湖南省邵阳市新邵县2023-2024学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

湖南省邵阳市新邵县2023-2024学年高二（上）期末物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.“中国天眼”位于贵州的大山深处，是口径球面射电望远镜。它通过接收来目宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是( )
A. 电磁波在任何介质中传播速度均为
B. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波
C. 在真空中，紫外线的波长比红外线小
D. 电磁波只能沿直线传播，不能发生干涉、衍射现象
2.根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：
当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；
肥皂膜在阳光下呈现彩色；
闻其声而不见其人；
观众在看立体电影时要戴上特质的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感。
这些物理现象分别属于波的( )
A. 偏振、干涉、多普勒效率、折射 B. 多普勒效应、衍射、干涉、偏振
C. 多普勒效应、干涉、衍射、偏振 D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振
3.某手持小风扇额定电压为，额定电流为，内部电动机的线圈电阻为，则下列说法正确的是( )
A. 小风扇可把电池的电能完全转化为机械能
B. 正常工作时，电动机的发热功率为
C. 正常工作时，电动机的输出功率为
D. 若小风扇正常工作时被卡住，流过的电流不变
4.如图所示，电路中电源内阻不可忽略。开关闭合后，在滑动变阻器的滑动端向下滑动的过程中( )
A. 电压表示数增大 B. 电流表示数增大 C. 两端电压增大 D. 的电功率增大
5.如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是( )
A. 磁铁对桌面的压力减小
B. 磁铁对桌面的压力增大
C. 磁铁对桌面的压力不变
D. 磁铁对桌面的压力变化无法判断
6.一匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，为半圆，，与直径共线，间的距离等于半圆半径的。一束质量为、电荷量为的粒子，在纸面内从点垂直于射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.下列哪些情况下，单摆周期会减小( )
A. 减小摆长 B. 增加摆长
C. 将单摆由地球赤道移至地球两极 D. 将单摆由地球两极移至地球赤道
8.如图所示，无限长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，导线中通有电流，下列情况中，闭合金属线框中有感应电流产生的是( )
A. 电流恒定，闭合金属线框向右平移
B. 电流恒定，闭合金属线框向上平移
C. 金属线框固定不动，电流增加
D. 金属线框固定不动，电流减小
9.一列简谐横波沿轴正方向传播，时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到点，时波恰好传到点，波形如图中虚线所示，、、、、是介质中的质点，下列说法正确的是( )
A. 波的传播速度为
B. 当时，质点沿方向振动
C. 质点在时间内沿轴正方向移动了
D. 处质点在时间内通过的路程为
10.如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角，一质量为的形工件沿斜面以速度匀速向下运动。工件上表面光滑，下端为挡板，现将一质量为的小木块轻轻放在工件上的点，当木块运动到工件下端时与挡板碰前的瞬间，工件速度刚好减为零，而后木块与挡板第一次相碰，以后木块将与挡板发生多次碰撞。已知木块与挡板都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始终在工件上运动，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 下滑过程中，工件和木块机械能守恒
B. 下滑过程中，工件的加速度大小为
C. 木块与挡板第次碰撞后瞬间，工件的速度大小为
D. 木块与挡板第次碰撞至第次碰撞的时间间隔为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.物理学中有很多的实验仪器，认识各种物理仪器和准确把物理仪器的示数读写出来是基本的物理学科素养。请把下列仪器的示数读出来，并写在相应位置。
螺旋测微器示数如图所示，则其读数为______；
电阻箱示数如图所示，则其读数为______；
多用电表示数如图所示，若选择开关指着欧姆表“”挡，对应读数是______；若选择开关指着电压表“”挡，对应读数是______。
12.某同学要将一小量程电流表满偏电流为，内阻为改装成有两个量程的电流表，设计电路如图所示，其中定值电阻，。
当开关接端时，该电流表的量程为 ______；
当开关接端时，该电流表的量程为 ______；
该同学选用量程合适电压表内阻未知和此改装电流表测量未知电阻的阻值，设计了图中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差，则使用______填“甲”或“乙”电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，等腰三角形玻璃的底边长为，。一细束入射光线垂直面入射，恰好在底边中点处发生全反射。不考虑光在玻璃里面传播时在和面的反射。已知光在真空中的速度为，求：
该玻璃对这种光的折射率；
光在玻璃里面传播的时间。
14.如图所示，和为平行金属板，质量为，电荷量为的带电粒子从由静止开始被两板间的电场加速后，从上的小孔穿出，以速度由点射入圆形匀强磁场区域，经点穿出磁场，为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计。
判断粒子的电性，并求、间的电压；
求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；
若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间。
15.如图所示，将带电量、质量的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量，滑块与绝缘板间不光滑，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度的水平方向的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长，摆球质量的摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图所示，碰撞后摆球恰好静止，，求：
与车碰撞前摆球到达最低点时对绳子的拉力大小；
球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能；
碰撞后小车的最终速度。
答案和解析
1.
