湖南省衡阳市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题（含答案）

湖南省衡阳市2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四五六总分评分一、单选题：本大题共6小题，共24分。1．如图所示，在水槽中放两块挡板，挡板中间留一个狭缝，观察水波经过狭缝后的传播情况。已知水波的波长不变，但狭缝的宽度不同，甲图狭缝较宽，乙图狭缝较窄。下列说法正确的是（）

A．机械波经过狭缝后均沿直线传播B．甲图狭缝宽度比波长大得较多，衍射现象比较明显C．乙图狭缝宽度跟波长相差不大，衍射现象比较明显D．甲、乙两图中波的衍射现象均不明显2．磁流体发电机的结构简图如图所示。把平行金属板A、B和电阻R连接，A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子)以速度v喷入磁场，A、B两板间便产生电压，成为电源的两个电极。下列推断正确的是（）

A．A板为电源的正极B．若减小两极板的距离，则电源的电动势会增大C．磁流体发电机的非静电力为洛伦兹力D．在磁流体发电机工作的过程中洛伦力对电荷做正功3．将某种透明材质的三棱镜置于水中，ΔABC为其截面，其中∠A=∠B=72°，一束由a、b单色光组成的复色光从水中以角度iA．该材质相对水是光密介质B．增大入射角i，AC界面射出的a光先消失C．无论怎样增加入射角i，AC界面射出的a、b光都不会消失D．a光在该材质中传播速度小于其在水中的传播速度4．2021年7月30日，在东京奥运会蹦床女子决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌。蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。一名体重为50kg的运动员在比赛中某次离开床面后在空中的运动时间为1.6s，之后与蹦床经1s的接触，再次获得1.6s的空中动作时间。不计空气阻力影响，g取10m/s2.下列说法正确的是（）A．运动员与蹦床间的平均作用力为800NB．运动员与蹦床间的平均作用力为1300NC．运动员与蹦床接触的1s时间里处于超重状态D．运动员与蹦床接触的1s时间里处于失重状态5．一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t=0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是

A．0.5m B．1.5m C．2.5m6．如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计。不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大，电流最小；称重物时，在压力作用下使滑片P下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大，这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量了。若滑动变阻器上A、B间距离为L，最大阻值等于定值电阻R0的阻值，已知两弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数为k，则所称重物的重量G与电流大小I的关系为（）

A．G=2kL−C．G=EI二、多选题：本大题共4小题，共20分。7．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是（）A．此过程中磁感应强度B逐渐增大B．此过程中磁感应强度B先减小后增大C．此过程中磁感应强度B的最小值为mgD．此过程中磁感应强度B的最大值为mg8．如图所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直线上的A、B间做简谐运动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC=h，振子的周期为T。某时刻物体恰好经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内，下列判断正确的是（）A．重力的冲量大小为mg⋅TC．重力做功为mgh D．回复力做功为零9．如图所示，等腰直角三角形abc区域内(包含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点O处有一粒子源，可沿与ba平行的方向发射大量速率不同的同种粒子，这些粒子带负电，质量为m，电荷量为q，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，ab=2l，不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用。关于这些粒子，下列说法正确的是（）A．速度的最大值为(B．速度的最小值为qBlC．在磁场中运动的最短时间为πmD．在磁场中运动的最长时间为πm10．如图所示，光滑水平面上放置一质量为M的木块，质量为m的子弹以v0速度射入木块，子弹未穿出木块且达到共同速度为v，该过程中子弹与木块相互作用力恒定不变，产生的热量为Q，木块获得的动能为Ek，则下列各项正确的是（）A．子弹对木块做功和木块对子弹做功代数和为0B．子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小C．QD．该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能E三、填空题：本大题共1小题，共10分。11．下图是一个多量程多用电表的简化电路图，图中E和Eˈ是电池；R1、R2、R3和R4是固定电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为120Ω。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有6个挡位，6个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流（1）图中的A端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接。（2）当选择开关旋到位置时，测量电流量程较大。（3）若S置3、4分别是测电阻“×10、×100”倍率的，则图中电源的电动势E和Eˈ应满足。（4）图中电阻R3的值应该为Ω，R4值应该为为四、实验题：本大题共1小题，共6分。12．某同学利用图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．选择频率更大的单色光C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝（2）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ=（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮条纹的中央，手轮的读数如图甲所示为0.045mm。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是mm五、简答题：本大题共2小题，共30分。13．质量为m的钢板B与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示。一质量为2m的物块A从钢板正上方距离为（1）若两物体发生的是弹性碰撞，则碰撞后A、B两物体的速度v1、v（2）若两物体发生的是完全非弹性碰撞，碰撞后一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。且物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度。求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。(已知弹性势能Ep与形变x的关系式为14．如图，在xOy平面第一象限有一匀强电场，电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为x=114l的直线。磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、带电量为q的正粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射入匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x（1）电场强度的大小；（2）要使粒子能再进入电场，磁感应强度B的范围；（3）要使粒子能第二次进入磁场，磁感应强度B的范围。六、计算题：本大题共1小题，共10分。15．如图所示，一个半径为r=10cm的圆木板静止在水面上，在圆木板圆心O的正下方h=50cm处有一点光源S，从t=0时开始，光源正以加速度a=0.2m（1）光在该介质中传播的速度为多少？（2）t=0（3）经过多长时间，水面上方观察不到点光源S发出的光。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A、机械波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象，当发生衍射时，机械波就会传播到本该是“阴影”的区域，不再沿直线传播，故A错误；

