2023-2024年云南省曲靖市高二上学期1月期末物理试题-（解析版）

曲靖市第一中学高二年级2024年1月期末考试物理试卷物理一、单选题1.下列说法错误的是（）A.法拉第提炼出“场”的科学创新思想，并引入电场线B.光的偏振现象说明光是一种横波C.光的色散是由光的干涉引起的D.机械波的波速由介质决定【答案】C【解析】法拉第提炼出“场”的科学创新思想，并引入电场线，选项A正确，不符合题意；光的偏振现象说明光是一种横波，选项B正确，不符合题意；光的色散是由光的折射引起的，选项C错误，符合题意；机械波的波速由介质决定，选项D正确，不符合题意。故选C。2.如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向如图，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，则（）A.圆环中产生顺时针方向的感应电流 B.圆环中无感应电流C.圆环有扩张的趋势 D.圆环受到水平向左的摩擦力【答案】D【解析】直导线通电流向上，在右侧产生的磁感线向里，电流增大，穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场向外，则感应电流为逆时针，故A、B错误；穿过圆环的磁通量增大，根据楞次定律的理解“增缩减扩”，可知圆环有收缩的趋势，故C错误；将有逆时针感应电流流过的圆环用微元法截成电流元，上下电流元所受安培力抵消，而对于左右的电流元，由于左侧所处磁感应强度更大，抵消右侧所受安培力之后为总的安培力方向，由左手定则可知方向向右，则圆环始终静止在水平桌面上有圆环受到水平向左的摩擦力和安培力平衡，故D正确。故选D。3.水果碰伤阈值是指水果在不碰伤的情况下能够从静止状态跌落的最大高度。已知导致苹果碰伤所需的平均作用力约为苹果自身重力的倍。假设苹果在接触钢板后减速至静止，重力加速度取，则苹果在钢板上的碰伤阈值最接近（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设苹果刚接触钢板时速度为，取向上为正方向，根据动量定理，有，解得，设苹果从静止状态跌落的最大高度为，有，解得，故选B。4.如图所示的振荡电路中，某时刻电流的方向指向板，且正在增大，则此时（）A.板带负电 B.电容器正在充电 C.线圈两端电压在增大 D.磁场能正在转化为电场能【答案】A【解析】电流的方向指向板，且正在增大，说明电容器C正在放电，则、板间的电压在减小，则线圈两端电压在减小，电流方向从正极板流向负极板，因此板带正电，板带负电，A正确，B、C错误；电容器正在放电，可知电场能正在转化为磁场能，D错误。故选A。5.某物理小组利用实验室的交流发电机（内阻可视为零）对图中理想变压器所在电路供电。已知发电机输出电压为，其中为理想电流表，为定值电阻，滑动变阻器最大值为，为滑动变阻器的滑片，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节。下列说法正确的是（）A.仅将滑片上移，消耗的功率变小B.仅将滑动触头上移，电流表示数变小C.当时，原线圈两端电压瞬时值为D.仅将发电机线圈转速变为原来的倍，则的功率也变为原来的倍【答案】A【解析】若滑动触头不动，则次级电压一定，将视为电动势为的电源的内阻，则当时消耗的功率最大，因，若仅将滑片上移，则减小，即的阻值远离，则消耗的功率变小，选项A正确；仅将滑动触头上移，则次级匝数增加，次级电压变大，次级电流变大，则初级电流变大，即电流表示数变大，选项B错误；根据，当时，原线圈两端电压瞬时值为，选项C错误；仅将发电机线圈转速变为原来的倍，根据，可知感应电动势最大值变为原来的倍，有效值变为原来的倍，次级电压变为原来的倍，次级电流变为原来的倍，根据，则的功率也变为原来的倍，选项D错误。故选A。6.如图甲所示，单匝线圈电阻，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为，有一个阻值为的电阻两端分别与线圈两端、相连，电阻的一端接地。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，则（）A.在时间内，点电势高于点电势B.当时穿过线圈的磁通量为C.在时间内，通过电阻的电荷量大小为D.在时间内，、两点间电压大小【答案】C【解析】在时间内，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，中有电流从流向，点电势高于点电势，A错误；由图可知时，，则此时穿过线圈的磁通量为，B错误；根据法拉第电磁感应定律可得，由闭合电路欧姆定律得，两端电压为，D错误；内通过电阻的电荷量大小为，C正确。故选C7.如图所示，半径为的圆形区域内存在一垂直于纸面向外的匀强磁场，粒子源位于磁场边界上，可平行于纸面沿各个方向向磁场区域内射入速率均为的同种带正电的粒子，在磁场中运动时间最长的粒子速度方向偏转了。已知粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力及粒子之间的相互作用。则匀强磁场的磁感应强度大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】如图所示，设圆形磁场区域圆心为，过点作直径的垂线，与过M点速度方向的垂线交于点，即粒子轨迹的圆心，已知粒子速度偏转角为，故轨迹圆心角为，可知，由几何关系可知粒子轨迹半径，由洛伦兹力提供向心力可得，联立解得，故选B。二、多选题8.一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，是介质中的质点，图（b）是质点的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为，则（）A.该波的周期为 B.该波的波长为C.该波沿轴正方向传播 D.质点的平衡位置坐标为【答案】B、D【解析】该波的周期为，选项A错误；该波波长为，选项B正确；由点的振动图像可知，在时质点沿轴负向运动，结合波形图可知，该波沿轴负方向传播，选项C错误；由振动图像可知时刻质点的位移为，结合波形图可知，质点左侧的波峰平衡位置坐标为，质点的平衡位置坐标为，选项D正确。