安徽省蚌埠市2023-2024学年高二下学期期末学业水平监测物理试题(含答案)

蚌埠市2023—2024学年度第二学期期末学业水平监测
高二物理
本卷满分100分，考试时间75分钟。

一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求。

1．运输易碎器件时，经常在包装箱中填充泡沫塑料，这是因为在碰撞过程中，泡沫塑料能减小（ ）
A ．器件的惯性
B ．器件受到的冲量
C ．器件的动量变化量
D ．器件受到的作用力
2．如图，L 是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零。

A 和B 是两个相同的小灯泡。

由此可以判断（
）A ．当开关S 由断开变为闭合时，A 灯立即亮，B 灯不亮
B ．当开关S 由断开变为闭合时，A 灯立即亮，后变得更亮，B 灯先亮一下后逐渐熄灭
C ．当开关S 由闭合变为断开时，A 和B 灯立即熄灭
D ．当开关S 由闭合变为断开时，A 灯由熄灭变亮再逐渐熄灭，B 灯立即熄灭
3．如图，包含黄、紫两种颜色的一束复色光沿半径方向射入一块半圆形玻璃砖。

在玻璃砖底面的入射角为i ，经折射后，分成a 光、b 光从O 点射出。

下列说法正确的是（
）
A ．a 光为黄光，b 光为紫光
B ．在玻璃砖中，a 光的传播速度大于b 光的传播速度
C ．若改变光束的入射方向使i 角逐渐变大，则a 光先发生全反射
D ．玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率
4．海洋浮标常被锚定在指定的海域，随波起伏。

若浮标的上下振动可简化成竖直方向上的简谐运动，海水波可看成简谐横波。

图甲是一列沿x 轴正方向传播的海水波在时的波形图，图乙是图甲中平衡位置离坐标原点3m~6m 范围内某质点的振动图像。

则下列说法正确的是（
）
0.25s t
A ．海水波的波速为12m/s
B ．两个周期内浮标通过的路程为80cm
C ．海水波遇到大小为30m 的障碍物时能产生明显的衍射现象
D ．图乙是平衡位置在处质点的振动图像
5．如图，圆柱形区域内存在竖直向上的磁场，磁感应强度的大小B 随时间t 的变化关系为，其中a 、b 为正的常数。

在此区域的水平面内固定一个半径为R 内壁光滑的圆环形细玻璃管，将一电荷量大小为q 的带负电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则从上往下看，下列说法正确的是（
）
A ．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为
B ．小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为
C ．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为
D ．小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为6．利用霍尔元件可以测定地球赤道上方的地磁场强弱，如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I ，C 、D 两侧面间会产生电势差，该电势差大小叫霍尔电压。

下列说法中正确的是（
）
A ．通电时间越长，霍尔电压越大B
．霍尔电压的大小仅与磁感应强度有关
3m x =B a bt =+2
πqb R
2
2πqb R 2
πqb R
2
2πqb R
C ．若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势
D ．在霍尔元件测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
7．如图，理想变压器的输入电压不变，为定值电阻，电流表和电压表均为理想电表。

若滑动变阻器R 触头向上滑动，下列对各表示数变化的描述正确的是（
）
A ．电流表的示数变大
B ．电压表的示数变小
C ．电流表的示数变大
D ．电压表的示数变大
8．如图，在宽度均为a 的区域Ⅰ、Ⅱ中分别存在垂直纸面且方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小相等。

正三角形金属线框ef g （高也为a ）从图示位置沿x 轴正方向匀速穿过Ⅰ、Ⅱ区域，规定逆时针方向为电流正方向，则线框ef g 中感应电流I 与线框移动距离x 的关系图像正确的是（
）
A ．B
．
C D
ϕϕ>0R 1A 1V 2A 3V
C ．
D ．
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

