江西省赣州市2023-2024学年高二下学期7月期末考试 物理含解析

赣州市2023~2024学年度第二学期期末考试高二物理试卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.对下列物理现象的解释，说法不正确的是（）A.光导纤维传输信号利用了光的全反射现象B.环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的衍射现象C.当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象D.看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象2.如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（）A.闭合开关S瞬间，灯泡A、B、C同时亮B.闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮C.断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗D.断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同3.交流发电机在工作时电动势的瞬时值为，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，其他条件不变，则电动势的有效值变为（）A. B.C. D.4.如图甲，由细线和装有墨水容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（）A. B. C. D.5.LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（）A.电路中的电流方向为顺时针由b到aB.电容器下极板带正电C.线圈L中的磁场能正在增强D.电容器两极板间的电场强度正在增大6.如图所示，和是两个振动情况完全相同的波源，时均从平衡位置开始向上振动，形成两列横波，波长均为4m，振幅均为2cm，两者位于同一直线上，相距12m，连线上有一质点A，与的距离为3m。机械波在介质中传播的速度为2m/s。下列说法正确的是（）A.两列波的频率均为2HzB.两列波叠加后质点A振幅为4cmC.0~3s，质点A通过的路程为8cmD.两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点7.如图甲所示，正方形线圈abcd内右半部分存在垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数，边长，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，线圈始终静止在粗糙的水平面。规定垂直平面向里为磁场的正方向，则线圈产生的感应电流I（规定顺时针为电流正方向）、受到的安培力F安（取向右为正方向）、受到的摩擦力f（取向右为正方向）和产生的焦耳热Q随时间t变化的图像，正确的是（）A. B.C D.二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图甲所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（）A.波的传播速度B.波沿x轴正方向传播C.时，处的质点加速度为0D.时，处的质点位于处9.关于以下四幅课本上的插图，下列说法正确的是（）A.如图甲，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动B.图乙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过C.图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化D.图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动10.如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I、距离r的关系式为（式中k为常量）。设a、b间距为L，当六根导线通有等大同向电流时，其中a处导线对b处导线的安培力大小为F，则（）A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小为B.六根导线在O点产生的磁感应强度大小为C.a处导线所受安培力方向沿aO指向O点D.a处导线对d处导线的安培力大小为三、实验题：本题共2小题，11题8分，12题8分，共16分。11.小章同学利用如图甲所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更大的双缝（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，手轮上的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______（用、、d、L表示）；（3）在第（2）问的测量中，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.00m，分划板刻线在A位置时手轮上的读数为1.470mm，在B位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为______mm，所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。12.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，利用如图可拆式变压器、学生电源和导线进行研究。