2023-2024学年福建省泉州某中学高二（下）期末考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年福建省泉州第一中学高二（下）期末考试物理试卷

一、单选题：本大题共4小题，共16分。

1.下列四种情况中，不属于光的干涉现象是（

单色光通过双缝B.用特制眼镜看立体电影

检测平面的平滑度D.肥皂泡表面有彩色条纹

OhDOIhDH

2.如图所示是利用位移传感器测速度的装置,发射器力固定在被测的运动物体上，接收器B固定在桌面上。

测量时4向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。从B接收到红外线脉冲开始计时，到接收到超声

波脉冲时停止计时，根据两者时间差确定a与B间距离。则下列说法正确的是（）

连接到

计算机

红外线

_____B____?__i____A____运动方向

zzz/zzzzzzzzzzzz/zzzzzzz/zz/z/zzzzzzzzzzzz/zzzzz/z/

A.B接收的超声波与a发出的超声波频率相等

B.时间差不断增大时说明a一定在加速远离8

C.红外线与超声波均能在真空中传播

D.红外线能发生偏振现象，而超声波不能发生偏振现象

3.气垫鞋通过气垫的缓冲减小地面对脚的冲击力，某同学的重力为G,穿着平底布鞋时双脚竖直着地过程

中与地面的作用时间为to,受到地面的平均冲击力大小为4G。若脚着地前的速度保持不变，该同学穿上某

型号的气垫鞋时，双脚竖直着地过程中与地面的作用时间变为2%，则该同学受到地面的平均冲击力大小

变为（）

A.3.5GB.3.0GC.2.5GD.2.0G

4.两个相互平行的竖直边界内存在正交的匀强磁场和电场，磁场沿水平方向，磁感应强度大XXX

：XXX

小为B,电场沿竖直方向，电场强度大小为E,一带电微粒从左边界上某点垂直边界射入恰

!vxxx

好沿直线运动。若保持其它条件不变，仅改变电场方向，变为与原来相反，该带电微粒仍以；XXX

!xxx

相同的速度入射，做匀速圆周运动，恰好不从右边界射出。已知两边界的宽度为d,该微粒

•XXX

的比荷为（）

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A2BB_2E__E_

A-dEBr-dEC,dB2D-dB2

二、多选题：本大题共4小题，共24分。

5.滑板运动非常有趣。如图所示，某同学踩着滑板在弧形轨道的内壁来回滑行，若人和滑板的运动可视为

简谐运动，设该同学站在滑板上与蹲在滑板上滑行时，滑板到达了相同的最高点，贝1（）

A.站在滑板上运动时周期比较大B.站在滑板上运动时周期比较小

C.站着运动到最低点时的速度比较小D.站着运动到最低点时的速度比较大

6.如图，某科技小组要探究长直导线周围磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方

的P处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定电流后，小磁针N极向纸外偏转，测得小磁针静止

时N极偏离南北方向的角度为60。。已知实验所在处地磁场水平分量大小恒为无,则下列判断正确的是（）

南-----Z-----------------------------北

1ON

P

A.导线中的电流方向由北向南

B.电流在P处产生的磁场方向就是小磁针静止时N极所指的方向

C.电流在导线正下方P处产生的磁场的磁感应强度大小为守为

D.导线正下方P处磁场的磁感应强度大小为2BO

7.如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为8的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴。。'以转速10r/s匀速转

动，线圈的匝数为N,面积为S,电阻不计。线圈通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈

接有两只电阻均为20的相同灯泡均和“，变压器原、副线圈的匝数比为10：1,若开关S断开时以正常发

光，此时电流表示数为0.14电表为理想电表，则（）

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A.若从线圈平面平行于磁场方向开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值为2也cos207rt（匕）

B.若增大原、副线圈匝数比，变压器输入功率减小

C.若开关S闭合，灯泡均将变暗

D.若开关S闭合，电流表示数将变大

8.如图甲所示为电磁感应加速器核心部分俯视图，圆心为。、半径为R的圆形光滑真空绝缘细管固定放置于

圆形边界的匀强磁场中，圆心0与磁场圆心重合。磁场方向竖直向下，当磁场的磁感应强度B随时间变化

时，会在空间中产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列以。为圆心的同心圆，同一条电场线上各点

场强大小相等。某时刻在细管内P点静止释放一带电量为-q、质量为zn的小球，小球沿逆时针方向运动,

其动能随转过圆心角9的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（）

细管所在位置的电场强度大小为悬

A.磁感应强度大小均匀增大B.