9．如图，假设从地球的北极沿直径凿通一条隧道，一小球从S 点由静止释放，小球在隧道内的运动可视为简谐运动。

已知地球半径为R ，小球由球心O 向S 运动经过O 时开始计时，经时间第1次经过P 点（P 点在O S 之间，图中未标出），再经过时间第2次经过P 点。

则（
）
A ．小球振动的周期为
B ．O 到P
的距离为
C ．由S 到O 的运动过程中小球受力逐渐减小
D ．小球从计时开始到第3次过P 点所需时间为10．如图，半径为R 的圆形区域内有一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，磁场边界上的P 点有一同种粒子源，粒子的比荷为k ，粒子以相等速率沿不同方向进入磁场，其中沿直径方向飞入的粒子在有界磁场中偏转射出，粒子的重力以及粒子之间的相互作用力均可忽略，由此可以判断（
）
A ．所有粒子离开磁场时的速度方向相互平行
0t 04t 010t 1
2
R 0
13t 90
B ．粒子从P 点进入磁场时的速率为kBR
C ．粒子从P
D ．若粒子从射出点沿射出速度反方向以相等速率射入，一定会从P 点射出
三、非选择题：本题共5小题，共58分。

11．（8分）在“用双缝干涉测量光的波长”实验中：
（1）用图1所示装置测量，双缝竖直放置，观察到竖直条纹不清晰，可进行的操作是___________。

A ．调节凸透镜使光聚焦到单缝B ．调节双缝与屏的距离C ．调节单缝与双缝的距离
D ．调节单缝与双缝平行
（2）实验中使分划板中心刻线与其中一条亮条纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮条纹，此时手轮上示数如图2所示。

同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第11条亮纹中心对齐，此时手轮上示数如图3所示，则示数为___________mm ，求出相邻两个亮条纹的距离___________mm ．若双缝间距为d ，双缝到屏的距离为L ，则所测单色光波长的表达式为λ=___________（结果用字母表示）。

12．（10分）图示为“验证碰撞中动量守恒”的实验装置，a 是入射小球，b 是被碰撞小球，a 和b 的直径分别为和，质量分别为和，斜槽轨道末端在水平地面上的投影为O 点。

先将小球a 从斜槽上某一固定位置由静止释放，a 从斜槽末端飞出后落到水平地面的记录纸上留下落点痕迹，重复以上实验步骤多次，描出a 的平均落点位置P ，再把小球b 放在斜槽末端，让小球a 仍从斜槽上同一位置由静止释放，与小球b 碰撞后，两球分别在记录纸上留下落点痕迹，再重复以上实验步骤多次，最后描出碰后小球a 、b 的平均落点位置M 、N 如图乙。

（1）实验中需要注意的事项，下列说法正确的是（ ）：___________．
A ．斜槽轨道末端应该保持水平
B ．斜槽应尽量光滑
C ．天平和刻度尺是必需的测量工具
D ．小球抛出点距地面的高度需要测出
E ．小球做平抛运动的水平射程需要测出
（2）实验中重复多次让入射小球从斜槽上的同一位置释放，其中“同一位置释放”的目的是：___________。

（3）实验中对小球的要求是：直径_____________，质量____________．（均选填“>”“=”
x ∆=1D 2D 1m 2m 1D 2D 1m 2m
或“<”）
（4）在图乙中，用毫米刻度尺测得O 点与M 、P 、N 三点的水平方向的距离分别为，则要验证实验碰撞前后的动量守恒，需要验证的关系式是___________。

13．（11分）如图，b 、c 通过轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数为k ，静置在水平地面上，a 物块从距离b 高为H 处由静止释放，a 与b 碰撞后粘在一起，碰撞时间极短，整个运动都在竖直方向，运动过程中c 未脱离地面。

已知a 、b 的质量均为M ，重力加速度为g ．求：
（1）a 、b 刚粘在一起时的速度和加速度大小；
（2）若a 物块从距离b 高为H ₁处由静止释放，此后运动过程中弹簧恰好能恢复原长，求初始时弹簧的弹性势能。

14．（12分）某煤场引进了电磁弹射矿车，可简化如图，宽度为L 的水平轨道中，BE 、CH 两段为绝缘材料制成，其余部分均为导体。

区域ABCD 和EFGH 都足够长，且均存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ．在导轨左端接入电容为C 的电容器和开关S ，在导轨右端接入阻值为2R 的定值电阻。

