2023-2024学年江苏省南通市海安市高二(上)期末考试物理试卷+答案解析

2023-2024学年江苏省南通市海安市高二（上）期末考试物理试卷
一、单选题：本大题共10小题，共40分。

1.我国“歼”飞机的隐身效果大大提高，其主要是因为使用新型复合材料和特殊涂层，减弱了电磁波
的()
A.反射
B.衍射
C.干涉
D.多普勒效应
2.下系列仪器中，使用直流电才能正常工作的是()
A.小区变压器
B.图示电流表
C.真空冶炼炉
D.回旋加速器
3.如图所示，在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若想增加目镜中观察到的条纹个数，该同学可()
A.将单缝靠近双缝
B.将毛玻璃远离双缝
C.使用间距更大的双缝
D.将绿色滤光片换成红色滤光片
4.为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的。

在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()
A. B.
C. D.
5.飞力士棒是一根弹性杆两端带有负重的运动训练器材，如图所示，某人用手振动该器材进行锻炼。

下列说法正确的是()
A.手用的力变大，器材振幅一定变大
B.手用的力变大，器材振动一定变快
C.手振动的频率变大，器材振幅一定变大
D.手振动的频率变大，器材振动一定变快
6.如图，线圈M和线圈N绕在同一铁芯上，线圈M与电池、开关S及滑动变阻器串联，线圈N与电流表G 连接，若电流从G表左侧流入时，指针向左偏转。

则下列情形中可能观察到G表指针向右偏转的是()
A.S闭合的瞬间
B.S闭合稳定后
C.S闭合稳定后，P向右滑动
D.S断开的瞬间
7.在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功
率为()
A.5：4
B.5：8
C.1：1
D.1：2
8.质谱仪的工作原理如图所示，大量带正电的粒子，从容器A下方小孔飘入加速电场，从飞出后，经
沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，最后打到照相底片D上。

则粒子打到底片时，距越远的粒子()
A.速度越大
B.动量越大
C.动能越小
D.比荷越小
9.如图所示，图中两小孩各握住轻绳一端，当只有一个小孩上下抖动绳子时，在绳上产生简谐横波，图实线和虚线分别表示绳子中间某段在和时刻的波形图，
P点为绳中处的质点。

已知
小孩抖动绳子的周期T满足，则()
A.左侧小孩在抖动绳子
B.P点在时刻向方向振动
C.波在绳中传播的速度
D.P点在到时间内通过的路程为
10.如图所示，水平地面上的小车上固定竖直光滑绝缘细管，管内装有一带电小球，空间内有垂直纸面向里的匀强磁场。

小车进入磁场后保持匀速行驶，经过时间小球刚好飞离管口，该过程中小球受到的重力G、弹力N、洛伦兹力f、合力F的冲量I与时间t的关系可能正确的是()
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共9分。

11.某实验小组在利用单摆测定当地的重力加速度时，实验装置如图甲所示。

在用游标卡尺测定摆球的直径时如图乙所示，则小球直径_________cm。

下列关于实验过程说法正确的是_________。

A.用米尺测出悬线长度即为摆长
B.将单摆从平衡位置拉开一个较小的角度由静止释放，摆球通过最低点时开始计时
C.如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球，任选其一即可进行实验
某次实验时，测得悬线长为l，小球的直径为d，单摆完成n次全振动所用的时间为t，则重力加速度
该小组用多组数据作出图像如图丙所示，则当地的重力加速度_________。

用图像中物理
量表示
在利用单摆测定当地的重力加速度时，上述方案中_________选填“”或“”更好，理由是_________。

三、计算题：本大题共4小题，共51分。

12.如图所示，一个储油桶的底面直径与高均为d。

当桶内没有油时，一束光从A点恰能照到桶底边缘的B
光速为c。

求：
油的折射率n；
到达C点的光线在油中传播的时间t。

13.如图所示，曲面为四分之一圆弧、质量为2m的光滑滑块静止在水平地面上，一质量为m的小球以水平初速度冲上滑块。

重力加速度为g，求：
小球上升的最大高度h；
小球与滑块水平方向的速度分别为、，通过计算作出小球在滑块上运动过程中滑块随小球的
变化图像，标明图线特殊位置的坐标值。

