湖南省長沙市某中學2023-2024學年高二年級上冊期末考試物理試題（含答案解析）

湖南省長沙市長郡中學2023-2024學年高二上學期期末考試物

理試題

學校:姓名：班級：考號：

一、單選題

1.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）

A.X射線穿透力較強，可用來進行人體透視

B.紫外線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，有很強的熒光效應，可用于防偽

C.麥克斯韋建立了電磁場理論并證實了電磁波的存在

D.紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測量體溫的

2.對于以下光學現(xiàn)象的說法中正確的是（）

T

A.圖甲是雙縫干涉示意圖，若只增大擋板上兩個狹縫5、邑間的距離力兩相鄰亮條

紋間距離Ax將增大

B.圖乙是單縫衍射實驗現(xiàn)象，若只在狹縫寬度不同情況下，上圖對應狹縫較寬

C.圖丙是用干涉法檢測工件表面平整程度時得到的干涉圖樣，彎曲的干涉條紋說明被

檢測的平面在此處是凸起的

D.圖丁中的尸、。是偏振片，當P固定不動，緩慢轉(zhuǎn)動。時，只有當P、。的透振方

向完全相同時光屏上才是明亮的，當P、。的透振方向不完全相同時光屏上都是黑暗的

3.某物理興趣小組的同學進行如圖所示的自感現(xiàn)象研究。在圖中，￡為自感系數(shù)較大的電

感線圈，且電阻忽略不計，A、B為兩個完全相同的燈泡，且它們的額定電壓均等于電源的

電動勢。下列說法正確的是（）

試卷第1頁，共8頁

A.閉合開關(guān)S的瞬間，燈泡A先亮，燈泡B后亮，待電路穩(wěn)定后，B燈泡熄滅

B.閉合開關(guān)S的瞬間，兩燈泡同時亮，待電路穩(wěn)定后，B燈泡熄滅

C.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S,則燈泡A立即熄滅，燈泡B不亮

D.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S,則燈泡A逐漸變暗最后熄滅，燈泡B閃

亮后再次熄滅

4.如圖所示，08CD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，一束由紫光和紅光組成的復

色光沿NO方向從真空射入玻璃，分別從8、C點射出，下列說法中正確的是（）

A.從3點射出的是紅光

B.兩束光在半圓柱體玻璃中傳播時間相等

C.紫光在半圓柱體玻璃中傳播速度較大

D.逐漸減小入射角3紅光先發(fā)生全反射

5.下列單位中，不熊表示磁感應強度單位符號的是（）

6.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在:0時刻的波形，尸、。兩個質(zhì)點的平

衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。/=0.5s時，質(zhì)點尸恰好第二次位于波峰位置。下列

說法正確的是（）

試卷第2頁，共8頁

B.這列波的傳播速度為6m/s

C.t=0.6s時，質(zhì)點0將位于波峰位置

D.質(zhì)點。在0~0.9s內(nèi)的路程為18cm

7.某變壓器內(nèi)部示意圖如圖所示，定值電阻用、與分別連在理想變壓器原，副線圈上，且

4=4鳥,理想變壓器原，副線圈匝數(shù)之比為2：1,左側(cè)接線柱接在交流電源上，則?、R2

二、多選題

8.圖甲中實線和虛線分別為同一直線上兩個波源°、6做簡諧運動的圖像，以成所在直線

為x軸，波源。、6平衡位置的坐標分別為Z=0,xb=6m,圖乙為"0.2s時刻的波形圖，

B.兩列波的波速均為10m/s

試卷第3頁，共8頁

C.0?0.5s內(nèi)x=3m處的質(zhì)點運動的路程為0

D.1=0.5s時，x=4m處的質(zhì)點位移為-20cm

9.圖甲為風力發(fā)電的簡易模型。在風力作用下，風葉帶動與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動，磁鐵下

