2023-2024学年湖南省常德市某中学高二（下）期末考试物理试卷+答案解析

2023-2024学年湖南省常德市第一中学高二（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共24分。

1.夏天柏油路面上的反射光是偏振光，其振动方向与路面平行.人佩戴的太阳镜的镜片是由偏振玻璃制成

的，镜片的透振方向应是（）

A.竖直的B.水平的C.斜向左上D.斜向右上

2.轮船在进港途中与港口间的距离随时间变化规律如图所示，则在港口所测到轮船上雾笛发出声音的频率

时间

频率/Hz

C.405

400F.................»

时间

3.下面有关静电场的叙述正确的是（）

A.点电荷就是体积和带电荷量都很小的带电体

B.在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强都相同

C.放在电场中某点的电荷，其电量越大，它所具有的电势能越大

D.将真空中两个静止点电荷的电荷量均加倍、间距也加倍时，则库仑力大小不变

第1页，共18页

4.“舞龙贺新春”巡游活动中，“龙”左右摆动形成的波看作沿x轴正方向传播的简谐波.某时刻的波形图

如图所示，/、B、C、。为波形上的四点，贝女）

A.此刻48舞动的方向相同B.此刻N、。舞动的方向相同

C.B、。能同时回到平衡位置D.B、。能同时回到平衡位置

5.一个电子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能/：随位置x变化的关系如图所示，其中一

区间是关于直线“，对称的曲线，J区间是直线，则下列说法正确的是（）

B..段是匀强电场

C,电子在门、口、.一处电势一、，.、…的关系为--./

D.电子在"段做匀变速直线运动，在.，，.段做匀速直线运动

6.如图为正弦式电流和方波电流随时间的变化关系图像，关于甲、乙、丙、丁四幅图下列说法正确的是（）

Az/A

A.,/,、图中电流的最大值为24有效值为'」［,周期为4s

2

Ai/A

B./图中电流的最大值为5/,有效值为1LI,周期为4s

0|12345

第2页，共18页

i/A

；h.A,图中电流的最大值为24有效值为14周期为4s

u12345「S

图中电流的最大值为44有效值为:仃N，周期为2s

7.如图所示，水平面内的等边三角形N3C的边长为心顶点。恰好位于光滑绝缘直轨道C£＞的最低点，光

滑直导轨的上端点。到/、3两点的距离均为乙。在边上的竖直投影点为。-对电荷量均为-Q的

点电荷分别固定于/、3两点。在。处将质量为加、电荷量为，，，的小球套在轨道上，忽略它对原电场的影

响），将小球由静止开始释放，已知静电力常量为展重力加速度为g,旦'「忽略空气阻力，

则I：i

A.轨道上D点的场强大小为…，，_”

B.小球刚到达C点时，其加速度为零

C.小球刚到达C点时，其动能为mgL

D.小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小

8.如图所示，将边长为/.以…的正方形导线框放置在8的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方

向成角，线框电阻为AJLin,则线框绕其一边从如图所示的水平位置转至竖直位置的过程中，通过

第3页，共18页

导线横截面的电荷量为-111厂-I>1()

A.0.041B.().2IfC.OjSfD.().：巴「

二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9.铅蓄电池的电动势为2%这表示()

A.不管接怎样的外电路，蓄电池两极间的电压也恒为2V

B.蓄电池能在1s内将2J的化学能转变成电能

C.电路中每通过1C电量，电源把2J的化学能转化为电能

D.电路中通过相同的电荷量时，蓄电池比1节干电池非静电力做的功多

10.利用微距相机可以拍摄到形状各异的雪花图像，其中有一种“彩虹”雪花，中间部分有一个夹有空气的

薄冰层，呈彩色花纹，下列现象的原理与之相同的是()

A.利用光导纤维传递信息，实现光纤通信B.光的双缝干涉现象

C.阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹D.泊松亮斑

11.一列横波在某介质中沿x轴传播，如图甲所示为，I：；时的波形图，如图乙所示为，：「处的质

点尸的振动图象，则下列说法正确的是()