D.小球运动第一周所用时间为2兀/?离

C.磁感应强度变化率大小为箫

三、填空题：本大题共3小题，共12分。

9.我国唐代对彩虹形成的原因已有记载，《礼记・月令•季春之月》中提到

“日照雨滴则虹生"。一束太阳光射入球形雨滴形成彩虹的光路如图所示，

则光线a的频率（选填“大于”、“等于”或“小于”）光线b的频率，

已知太阳光射入雨滴时入射角（8=53。，光线b偏折角£=16。，光线b在雨滴

中的折射率等于（结果保留两位有效数字，sin53°«0.8,sin16

°为0.3,sin37°x0.6）o

10.如图所示，两相同灯泡41、42,4与一理想二极管D连接，线圈L的直流

电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，41会（填“立即亮”或“逐渐变

亮”）;断开开关S的瞬间，4会（填“闪亮一下再熄灭”或“立即熄

灭"）o

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11.某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为机的均匀细金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相

连，弹簧的劲度系数为匕在矩形区域abed内有匀强磁场，ab=Li，be=L2,磁感应强度大小为B,方向

垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于ab,当MN中没有

电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针

示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。则标尺上的电流刻度是（填

“均匀”或“不均匀”）的；为使电流表正常工作，流过金属杆的电流方向为（填“N-M”或

"MTN"）；该电流表所测电流的最大值为o

四、实验题：本大题共2小题，共12分。

12.1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律一一楞次定律，某

兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：

（1）“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线将图

甲中的实物电路补充完整。

（2）图甲实验电路连接后，开关闭合瞬间，发现电流计指针向左偏转；开关处于闭合状态时，电流计指针

（选填“偏转”或“不偏转”）；滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电流计指针偏转（选填

“向左””向右"或"不”）o

（3）为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈

的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论是

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丙

4感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关

2.感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关

C感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关

13.某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律，设计了如下实验：用纸板搭建如图所示的滑道，使

硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上，其中2B为水平段，在水平段取一点0。选择相同材质的一元硬币和

一角硬币进行实验。

测量硬币的质量，得到一元硬币和一角硬币的质量分别为巾1和机2O1＞爪2)。将硬币a放置在斜面上某一

位置，标记此位置为C。由静止释放a,当a停在水平面上某处时，测量a右侧到。点的距离0P,如图甲所

示；将硬币b放置在。处，左侧与。点重合，再将a从C点由静止释放，当两枚硬币发生碰撞后，a、b分别停

在水平面上时，测量a右侧到。点的距离。M、b左侧到。点的距离。N,如图乙所示。保持释放位置不变，

重复实验若干次，得到。P、0M、0N的平均值分别为so、si、S2。

(1)在本实验中，b选用的是(选填“一元”或“一角”)硬币。

(2)若a、6碰撞前后动量守恒，则应满足的表达式为(用So、si、S2、根1和爪2表示)；若碰撞前后动量

守恒且机械能相等，则应满足的表达式为(用S。、Si和S2表示)。

五、计算题：本大题共3小题，共36分。

14.如图所示，图为亚运会艺术体操比赛中中国队选手赵檄进行带操比赛的画面，某段过程中彩带的运动

可简化为沿x轴正方向传播的简谐横波，图甲为这列简谐横波在某时的波形图，M点刚开始振动，图乙为

某质点以该时刻作为计时起点的振动图像，求：

(1)该波的波速大小；图乙是P、M中哪一质点的振动图像；

(2)平衡位置位于x=3nl处的N点(未画出)经多长时间第一次到达波峰;

(3)经1s的时间质点Q走过的路程。

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15.如图所示，平面直角坐标系xOy面内，y轴右侧第一象限内存在竖直向

上的匀强电场，第四象限内存在垂直于纸面向内匀强磁场。一带电粒子以

速度火从y轴上的M点(0,号L)垂直于y轴射入电场，从N点(未画出)进入第

四象限，恰好不穿过y轴而再回到电场。已知粒子的质量为机，电荷量为

q，匀强电场场强大小为E=今骐，不计粒子重力，求：

(1)N点的坐标；

(2)匀强磁场的磁感应强度大小；

(3)粒子从M点开始到第三次到达x轴经历的时间。

16.如图所示，间距为L=1.0m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分(足够长)平滑连接而成，倾