A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/s

B.線圈兩端電壓的有效值為6亞V

C.交流電的電壓表達式為U=12sin5兀*V）

D.該交流電可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上

10.如圖所示，在熒光板的上方分布了水平方向的勻強磁場，磁感應強度大小為2,方

向垂直紙面向里。距熒光板距離為d處有一粒子源S。能夠在紙面內(nèi)不斷均勻地向各個方向

發(fā)射速度大小為丫=幽、電荷量為外質(zhì)量為機的帶正電粒子，不計粒子的重力，已知粒

m

子源發(fā)射粒子的總個數(shù)為N,則（）

XXXXXX

XXx.sxXX

XXXXXX

XXXXXX

MN

A.從粒子源出發(fā)到板的最短時間為k

2Bq

7Tlm

B.同一時刻發(fā)射的粒子打到熒光板上的最大時間差為k

C.粒子能打到板上的區(qū)域長度為2d

D.打到板上的粒子數(shù)為1N

2

三、實驗題

試卷第4頁，共8頁

11.某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：

(1)該同學用游標卡尺測得單擺小球的直徑為mm；同學用秒表記錄的時間如圖所

1

是

一

=

_

=

01020.==

§

/

、

(2)若該同學測得的重力加速度數(shù)值大于當?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值，造成這一情況的原

因可能是。(選填下列選項前的序號)

A.測量擺長時，把擺線的長度當成了擺長

B.擺線上端未牢固地固定于。點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線越擺越長

C.測量周期時，誤將擺球(〃-1)次全振動的時間/記為了〃次全振動的時間，并由計算

式？=人求得周期7

n

D.擺球的質(zhì)量過大

(3)如果該同學在實驗時，用的擺球質(zhì)量分布不均勻，無法確定其重心位置。他第一次量

得擺線的長度為乙，測得周期為工；第二次量得擺線的長度為右，測得周期為心。根據(jù)上

述數(shù)據(jù)，可求得g值為=

12.某同學在做“驗證動量守恒定律”的實驗中，實驗室具備的實驗器材有：斜槽軌道，兩個

大小相等、質(zhì)量不同的小鋼球A、B,刻度尺，白紙，圓規(guī)，重垂線。實驗裝置及實驗中小

球運動軌跡及落點平均位置如圖甲所示。

試卷第5頁，共8頁

?A

重

〃〃/〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃，〃

OMPN

甲

（1）對于實驗中注意事項、器材和需測量的物理量，下列說法中正確的是（填字

母序號）。

A.實驗前軌道的調(diào)節(jié)應注意使槽的末端的切線水平

B.實驗中要保證每次A球從同一高處由靜止釋放

C.實驗中還缺少的器材有復寫紙和秒表

D.實驗中需測量的物理量只有線段OP、（W和ON的長度

（2）實驗中若小球/的質(zhì)量為叫，小球B的質(zhì)量為"2，當叫〉機2時，實驗中記下了。、

M、P、N四個位置，若滿足（用/、嗎、OM、OP、ON表示），則說明

碰撞中動量守恒；若還滿足（只能用。河、OP、ON表示），則說明碰撞

中機械能也守恒。

碰撞刖總動量-碰撞后總動量.

（3）相對誤差b=-------碰撞前總動量-------*10n0n/o0/小于5.0%可視為碰撞中系統(tǒng)的

總動量守恒。某次實驗中：測得入射小球質(zhì)量叫是被碰小球質(zhì)量啊的4倍，小球落點情況

如圖乙所示。計算該次實驗相對誤差為%（保留兩位有效數(shù)字）。

OMPN

14.80

<--------------->

25.50

<---------------------------------------3

40.90

單位:cm

乙

四、解答題

13.兩塊質(zhì)量分別為冽的木塊靜止在光滑水平面上，中間用一根勁度系數(shù)為左的輕彈簧連

試卷第6頁，共8頁

接著，如圖所示?，F(xiàn)從水平方向迎面射來一顆子彈，質(zhì)量為:，速度為2,子彈射入木塊A

并留在其中。求：

（1）在子彈擊中木塊后的瞬間木塊A的速度大小VA；

（2）在子彈擊中木塊后的運動過程中彈簧的最大彈性勢能。

vAB

——>^0————

匚Am%

^77777777777777777777777777777777777

14.如圖所示，空間存在一有水平邊界的條形勻強磁場區(qū)域（邊界有磁場），磁感應強度為

B,磁場方向與豎直平面垂直（垂直紙面向里），邊界間距為心一邊長也為2、電阻為R

質(zhì)量為加的正方形導線框沿豎直方向運動，線框所在平面始終與磁場方向垂直，且線框上、

下邊始終水平。f=0時刻導線框的上邊恰好與磁場的下邊界重合（圖中位置I）,導線框的初

速度為％豎直向上，當線框的下邊恰好與磁場的上邊界重合（圖中位置n）時導線框的速度

剛好為零。然后線框又回到初始位置I,此時線框的速度大小為V豎直向下。設(shè)重力加速度

為go求：

（1）線框從位置I開始向上運動時線框中感應電流的方向（用“順時針方向”或“逆時針方向”