第4页，共18页

A.图甲中质点N速度方向沿y轴正方向

B.图甲中质点M的速度与加速度均为零

C.再经过，05.S,质点£与质点N位移相同

D.再经过质点尸第一次到达波峰

12.如图所示，在竖直方向的磁感应强度为8的匀强磁场中，金属框架固定在水平面内，4B与CD

平行且足够长，2C与CD夹角为W,光滑导体棒垂直于（7八在外力作用下以垂直于自身的

速度v向右匀速运动，框架中的8c部分与导体棒单位长度的电阻均为A,与CD的电阻不计，导体棒在

滑动过程中始终保持与导轨良好接触，经过C点瞬间作为计时起点，下列关于电路中电流大小/与时间人

消耗的电功率尸与导体棒水平移动的距离x变化规律的图像中正确的是（）

三、实验题：本大题共2小题，共18分。

13.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈工的电流。电路中电灯的

电阻"定值电阻打I4及，/、2间电势差=＜）«「，开关S原来闭合，电路处于稳定状态,

第5页，共18页

在八一I»w.时刻断开开关乱该时刻前后电流传感器显示的电流/随时间，变化的图线如图乙所示。

线圈£的直流电阻，；n；（结果保留两位有效数字

」闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是；

断开开关后，通过电灯的电流方向（填：“.L或

力断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为九

14.在测量电源的电动势和内阻的实验中，某同学借助标准电源对实验原理做出创新，如图甲所示。实验室

提供的器材如下:

待测电源E-,

标准电源I电动势/M,内阻，，；

滑动变阻器।最大阻值为1。"

电流表A（量程为0〜!iflOmA，内阻为20）；

开关5、V，导线若干。

I，在图乙中用笔画线代替导线，补充完成实物图的连接。（）

「，按图甲连接好电路后，闭合开关S、断开开关、，调节滑动变阻器的滑片位置，记录稳定后电流表的

示数/,保持滑动变阻器滑片位置不变，断开开关5、闭合开关.工，记录稳定后电流表的示数

，，某次实验时，闭合开关、'：、断开开关S,调节完成后电流表示数稳定时如图丙所示，此时电流为

mA,则滑动变阻器接入回路的阻值为

第6页，共18页

h将测得的多组数据描绘在］:坐标系中，用直线拟合连接各点，如图丁所示。

hh

内若得到的图线斜率*纵截距，，1ml,则待测电源的电动势E.匕内阻

|H0

r=______

四、计算题：本大题共4小题，共42分。

15.一列沿x轴正方向传播的简谐波在，一」时刻的波形如图所示，且波恰好传播到，处，己知振源的

振动周期7,—I,。求：

III该波的波长、振幅和频率；

「波速v的大小；

「：时，波向前传播到x轴上的位置。

16.如图所示，在宽度均为?'的两个相邻的、足够长的条形区域内分别有匀强磁场和匀强电场，磁场

10

的磁感应强度大小",方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场分界线平行向右.一质量为

….,inkg、电荷量g_5•1“’「的带正电粒子以大小，，I山1的速度从磁场区域上边界的尸点

与边界成”,H角斜射入磁场，最后从电场下边界上的0点射出，已知尸、。连线垂直于电场方向，不计

粒子重力，求：

XXXXX

上■2L-空一口白-11（粒子在磁场中的运动的时间；

⑵匀强电场的电场强度的大小.

第7页，共18页

17.某同学设计了一种测量透明圆柱体材料折射率的方法。让两束激光平行射入圆柱体内，已知圆柱体截面

圆半径为夫，激光束形成的平面与圆柱体截面平行，且两束激光关于截面圆直径对称，间距为、亍〃，

两束激光通过圆柱体后会聚到的延长线上C点，。点到圆心。的距离“广\胃"。求这种透明圆柱体

材料的折射率。

18.如图所示，长木板C质量为，，，长度为/一,静止在光滑的水平地面上，木板两端分别固

定有竖直弹性挡板。、/I厚度不计），P为木板C的中点，一个质量为“，-卜儿的小物块3静止在p点。

现有一质量为…1型，/的子弹/,以，，11”后、的水平速度射入物块8并留在其中射入时间极短），已

知重力加速度g取1巾"、’。

I求子弹N射入物块3后的瞬间，二者的共同速度；

」I射入3之后，若与挡板。恰好未发生碰撞，求3与C间的动摩擦因数八；

」若3与C间的动摩擦因数从mi,-,,8能与挡板碰撞几次？最终停在何处?