矿车可简化为一根质量m 、电阻为R 的导体棒（与轨道始终保持垂直且接触良好），开始时导体棒静止于AD 处（如图），电容器两端电压为，闭合开关S ，导体棒开始向右加速弹射。

不计一切摩擦，已知重力加速度为g ，求：
（1）导体棒通过BC 时的速度大小；
（2）求整个过程中定值电阻2R 上产生的热量。

15．（17分）如图所示，在平面直角坐标系xOy 中，有沿x 轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，
电场强度大小为
，磁感应强度大小为B ．从O 点发射一比荷为的带正电微粒，该微粒恰能在xOy
坐标平面内做直线运动。

已知y 轴正方向竖直向上，重力加速度为g ．
213x x x 、、0U mg
q
q m
（1）求微粒发射时的速度大小和方向；
（2）若仅撤去磁场，微粒以（1）中的速度从O 点射出后，求微粒通过y 轴时到O 点的距离；（3）若仅撤去电场，微粒改为从O 点由静止释放，求微粒运动的轨迹离x 轴的最大距离。

蚌埠市2023—2024学年度第二学期期末学业水平监测
高二物理参考答案
选择题（共42分）
题号12345678910答案
D
B
C
D
A
C
D
B
BCD
AB
非选择题（共58分）
11．
（1）A D
（2）13.451（13.451~13.453），1.1450（1.1448~1.1453），12．（1）ACE
（2）为了保证小球每次平抛的初速度相同（3）；>
（4）
13．（1）做自由落体运动，则解得碰撞过程动量守恒，则解得碰撞后瞬间，对整体，根据牛顿第二定律有
又Δd x
L
⋅=1
21123
m x m x m x =+a 2112
MgH Mv =1v =
a b 、12
2Mv Mv =2112v v =
=a b 、022Mg kx Ma
-=0kx Mg
=
解得加速度大小为（2）若物块从距离高为处由静止释放，则碰撞过程动量守恒，则
弹簧恰好能恢复原长，根据能量守恒可得
联立可得．14．（1）导体棒在轨道上运动，最终为匀速，设稳定后速度为，两端电压为解得（2）导体棒在轨道运动直至静止，由能量守恒得解得15．（1）由题意知，粒子做匀速直线运动，受力分析如图
则解得．2
g a =
a b 1H 21312
MgH Mv =
a b 、34
2Mv Mv =2401222
p Mv E Mgx ⨯+=221
22
p M g MgH E k =-
ABCD v U
Σ0
BIL t mv =- ΣI t q
= 0Δq q q =-q C U
=
00
q C U =
U BLv
=022CLBU v CB L m
=
+EFGH 212
Q mv =
总2
3
Q Q =总
()
2222
20222133C L B U m
Q mv CB L m ==+222
()()()Bqv qE mg =+v =
粒子出射的速度方向与轴负方向夹角为解得即微粒发射的速度大小为，与轴负方向夹角为（2）撤去磁场后，粒子做类平抛运动，如图
将速度分解可得轴方向的加速度大小经过轴时的时间．距点的距离（3）解法1：
微粒运动的轨迹离轴的距离最大时，速度与轴平行，设最大距离为在方向上，由动量定理得即由动能定理得
解得y θ
tan 1mg
qE
θ=
=45θ=
︒
v =
y 45θ=
︒sin 45x v v =︒
=
cos45y v v =︒=
x x qE a g m
=
=
y 2x x v t a =
=O 22222
1242y v m g
y v t gt g q B
=+==x x 1y x 1Σ0x f t mv =- 11
Bqy mv =2
11102
mgy mv =
-2122
2m g
y q B
=
解法2：
将静止释放的微粒看成同时有大小相等、方向水平向左和向右的初速度，向左的速度产生的洛伦兹力与重力大小相等（如图）
则解得向左的分速度使微粒水平向左匀速直线运动，向右的分速度使微粒在洛伦兹力下做匀速圆周运动
即解得微粒运动的轨迹离
轴的最大距离12v v 、1v 1qBv mg =12mg v v qB
==
22
2v qBv m
R
=2222
mv m g
R qB q B
==x 2122
22m g
y R q B
==。