故选B、D。9.弹簧振子做机械振动，若从平衡位置开始计时，经过时，振子第一次经过点，又经过了，振子第二次经过点，则到该振子第三次经过点可能还需要多长时间（）A. B. C. D.【答案】B、D【解析】假设振子从平衡位置开始向右运动，当点在右侧时，由题意可知，该振子第三次经过点还需要的时间为。当点在左侧时，由题意可知，可得，该振子第三次经过点还需要的时间为，故选B、D。10.质量为、电荷量为的微粒，以与水平方向成角的速度，从点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到，重力加速度为，下列说法正确的是（）A.该微粒一定带正电荷 B.微粒从到的运动是匀速直线运动C.该磁场的磁感应强度大小为 D.该电场的场强大小为【答案】B、C、D【解析】若微粒带正电，它受竖直向下的重力、水平向左的电场力和斜向右下的洛伦兹力，微粒不能做直线运动，据此可知微粒应带负电，它受竖直向下的重力、水平向右的电场力和斜向左上的洛伦兹力，又知微粒恰好沿直线运动到，可知微粒应该做匀速直线运动，故B正确，A错误；由平衡条件可知，，得磁场的磁感应强度，电场的场强，故C、D正确。故选B、C、D。三、实验题11.小明和小华同学在实验室选择相同的小钢球进行“用单摆测量重力加速度大小”的实验。（1）某次小明使用游标卡尺测量小钢球直径的读数如图所示，其读数为________。（2）小明和小华按照规范安装好单摆，测得摆线的长度为，并测得单摆完成次全振动的时间为，则当地重力加速度值的表达式________（结果用、、、表示）。【答案】（1）；（2）【解析】（1）使用游标卡尺测量小钢球直径的读数为。（2）单摆周期，根据，解得当地重力加速度值的表达式。12.某同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。（1）图甲中的、、分别是______A.双缝、滤光片、单缝 B.滤光片、单缝、双缝 C.单缝、双缝、滤光片（2）该小组同学在目镜中观察到的干涉图样为______（填“”或“”）。A. B.（3）下列说法正确的是______。A.若仅将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽B.若仅将单缝向双缝移动一小段距离，则相邻干涉条纹间距变宽C.若仅增大双缝间的距离，则相邻干涉条纹间距变小D.若去掉滤光片，则干涉现象消失（4）实验中，选用红色滤光片测量红光的波长，测得双缝间的距离，双缝与屏之间的距离，通过测量头观察第条亮条纹的读数为，转动手轮，使分划线向一侧移动，使分划板的中心刻线对齐第条亮条纹的中心，观察第条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为______，由此求得红光的波长为______（计算结果保留三位有效数字）。【答案】（1）B；（2）A；（3）A、C；（4）；【解析】（1）“用双缝干涉测量光波长”实验装置中，光具座上、、处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。故选B。（2）干涉条纹是等间距的条纹，所以同学在目镜中观察到的干涉图样为图。故选A。（3）相邻两亮条纹间距，蓝光波长小于红光波长，将蓝色滤光片换成红色滤光片，则相邻干涉条纹间距变宽，故A正确；条纹间距与单缝和双缝间的距离无关，故B错误；双缝间距变大，条纹间距变小，故C正确；光源发出的光如果不是单色光，去掉滤光片，仍能发生干涉现象，是复色光的干涉，故D错误。故选A、C。（4）第条亮条纹的位置如图乙所示，其读数为，由题图可知，条纹间距，根据，解得。四、解答题13.如图，边长为的正方形为一棱镜的横截面，为边的中点。在截面所在的平面，一光线自点射入棱镜，入射角为，经折射后在边的点恰好发生全反射，反射光线从边的点射出棱镜，求棱镜的折射率以及、两点之间的距离。【答案】，【解析】光线在点发生折射有，由题知，光线经折射后在边的点恰好发生全反射，则，，联立有，，根据几何关系有，解得，再由，解得。14.如图所示，一光滑曲面轨道与动摩擦因数为的水平面平滑连接。在距光滑曲面轨道右端处，静置一质量为的小滑块，现将质量的小滑块从曲面轨道上高处从静止释放（滑块可看作质点，取）。求：（1）小滑块与碰撞前的速度；（2）若碰撞无机械能量损失，碰后小滑块、最终停止运动时，与之间的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）小滑块从释放到与碰撞前，由动能定理，解得碰前的速度为。（2）若碰撞无机械能量损失，则两物体发生弹性碰撞，由动量守恒定理和机械能守恒定律，解得碰后，，碰后向左运动，再次回到碰撞处的速度由动能定理，解得，故碰后向右做初速度为的匀减速直线运动，碰后再次回到碰撞处后也做初速度为的匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知它们的加速度相同，所以两物体最终会停在同一处，它们的距离为。15.如图所示，倾角为、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有一系列间距均为的水平虚线（图中仅画出部分），虚线、间存在垂直斜面向下的匀强磁场，从虚线向下每间隔在两虚线间存在垂直斜面向下的与虚线、间相同的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻值为、边长为的正方形线框从虚线上方某位置由静止释放，边始终与虚线平行，当线框的边刚好到达虚线时，线框的加速度大小为，方向沿斜面向下，重力加速度取。整个过程中线框始终没有发生转动。求：（1）线框释放瞬间，边到虚线的间距；（2）线框的最大速度；（3）若从释放到线框的速度达到最大，所用的时间为，则此过程中线框中产生的焦耳热为多少?【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）设线框的边到虚线时的速度为，则由法拉第电磁感应定律得，由闭合电路欧姆定律得，又，由牛顿第二定律得，代入数据解得。线框从释放到边与虚线重合