河北省唐山市2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期1月期末考試物理試題【含答案解析】

唐山市2023—2024學(xué)年度高二年級(jí)第一學(xué)期期末考試物理滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫在答題卡上，2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第Ⅰ卷（共46分）一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分1.兩支鉛筆夾成一條狹縫平行日光燈放置，眼睛緊貼著狹縫觀察到光的（）A.衍射現(xiàn)象 B.干涉現(xiàn)象 C.偏振現(xiàn)象 D.折射現(xiàn)象【答案】A【解析】【詳解】光能通過狹縫繼續(xù)傳播，并看到彩色的條紋，這是光的衍射。故選A。2.如圖甲，兩列沿相反方向傳播的橫波，形狀相當(dāng)于正弦曲線的一半，上下對(duì)稱，其振幅和波長(zhǎng)都相等。它們?cè)谙嘤龅哪骋粫r(shí)刻會(huì)出現(xiàn)兩列波“消失”的現(xiàn)象，如圖乙。請(qǐng)判斷：從此時(shí)刻開始、兩質(zhì)點(diǎn)將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)（）A.向上向下 B.向下向上C.向下向下 D.向上向上【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)波的疊加原理，兩列波在相遇區(qū)域，每一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于每列波單獨(dú)引起的振動(dòng)速度的矢量和。在圖乙中，向右傳播的波使質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，向左傳播的波引質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)速度為零，故b向上振動(dòng)；向左傳播的波使質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，向右傳播的波引質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)速度為零，故a向下振動(dòng)。故選B。3.如圖，物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成θ角的恒定拉力F，在作用t時(shí)間后，物體仍保持靜止。則下列說法正確的是（）A.拉力F的沖量方向水平向右B.拉力F的沖量大小是C.摩擦力的沖量大小為0D.合外力沖量大小為0【答案】D【解析】【詳解】A．拉力的沖量方向與拉力的方向相同，即方向與水平方向成θ角斜向右上方，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)沖量的定義可知，拉力F的沖量大小I=Ft故B錯(cuò)誤；C．摩擦力的沖量大小故C錯(cuò)誤；D．物體保持靜止，動(dòng)量變化為零，根據(jù)動(dòng)量定理可知，物體所受合力的沖量大小為零，故D正確。故選D。4.已知氚核的質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的3倍，電荷量與質(zhì)子電荷量相等?，F(xiàn)在質(zhì)子和氚核以大小相同的速度在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）A.質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)半徑之比為 B.質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)半徑之比為C.質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)周期之比為 D.質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)周期之比為【答案】B【解析】【詳解】AB．帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力充當(dāng)向心力有可得若質(zhì)子、氚核在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度相同，則它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑比等于它們比荷的反比。質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)半徑之比故A錯(cuò)誤，B正確；CD．帶電粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期質(zhì)子和氚核運(yùn)動(dòng)周期之比故CD錯(cuò)誤。故選B。5.曾經(jīng)有一則新聞報(bào)道，一名質(zhì)量約為的兒童從樓房的3層落下來，被一名見義勇為的青年接住。設(shè)兒童與青年之間的相互作用時(shí)間為，重力加速度取，此過程中兒童受到的合力的平均值約多大（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】每層樓高約3米，則兒童從3層高的樓房掉到地上時(shí)的速度約為兒童的質(zhì)量約為15kg，落地過程根據(jù)動(dòng)量定理有代入數(shù)據(jù)解得兒童受到的合力的平均值為故選A。6.一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板之間有很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場(chǎng)，兩板間便產(chǎn)生電壓。如果將和電阻為的用電器連接，就是一個(gè)直流電源的兩個(gè)電極。若兩板相距為，不計(jì)板間電阻，板間的磁場(chǎng)按勻強(qiáng)磁場(chǎng)處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，等離子體以速度沿垂直于的方向射入磁場(chǎng)。下列說法正確的是（）A.板電勢(shì)高于板電勢(shì) B.發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為C.通過用電器的電流方向從下到上 D.用電器兩端電壓大小為【答案】D【解析】【詳解】AC．根據(jù)左手定則，帶正電粒子向上偏轉(zhuǎn)，所以P板帶正電，P板的電勢(shì)高于Q板的電勢(shì)，通過用電器的電流方向從上到下，故AC錯(cuò)誤；B．P、Q兩板將會(huì)聚集越來越多的電荷，電場(chǎng)強(qiáng)度變強(qiáng)，令兩板的電動(dòng)勢(shì)為E，當(dāng)平衡時(shí)有解得電源的電動(dòng)勢(shì)故B錯(cuò)誤；D．因?yàn)椴挥?jì)P、Q板間電阻，所以用電器兩端的電壓等于電動(dòng)勢(shì)，即故D正確。故選D。7.如圖所示，寬為的光滑導(dǎo)軌與水平面成角，質(zhì)量為、長(zhǎng)為的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上?？