（1）除图中所给器材外，实验还需要的器材是______。A.直流电流表 B.直流电压表 C.条形磁铁 D.多用电表（2）观察变压器的结构，其铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中______过大而导致浪费能量，损坏电器。（3）小明同学选用变压器原线圈匝数匝和副线圈匝数匝位置进行实验，并把输入电压调至恒定电压，则用合适测电压的装置测得副线圈电压为______V。（4）小李同学实验中将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时刻该同学先断开开关，时刻再闭合开关，则时间内进行的操作可能是______。A.拧紧了松动的铁芯 B.增加了交流电源的频率C.减少了副线圈的匝数 D.减少了原线圈的匝数四、计算题：本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。13.如图，光源S到水面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全反射，S到P的距离为，真空中光速。求（1）水的折射率n；（2）光在水中的传播速度v。14.如图，在边长为L的正方体区域的右侧面，以中心O为原点建立直角坐标系xOy，x轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场和磁感强度大小为B的匀强磁场，若电量为q、质量为m的正离子以某一速度正对O点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。（1）若正离子从右侧面坐标为的P点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量；（2）若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度的正离子能否从右侧面射出。若能，求出射点坐标；若不能，请说明理由。15.如图所示，足够长的两根平行金属轨道固定放置，间距，其中轨道aa1、bb1水平，轨道a1a2、b1b2与水平面成，金属导轨处在垂直斜面轨道向上且大小的匀强磁场中。在轨道aa1、bb1之间固定了两个绝缘立柱，紧挨绝缘立柱左侧放置一金属杆2，金属杆1从斜面轨道a1a2、b1b2上静止释放，经过位移时，金属杆1恰好达到最大速度。已知金属杆1和2的质量均为，长度均为，电阻均为，金属杆与导轨接触良好并始终保持与导轨垂直，不计导轨电阻和一切摩擦，取（忽略金属杆1运动过程中对原磁场的影响），求：（1）金属杆1的最大速度大小；（2）金属杆1达到最大速度过程中金属杆2产生的焦耳热；（3）金属杆1达到最大速度过程中两个绝缘立柱对金属杆2产生的冲量大小。赣州市2023~2024学年度第二学期期末考试高二物理试卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.对下列物理现象的解释，说法不正确的是（）A.光导纤维传输信号利用了光的全反射现象B.环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是波的衍射现象C.当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象D.看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象【答案】B【解析】【详解】A．光导纤维传输信号利用了光全反射现象，故A正确，不符合题意；B．环绕发声的双股音叉绕一圈，听到声音忽强忽弱，是因为音叉发出两个频率相同的声波相互叠加，从而出现加强区和减弱区，这是声音的干涉现象，故B错误，符合题意；C．当正在鸣笛的火车急驶而来时，我们听到汽笛声音调变高，这是多普勒效应现象，故C正确，不符合题意；D．看立体电影时戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果具有立体感，是利用光的偏振现象，故D正确，不符合题意。故选B。2.如图所示的电路中，A、B、C是三个相同的灯泡，L是自感线圈，其电阻与灯泡电阻相等，开关S先闭合然后再断开，则（）A.闭合开关S的瞬间，灯泡A、B、C同时亮B.闭合开关S的瞬间，A立即亮而B、C慢慢亮C.断开开关S的瞬间，A、B、C先闪亮一下，然后逐渐变暗D.断开开关S的瞬间，灯泡A、B、C中的电流大小相同【答案】D【解析】【详解】AB.闭合开关S的瞬间，由于自感线圈的阻碍作用，使得电流逐渐变大，灯A慢慢变亮，B、C立即亮，故AB错误；CD.断开开关S的瞬间，右侧形成闭合回路，由于自感线圈对电流的阻碍作用，使通过A的电流慢慢变小，因为自感线圈电阻与灯电阻相同，所以三个灯泡的电流相同，断开开关S瞬间，三个灯泡电流大小相同，且同时逐渐变暗。故C错误，D正确。故选D。3.交流发电机在工作时电动势的瞬时值为，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，其他条件不变，则电动势的有效值变为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】根据正弦式交流电产生的原理可知当转速单位为r/s时，转速即为频率，若将其线圈的转速提高为原来的3倍，可知，电动势的最大值也提高为原来的3倍，根据可知，电动势的有效值为故选A。4.如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据单摆的周期公式可得由图可得联立可得故选A。5.LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等领域有广泛应用。如图所示的LC振荡电路，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（）A.