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2023-2024学年河北省唐山市 期末考试

满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上，

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷（共46分）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分

1．两支铅笔夹成一条狭缝平行日光灯放置，眼睛紧贴着狭缝观察到光的（　　）

A．衍射现象 B．干涉现象 C．偏振现象 D．折射现象

2．如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请判断：从此时刻开始、两质点将向哪个方向运动（　　）

A．向上向下 B．向下向上

C．向下向下 D．向上向上

3．如图，物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F，在作用t时间后，物体仍保持静止。则下列说法正确的是（　　）

A．拉力F的冲量方向水平向右

B．拉力F的冲量大小是

C．摩擦力的冲量大小为0

D．合外力的冲量大小为0

4．已知氚核的质量约为质子质量的3倍，电荷量与质子电荷量相等。现在质子和氚核以大小相同的速度在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A．质子和氚核运动半径之比为 B．质子和氚核运动半径之比为

C．质子和氚核运动周期之比为 D．质子和氚核运动周期之比为

5．曾经有一则新闻报道，一名质量约为的儿童从楼房的3层落下来，被一名见义勇为的青年接住。设儿童与青年之间的相互作用时间为，重力加速度取，此过程中儿童受到的合力的平均值约多大（　　）

A． B． C． D．

6．一种用磁流体发电的装置如图所示。平行金属板之间有很强的磁场，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）喷入磁场，两板间便产生电压。如果将和电阻为的用电器连接，就是一个直流电源的两个电极。若两板相距为，不计板间电阻，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为，等离子体以速度沿垂直于的方向射入磁场。下列说法正确的是（　　）

A．板电势高于板电势 B．发电机的电动势为

C．通过用电器的电流方向从下到上 D．用电器两端电压大小为

7．如图所示，宽为的光滑导轨与水平面成角，质量为、长为的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为时，金属杆恰好能静止。（　　）

A．磁感应强度最小值为

B．磁感应强度最小值为

C．保持最小值大小不变，方向竖直向上时，电流

D．保持最小值大小不变，方向竖直向上时，电流

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。选对但不全者得3分，错选或不选得0分。

8．质量相同的两个小球位于同一高度，球以速度竖直上抛，球以速度竖直下抛，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．落地时动量相同

B．从抛出到落地动量的变化量相同

C．落地时动能相同

D．从抛出到落地重力的冲量相同

9．如图，一列简谐横波在轴上传播，图甲和图乙分别为轴上两质点的振动图像，且为。下列说法正确的是（　　）

A．波的周期为 B．这列波一定沿轴正方向传播

C．波速大小可能为 D．波速大小可能为

10．如图所示，固定在匀强磁场中的正方形金属框边长为，其中边是电阻为的均匀电阻丝，其余三边是电阻可忽略的铜导线，匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于纸面向里。现有一段长短、粗细、材料均与边相同的电阻丝架在线框上，在一外力作用下以恒定速度从边滑向边。在滑动过程中与导线框的接触良好。下列说法正确的是（　　）

A．导线框消耗的电功率最大值为

B．外力的最小功率为

C．当滑过的距离时，通过段的电流为

D．当滑过的距离时，通过段的电流为

第Ⅱ卷（共54分）

三、填空题：本题共2小题，11题10分，12题6分，每空2分，共16分

11．用如图甲所示实验装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。

（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是                。

A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些

B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大

D．为了方便记录时间，从小球释放时开始计时

（2）用游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，摆球直径为                。利用刻度尺测得摆线长，摆球直径为，则该单摆的摆长                。（用字母表示）

（3）该单摆摆动次全振动所用时间是，用以上测量的、、表示出重力加速度的计算式为                。

（4）与重力加速度的真实值比较，发现第（3）问中测量结果偏大，分析原因可能是                。

12．某实验小组使用如图所示的器材探究影响感应电流方向的因素。

（1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接(        )。

（2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计的指针向左偏了一下。保持开关闭合，将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向                （选填“左”或“右”）偏。

（3）通过变换线圈电流方向、改变螺线管线圈绕行方向，多次实验后总结出如下结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的                。