【解析】电磁波只有在真空中传播时的速度才为，根据可知，在介质中传播时速度小于，故A错误；
B.均匀变化的电场激发恒定的磁场，恒定的磁场无法再形成电场，故无法在空间中产生电磁波，故B错误；
C.在真空中，紫外线的波长比红外线小，故C正确；
D.电磁波在同种均匀介质或真空中只能沿直线传播，并且能够发生干涉、衍射现象，故D错误。
故选：。
2.
【解析】当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。音调变高就是频率变高，因此这是多普勒效应现象；
肥皂膜在阳光下呈现彩色是薄膜干涉现象；
闻其声而不见其人，听到声音，却看不见人，这是声音的衍射；
观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感是利用光的偏振现象；
由以上分析可知ABD错误，C正确。
故选：。
3.
【解析】由于小风扇内部电动机线圈存在电阻，所以小风扇正常工作时会将电池电能的一部分转化为机械能，而另一部分转化为焦耳热，小风扇并不能把电池的电能全部转化为机械能，故A错误；
B.正常工作时，电动机的发热功率为，故B正确；
C.正常工作时，电动机的输出功率为，故C错误；
D.若小风扇正常工作时被卡住，则将变为纯电阻元件，此时通过的电流变为，故D错误。
故选：。
4.
【解析】开关闭合后，在滑动变阻器的滑动端向下滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，与并联电阻减小，则外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，内电压增大，则路端电压减小，电压表示数减小；干路电流增大，流过的电流增大，则的电功率增大，
两端的电压增大，所以与并联部分的电压减小，两端电压减小。两端电压减小，由欧姆定律可知，流过的电流减小，即电流表示数减小，故ABC错误，D正确。
故选：。
5.
【解析】在磁铁外部，磁感线从极指向极，长直导线在磁铁的中央上方，导线所在处磁场水平向左；导线电流垂直于纸面向外，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下；由牛顿第三定律可知，导线对磁铁的作用力竖直向上，因此磁铁对桌面的压力减小，小于磁铁的重力，故A正确，BCD错误；
故选：。
6.
【解析】根据牛顿第二定律和圆周运动规律有
可得粒子做匀速圆周运动的周期为
如图所示，过点做半圆边界的切线，切点为。
设半圆边界的圆心为，粒子运动轨迹的圆心为。根据几何关系可知，当粒子从点射出时，粒子转过的圆心角最大，运动时间最长，设，间的距离等于半圆半径的，则
可得：
所以：
即粒子转过的圆心角为，可得运动时间为
，故B正确，ACD错误。
故选B。
7.
【解析】根据对周期加以判断：
减小摆长，单摆周期减小；增加摆长，单摆周期增大，故A正确，B错误；
将单摆由地球赤道移至地球两极，重力加速度增大，单摆周期减小；将单摆由地球两极移至地球赤道，重力加速度减小，单摆周期增大，故C正确，D错误；
故选：。
8.
【解析】根据感应电流产生的条件：闭合回路中磁通量发生变化。所以：
电流恒定，闭合金属线框向右平移，线框中磁通量减小，有感应电流产生；闭合金属线框向上平移，线框中磁通量不变，无感应电流产生，故A正确，B错误；
金属线框固定不动，电流增加或减小，在周围产生的磁场也会随之增强或减弱，则线框中磁通量会增大或减小，因此两种情况都有感应电流产生，故CD正确；
故选：。
9.