斜部分导轨与水平面夹角为。=30。，导轨上端接有一个电阻R=20。空间存在垂直斜面向上和竖直向上

的两部分匀强磁场，两磁场互不干扰，大小均为B=27。导体棒a的质量为爪。=2kg,6的质量为根占

=3kg,内阻分别为%=与〜=2。，两根导体棒垂直导轨放置。现闭合电键K,将b锁定，将a棒从某高

度由静止释放，经过一段时间，a棒在斜面上达到最大速度火。已知导体棒与导轨接触良好，其余电阻不

2

计，重力加速度为g=10m/so求：

(l)a棒在斜面上达到的最大速度为的大小；

(2)a棒在斜面上从静止开始下滑x已达到最大速度，该过程中电阻R产生的焦耳热为1.25/,求下滑距离X；

(3)a棒在离开斜面的瞬间断开电键K,同时解除b棒的锁定，从a棒离开斜面瞬间经过时间t两者相距最近，

该过程a、6未发生碰撞，求该过程中通过6的电量；

(4)求上一小题中t时间内b棒发生的位移大小(结果可保留t)。

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RB

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答案解析

1.5

【解析】解:A属于双缝干涉,CD属于薄膜干涉，B是利用了光的偏振，B不属于光的干涉，故/CO错

误，3正确。

故选:Bo

根据光的干涉特点分析判断，用特制眼镜看立体电影，是利用了光的偏振现象。

本题考查光的干涉，解题关键掌握光的干涉在实际生活中的应用。

2.D

【解析】解：4、因为多普勒效应B接收的超声波与4发出的超声波频率不相等，故/错误；

B、时间差不断增大时说明4一定在远离B,但不能确定力的运动性质，故8错误；

C、红外线可以在真空中传播，但超声波不能在真空中运动，故C错误；

。、红外线能发生偏振现象，而超声波是纵波，不能发生偏振现象，故。正确。

故选：D。

根据多普勒效应分析；时间差增大只能说明4在远离B；超声波不能在真空中传播；超声波是纵波。

掌握多普勒效应，知道超声波是纵波，超声波不能在真空中传播。

3.C

【解析】解：设脚着地瞬间的速度大小为，取竖直向上为正，穿着平底布鞋时，根据动量定理

(F—G)t0=0—(―mv)

其中尸=4G

穿上气垫鞋时，根据动量定理有

(F'-G)x2to=

解得F'=2.5G

故/AD错误，C正确。

故选：C„

根据动量定理求，地面对该同学的作用力和重力的合力提供冲量等于该同学动量的变化。

本题主要考查动量定理在实际生活中的应用，学生需要将物理模型和生活实际联系起来进行解答。

4.C

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【解析】解；改变电场强度方向后粒子做匀速圆周运动，可知重力与电场力平衡，即

mg=qE

此时电场力方向向上，恰好不从右边界射出，可知粒子做圆周运动的半径

r—d

即

v2

qvB=771V

电场方向改变之前电场力方向向下，粒子做直线运动，则

mg+qE=Bqv

联立解得

q2E

mdB2

故48。错误，C正确。

故选C。

改变电场强度方向后粒子做匀速圆周运动，可知重力与电场力平衡，再根据粒子做圆周运动由洛伦兹力提

供向心力公式列出等式，结合电场方向改变之前电场力方向向下，粒子做直线运动，列出重力和电场力以

及洛伦兹力的平衡方程，联立解得比荷，得出正确选项。

带电粒子在复合场中圆周运动，一般都是电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心力，故常根据速度及磁感

应强度求得半径，然后根据几何关系求得运动轨迹；或反过来由轨迹根据几何关系求解半径，进而求得速

度、磁感应强度。

5.BC

【解析】解：AB、做简谐运动的周期7=2兀该同学站在滑板上时，其重心高度高，则其做简谐运动

的摆长小，其周期比较小，故/错误，5正确；

CD,从最高点运动到最低点过程中，该同学站在滑板上时，其重力势能减小量小，其动能增加量也小，所

以速度也比较小，故C正确，。错误；

故选：BCO

AB、根据简谐运动的周期r=2兀乌可分析出；

CD,根据重力势能和动能相互转化来判断。

本题主要考查学生对于简谐运动的周期的应用能力，重力势能与动能相互转化的分析能力。

6.AD

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【解析】4小磁针N极向纸外偏转，表明电流产生的磁场在小磁针位置的方向向东，根据安培定则可知，