四、计算题：本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分

13．一个储油桶的底面直径与高均为。当桶内没有油时，从某点恰能看到桶底边缘的点。当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿方向看去，恰好看到桶底上的点，两点相距，真空中光速为，求：

（1）油的折射率；

（2）光在油中传播的速度。（计算结果可用根式表示）

14．如图所示，回旋加速器两个形金属盒分别与高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为的匀强磁场中，回旋加速器右侧存在宽度为的有界匀强磁场区域，竖直虚线为磁场边界，磁感应强度大小也为，方向垂直纸面向里。一电子经回旋加速器加速后，以速度沿纸面垂直边界进入磁场，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，不计重力，求：

（1）电子的比荷；

（2）交流电源频率。

15．如图所示，水平面上有一质量为的木板，其右端固定水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量为的物块，物块与木板一起以的速度向右匀速运动。一质量为的滑块以的速度向左匀速运动，某时刻发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力。

（1）求滑块碰撞后的速度大小；

（2）从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，求弹簧的最大弹性势能；

（3）若从碰撞到弹簧被压缩至最短的过程中所用时间为，弹簧形变量为，求此过程中木板的位移大小。

2023-2024学年河北省唐山市高二上学期期末考试 物理答案

1．A

【解析】光能通过狭缝继续传播，并看到彩色的条纹，这是光的衍射。

故选A。

2．B

【解析】根据波的叠加原理，两列波在相遇区域，每一质点的振动速度等于每列波单独引起的振动速度的矢量和。在图乙中，向右传播的波使质点b向上振动，向左传播的波引质点b的振动速度为零，故b向上振动；向左传播的波使质点a向下振动，向右传播的波引质点a的振动速度为零，故a向下振动。故选B。

3．D

【解析】A．拉力的冲量方向与拉力的方向相同，即方向与水平方向成θ角斜向右上方，故A错误；

B．根据冲量的定义可知，拉力F的冲量大小

I=Ft

故B错误；

C．摩擦力的冲量大小

故C错误；

D．物体保持静止，动量变化为零，根据动量定理可知，物体所受合力的冲量大小为零，故D正确。

故选D。

4．B

【解析】AB．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力充当向心力有

可得

若质子、氚核在同一匀强磁场中做匀速圆周运动时的速度相同，则它们做圆周运动的半径比等于它们比荷的反比。质子和氚核运动半径之比

故A错误，B正确；

CD．带电粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的周期

质子和氚核运动周期之比

故CD错误。

故选B。

5．A

【解析】每层楼高约3米，则儿童从3层高的楼房掉到地上时的速度约为

儿童的质量约为15kg，落地过程根据动量定理有

代入数据解得儿童受到的合力的平均值为

故选A。

6．D

【解析】AC．根据左手定则，带正电粒子向上偏转，所以P板带正电，P板的电势高于Q板的电势，通过用电器的电流方向从上到下，故AC错误；

B．P、Q两板将会聚集越来越多的电荷，电场强度变强，令两板的电动势为E，当平衡时有

解得电源的电动势

故B错误；

D．因为不计P、Q板间电阻，所以用电器两端的电压等于电动势，即

故D正确。

故选D。

7．C

【解析】AB．只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小，则对导体棒进行受力分析有

由共点力的平衡有

经过计算有

故AB错误；

CD．若磁场竖直向上，杆受力如图所示

由共点力的平衡有

联立解得

故C正确，D错误。

故选C。

8．AC

【解析】AC．两球分别做竖直上抛和竖直下抛，由动能定理有

可推得两球落地的速度相同，而质量相同，则两球落地时动能相同，落地时动量也相同，故AC正确；

B．球先向上做匀减速直线运动再做自由落体运动，则，由动量定理有

可知a球从抛出到落地重力的冲量较大，动量的变化量较大，故BD错误。

故选AC。

9．AD

【解析】A．由两质点的振动图像可知，质点振动周期为，波的周期与质点振动周期相同也为。故A正确；

B．由振动图象读出t=0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，而b位于波峰，若a质点的平衡位置在b质点的平衡位置的左侧，波沿x轴正方向传播；若a质点的平衡位置在b质点的平衡位置的右侧，波沿x轴负方向传播。故B错误；