臻g存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)回路總電流為時(shí)，金屬桿恰好能靜止。（）A.磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值為B.磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值為C.保持最小值大小不變，方向豎直向上時(shí)，電流D.保持最小值大小不變，方向豎直向上時(shí)，電流【答案】C【解析】【詳解】AB．只有當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小，B也最小，則對(duì)導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析有由共點(diǎn)力的平衡有經(jīng)過計(jì)算有故AB錯(cuò)誤；CD．若磁場(chǎng)豎直向上，桿受力如圖所示由共點(diǎn)力的平衡有聯(lián)立解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。選對(duì)但不全者得3分，錯(cuò)選或不選得0分。8.質(zhì)量相同的兩個(gè)小球位于同一高度，球以速度豎直上拋，球以速度豎直下拋，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A.落地時(shí)動(dòng)量相同B.從拋出到落地動(dòng)量的變化量相同C.落地時(shí)動(dòng)能相同D.從拋出到落地重力的沖量相同【答案】AC【解析】【詳解】AC．兩球分別做豎直上拋和豎直下拋，由動(dòng)能定理有可推得兩球落地的速度相同，而質(zhì)量相同，則兩球落地時(shí)動(dòng)能相同，落地時(shí)動(dòng)量也相同，故AC正確；B．球先向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)再做自由落體運(yùn)動(dòng)，則，由動(dòng)量定理有可知a球從拋出到落地重力的沖量較大，動(dòng)量的變化量較大，故BD錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波在軸上傳播，圖甲和圖乙分別為軸上兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，且為。下列說法正確的是（）A.波的周期為 B.這列波一定沿軸正方向傳播C.波速大小可能為 D.波速大小可能為【答案】AD【解析】【詳解】A．由兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為，波的周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相同也為。故A正確；B．由振動(dòng)圖象讀出t=0時(shí)刻，a質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，而b位于波峰，若a質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在b質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的左側(cè)，波沿x軸正方向傳播；若a質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在b質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的右側(cè)，波沿x軸負(fù)方向傳播。故B錯(cuò)誤；CD．若波沿x軸正方向傳播，波形圖可能為若波沿x軸負(fù)方向傳播，波形圖可能為由波形圖可知，n=0，1，2…得到波長(zhǎng)，n=0，1，2…波速為，n=0，1，2…故波速大小可能為，當(dāng)時(shí)，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。10.如圖所示，固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的正方形金屬框邊長(zhǎng)為，其中邊是電阻為的均勻電阻絲，其余三邊是電阻可忽略的銅導(dǎo)線，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有一段長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料均與邊相同的電阻絲架在線框上，在一外力作用下以恒定速度從邊滑向邊。在滑動(dòng)過程中與導(dǎo)線框的接觸良好。下列說法正確的是（）A.導(dǎo)線框消耗的電功率最大值為B.外力的最小功率為C.當(dāng)滑過的距離時(shí)，通過段的電流為D.當(dāng)滑過的距離時(shí)，通過段的電流為【答案】BC【解析】【詳解】A．因PQ為電源，內(nèi)阻為r=R，電動(dòng)勢(shì)E=Blv；外電路為aP和bP兩部分電阻的并聯(lián)，則當(dāng)兩部分并聯(lián)的電阻與內(nèi)阻相等時(shí)導(dǎo)線框消耗的功率最大，而aP和bP兩部分電阻的并聯(lián)，在P在ab中點(diǎn)時(shí)電阻最大，最大電阻為，則此時(shí)與內(nèi)阻R最接近，則線框消耗的電功率最大，則導(dǎo)線框消耗的電功率最大值為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．外力的功率等于安培力的功率，當(dāng)PQ在ab中點(diǎn)時(shí)外電阻最大，電流最小，此時(shí)安培力最小，安培力的功率最小，則外力的最小功率為選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)滑過的距離時(shí)，外電阻通過段的電流為選項(xiàng)C正確；D．當(dāng)滑過的距離時(shí)，外電阻通過段的電流為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。第Ⅱ卷（共54分）三、填空題：本題共2小題，11題10分，12題6分，每空2分，共16分11.用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置做“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。（1）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法正確的是________________。A．?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且適當(dāng)長(zhǎng)一些B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C．為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開始時(shí)拉開擺球，使擺角較大D．為了方便記錄時(shí)間，從小球釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖乙所示，擺球直徑為________________。利用刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)，擺球直徑為，則該單擺的擺長(zhǎng)________________。（用字母表示）（3）該單擺擺動(dòng)次全振動(dòng)所用時(shí)間是，用以上測(cè)量的、、表示出重力加速度的計(jì)算式為________________。