BCD、观察两幅图可以发现，题图乙中机械波的波长跟狭缝的宽度相差不大，此时衍射现象明显，故C正确，BD错误。

故答案为：C。

【分析】机械波在传播过程中遇到狭缝后都会发生衍射现象，波长跟狭缝的宽度相差不大时，衍射现象明显。2．【答案】C【解析】【解答】A、等离子体进入磁场，根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电为电源的正极，A板带负电为电源的负极，故A错误；

B、粒子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有qvB=q解得U=Bdv减小两极板的距离d，电源的电动势减小，故B错误；

C、平行金属板A、B可等效为电路电源，电源内部为非静电力做功，可知非静电力为洛伦力，故C正确；

D、根据左手定则可知洛伦力方向与速度方向始终垂直，所以任何时候都不对电荷做功，故D错误。

故答案为：C。

【分析】根据左手定则确定粒子的偏转方向，继而确定极板的正负极。根据平衡条件确定电源电动势的影响因素。电源内部为非静电力做功，非静电力为洛伦力。洛伦力方向与速度方向始终垂直，洛伦兹力不做功。3．【答案】B【解析】【解答】A、由光路图可知，光线在水中的入射角小于在该材质中的折射角，所以该材质相对于水是光疏介质，故A错误；

BC、由图可知a光在该材质中的折射角较大，则增大入射角，a光先在AB面上发生全反射，无法射到AC界面，则从AC界面射出的a光先消失，故B正确，C错误；

D、因为该材质相对于水是光疏介质，根据v=可知，单色光在该材质中的传播速度大于在水中的传播速度，故D错误。

故答案为：B。

【分析】根据入射角与折射角的大小关系，确定材质为光疏或光密介质。再结合全反射条件及折射定律进行分析解答。4．【答案】B【解析】【解答】AB．运动员落到蹦床上时的速度v=gt=10×0.8m/s=8m/s反弹速度仍为8m/s，则接触蹦床的过程由动量定理，规定向上为正方向，则(F−mg)Δt=mv−(−mv)解得F=1300NA不符合题意，B符合题意；CD．运动员与蹦床接触的1s时间里，加速度先向下后向上，再向上，再向下，可知先失重后超重，再超重，再失重，CD不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用下落时间可以求出运动员到达蹦床的速度大小，结合动量定理可以求出运动员和蹦床之间作用力的大小；利用加速度的方向可以判别超重和失重。5．【答案】C【解析】【解答】由题图2可知，该质点在t=0时刻竖直方向的坐标为-0.1并且向y轴负方向运动，由题可知波向x轴正方向运动，综上可知，该质点的坐标值可能为2.67之间。

故答案为：C。

【分析】根据图2确定0s时质点的位移和振动方向，再根据波的传播方向结合“同侧法”或“上下坡”法确定符合条件的可能坐标范围。6．【答案】A【解析】【解答】由胡克定律可知kx=G得x=此时滑动变阻器接入电阻为R'=由闭合电路欧姆定律可知I=解得G=2kL−故答案为：A。

【分析】根据胡克定律确定形变量与重物重量的关系。再根据闭合电路的欧姆定律及串并联规律确定电流表示数与滑动变阻器阻值的关系，再联立确定重量与电流的关系。7．【答案】A,C【解析】【解答】对导体棒受力分析，受重力G、支持力FN和安培力FA，三力平衡，合力为零，将支持力FN从图中可以看出，安培力FA一直变大，由于FA=BIL，其中电流I和导体棒的长度L均不变，故磁感应强度渐渐变大；由图可以看出当解得B此过程中安培力竖直向上时最大为mg，B的最大值为B故答案为：AC。【分析】利用三力平衡结合矢量三角形定则可以判别安培力的大小变化，结合安培力的表达式可以判别磁感应强度的大小变化；结合平衡方程可以求出磁感应强度的最小值。8．【答案】A,D【解析】【解答】A、从此时刻开始的半个周期时间内，重力的冲量大小为I故A正确；

C、由简谐运动的对称性可知，从C点开始经过半个周期的时间内，物体运动到C点关于平衡位置对称的位置，即到达O点下方h处，则重力做功为W故C错误；

B、经过半个周期后，振子的速度大小为v，方向向下，取向上为正方向，则由动量定理可知回复力的冲量为I=-mv-mv=-2mv故B错误；

D、物体的回复力是重力和弹簧弹力的合力，由于初、末速度大小相等，由动能定理可知，半个周期内回复力做功为零，故D正确。

故答案为：AD。

【分析】熟悉掌握冲量和力做功的计算方法，注意速度的方向性。在平衡位置，弹簧振子的速度最大，加速度为零，在位移最大处，速度为零加速度最大。9．【答案】A,D【解析】【解答】粒子从ab边离开磁场时的临界运动轨迹如图所示：由几何知识可知：r1=l2，A、B、粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=mv2r，解得：v=qBrmC、D、由粒子从ab边离开磁场区域的临界运动轨迹可知，粒子转过的最大圆心角：θmax=180°，最小圆心角：θmin>45°，粒子做圆周运动的周期：T=2πmqB，则粒子在磁场中运动的最短时间tmin故答案为：AD.