CD．若波沿x轴正方向传播，波形图可能为

若波沿x轴负方向传播，波形图可能为

由波形图可知

 ，n=0，1，2…

得到波长为

 ，n=0，1，2…

波速为

，n=0，1，2…

故波速大小可能为，当时，

故C错误，D正确。

故选AD。

10．BC

【解析】A．因PQ为电源，内阻为r=R，电动势E=Blv；外电路为aP和bP两部分电阻的并联，则当两部分并联的电阻与内阻相等时导线框消耗的功率最大，而aP和bP两部分电阻的并联，在P在ab中点时电阻最大，最大电阻为，则此时与内阻R最接近，则线框消耗的电功率最大，则导线框消耗的电功率最大值为

选项A错误；

B．外力的功率等于安培力的功率，当PQ在ab中点时外电阻最大，电流最小，此时安培力最小，安培力的功率最小，则外力的最小功率为

选项B正确；

C．当滑过的距离时，外电阻

通过段的电流为

选项C正确；

D．当滑过的距离时，外电阻

通过段的电流为

选项D错误。

故选BC。

11．     AB##BA     20.6               测量摆长L偏大或测量摆动次全振动所用时间偏小

【解析】（1）[1]A．实验中摆线的质量不计，并要测量长度，为了减小实验误差，摆线要选择细些的，则质量较小；伸缩性小些的，在摆动过程中细线的长度变化小，并且适当长一些，便于摆动时时间的测量，A正确；

B．摆球尽量选择质量大些，这样忽略摆线的质量相对影响较小；体积小些的，可减小空气阻力，B正确；

C．单摆的周期与摆角无关，且要求摆球的摆角要小于5°，只有在单摆摆角很小的条件下振动为简谐振动，C错误；

D．为了方便记录时间，应从小球摆到平衡位置时开始计时，D错误。

故选AB。

（2）[2]用游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，游标尺是10分度的，其精确度为0.1mm，主尺读数为20mm，游标尺的第6刻度线与主尺某刻度线对齐，摆球直径为

[3]利用刻度尺测得摆线长，摆球直径为，则该单摆的摆长为

（3）[4]该单摆摆动次全振动所用时间是，则周期是

由单摆周期公式可得重力加速度的计算式为

（4）[5]测量重力加速度结果偏大，分析原因可能是：测量单摆的摆长L偏大或测量单摆摆动次全振动所用时间偏小等。

12．          右     变化

【解析】（1）[1]实验电路连接如图

（2）[2]连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下，说明当穿过线圈B的磁通量增加时电流计的指针左偏，将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，则回路电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将向右偏；

（3）[3]通过变换A线圈电流方向、改变螺线管线圈绕行方向，多次实验后总结出如下结论：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

13．（1）；（2）

【解析】（1）桶内油深度为时，仍沿方向看去，恰能看到桶底点，且，设在液面上处，入射角为，折射角为，如图所示

可得

联立解得

（2）光在油中的传播速度为

14．（1）；（2）

【解析】（1）根据几何关系可知电子运动轨迹的半径为r，则

解得

电子在磁场中做匀速圆周运动，合力提供向心力，则

解得

（2）电子在回旋加速器中做匀速圆周运动的周期为

交流电源的频率等于电子做匀速圆周运动的频率，则

15．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）规定向右为正方向，发生弹性碰撞前后的速度分别为和，由动量守恒和能量守恒得

解得

滑块碰撞后的速度大小为。

（2）发生弹性碰撞后，组成的系统动量守恒，当弹簧被压缩至最短时，两者速度相等，设共同速度大小为，则

得

由能量守恒定律，弹簧的最大弹性势能

（3）小车碰撞结束到弹簧被压缩至最短的过程中，设物块速度为，木板速度为，由动量守恒，有

任取一段极短时间均有

累加求和后，有

代入数据得

又小车碰撞结束到弹簧被压缩至最短的过程中，物块的位移与木板的位移之差等于弹簧形变量，即

代入数据可得