（4）與重力加速度的真實(shí)值比較，發(fā)現(xiàn)第（3）問中測(cè)量結(jié)果偏大，分析原因可能是________________?！敬鸢浮竣?AB##BA②.20.6③.④.⑤.測(cè)量擺長(zhǎng)L偏大或測(cè)量擺動(dòng)次全振動(dòng)所用時(shí)間偏小【解析】【詳解】（1）[1]A．實(shí)驗(yàn)中擺線的質(zhì)量不計(jì)，并要測(cè)量長(zhǎng)度，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，擺線要選擇細(xì)些的，則質(zhì)量較??；伸縮性小些的，在擺動(dòng)過程中細(xì)線的長(zhǎng)度變化小，并且適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于擺動(dòng)時(shí)時(shí)間的測(cè)量，A正確；B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些，這樣忽略擺線的質(zhì)量相對(duì)影響較??；體積小些的，可減小空氣阻力，B正確；C．單擺的周期與擺角無關(guān)，且要求擺球的擺角要小于5°，只有在單擺擺角很小的條件下振動(dòng)為簡(jiǎn)諧振動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．為了方便記錄時(shí)間，應(yīng)從小球擺到平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，D錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2]用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖乙所示，游標(biāo)尺是10分度的，其精確度為0.1mm，主尺讀數(shù)為20mm，游標(biāo)尺的第6刻度線與主尺某刻度線對(duì)齊，擺球直徑為[3]利用刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)，擺球直徑為，則該單擺的擺長(zhǎng)為（3）[4]該單擺擺動(dòng)次全振動(dòng)所用時(shí)間是，則周期是由單擺周期公式可得重力加速度的計(jì)算式為（4）[5]測(cè)量重力加速度結(jié)果偏大，分析原因可能是：測(cè)量單擺擺長(zhǎng)L偏大或測(cè)量單擺擺動(dòng)次全振動(dòng)所用時(shí)間偏小等。12.某實(shí)驗(yàn)小組使用如圖所示的器材探究影響感應(yīng)電流方向的因素。（1）在圖中用實(shí)線代替導(dǎo)線完成實(shí)驗(yàn)電路連接（）。（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針向左偏了一下。保持開關(guān)閉合，將滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值調(diào)大，靈敏電流計(jì)指針將向________________（選填“左”或“右”）偏。（3）通過變換線圈電流方向、改變螺線管線圈繞行方向，多次實(shí)驗(yàn)后總結(jié)出如下結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的________________。【答案】①.②.右③.變化【解析】【詳解】（1）[1]實(shí)驗(yàn)電路連接如圖（2）[2]連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)G的指針向左偏了一下，說明當(dāng)穿過線圈B的磁通量增加時(shí)電流計(jì)的指針左偏，將滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值調(diào)大，則回路電流減小，則穿過線圈B的磁通量減小，靈敏電流計(jì)指針將向右偏；（3）[3]通過變換A線圈電流方向、改變螺線管線圈繞行方向，多次實(shí)驗(yàn)后總結(jié)出如下結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。四、計(jì)算題：本題共3小題，13題10分，14題12分，15題16分，共38分13.一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)恰能看到桶底邊緣的點(diǎn)。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)，兩點(diǎn)相距，真空中光速為，求：（1）油的折射率；（2）光在油中傳播的速度。（計(jì)算結(jié)果可用根式表示）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）桶內(nèi)油深度為時(shí)，仍沿方向看去，恰能看到桶底點(diǎn)，且，設(shè)在液面上處，入射角為，折射角為，如圖所示可得聯(lián)立解得（2）光在油中的傳播速度為14.如圖所示，回旋加速器兩個(gè)形金屬盒分別與高頻交流電源兩極相接，兩盒放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，回旋加速器右側(cè)存在寬度為的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，豎直虛線為磁場(chǎng)邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為，方向垂直紙面向里。一電子經(jīng)回旋加速器加速后，以速度沿紙面垂直邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，穿出磁場(chǎng)時(shí)速度方向和原來射入方向的夾角為，不計(jì)重力，求：（1）電子的比荷；（2）交流電源頻率。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)幾何關(guān)系可知電子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑為r，則解得電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力提供向心力，則解得（2）電子在回旋加速器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為交流電源的頻率等于電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，則15.如圖所示，水平面上有一質(zhì)量為的木板，其右端固定水平輕質(zhì)彈簧，彈簧左端連接一質(zhì)量為的物塊，物塊與木板一起以的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量為的滑塊以的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻發(fā)生彈性碰撞，碰撞時(shí)間極短。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦阻力。（1）求滑塊碰撞后的速度大??；（2）從碰后瞬間到彈簧被壓縮至最短的過程中，求彈簧的最大彈性勢(shì)能；（3）若從碰撞到彈簧被壓縮至最短的過程中所用時(shí)