电路中的电流方向为顺时针由b到aB.电容器下极板带正电C.线圈L中的磁场能正在增强D.电容器两极板间的电场强度正在增大【答案】C【解析】【详解】A．根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向为逆时针由a到b，故A错误；BC．线圈中磁场方向向下，电路中的电流正在增加，则电场能正在向磁场能转化，电容器正在放电，线圈L中的磁场能正在增强，电容器上极板带正电，故B错误，C正确；D．电容器正在放电，电容器两极板间的电场强度正在减小，故D错误。故选C。6.如图所示，和是两个振动情况完全相同的波源，时均从平衡位置开始向上振动，形成两列横波，波长均为4m，振幅均为2cm，两者位于同一直线上，相距12m，连线上有一质点A，与的距离为3m。机械波在介质中传播的速度为2m/s。下列说法正确的是（）A.两列波的频率均为2HzB.两列波叠加后质点A振幅为4cmC.0~3s，质点A通过的路程为8cmD.两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点【答案】D【解析】【详解】A．机械波在介质中传播的速度两列横波的波长均为故两列波的频率均为故A错误；B．两列波在点的波程差为半波长的奇数倍，两列波叠加后质点为减弱点，两列波叠加后质点振幅为0，故B错误；C．与点距离为3m，机械波在介质中传播的速度，则波源产生的波传到点时所用的时间与点距离为9m，则波源产生的波传到点时所用的时间故3s时波源产生的波还未到达点，波源产生的波1.5s时到达A点，其周期再经1.5s，A点振动个周期，质点A通过的路程为故C错误；D．设振动加强点距离的距离为，则距离的距离为，则应满足可求得即两列波叠加后和连线之间有5个振动加强点，故D正确；故选D。7.如图甲所示，正方形线圈abcd内右半部分存在垂直于线圈的匀强磁场，已知线圈匝数，边长，线圈总电阻，线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示，线圈始终静止在粗糙的水平面。规定垂直平面向里为磁场的正方向，则线圈产生的感应电流I（规定顺时针为电流正方向）、受到的安培力F安（取向右为正方向）、受到的摩擦力f（取向右为正方向）和产生的焦耳热Q随时间t变化的图像，正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【详解】A．根据楞次定律，0～1s内感应电流沿顺时针方向为正值，1～5s内感应电流沿逆时针方向为负值，A错误；B．根据左手定则，0～1s内和3～5s内线圈所受安培力向左为负值，1～3s内所受安培力向右为正值，B错误；D．根据焦耳定律，3～5s内焦耳热随着时间增大，不能减小，所以D错误；C．因为0～1s内和3～5s内线圈所受安培力向左为负值，1～3s内所受安培力向右为正值，根据平衡条件，0～1s内和3～5s内线圈所受摩擦力向右为正值，1～3s内所受摩擦力向左为负值；在0～1s的过程中1s末的摩擦力大小为在1～3s的过程中1s末的摩擦力大小为在3～5s的过程中5s末的摩擦力大小为故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图甲所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（）A.波的传播速度B.波沿x轴正方向传播C.时，处的质点加速度为0D.时，处的质点位于处【答案】BD【解析】【详解】A．由图甲可得，波的波长为由图乙可得，波的周期则波速故A错误；B．由图乙可得，时，处的质点向y轴正方向振动，根据“同侧法”，波的传播方向为沿x轴正方向，故B正确；C．时，处的质点在负向最大位移处，则该质点的加速度为正向最大，故C错误；D．时，质点振动时间为处的质点振动半个周期，由负向最大位移振动到正向最大位移处，即位移为故D正确。故选BD。9.关于以下四幅课本上的插图，下列说法正确的是（）A.如图甲，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动B.图乙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过C.图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化D.图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会反向转动【答案】AC【解析】【详解】A．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，故A正确；B．图乙中假设粒子带正电，从N向M运动，电场力方向向下，洛伦兹力方向也向下，无法平衡，则不能做匀速直线运动，故B错误；C．图丙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化，故C正确；D．根据电磁驱动原理，图丁中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，磁铁比铝框转得快，故D错误。故选AC。10.如图是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上，O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B大小与电流I、距离r的关系式为（式中k为常量）。设a、b间距为L，当六根导线通有等大同向电流时，其中a处导线对b处导线的安培力大小为F，则（）A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小为B.六根导线在O点产生的磁感应强度大小为C.a处导线所受安培力方向沿aO指向O点D.a处导线对d处导线的安培力大小为【答案】ACD【解析】【详解】A．