2023~2024学年度株洲市第十三中学第一学期期末检测
高二物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 振动和波的关系，下列几种说法中正确的是（ ）
A. 一个机械振动的图象，能够反映多个质点的运动情况
B. 物体做机械振动，一定产生机械波
C. 波的传播速度等于振源的振动速度
D. 波在介质中的传播，频率与介质性质无关，仅由振源决定
2. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（ ）
A. 盖上盖板， a端带正电
B. 打开盖板， a端带正电
C 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
3. 如图甲所示为一块折射率为的楔形玻璃，侧面ABC为直角三角形，。有一根长为l的线光源DE与FB平行放置在底面上，线光源到FB的距离为d，线光源到三个侧面的距离都足够大。图乙为楔形玻璃的侧视图，若不考虑多次反射，则AB所在的上表面的透光面积是（ ）
A. B. dl C. D.
4. 某简谐横波在时的波形图如图甲所示，在该波传播方向上有两质点B、C（图中均未画出），B、C平衡位置间的距离为，其中B的振动图像如图乙所示，则C的振动图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
5. 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”．如图所示为一个“N磁单极子”形成的磁场，将一个半径为r、质量为m的导体线圈水平放置在该磁单极子的正上方，线圈所在位置的磁感应强度大小为B，与圆环相切的磁感线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，若线圈恰好在该位置悬浮，则线圈中电流的大小为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，A、B、C三个小钢球的质量分别为2m、、m，A球振动后，通过张紧的水平细绳给其他各摆施加驱动力，当B、C振动达到稳定时，下列说法正确的是（ ）
A. B的振动周期最大 B. C的振幅比B的振幅小
C. C的振幅与B的振幅相等 D. A、B、C的振动周期相等
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选借的得0分。
7. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，图（b）是处质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为
B. 该波的传播方向沿轴正方向
C. 在时，处质点的加速度比处质点的加速度小
D. 处质点和处质点运动的方向始终相同
E. 若该波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则另一列简谐横波的频率为
8. 如图所示，M为半圆形导线框，圆心为；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为。两导线框均在纸面内，半径相等，电阻相等。过直线的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。线框M、N分别绕垂直于纸面且过、的轴以相同的周期T逆时针匀速转动，时刻开始进入磁场，下列说法中正确的是（ ）
A. 线框M、N中感应电流的有效值之比为
B. 线框M、N中感应电流的有效值之比为
C. 在时，两导线框中感应电流的瞬时值相等
D. 在的时间内，两导线框中感应电流的平均值相等
9. 下列甲、乙、丙、丁四幅图是法拉第电磁感应现象中产生感应电流的几种情况，根据已经学过的知识，请判断下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中当磁场均匀增大，线圈中感应电动势均匀增大
B. 乙图中线圈放置于垂直于纸面向里的磁场中，导体棒向右运动过程中，导体棒电流方向为由到
C. 丙图在条形磁铁极向下插入螺旋管的过程中，电容器上极板带负电
D. 丁图在向右匀速运动中，金属圈中将产生逆时针方向电流
10. 如图所示，两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场和匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从P点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带正电
B. 粒子的速度大小
C. 若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动
D. 若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化
三、非选择题：共56分。
11. 教材图1.2 1演示实验中，改变磁铁方向即改变磁场方向，观察不同情况下电子偏转方向，并将实验结果记入表中。
磁场方向 电子运动方向 电子偏转方向
____________
_____________
试用左手定则判定电子受到洛伦兹力方向与实验结果的一致性。
12. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.3mm，用的是红色滤色片，在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹。