导线中的电流方向由北向南，/正确；

8.电流在P处产生的磁场与地磁场水平分量的合磁场方向是小磁针静止时N极所指的方向，8错误；

C.令通电导线在P处产生的磁场的磁感应强度为名,根据磁场的叠加原理有tan60。=金

解得名=平Bo

C错误；

D根据矢量合成，导线正下方P处磁场的磁感应强度大小为B=J瑶+瑶=2B。

D正确；

故选40。

1.BD

【解析】解：4开关断开时均正常发光，变压器原线圈中的电流八=0.14

根据理想变压器电流与匝数比的关系，变压器副线圈中的电流/2=91=^x0.12=1A

根据欧姆定律，变压器副线圈两端电压=1X2,=2V

根据理想变压器电压与匝数比的关系，变压器原线圈两端电压U1=£U2=^X2U=201/

由于发电机内阻不计，因此发电机产生的感应电动势的有效值E=U1=20V

根据有效值与最大值的关系，发电机产生的感应电动势的最大值石帆=20*V

图中线圈平面位于与中性面垂直的位置，感应电动势瞬时值的表达式e=Emcos3t

线圈转动的角速度3=2Tin=2TTx10rad/s=207irad/s

联立解得瞬时值的表达式为e=20避cos207rt（7）

8.变压器输入功率P入=P出=器

若增大原、副线圈匝数比，则变压器副线圈两端电压出变小，因此变压器的输入功率变小，故3正确；

C.变压器的匝数比不变，变压器副线圈两端电压不变，若开关S闭合，则灯泡口的亮度不变，故C错误；

D若开关S闭合，变压器的输出功率变大，根据功率关系，变压器的输入功率变大；

根据功率公式P入=t/i/i

由于输入功率变大，变压器原线圈两端电压不变，因此电流表的示数变大，故。正确。

故选：BDo

4根据理想变压器电流与匝数比的关系求解副线圈中的电流，根据欧姆定律求变压器副线圈两端电压；根

据理想变压器电压与匝数比的关系求解变压器原线圈两端电压，进而求解发电机感应电动势的有效值和最

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大值；

根据瞬时值的表达式求解作答；

8.根据功率公式、理想变压器电压与匝数比的关系和变压器的功率关系分析作答；

C根据功率公式、理想变压器电压与匝数比的关系分析作答；

D若开关S闭合，变压器的输出功率变大，根据功率公式和变压器的功率关系分析作答；

本题主要考查了交流电瞬时值表达式的书写；考查了理想变压器的动态变化；熟练掌握理想变压器电压与

匝数比、电流与匝数比的关系、功率公式、欧姆定律以及理想变压器的功率关系是解题的关键。

8.CD

【解析】4小球带负电，其沿逆时针运动，所以电流方向为顺时针，由楞次定律可知，其磁场的磁感应强

度减小，故/项错误；

8.细管所处的场强为凡由动能定理有=Ek-0

结合题图可知，其图像的斜率有心如严

解得E=凝

故8项错误；

C感生电动势有E感=%=曙

由题图可知，从0到27r有亚感=反）

整理有理=-^―

2

年生eAtnqR

故C项正确；

D小球在绕一圈过程中其受到的电场力大小不变，有qE=ma

结合之前的分析有a二餐

则绕行一圈对粒子有2TTR=1at2

解得t=2兀R离

故。项正确。

故选CZX

9.大于1.3

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【解析】解：由图分析可知，第一次折射时，b光的偏折较小，贝脑光的折射率较小；

根据折射定律可知ri=4黑）

代入数据解得n=1.3

故答案为：大于；1.3

根据光的偏折程度分析折射率，根据折射定律解得折射率。

本题关键之处是分析第一次折射时折射角的关系，要注意运用折射定律计算折射率的公式。

10.立亮即立即熄灭

【解析】解:闭合开关S后，灯泡力1和二极管和灯泡色能够组成闭合回路，所以公会立即亮。断开开关S

后，由于线圈的自感作用，会产生自感电动势，经过二极管的电流自右向左，但是因为二极管的单向导电

性，所以电流不能经过二极管，公会立即熄灭。

故答案为：立即亮，立即熄灭。

根据开始灯泡&和二极管和灯泡42能够组成闭合回路，所以闭合开关后电路中立即有电流经过；断开开关

后，二极管的单向导电性，不能有电流经过二极管。

要注意二极管的单向导电性是解题的关键。

11.均匀MTN髻

DL1

【解析】解：当电流表示数为零时，金属杆不受安培力的作用，金属杆仅在重力和弹簧弹力作用下处于平

衡状态，根据平衡条件

mg=kx（）

解得

mg

Xo=JT

久0为弹簧伸长量；

当电流为/时，安培力为

FA=BILi

静止时弹簧伸长量的增加量为由胡克定律得

AF=kAx

解得

FBILI

"万A=丁

由此可见

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JxocZ

所以标尺上的电流刻度是均匀的；

如果要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所以金属杆应受到向下的安培力，根据左手定则可知金属