表示），以及此時線框的加速度大??；

（2）線框運動全過程（從位置I開始又回到位置I）產(chǎn)生的焦耳熱；

（3）線框運動全過程（從位置I開始又回到位置I）的時間。

iII：

15.如圖甲所示，在g爛d的區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場，在x<0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的

勻強電場（圖中未畫出）。一質(zhì)子從點尸（）處以速度vo沿x軸正方向運動，t=0

時，恰從坐標原點。進入勻強磁場。磁場按圖乙所示規(guī)律變化，以垂直于紙面向外為正方

向。已知質(zhì)子的質(zhì)量為加，電荷量為e,重力不計。

（1）求質(zhì)子剛進入磁場時的速度大小和方向；

（2）若質(zhì)子在0~（時間內(nèi)從y軸飛出磁場，求磁感應強度3的最小值；

試卷第7頁，共8頁

(3)若質(zhì)子從點M(d,0)處離開磁場，且離開磁場時的速度方向與進入磁場時相同，求

磁感應強度Bo的大小及磁場變化周期T。

試卷第8頁，共8頁

參考答案:

題號12345678910

答案ACBBDDBBCDBCBD

1.A

【詳解】A.X射線穿透力較強，可用來進行人體透視，故A正確；

B.紫外線有很強的熒光效應，可用于防偽，但不帶電，不能在磁場中偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；

C.麥克斯韋建立了電磁場理論并預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在,

故C錯誤；

D.紅外體溫計是依據(jù)人體發(fā)射紅外線來測量體溫的，不是體溫計發(fā)射紅外線，故D錯誤。

故選Ao

2.C

【詳解】A.根據(jù)雙縫干涉相鄰兩亮條紋的間距Ax與雙縫間距離”及光的波長彳的關(guān)系式

Ax=-A

d

可知只增大擋板上兩個狹縫，、邑間的距離山兩相鄰亮條紋間距離原將減小，故A錯誤;

B.根據(jù)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件可知，狹縫越窄，衍射現(xiàn)象越明顯，因此若這是在狹縫寬

度不同的情況下，上圖對應狹縫較窄，故B錯誤；

C.由圖可知，條紋向空氣薄膜較厚處發(fā)生彎曲，說明彎曲處的光程差變短，空氣薄膜間距

變小，則被檢測的平面在此處是凸起的，故c正確；

D.緩慢轉(zhuǎn)動。時，當尸、。的透振方向完全相同時光屏上最明亮，然后會逐漸變暗，當尸、

。的透振方向垂直時最暗，故D錯誤。

故選C。

3.B

【詳解】AB.合上開關(guān)S的瞬間，自感線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增大，由于電源電壓

同時加到兩燈泡上，燈泡A、B同時亮，待電路穩(wěn)定后，自感線圈電阻忽略不計，相當于導

線，燈泡B被短路熄滅，燈泡A兩端電壓為電源電壓，變得更亮，故A錯誤，B正確；

CD.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S瞬間，燈泡A立即熄滅，自感線圈產(chǎn)生自感

電動勢阻礙電流減小，在自感線圈與燈泡B間構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生感應電流，燈泡B閃

亮一下后熄滅，故CD錯誤。

故選Bo

答案第1頁，共12頁

4.B

【詳解】A.玻璃對紫光的折射率大于紅光，從5點射出的是紫光，故A錯誤;

B.設(shè)。。長度為力折射角分別為%、%,連接B。、CD,如下圖

根據(jù)

sinic

nB=-------=——

sin0BvB

sinzc

nc=-------=—

sinOcvc

解得

sin6B_sinOc

VBVC

光在玻璃中傳播時間為

dsin。

t=--------

v

可解得

=t

tBC

故B正確；

c.根據(jù)v=￡,玻璃對紫光的折射率大于紅光，紫光在半圓柱體玻璃中傳播速度較小，故C

n

錯誤；

D.逐漸減小入射角3在半圓柱體玻璃內(nèi)部的紫光臨界角較小，先先發(fā)生全反射，故D錯

誤。

故選Bo

5.D

【詳解】AB.根據(jù)磁感應強度的定義式

IL

得

答案第2頁，共12頁

A-m

故AB錯誤；

C.根據(jù)公式

F=ma

由質(zhì)量的單位是kg,而加速度的單位是m/s2,則單位的換算可得

故C錯誤；

D.由安培力的單位是N,長度的單位為m,而電流的單位是A,根據(jù)