框阻值为，质量，边长，在竖直向上的拉力
线框进入磁场时，速度v与进入磁场的位移y满足关系，已知，，重力加
速度。

求：
线框刚进入磁场时受到的安培力；
线框进入磁场过程中，通过线框截面的电荷量q；
线框进入磁场过程中，拉力F对线框做的功W。

15.如图所示甲，中心为O、边长为L的正六边形abcdef区域内没有磁场，正六边形区域外存在垂直于纸面的匀强磁场。

一质量为m、电荷量为的粒子，以速度从O点在纸面内射向正六边形的顶点a。

不计粒
子的重力。

若经磁场一次偏转后恰好经b点回到O点，求匀强磁场的磁感应强度；
若粒子以速度从O点在纸面内射向正六边形ab边的中点M，如图乙所示，粒子经过磁场两次偏转后
才能返回到O点，求磁感应强度B的大小可能值。

答案和解析
1.【答案】A
【解析】雷达向外发射电磁波，当电磁波遇到飞机时就要发生反射，雷达通过接收反射回来的电磁波，就可以测定飞机的位置。

我国“歼”飞机的隐身效果大大提高，其主要是因为使用新型复合材料和特殊涂层，减弱了电磁波的反射。

故选A。

2.【答案】B
【解析】变压器、真空冶炼炉、回旋加速器都是使用交变电流才能正确工作，图示电流表是直流电流表，要使用直流电才能正常工作。

故选B。

3.【答案】C
【解析】增加从目镜中观察到的条纹数量，则需要减小条纹的宽度，根据相邻亮条纹间的距离为可得，增大双缝间距离或者减小毛玻璃与双缝的距离，或者使用波长更短的光波均可达到目的。

将单缝靠近双缝不影响条纹间距，红光波长比绿光波长长。

故ABD错误，C正确。

故选C。

4.【答案】B
【解析】地磁的南极在地理北极的附近，故在用安培定则判定环形电流的方向时右手的拇指必需指向南方；而根据安培定则：拇指与四指垂直，而四指弯曲的方向就是电流流动的方向，故四指的方向应该向西。

故B 正确，ACD错误。

故选：B。

5.【答案】D
【解析】B.人用手振动飞力士棒，飞力士棒做受迫振动，其频率等于驱动力的频率，受迫振动的振动快慢由振动频率决定，而手用的力变大，驱动力的频率不一定变大，即器材振动不一定变快，故B错误；
A.受迫振动的振幅由器材的固有频率、驱动力的频率和手用的力的大小共同决定，可知，手用的力变大，器材振幅不一定变大，故A错误；
C.当驱动力的频率与器材的固有频率越靠近，受迫振动的振幅越大，可知，若手振动的频率大于器材的固有频率，当手振动的频率变大时，器材的振幅变小，若手振动的频率小于器材的固有频率，当手振动的频率变大时，器材的振幅变大，即手振动的频率变大，器材振幅不一定变大，故C错误；
D.频率是描述振动物体振动快慢的物理量，飞力士棒做受迫振动，其频率等于驱动力的频率，可知，手振动的频率变大，器材振动一定变快，故D正确。

故选D。

6.【答案】D
【解析】A.根据安培定则，在线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，S闭合的瞬间，穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向左，根据安培定则可知，感应电流从G表左侧流入时，指针向左偏转，故A错误；
B.S闭合稳定后，线圈M中的电流不变，M产生的磁场不变，穿过线圈N的磁通量不变，线圈N中没有感应电流，G表指针不偏转，故B错误；
C.S闭合稳定后，线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，P向右滑动，滑动变阻器接入电阻减小，线圈M中电流增大，线圈M产生的磁场增强，穿过线圈N的磁通量增大，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向左，根据安培定则可知，感应电流从G表左侧流入时，指针向左偏转，故C 错误；
D.线圈M中的电流产生的磁场向右穿过线圈N，S断开的瞬间，穿过线圈N的磁通量减小，根据楞次定律，线圈N中的感应电流在线圈内产生的磁场方向向右，根据安培定则可知，感应电流从G表右侧流入时，指针向右偏转，故D正确。

故选D。

7.【答案】A
【解析】ABCD：甲电流有效值解得，乙电流的有效值为，该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率，A正确，BCD错误。