杆中的电流方向应该从M至N；

设=L2

则有

1=Im

B】mLi=kL2

联立解得

=生

m~BLi

故答案为：均匀；M-N；瞥

流表的示数为零时，弹簧的弹力与重力平衡，应用平衡条件求出电流为零时弹簧的伸长量；

根据电流与弹簧伸长量的关系分析刻度是否均匀。电流表正常工作，金属杆向下移动，根据左手定则判断

电流的方向。求出当金属棒到达Cd位置时导线中的电流，然后求出电流表的量程。

本题题意新颖，考查点巧妙，借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题，正确进行受力分析，然后根据

平衡条件和胡克定律列方程是解题关键。

(2)不偏转向右

(3)XC

【解析】(1)实物电路如图

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p

(2)[i]开关处于闭合状态时，线圈a中电流大小不变，磁场强度不变，不产生感应电流，电流计指针不偏

转。

[2]滑动变阻器滑片P向右快速移动时，电路中总阻变大，线圈a中电流减小，故电流计指针向右偏转。

(3)4由图可知，磁体从上方进入时电流为正，从下方出时电流为负，所以感应电流方向与线圈中的磁通量

增减有关，故/正确；

区由图可知，感应电流方向与磁铁下落速度的大小无关，故3错误；

C由图可知，在下落过程中速度变大，出线圈时速度大于进入时的速度，磁通量的变化率变快，感应电流

也变大，所以感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关，故C正确。

故选NC。

13.(1)一角

(2)m^y/so==y/s2—y[s[

【解析】(1)根据图乙可知，a碰撞b后，a的速度方向仍然向右，没有发生反弹，可知a的质量大一些，即

在本实验中，a选用的是一元硬币，6选用的是一角硬币。

(2)设硬币与纸板间的动摩擦因数为由重力加速度为g,a从。点到P点，根据动能定理-〃migso=。-扣1

Vo

解得碰撞前，a到。点时速度的大小%=

同理可得，碰撞后a的速度和6的速度分别为%=同〃gsi,v2="24gs2

若动量守恒，则满足租1%=mv1+m2v2

整理可得仅1、%=+m2V^2

若碰撞前后动量守恒且机械能相等，则由机械能守恒定律得诏=/1诳+/2诏

联立解得两=后-M

14.(1)根据图甲可知波长2=1机，根据图乙可知周期为7=0.4s,则波速u=42.5M/S

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由图乙可知，该质点在零时刻从平衡位置开始向负向最大位移处运动，根据图甲可判断该质点为P。

(2)t=0时刻0.75机处质点处于波峰位置，此状态传播到N点的时间为==0.9s

(3)经1s的时间即审，则经1s的时间质点Q走过的路程s=|x4X=100cm

【解析】详细解答和解析过程见【答案】

15.解：(1)粒子在电场中做类平抛运动

qE=ma

XN=Wi

解得

+_3L

%N—33ti——

(2)粒子进入磁场时，速度方向与+无方向的夹角满足

tand=%

解得

e=30°

速度大小

在磁场中轨迹如图

X>SKXX

XXX

xxxxxy

XXXXXX

根据几何关系

R+Rcos60°=xN

根据洛伦兹力提供向心力

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联立解得

B—V^mvo

3qL

(3)粒子在磁场中转过的圆心角

3=360°-60°=300°

用时

32nm

t2=360^XW

解得

t2一-

由磁场射入电场到再进入磁场过程

t3—2x—=2x=2tl

aa

则粒子从M点开始到第三次到达第轴经历的时间

t=+力3

解得

t_5病L।2L

3vovo

答：(1))N点的坐标(3。0)；

(2)匀强磁场的磁感应强度大小啸过

(3)粒子从M点开始到第三次到达x轴经历的时间耳聋+鲁。

【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律求出N点的坐标；

(2)