所以

1A=1-

S

則單位的換算可得

1T=1^-=1小

A-mC-m

故D正確。

故選D。

6.D

【詳解】A.質(zhì)點P從當前位置至第二次位于波峰位置，用時

t=T+-T=Q.5s

4

解得

T=0.4s

故A錯誤；

B.由圖可知波長/l=2m,所以波速

v=—=5m/s

T

故B錯誤；

C.f=0時刻，質(zhì)點。正在向下振動；f=0.6s時，?；氐搅似胶馕恢?，且正在向上振動，

故C錯誤；

D.質(zhì)點。在0?0.9s內(nèi)，完成了兩個全振動，又從平衡位置振動到了波谷處，所以其路程

答案第3頁，共12頁

5=(4x2+1)A=9x2cm=18cm

故D正確。

故選Do

7.B

【詳解】R的功率

RT47?2

變壓器次級電壓，即上兩端電壓為

n12

處的功率

討A小4A2

2

故選B。

8.BCD

【詳解】A.由圖甲可知波源“b產(chǎn)生的機械波的周期均為7=0.4s,則頻率均為

f———2.5Hz

T

可知兩列波具有相同的頻率，相位差恒定，故能發(fā)生干涉現(xiàn)象，A錯誤；

B.由圖乙可知兩列波的波長均為4m,則兩列波的波速均為

Z4

v=—=—m/s=10m/s

T0.4

B正確；

C.由圖乙可知當波源a的波谷傳到x=3m處時，波源6的波峰也剛好傳到x=3m處，可知

x=3m處為振動減弱點，且兩列波的振幅相同，故x=3m處的質(zhì)點一直處于平衡位置，即

在0?0.5s內(nèi)x=3m處的質(zhì)點運動的路程是0,C正確；

D.由圖乙可知波源6在x=4m處的起振方向向上，從0.2?0.5s時間內(nèi)，由于

3

0.3s=—7

4

可知/=0.5s時，波源6的振動使得x=4m處的質(zhì)點的位移為-10cm,在0.3s內(nèi)波向前傳播

的距離為

Ax=vAz=10x0.3m=3m

答案第4頁，共12頁

由圖乙可知，f=0.5s時，波源a的波谷剛好傳到x=4m處，故t=0.5s時，x=4m處的質(zhì)點

位移為-20cm,D正確。

故選BCDo

9.BC

【詳解】A.由題圖乙可知電壓的周期為T=0.4s,故磁鐵的轉(zhuǎn)速為

n~~—=r/s=2.5r/s

r0.4

故A錯誤；

B.通過題圖乙可知電壓的最大值為12V,故有效值

U12廣

U=mhgV=6近V

故B正確；

C.周期7=0.4s,故

2支2兀、,

co——=rad/s=5兀rad/s

T0.4

故電壓的表達式為

U=12sin5m(V)

故C正確；

D.電容器的擊穿電壓為交流電的最大值，而交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故該

交流電不能直接加在擊穿電壓為9V的電容器上，故D錯誤。

故選BC=

10.BD

【詳解】A.在磁場中運動時間最長和最短的粒子運動軌跡示意圖如下，粒子做整個圓周運

由幾何關(guān)系可知最短時間

1Tim

=-1=-----

63qB

故A錯誤；

答案第5頁，共12頁

B.粒子在磁場中最長時間

3_3Tlm

h=—T=——

42Bq

47Tlm

Az—t,一乙-----

6qB

故B正確;

C.粒子運動的半徑

R=—=d

Bq

粒子運動到絕緣板的兩種臨界情況如圖：設(shè)SC垂直于與交于C點，由幾何關(guān)系可

知，左側(cè)最遠處與S之間的距離恰好是圓的直徑，則左側(cè)最遠處/離C距離為自，右側(cè)

離C最遠處為瓦距離為d,所以粒子能打在板上的區(qū)域長度是（百+l）d,故C錯誤;