故选A。

8.【答案】D
【解析】D.带电粒子进入磁场的动能则，带电粒子在磁场中，由牛顿第二定律
联立可知距越远的粒子轨迹半径越大，联立可得，则轨迹半径比荷越小，故D正确；
A.又根据知带电粒子的比荷越小，速度越小，故A错误；
B.带电粒子的动量为故无法判断动量大小，故B错误；
C.在加速电场中，由动能定理可得带电粒子进入磁场的动能为无法判断带电量的大小关系，故无
法判断动能大小，故C错误。

故选D。

9.【答案】C
【解析】A.若左侧小孩抖动绳子，则有…又无解，若右侧
小孩抖动绳子，则有…解得，故右侧小孩在抖动绳子，故A错误；B.波沿方向传播，根据同侧法，P点在时刻向方向振动，故B错误；
C.波长为4m，波在绳中传播的速度，故C正确；
D.在到时间内，P点振动了，由于时刻P点不在平衡位置或位移最大处，则P点在到时
间内通过的路程，故D错误。

故选C。

10.【答案】B
【解析】A.重力冲量为可知与t成正比，故A错误；
B.假设带电小球水平方向的速度为，竖直方向的速度为，洛伦兹力水平分量为，竖直分量为，
则，，因大小不变，所以大小不变，则竖直方向由牛顿第二定律有
，可知小球在竖直方向做匀加速的直线运动，则，，所以弹力N的冲量为，故B正确；
C.洛伦兹力f的冲量为，可知C错误；
D.小球所受的合力大小为，由B项分析可知，F为定值，所以合力F的冲量为，可知与
t成正比，故D错误。

故选B。

11.【答案】误差小
【解析】用游标卡尺测定摆球的直径。

用米尺测出悬线长度加摆球半径即为摆长，选项A错误；
B.将单摆从平衡位置拉开一个较小的角度由静止释放，摆球通过最低点时开始计时，选项B正确；
C.如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球，应选择带孔的铁球，选项C错误。

故选B。

某次实验时，测得悬线长为l，小球的直径为d，则摆长，单摆完成n次全振动所用的时间为t，则周期，根据可得重力加速度
由可得，由图可知，则当地的重力加速度
在利用单摆测定当地的重力加速度时，利用图像处理数据误差会更小，则上述方案中更好，理由是误差小。

12.【答案】根据光路可逆性，光线如图所示
底面直径与桶高相等，所以图中折射角，入射角为i，则有，油的折
射率
光在油中传播速度为，光在油中传播距离为，光在油中传播
时间为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
13.【答案】小球上升最大高度时，根据系统水平方向动量守恒以及能量守恒可得，
解得，
根据系统水平方向动量守恒，设小球与斜面分离时的速度分别为、，则，
解得，，，小球在滑块上运动过程中滑块随小球的变化图像如图所示。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】线框刚进入磁场时受到的安培力，线框刚进入磁场时线框中的感应电流为
解得，根据左手定则可知，线框刚进入磁场时受到的安培力方向为竖直向下。

线框进入磁场过程中，通过线框截面的电荷量
线框完全进入磁场时的速度为，线框进入磁场过程中受到的安培力
，线框进入磁场过程中，安培力做的功为
，线框进入磁场过程中，根据动能定理可得
解得拉力F对线框做的功为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】【详解】如图所示
由几何关系知代入得，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供粒子做圆周运动向心力则
如图所示
无论磁场垂直于纸面向里还是向外，运动时间相同，粒子第一次进入a后经过3次进入磁场偏转，最终沿
着da方向运动，第二次经过a点，设在磁场运动周期T，时间为t，在六边形里面做直线运动时间为，则代入得，在磁场运动周期为，则粒子在磁场中运动时间为
，则3次在磁场运动总时间为，粒子做直线运动时间
为，则3次做直线运动总时间为，则粒子连续两次经过a点的时间间隔为
若粒子以速度从O点在纸面内射向正六边形ab边的中点M，粒子可能通过以下三种情况经过磁场
两次偏转后才能返回到O点，无论磁场方向垂直于纸面向里还是向外规律都一样。

第一种情况，由几何关系知，由半径公式知代入得
第二种情况，由几何关系知，由半径公式知代入得
第三种情况，无论磁场方向垂直于纸面向里还是向外规律都一样，由几何关系知，由半径公式知
代入得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】。