（1）毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行____________ ；
（2）如果把单缝向双缝移近一些，相邻两亮条纹中心的距离_________ ；（填“增大”、“不变”或“减小”）
（3）在某次实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝与光屏间距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为11.1mm，B位置的游标卡尺读数为_______，单色光的波长为______m。
13. 如图所示，当S接通或断开时，线圈A、B中分别产生了什么方向的感应电流？
14. 如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为μ（数值较小），A、B由不可伸长的轻绳连接，绳子处于松弛状态．现在突然给C一个向右的速度v0，让C在B上滑动，当C的速度为时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断后瞬间B的速度为.已知A、B、C的质量分别为2m、3m、m，重力加速度为g.求：
（1）从C获得速度v0开始经过多长时间绳子刚好伸直；
（2）从C获得速度v0开始到绳子被拉断的过程中整个系统损失的机械能．
15. 如图所示，两根光滑水平导轨与一个倾角为α金属框架abcd连接（连接处呈圆弧形）．匀强磁场仅分布于框架所在斜面，磁感应强度B跟框架面垂直．框架边ab、cd长均为L，电阻均为2R，框架其余部分电阻不计．有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN平行于ab放置，让它以初速v0冲上框架，在到达最高点的过程中，框架边ab发出的热量为Q．试求：
（1）金属棒MN受到最大安培力的大小和方向；
（2）金属棒MN上升的最大高度；
（3）金属棒MN刚冲上框架时ab部分的发热功率．2023~2024学年度株洲市第十三中学第一学期期末检测
高二物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 振动和波的关系，下列几种说法中正确的是（ ）
A. 一个机械振动的图象，能够反映多个质点的运动情况
B. 物体做机械振动，一定产生机械波
C. 波的传播速度等于振源的振动速度
D. 波在介质中的传播，频率与介质性质无关，仅由振源决定
【答案】D
【解析】
【详解】A．一个机械振动的图象，是一个质点的振动情况，不能够反映多个质点的运动情况，故A错误；
B．物体做机械振动，不一定产生机械波，还需要有介质，故B错误；
C．波的传播速度与振源的振动速度无关，故C错误；
D．波在介质中的传播，频率与介质性质无关，仅由振源决定，故D正确。
故选D。
2. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（ ）
A. 盖上盖板， a端带正电
B. 打开盖板， a端带正电
C. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，AB错误；
CD．盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，霍尔电压增大，a、b间电势差逐渐增大，C正确，D错误。
故选C。
3. 如图甲所示为一块折射率为楔形玻璃，侧面ABC为直角三角形，。有一根长为l的线光源DE与FB平行放置在底面上，线光源到FB的距离为d，线光源到三个侧面的距离都足够大。图乙为楔形玻璃的侧视图，若不考虑多次反射，则AB所在的上表面的透光面积是（ ）
A. B. dl C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于玻璃下单一点光源来说，由于光源发出的单色光在玻璃中的折射率为n，有一部分光将发生全反射。由对称性可知，在玻璃面上，可以通过玻璃面射入空气的光将形成一个圆形光斑，设此光斑半径为r，如下图所示。设发生全反射的临界角为C，则有
根据折射率与全反射的临界角之间的关系可得
解得
从垂直玻璃面看去如图所示
高度
所以半径
线光源到三个侧面的距离都足够大，所以面积如图所示
所以面积
故选D。
4. 某简谐横波在时的波形图如图甲所示，在该波传播方向上有两质点B、C（图中均未画出），B、C平衡位置间的距离为，其中B的振动图像如图乙所示，则C的振动图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据波形图像可得波长
λ=4m
根据振动图像可得周期
T=2s
两质点之间的距离
根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟，或者提前，如图所示：
符合条件的只有选项C。
故选C。
5. 1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”．如图所示为一个“N磁单极子”形成的磁场，将一个半径为r、质量为m的导体线圈水平放置在该磁单极子的正上方，线圈所在位置的磁感应强度大小为B，与圆环相切的磁感线与竖直方向的夹角为30°，重力加速度大小为g，若线圈恰好在该位置悬浮，则线圈中电流的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将磁感应强度B沿水平和竖直方向进行正交分解，如图所示：则有
B1=Bsin30°=B
B2=Bcos30°=B