【解析】由题意可知波的传播速度为：，故A正确；
B.根据“同侧法”可知，质点沿方向振动，故B正确；
C.质点只平行于轴方向振动，不会沿轴方向移动，故C错误；
D.由题意可知处质点在时起振，并在时到达波峰，所以在时间内通过的路程为，故D错误。
故选：。
10.
【解析】由于放上木块前，工件在斜面上做匀速运动，所以工件与斜面之间一定存在摩擦力，则下滑过程中，工件和木块机械能不守恒，故A错误；
B.放木块前，对工件，由平衡条件
放木块后，设工件的加速度大小为，由牛顿第二定律有
解得
故B正确；
从放上木块到木块与挡板第次碰撞经历的时间为
代入数据解得
木块在工件上下滑时的加速度大小为
代入数据解得
第次碰撞前瞬间木块的速度大小为
代入数据解得
设碰后瞬间工件和木块的速度分别为、，以方向为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
假设工件速度变为零之前，木块与挡板未发生第次碰撞，工件速度从减为零所用时间为
代入数据解得
时间内，工件和木块的位移分别为
代入数据解得
代入数据解得
由可知，木块与挡板第次碰撞瞬间，工件刚好停下，此时木块的速度为
代入数据解得
所以木块与挡板第次碰撞后瞬间，工件的速度大小为
且第次碰撞后的运动过程与第次碰撞后的运动过程相同，则木块与挡板第次碰撞至第次碰撞的时间间隔为
故CD正确。
故选：。
11.
【解析】螺旋测微器的精确度为，读数为
电阻箱示数为
用欧姆表的“”挡测电阻，示数为
用多用电表的电压表“”挡，精确度为，读数为。
故答案为：；；；。
螺旋测微器的精确度为，根据螺旋测微器的读数规则读数；
根据电阻箱的读数规则读数；
用欧姆表的“”挡测电阻，根据欧姆表的读数规则读数；
用多用电表的电压表“”挡，精确度为，要估读到下一位。
本题考查了螺旋测微器、电阻箱和多用表的读数规则，对应基本仪器的读数要熟练掌握。
12. 乙
【解析】当开关接端时，电阻、串联，根据欧姆定律和串联、并联电路的特点
代入数据解得
当开关接端时，电阻与表头串联，根据欧姆定律和串联、并联电路的特点
代入数据解得
图甲的由于电压表的分流，根据欧姆定律求解的电流与改装表的电流不相等，电压表内阻未知，不能进行修正；图乙中，电压表测的是改装电流表和电阻的总电阻，根据欧姆定律求解的电阻与电流表内阻的差，由此可以对改装电流表的内阻引起的误差进行修正。
故答案为：；；乙。
13.光的传播情况如图所示：
根据几何关系可知，光线恰好在底边中点处发生全反射时的入射角为：
，
根据全反射的定义可得该玻璃对这种光的折射率为：
解得：；
根据反射的对称性可知，光在玻璃中传播的路程为：
传播速率为：
传播时间为：。
答：该玻璃对这种光的折射率为；
光在玻璃里面传播的时间为。
14.带电粒子在磁场中运动，根据左手定则可知粒子带正电，粒子在电场中运动由动能定理可知，解得；
粒子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力提供向心力，有，解得；
设粒子运动轨道圆弧对应的圆心角为，如图
依题意粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，由几何关系，得
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，有
带电粒子在磁场中运动的时间
联立解得：
答：粒子带正电，、间的电压为；
粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为；
若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，则粒子在磁场中运动的时间为。
15.小球向下摆动过程，由机械能守恒定律得
在最低点，由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
联立公式得
取向右为正方向，摆球与小车碰撞过程中，由动量守恒定律得
系统损失的机械能为
代入数据解得
假设最终能与一起运动，由动量守恒定律得
受到的向上洛伦兹力为
所以在还未到时已与分开了，对物块
代入数据解得
由动量守恒定律可得
代入数据解得
方向水平向右。
答：与车碰撞前摆球到达最低点时对绳子的拉力大小为；
球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能为；
碰撞后小车的最终速度为。
第1页，共13页