第8页，共18页

答案和解析

1.【答案】A

【解析】【分析】

偏振光具有的性质是光子的振动具有方向性。当两个偏振片的偏振方向夹角增大时，透射光的强度减弱。

反射光线是偏振光，当偏振光方向相互垂直时，则没有光通过。

【解答】

在日常生活中，发生在光滑的柏油路面、水面或其它类似面上的镜面反射的“耀眼”太阳光，均是部分偏

振光，如使用偏振化方向竖直的太阳眼镜，反射的水平偏振光就一点也不会进入人眼了，所以镜片的透振

方向应是竖直的，故/正确，BCD错误。

故选：Ao

2.【答案】A

【解析】轮船匀速靠近港口的过程中，测到的频率不随时间变化，但速度大时，频率大，由J，图像可知,

轮船靠近港口时三段时间内的速度关系为，「，，二

可知」/,「

N符合题意，BCD不符合题意。

故选/。

3.【答案】D

【解析】解：/、当带电体的体积和形状对研究的问题的影响可以忽略不计时，可以把带电体看成点电荷，

与物体的体积大小无关，故A错误；

2、电场强度是矢量，在点电荷电场中，以点电荷为球心的同一球面上各点的场强大小相等，但方向不同，

故8错误；

C、电势能是相对量，与零势能面的位置选择有关，故C错误；

。、根据库仑定律/可以判断，当两个点电荷的电荷量均加倍、间距也加倍时，库仑力大小是不

r2

变的，故。正确。

故选：Do

当带电体的形状和大小对研究的问题没有影响时，可以把带电体看成一个点电荷；在点电荷电场中，以点

电荷为球心的同一球面上各点的场强大小相等，但方向不同；电势能是相对量，与零势能面的位置选择有

关；根据库仑定律可以判断出库仑力的变化。

第9页，共18页

电场强度是矢量，当说两点的场强相等时，不仅大小相等，方向也相同。再一个电势能是相对量，是相对

于零势能面的位置而言的。

4.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查了根据波形图和波的传播方向分析质点的振动方向。根据“同侧法”分析质点的振动情况，从而

解答。

【解答】

波看作沿x轴正方向传播，根据“同侧法”可知，此时/向下舞动、2向上舞动、C向上舞动、。向下舞动,

所以3比C晚回到平衡位置，B、。能同时回到平衡位置，故48c错误，。正确。

5.【答案】B

【解析】4根据；

可知，处电势不为零，故/错误；8。根据/、

则E)qE*

所以/,图像的斜率为qE,因此，1图像为直线，斜率不变，为匀强电场，电子做匀变速运

动，()一段为非匀强电场，做变速运动，故3正确，。错误；

C电子带负电，经历/、「、，：处电势能增加，所以一・:」—一

故C错误。

故选B。

6.【答案】C

【解析】4图中电流的最大值为2/,周期为4s,有效值为

故N错误;

区图中电流的最大值为54,周期为2s,有效值为//"［八:％:

v2/V2/

解得/—［三I

2

故3错误；

C图中电流的最大值为24周期为4s,有效值为八"丁-「力•III

v22

解得/=1A

故C正确;

第10页，共18页

D图中电流的最大值为44周期为2s,有效值为八"7,-"

解得/\2.1

故。错误；

故选C。

7.【答案】B

【解析】【分析】

根据矢量合成的方法，结合库仑定律即可求出。点的电场强度；对C点的小球进行受力分析，结合库仑定

律即可求出小球在C点的加速度；根据等量同种点电荷的电场的特点分析各点的电势的变化，然后结合电

势与电势能的关系分析小球的电势能的变化；根据功能关系即可求出小球到达C的动能。

本题主要考察场强的叠加，此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小，注意处有等量同异种

电荷，CD位于48边的中垂面上。

【解答】

4负电荷产生的电场指向负电荷，可知两个负电荷在。处的电场强度分别指向/与2,由于两个点电荷的

电量是相等的，所以两个点电荷在。点的电场强度的大小相等，则它们的合场强的方向沿D4,的角平

分线;

由库仑定律，A,8在。点的场强的大小：j,/'''"，它们的合场强:

__公_ma

I।•/…s.b,故力错误；

q

员由几何关系：1)()贝IJ:一，、

2

对小球进行受力分析，其受力的剖面图如图：由于C到/、8的距离与。到/,

2的距离都等于心结合4的分析可知，。点的电场强度的大小与。点电场强

inn

度的大小相等，方向指向。点，即：>>­,

11

沿斜面方向：HU；i,.sI•<<-Ti-HHI;

垂直于方向：-I-I,、；其中尸是库仑力，i',7..mg；

联立以上三式得：“=故8正确；

C由于C与。到的距离都等于L结合等量同种点电荷的电场特点可知，。点与。点的电势是相等的,

所以小球从。到C的过程中电场力做功的和等于0,则只有重力做功，小球的机械能守恒，得：

第H页，共18页

TUQ9OD=二，/FL

2

由几何关系可得：“〃二八皿八;W，；小球的动能：/'、“.〃，故C错误；

222A

D由几何关系可知，在CD的连线上，CD连线的中点处于到/、5的距离最小，电势最低，小球带正电，

所以小球在CD的连线中点处的电势能最小.则小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先减小后增大，故

。错误。

故选瓦

8.【答案】C

【解析】当线框在水平位置时与强场方向成小角，穿过线框的磁通量为明—/；£...'.；｛；>.MUr.,

当线框转至竖直位置时与强场方向成1口角，穿过线框的磁通量为小.一I」<>.1.in川”，

该过程中通过导线横截面的电荷量q="色|=0.28Co

故选C。

9.【答案】CD

【解析】解：A,当电池不接入外电路，蓄电池两极间的电压为2匕当电池接入电路时，两极间的电压小

于2「故Z错误;

8、铅蓄电池的电动势为2匕表示非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的

功为2J,即电能增加2J,与时间无关，故8错误；

C、电路中每通过1C电荷量，铅蓄电池将1C的正电荷从负极移至正极的过程中，克服静电力做功

n.,7-IC-2V2J,故电势能增加"，即”化学能转化为电能，故C正确；

。、1节干电池电动势为I因此通过相同的电荷量时，蓄电池比1节干电池非静电力做的功多，故。

正确；

故选：CD.

电动势是一个表征电源特征的物理量.定义电源的电动势是电源将其它形式的能转化为电能的本领，在数

值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源内部移送到正极时所做的功.它是能够克服导体

电阻对电流的阻力，使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用.常用符号/力有时也可用I表示，单位是

伏

电源是把其他能转化为电能的装置，电动势的物理意义是表征电源把其他形式的能转化为电能本领强弱，

与外电路的结构无关.

10.【答案】BC

第12页，共18页

【解析】【分析】

本题主要考查光的干涉。解决问题的关键是熟知有关光现象的原理，能识别光的干涉、衍射和光的全反射

现象。

【解答】

薄冰中间所夹的空气薄层相当于一层空气膜，光在此空气薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色花纹。该现象对

应的原理是光的干涉。

4光导纤维的原理为光的全反射，故N错误；

2.双缝干涉为光的干涉现象，故8正确；

C阳光下的肥皂泡呈现彩色条纹为薄膜干涉，故C正确；

D泊松亮斑是光的衍射，故。错误。

11.【答案】AD

【解析】解：/、由图乙的振动图象可知质点P在，二二、时沿“方向运动，应用同侧法可知，该波沿一

方向传播，故图甲中N点速度方向沿-，/方向，故/正确；

2、图甲中质点M处于负向位移最大处，其速度为零，加速度最大，故8错误；

C、由图乙可知周期/%,此时质点Z与质点N均位于平衡位置，再经过，二即f—质点£

与质点N分别位于波谷与波峰，两者位移大小相等，方向相反，则位移不相同，故C错误；

D、由图甲可知：沿波传播方向「方向能够传播到尸点的最近的波峰位置为/=；”,，与质点P的距离

■,-I3,波速"此波峰传播到P点的时间为：

r'.7即再经过，-L75、，质点尸第一次到达波峰，故。正确。

故选：AD.