D.當向垂直于板豎直方向左側(cè)發(fā)射時，均可打到板上，而向垂直于板豎直方向右側(cè)發(fā)射時,

均打不到板上，所以打到板上的粒子數(shù)為孑，故D正確。

故選BDo

11.10.7096.8C

T；y

【詳解】（1）[1]游標卡尺的讀數(shù)為主尺讀數(shù)與游標尺讀數(shù)之和，所以單擺小球的直徑為

10+14x0.05mm=10.70mm

⑵秒表的讀數(shù)為分針讀數(shù)與秒針讀數(shù)之和，所以圖中秒表的示數(shù)為（60+36.8）s=96.8s。

(2)[3]A.根據(jù)

L

7=2兀

g

整理得

4n2n2L

測量擺長時，把擺線的長度當成了擺長，則擺長的測量值偏小，導致重力加速度的測量值偏

答案第6頁，共12頁

小，故A錯誤；

B.擺線上端未牢固地固定于。點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線越擺越長，知擺長的測量值偏

小，導致重力加速度測量值偏小，故B錯誤；

C.測量周期時，誤將擺球（〃-1）次全振動的時間才記為了〃次全振動的時間，則周期的

測量值偏小，導致重力加速度的測量值偏大，故c正確；

D.擺球的質(zhì)量過大，不影響重力加速度的測量，故D錯誤。

故選C。

（3）[4]根據(jù)單擺的周期公式有

L+r

4=2兀x

聯(lián)立可得

4一億一4）

12.AB/BA-OP--OM+m2-ONON=OP+OM1.9

【詳解】（1）[1]A.因為初速度沿水平方向，所以必須保證槽的末端的切線是水平的，A項

正確；

B.因為實驗要重復進行多次以確定同一個彈性碰撞后兩小球的落點的確切位置，所以每次

碰撞前入射球A的速度必須相同，B項正確；

C.要測量A球的質(zhì)量加A和B球的質(zhì)量機B，故需要天平；讓入射球落地后在地板上合適的

位置鋪上白紙并在相應的位置鋪上復寫紙，用重垂線把斜槽末端即被碰小球的重心投影到白

紙上。點，故需要復寫紙，不需要秒表，C項錯誤；

D.由別人。尸=4°刊+機BON可知實驗中需測量的物理量是A球的質(zhì)量啊和B球的質(zhì)量叫，

線段OP、（W和ON的長度，D項錯誤。

故選AB-

（2）[2]小球做平拋運動下落的高度相同，則時間相同，水平位移和速度成正比，則可以用

水平位移代替水平速度，從圖中可以看出，碰前的總動量為g-OP,碰后的總動量為

答案第7頁，共12頁

m^OM+m^ON,若碰前的總動量與碰后的總動量近似相等，就可以驗證碰撞中的動量守

恒，即需滿足

mx-OP=mt-OM+m2-ON

[3]若碰撞前后動能相等，則有

2

；mx-(OP?=；加］.((9711)+；加2.(ON?

聯(lián)立解得

ON=OP+OM

(3)［4］根據(jù)

碰撞前總動量-碰撞后總動量

<7=-X100%

碰撞前總動量

得

25.5m,-(14.8m,+40.9m)

o=--------------------1-----------心?100%=1.9%

25.5嗎

13.(1)—；(2)—mvg

590°

【詳解】(1)對子彈和木塊A組成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律有

mm

解得

(2)在子彈擊中木塊后，當A和B達到共同速度v時，A和B組成的系統(tǒng)相當于完成了一

次完全非彈性碰撞，損失的動能最多，而損失的動能全部轉(zhuǎn)化為了彈簧的彈性勢能，所以此

時彈簧的彈性勢能最大，根據(jù)動量守恒定律有

m彳+2可v

解得

根據(jù)能量守恒定律可知彈簧的最大彈性勢能為

m以Tg+2加卜

Epmax—Fm—加京

24490。

8叫1210v+v

14.(1)逆時針方向，a=g+；(2)Q息=3叫_3mM2；(3)t=n

mRg

答案第8頁，共12頁

【詳解】（1）據(jù)右手定則可得，線框中感應電流的方向為逆時針方向。線框在位置I感應電

動勢

E=BLv0

產(chǎn)生的感應電流

所受的安培力

合外力

Fa=mg+BIL=ma

解得

（2）據(jù)能量守恒可得

Q&=^mvl-^mv2

（3）對開始向上運動到下落回位置I的整個過程，取向下為正方向，由動量定理

B2I：vB2I^V