到达最高点，整个过程中，对运动员应用动量定理得mg(t1＋t2＋t3)－t2＝0，解得＝1 300 N，A项错误，B项正确；运动员与蹦床接触的1 s内，蹦床对运动员的弹力逐渐变化，运动员向下先加速后减速，然后向上先加速后减速，在这1 s内，运动员先失重再超重最后再失重，C、D项错误。
5.一简谐横波沿x轴正向传播，图1示t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是（ ）
A. 0.5m B. 1.5m C. 2.5m D. 3.5m
【答案】C
【解析】
由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1m＞y＞-０.2m，并且向y轴负方向运动，由题可知波向x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能为2.67m＞x＞2m之间，故选C．
6.如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计。不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量了。若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重量G与电流大小I的关系为（ ）
A
B.
C.
D.
【答案】A
7.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是( )
图6
A．此过程中磁感应强度B逐渐增大
B．此过程中磁感应强度B先减小后增大
C．此过程中磁感应强度B的最小值为
D．此过程中磁感应强度B的最大值为
答案 AC
解析 导体棒受重力、支持力和安培力作用而处于平衡状态，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，安培力由沿斜面向上转至竖直向上，可知安培力逐渐增大，即此过程中磁感应强度B逐渐增大，A对，B错；刚开始安培力F最小，有sin α＝，所以此过程中磁感应强度B的最小值为，C对；最后安培力最大，有F＝mg，即此过程中磁感应强度B的最大值为，D错．
8.如图所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC＝h，振子的周期为T．某时刻物体恰好经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内，下列判断正确的是（ ）
A．重力的冲量大小为mg B．回复力的冲量为零
C．重力做功为mgh D．回复力做功为零
答案：AD
9.如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。关于这些粒子，下列说法正确的是
A．速度的最大值为
B．速度的最小值为
C．在磁场中运动的最短时间为
D．在磁场中运动的最长时间为
【答案】AD
【解析】
粒子从ab边离开磁场时的临界运动轨迹如图所示：
由几何知识可知：
解得：
AB．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：，
故粒子的最大速度为：
最小速度：
故A正确，B错误。
CD．由粒子从ab边离开磁场区域的临界运动轨迹可知，粒子转过的最大圆心角θmax=180°，最小圆心角：θmin 45°，粒子做圆周运动的周期：
则粒子在磁场中运动的最短时间大于：
最长时间：
故C错误，D正确.
10.如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的木块，质量为m的子弹以V0速度射入木块，子弹未穿出木块且达到共同速度为v，该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变，产生的热量为Q，木块获得的动能为Ek，下列各项正确的是（ ）
A.子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为0
B.子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小
C.
D.该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能
BCD
二、实验题（本题2小题，共16分，每空2分）
11.某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近
B．选择频率更大的单色光
C．将屏向远离双缝的方向移动
D．使用间距更小的双缝
（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=______；
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示为0.045mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是______mm。
B 1.610(1.61也给分)
12.下图是一个多量程多用电表的简化电路图，图中E和E 是电池；R1、R2、R3和R4是固定电阻；表头的满偏电流为250 μA，内阻为120 Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有6个挡位，6个挡位为：直流电压1 V挡和5 V挡，直流电流1 mA挡和2.5 mA挡，欧姆×10 Ω挡和×100 Ω。
（1）图（a）中的A端与___________（填“红”或“黑”）色表笔相连接。
（2）当S旋到位置 时，测量电流量程较大。
（3）若S置3、4分别是测电阻“×10、×100”倍率的，则图中电源的电动势E和E 应满足 。
（4）图中电阻R3的值应该为 Ω，R4值应该为为 Ω。
答案 :（1）红
(
A
B
E
E
′
1
2
3
4
5
6
)（2）1
（3）E '=10E
（4）970 4000
三、计算题：（本题共3小题，共40分。解答时请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。）
13.（10分）如图所示，一个半径为r=10cm的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方h=50cm处有一点光源S,从t=0时开始，光源正以加速度a=0.2m/s2由静止向上运动，已知水的折射率n=.计算结果均保留2位有效数字。求：
（1）光在该介质中传播的速度为多少？
（2）t=0时，水面上可以观察到点光源发出的光射出水面的面积；
（3）经过多长时间，水面上方观察不到点光源S发出的光。
由---------------2
得m/s--------------1'
由 -----------2'
得C=45° R=h-------------1'
------------1'
（3）-------------1'
-----------------1'
t=2.0s-------------------1'
（14分）质量为m的钢板B与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上.平衡时,弹簧的压缩量为x0,如图所示.一质量为2m的物块A从钢板正上方距离为3x0处自由落下,打在钢板上。（1）若两物体发生的是弹性碰撞，则碰撞后A、B两物体的速度v1、v2为多少？
（2）若两物体发生的是完全非弹性碰撞，碰撞后一起向下运动,但不粘连.它们到达最低点后又向上运动.且物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离.已知弹性势能Ep与形变x的关系式为
解:（1）物块与钢板碰撞时的速度
--------------2
B两物体发生弹性碰撞有：
（2m)v0=(2m)v1+mv2----------------1
-----------1
得---------------------------------1
----------------------------------1
kx0=mg----------------------------------1
平衡位置弹性势能-------------------1
设v3表示质量为2m的物块与钢板碰撞后开始一起向下运动的速度,则有
2mv0=3mv3 -----------------------------------------2 设回到弹簧原长位置两物体的速度为v4，取平衡位置重力势能为0，则：
----------2
当质量为2m的物块与钢板一起回到O点时,弹簧的弹力为零,物块与钢板只受到重力作用,加速度为g.一过O点,钢板受到弹簧向下的拉力作用,加速度大于g.由于物块与钢板不粘连,物块不可能受到钢板的拉力,其加速度仍为g.故在O点物块与钢板分离,分离后,物块以速度v4竖直上升,则由以上各式解得,物块向上运动所到最高点与O点的距离为
------------- 2
15．（16分）如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为 的直线．磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场。已知OQ＝，不计粒子重力．求：
（1）电场强度的大小；
（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围；
（3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的范围．
（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）设粒子进入电场时y方向的速度为vy，则有
-------------1
设粒子在电场中运动时间为t，则有
-------------1
-------------1
-------------1
联立各式解得
-------------1
（2）粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示，设此时的轨迹半径为r1
由几何关系为
-------------1
解得
粒子在磁场中的速度为
-------------1
根据牛顿第二定律有
-------------1
解得
-------------1
则要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围为
-------------1
（3）要使粒子刚好能第二次进入磁场的轨迹如图
粒子从P到Q的时间为t，则粒子从C到D的时间为2t，所以
-------------1
-------------1
设此时粒子在磁场中的轨道半径为r2，由几何关系有
-------------1
则
根据牛顿第二定律有
-------------1
则
-------------1
要使粒子能第二次进磁场，磁感应强度B的范围，即
-------------1