应用同侧法判断波的传播方向和质点振动方向；确定质点M的位置由振动的性质判断其速度和加速度大小

情况；再经过，U3、，即/-：/,根据质点的振动情况确定质点工与质点N位移；根据波动图象计算将

质点P右侧距离最近的波峰平移到质点尸的位置所需时间。

本题主要是考查了波形图象的知识点，解答本题的关键是根据质点的振动方向判断出波的传播方向，一般

的判断方法是根据“平移法”或“同侧法”或来判断，知道同一波峰或波谷两侧附近的各点振动方向相反,

掌握利用波形的平移来计算时间或者距离的方法，切记波形平移质点并不随波移动。

12.【答案】AD

第13页，共18页

【解析】首先判断从C运动到3点过程中导体棒中电流、功率等变化情况。设金属棒的速度为V,则运动过

程中有效切割长度为

，-」5c部分连入电路长度为/=

cost/

故回路中的电阻为r=：，八•n

BLvtail0Bvsin0

产生的电动势为/HL，，故回路中的电流为'.,"TU”一〃

WInn0+--lit

»

与时间和切割长度无关，为定值；功率厂//'tf1.111",>/?//•*,ill

COBCFCOBv

随x均匀增大，当通过8点之后，感应电动势不变，回路中电阻不变，功率不变。

故选40。

13.【答案】11)3.0；(2电灯闪亮一下再逐渐熄灭；⑶J。；⑷13.5

【解析】解：1由图可知，零时刻通过电感线圈l的电流为：/

由欧姆定律：/

+n

解得：J”LM"3.M。

/o1.5

」电路中电灯的电阻小->”n,则通过灯泡的电流：/，'''I1一；：11,开关S接通一段

n\u.O

时间后，线圈工相当于一直流电阻，由以上的分析可知，工中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当

于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭；

山断开开关后，£中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为/,•“方向；

h断开开关后，通过线圈的最大电流为1：,」，则线圈的自感电动势

£'I\1(11(■/I'J11•I1II•"i0'4.0：I13.'A,*o

故答案为：⑴3.。；电灯闪亮T再逐渐熄灭；(3)6•«；(4)13.5

11根据欧姆定律求出开关断开前线圈的直流电阻；

i2”；h当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据

自感现象的规律来分析。

U线圈的自感电动势厂lit-lit

解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用，电流增大，阻碍其增大，电流减小，阻碍其减小。

第14页，共18页

+

14.【答案】300173.9

【解析】"I］实物图连接如图。

一由电表读数规则可知，电流表的示数为3。。燧，则回路中的总电阻〃■赢

又标准电源的内阻为1。，电流表的内阻为2JJ,则滑动变阻器接入回路的阻值为171；o

广,；I；闭合开关舟、断开开关5.和闭合开关S..、断开开关5,,回路中滑动变阻器和电流表的总阻值

不变，则有［,，;r

变式得;=刍、;+写二

/1匕0<2

七E…小一「I

有.—(L(>5..

/•：,17)-

可得E=3.91’，r=13.5。

15.【答案】解：lj由波形图知,波长'2m,振幅八二(),1…

所以波的频率：/="==

⑵振源的振动周期与波的传播周期相等，则波的传播度为「)=2"、

11。

.W”时刻波已传播到，」…处，经过〜入时间波传播距离「，->-->•3,，—

则/时，波向前传播到x轴上的位置为了=/।-L=­Im=7>>/

答：111该波的波长为2根、振幅为II1…和频率为1/fe；

波速v的大小为I”、；

「；时，波向前传播到x轴上的位置坐标为7%处。

第15页，共18页

【解析】I由波形图求出振幅、周期，由周期的公式求频率；

「，根据公式「二“求波速；

小根据速度公式求传播的距离。

本题是从波形图上读取各种信息，然后处理，那么要理解波长、振幅、周期、频率等概念的意义。结合速

度的公式进行计算。

16.【答案】试题分析：门|作出粒子在磁场中运动的轨迹图，根据几何关系求出偏转角，即可求解在磁场中

运动的时间；21粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律即可求出电场强度.

11粒子在磁场中运动的轨迹图如图所示：

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力：…"n.

r

解得：I-

过尸点做射入速度方向的垂线，由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心恰好在磁场

的下边界上，则粒子垂直磁场下边界射入电场，粒子在磁场中做圆周运动所对应的圆心角为“60

，粒子在电场中做类平抛运动，则有：

沿电场方向：.(-\-r

垂直电场方向：I=.山，其中“一正

解得：/I-lu1.\C

【解析】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动分析，要注意明确带电粒子在电场中做类平抛运动，根

据运动的合成和分解求解；而在磁场中做圆周运动，根据几何关系以及洛伦