利用微元法思想，把圆环分割成许多极短的电流元，根据左手定则，每小段电流元所受的安培力，分解成竖直分量的作用力和水平分量的作用力，由线圈恰好在该位置悬浮的题意可知，竖直分量的作用力的合力竖直向上，水平方向分量作用力沿半径向里，根据对称性，沿半径方向安培力合力是零，磁场的水平分量产生的安培力竖直向上，其合力大小为
F=B1IL=BIL=BI (2πr)=πBIr
由平衡条件可知
F=mg
所以联立两式可得线圈中电流大小为
I=
故选B。
【点睛】将圆环等效为许多很短的电流元组成，每段电流元都受到安培力；因为圆环平衡，安培力的合力竖直向上与重力平衡；根据安培力公式F=BIL，求出线圈中电流的大小。
6. 如图所示，A、B、C三个小钢球的质量分别为2m、、m，A球振动后，通过张紧的水平细绳给其他各摆施加驱动力，当B、C振动达到稳定时，下列说法正确的是（ ）
A. B的振动周期最大 B. C的振幅比B的振幅小
C. C的振幅与B的振幅相等 D. A、B、C的振动周期相等
【答案】D
【解析】
【详解】AD．由题意，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等；故A错误，D正确；
BC．由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅振幅比B摆大。故BC错误。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选借的得0分。
7. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，图（b）是处质点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 波速为
B. 该波传播方向沿轴正方向
C. 在时，处质点的加速度比处质点的加速度小
D. 处质点和处质点运动的方向始终相同
E. 若该波遇到另一列简谐横波并发生干涉现象，则另一列简谐横波的频率为
【答案】ACE
【解析】
【详解】A．由图（a）可知该简谐横波波长，图（b）知周期，故波速
故A正确；
B．由图（b）知，在时刻处质点的振动方向沿y轴负方向，故由逆向波形法可判断该波的传播方向沿轴负方向，故B错误；
C．由于该波的传播方向沿轴负方向，由图（a）可判断在时，处质点的处于平衡位置，故加速度为0；时，处质点由图（b）可知处于正向最大位移处，此时加速度最大，故C正确；
D．处质点和处质点相距
所以，在波的传播方向上，它们运动的方向始终相反，故D错误；
E．该简谐横波的频率为
频率相同的两列波相遇时，才会发生干涉现象，故E正确。
故选ACE。
8. 如图所示，M为半圆形导线框，圆心为；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为。两导线框均在纸面内，半径相等，电阻相等。过直线的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。线框M、N分别绕垂直于纸面且过、的轴以相同的周期T逆时针匀速转动，时刻开始进入磁场，下列说法中正确的是（ ）
A. 线框M、N中感应电流的有效值之比为
B. 线框M、N中感应电流的有效值之比为
C. 在时，两导线框中感应电流的瞬时值相等
D. 在的时间内，两导线框中感应电流的平均值相等
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设线框的半径为，角速度为，磁感应强度为；一个周期内，线框M在内都有感应电流，且大小恒定不变，为
一个周期内，线框N在、内有感应电流，大小为
设线框N感应电流的有效值为，则有
可得
故线框M、N中感应电流的有效值之比为
故A错误，B正确；
C．在时，两导线框中感应电流的瞬时值相等，均为
故C正确；
D．在时间内，线框M感应电流的平均值为
线框M感应电流的平均值为
可知两导线框中感应电流的平均值不相等，故D错误。
故选BC。
9. 下列甲、乙、丙、丁四幅图是法拉第电磁感应现象中产生感应电流几种情况，根据已经学过的知识，请判断下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中当磁场均匀增大，线圈中感应电动势均匀增大
B. 乙图中线圈放置于垂直于纸面向里的磁场中，导体棒向右运动过程中，导体棒电流方向为由到
C. 丙图在条形磁铁极向下插入螺旋管的过程中，电容器上极板带负电
D. 丁图在向右匀速运动中，金属圈中将产生逆时针方向电流
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知，甲图中当磁场均匀增大，线圈中感应电动势恒定不变，故A错误；
B．由右手定则可知，乙图中导体棒向右运动过程中，导体棒电流方向为由到，故B正确；
C．丙图中，由楞次定律可知，条形磁铁极向下插入螺旋管的过程中，螺线管中感应电流由上端导线流入，下端导线流出，对电容器充电，则电容器下极板带正电，上极板带负电，故C正确；
D．丁图在向右匀速运动中，线圈中产生恒定的电流，则金属圈中无感应电流产生，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，两水平金属板构成的器件中，存在着匀强电场和匀强磁场，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一带电粒子以某一水平速度从P点射入，恰好能沿直线运动，不计带电粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带正电
B. 粒子的速度大小
C. 若粒子速度大小改变，粒子将做曲线运动
D. 若粒子速度大小改变，电场对粒子的作用力会发生变化