【分析】利用轨迹和边界相切可以求出最大的轨道半径和最小的轨道半径，结合牛顿第二定律可以求出最大和最小的线速度；利用圆心角的大小可以求出运动的时间。

10．【答案】B,C,D【解析】【解答】A、设子弹射入木块的深度为d，木块的位移为x，子弹与木块之间的力大小为f，则子弹对木块做的功W木块对子弹做的功W所以两个功的代数和不为零，故A错误；

B、根据冲量的定义式I=Ft及牛顿第三定律可知，子弹对木块作用力的冲量大小等于木块对子弹作用力冲量的大小，故B正确；

C、根据动量守恒定律可得m根据能量守恒定律可得1联立解得Q故C正确；

D、木块获得的动能为E该过程产生的热量与木块获得的动能之比为Q可知该过程产生的热量Q一定大于木块获得的动能Ek，故D正确。

故答案为：BCD。

【分析】根据题意确定子弹和木板的位移与木块深度的关系，子弹穿过木块的过程动量守恒、能量守恒，再对系统运用动量守恒定律及能量守恒定律进行解答。11．【答案】（1）红（2）1（3）Eˈ（4）970；4000【解析】【解答】（1）由欧姆表工作原理，A端通过电阻和电源负极相连，表示电流由A端进入，故应与红表笔相连接。

（2）设表头G的满偏电流为Ig，内阻为rg。S旋到1位置，A、B间允许通过的最大电流是IS旋到2位置，A、B间允许通过的最大电流是I显然I1>I2，所以1位置是直流电流2.5mA挡，2位置是直流电流1mA挡。

（3）欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，由题意可得，两个倍率的中值电阻10当两个倍率所测电阻分别等于中值电阻时，流经表头的电流相同，则E解得E'=10E（4）S旋到5位置，当表头G满偏时，A、B间电压达到最大值1V，此时通过R3的电流为1mA，则有U解得RS旋到6位置，当表头G满偏时，A、B间电压达到最大值5V，此时通过R4的电流为1mA，则有U解得R【分析】根据内部电源的正负极，确定电流的流入方向继而确定A段接的表笔。测电流时采用电阻与表头并联，根据电表改装原理确定接不同位置对应的最大电流。熟悉掌握多用电表的工作原理，再根据闭合电路的欧姆定律及串并联规律进行解答。12．【答案】（1）B（2）Δxd（3）1.610##1.61【解析】【解答】（1）根据Δx=若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可减小相邻条纹间距Δx，选择频率更大的单色光，减小单色光的波长；将屏向靠近双缝的方向移动；使用间距更大的双缝。

故答案为：B。

（2）测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则相邻暗条纹间距为Δx'=又Δx'=可得单色光的波长为λ=（3）分划板中心刻线对准第10条亮条纹的中央，手轮的读数为14.5则相邻两亮条纹的间距为Δx=1.610【分析】读数时注意仪器的分度值及是否需要估读。光屏宽度不变，增加从目镜中观察到的条纹个数，可减小相邻条纹间距Δx，根据双缝干涉条纹间距公式确定可行的方法。再根据题意结合双缝干涉条纹间距公式进行数据处理。13．【答案】（1）物块与钢板碰撞时的速度为v两物体发生弹性碰撞，则有21解得vv（2）根据胡克定律可得k弹性势能为E设物块与钢板碰撞后的共同速度为v32设回到弹簧原长位置时两物体的速度为v4，取平衡位置处的重力势能为0E当物块与钢板一起回到O点时，弹簧的弹力为零，物块与钢板只受到重力作用，加速度为g；过O点后，钢板受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于g。由于物块与钢板不粘连，物块不可能受到钢板的拉力，其加速度仍为g。故在O点物块与钢板分离，分离后，物块以速度v4v联立解得l【解析】【分析】（1）碰撞前物块A做自由落体运动，根据自由落体运动规律确定碰撞前A的速度，再根据弹性碰撞的特点进行解答；

（2）当物块与钢板回到O点时，物块与钢板开始分离，此时两者的速度仍相等。根据平衡条件及胡克定律结合题意确定平衡时弹簧的弹性势能。根据完全非弹性碰撞的特点确定碰撞物块和钢板的速度，再对碰后一起运动至O点的过程运用能量守恒定律，确定到达O点时物体的速度。分离物体做竖直上抛运动，再根据上抛运动规律进行解答。14．【答案】（1）设粒子进入磁场时y方向的速度为vyv设粒子在电场中运动时间为t，则有OQ=l=v联立解得电场强度的大小为E（2）粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示设此时的轨迹半径为r1r解得r粒子在磁场中的速度为v根据牛顿第二定律有qv解得