根据几何关系可知，a、O间距为L，则a处导线在O点产生的磁感应强度大小为故A正确；B．根据右手螺旋定则结合对称性可知，a、d两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；b、e两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；c、f两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；则六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0，故B错误；C．根据方向相同的两根直线电流之间的安培力为吸引力，结合对称性可知，b、f两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点；c、e两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点；d处导线对a处导线的安培力方向沿aO指向O点；故a处导线所受安培力方向沿aO指向O点，故C正确；D．根据几何关系可知，a、d间距为2L，则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为可知a处导线在d点产生的磁感应强度大小等于a处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半，则a处导线对d处导线的安培力大小为，故D正确。故选ACD。三、实验题：本题共2小题，11题8分，12题8分，共16分。11.小章同学利用如图甲所示的装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：（1）若想增加从目镜中观察到条纹个数，该同学可______；A.将单缝向双缝靠近 B.将屏向靠近双缝的方向移动C.将屏向远离双缝的方向移动 D.使用间距更大的双缝（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为L，实验中得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，手轮上的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______（用、、d、L表示）；（3）在第（2）问测量中，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.00m，分划板刻线在A位置时手轮上的读数为1.470mm，在B位置时手轮上的示数如图丙所示，则读数为______mm，所测单色光的波长为______nm（结果保留3位有效数字）。【答案】（1）BD（2）（3）①.13.870##13.871##13.872②.620【解析】【小问1详解】相邻亮条纹的间距要增加观察到的条纹个数，即减小，需增大d或减小L，因此应将屏靠近双缝，或使用间距更大的双缝。故选BD。【小问2详解】根据图乙，相邻亮条纹的间距由得【小问3详解】[1][2]B位置时手轮上的示数所测单色光的波长12.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，利用如图可拆式变压器、学生电源和导线进行研究。（1）除图中所给器材外，实验还需要的器材是______。A.直流电流表 B.直流电压表 C.条形磁铁 D.多用电表（2）观察变压器的结构，其铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中______过大而导致浪费能量，损坏电器。（3）小明同学选用变压器原线圈匝数匝和副线圈匝数匝的位置进行实验，并把输入电压调至恒定电压，则用合适测电压的装置测得副线圈电压为______V。（4）小李同学实验中将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间t变化的图像如图所示，在时刻该同学先断开开关，时刻再闭合开关，则时间内进行的操作可能是______。A.拧紧了松动的铁芯 B.增加了交流电源的频率C.减少了副线圈的匝数 D.减少了原线圈的匝数【答案】（1）D（2）涡流（3）0（4）AD【解析】【小问1详解】变压器的工作原理是互感，变压器原副线圈中的电流是交流电，测量电压与电流时需要交流电表，可知，除图中所给器材外，实验还需要的器材是多用电表。故选D。【小问2详解】变压器的铁芯采用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯，防止铁芯中的涡流过大而导致浪费能量，损坏电器。【小问3详解】变压器工作原理是互感，若输入电压调至恒定电压，原副线圈通过的磁通量不变，没有产生互感现象，则测得副线圈电压为0。【小问4详解】B．根据图像可知，时刻之后，副线圈两端电压的峰值增大，即副线圈两端电压的有效值增大，但是电压的周期没有发生变化，则频率没有发生变化，变压器不改变频率，即交流电源的频率没有发生变化，故B错误；A．结合上述，副线圈两端电压的有效值增大，若拧紧了松动的铁芯，变压器漏磁减小，副线圈磁通量的变化率增大，副线圈两端电压增大，故A正确；CD．若没有漏磁与铁损，根据电压匝数关系有，可知，若仅仅减少了副线圈的匝数，副线圈电压减小，若仅仅减小原线圈匝数，副线圈两端电压增大，故C错误，D正确。故选AD。四、计算题：本大题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题16分，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。13.如图，光源S到水面的距离为，其发出的光照射到P点处恰好发生全反射，S到P的距离为，真空中光速。求（1）水的折射率n；（2）光在水中的传播速度v。【答案】（1）；（2）【解析