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子带正电时，电场力向下，洛伦兹力向上，电场力等于洛伦兹力可以做直线运动，若粒子带负电，电场力向上，洛伦兹力向下，电场力等于洛伦兹力时也可做直线运动，因此无法确定粒子带正电还是负电，故A错误；
B．粒子做直线运动，由平衡关系可知电场力等于洛伦兹力
解得，故B正确；
C．若粒子速度大小改变，电场力不变，洛伦兹力变化，垂直速度方向合力不为零，粒子将做曲线运动，故C正确；
D．粒子速度大小改变，只影响洛伦兹力大小，不影响电场对粒子的作用力大小，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：共56分。
11. 在教材图1.2 1演示实验中，改变磁铁方向即改变磁场方向，观察不同情况下电子偏转方向，并将实验结果记入表中。
磁场方向 电子运动方向 电子偏转方向
____________
_____________
试用左手定则判定电子受到的洛伦兹力方向与实验结果的一致性。
【答案】 ①. 向下 ②. 向上
【解析】
【详解】[1]由图可知，电子束是向下偏转的。图中的磁场方向垂直于纸面向里，电子在磁场中的受力方向与同方向运动的正电荷的受力方向相反，用左手定则判定的电子受到的洛伦兹力的方向与实验结果是一致的。
[2]由图可知，电子束是向上偏转的。图中的磁场方向垂直于纸面向外，电子在磁场中的受力方向与同方向运动的正电荷的受力方向相反，用左手定则判定的电子受到的洛伦兹力的方向与实验结果是一致的。
12. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.3mm，用的是红色滤色片，在毛玻璃屏上可以看到红色干涉条纹。
（1）毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝垂直还是平行____________ ；
（2）如果把单缝向双缝移近一些，相邻两亮条纹中心的距离_________ ；（填“增大”、“不变”或“减小”）
（3）在某次实验中，双缝间距d=0.5mm，双缝与光屏间距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉图样如图，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数如图，则图中A位置的游标卡尺读数为11.1mm，B位置的游标卡尺读数为_______，单色光的波长为______m。
【答案】 ①. 平行 ②. 不变 ③. 15.6mm ④. 6.4×10-7
【解析】
【详解】（1）[1]毛玻璃屏上的干涉条纹与双缝应该是平行的。
（2）[2]根据，所以条纹间距只与光的波长、双缝间距及双缝到干涉屏的距离有关，所以如果把单缝向双缝移近一些，相邻两亮条纹中心的距离不变。
（3）[3]B位置的游标卡尺分度值为0.1mm，读数为
15mm+6×0.1mm=15.6mm
[4]由上述分析可得，相邻两条亮条纹的条纹间距
所以
13. 如图所示，当S接通或断开时，线圈A、B中分别产生了什么方向的感应电流？
【答案】见解析
【解析】
【详解】当S接通时，中间线圈产生从右向左的磁场，根据楞次定律和安培定则，则线圈A中感应电流从右向左流过电流计，同理B中感应电流也从右向左流过电流计。
当S断开时，从右向左的磁场突然减小，根据楞次定律和安培定则，则线圈A中感应电流从左向右流过电流计，同理B中感应电流也从左向右流过电流计。
14. 如图所示，滑块A、B静止于光滑水平桌面上，B的上表面水平且足够长，其左端放置一滑块C，B、C间的动摩擦因数为μ（数值较小），A、B由不可伸长的轻绳连接，绳子处于松弛状态．现在突然给C一个向右的速度v0，让C在B上滑动，当C的速度为时，绳子刚好伸直，接着绳子被瞬间拉断，绳子拉断后瞬间B的速度为.已知A、B、C的质量分别为2m、3m、m，重力加速度为g.求：
（1）从C获得速度v0开始经过多长时间绳子刚好伸直；
（2）从C获得速度v0开始到绳子被拉断的过程中整个系统损失的机械能．
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)从C获得速度到绳子拉直的过程中，由动量定理：
解得：
(2)设绳子刚拉直时B的速度为，对B、C系统，设向右为正方向，绳被拉直之前的过程，由动量守恒定律有：
解得：
绳子拉断的过程中，以向右为正，A、B组成的系统动量守恒：
全程根据能量守恒定律得：
可得：
15. 如图所示，两根光滑水平导轨与一个倾角为α的金属框架abcd连接（连接处呈圆弧形）．匀强磁场仅分布于框架所在斜面，磁感应强度B跟框架面垂直．框架边ab、cd长均为L，电阻均为2R，框架其余部分电阻不计．有一根质量为m、电阻为R的金属棒MN平行于ab放置，让它以初速v0冲上框架，在到达最高点的过程中，框架边ab发出的热量为Q．试求：
（1）金属棒MN受到的最大安培力的大小和方向；
（2）金属棒MN上升的最大高度；
（3）金属棒MN刚冲上框架时ab部分发热功率．
【答案】（1）沿斜面向下
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）当金属棒MN刚进入磁场时，金属棒受到的安培力最大
导体棒切割磁感线产生的电动势为
此时电路总电阻为
可求得
由右手定则可判断出金属棒MN中的电流由M流向N，再由左手定则可判断出MN受到的安培力方向沿斜面向下．
（2）框架边cd产生的热量与ab边一样为Q金属棒上升过程中通过MN的电流总为通过ab边电流的2倍，由焦耳定律可知，金属棒产生的热量为2Q，由能量守恒定律有
解得
（3）金属棒刚进入磁场时，电路的总电流为
边ab的功率
考点：安培力、左手定则、右手定则、焦耳定律、能量守恒定律等
