2023岳阳岳阳县一中高二下学期入学考试物理试题含解析

2024届高二年级下学期入学考试

物理试卷

总分：100分　　　时量：75分钟

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

1. 关于光现象的叙述，以下说法正确的是（　　）

A. 太阳光照射下肥皂膜呈现的彩色属于光的干涉

B. 雨后天空中出现的彩虹属于光的衍射

C. 通过捏紧的两只铅笔间的狭缝观看工作着的日光灯管，看到的彩色条纹，属于光的色散

D. 阳光照射下，树影中呈现的一个个小圆形光斑，属于光的衍射现象

【答案】A

【解析】

【详解】A．太阳光照射下肥皂膜呈现彩色，属于薄膜干涉，故A正确；

B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中小水滴对阳光色散形成的，故B错误；

C．通过笔间狭缝观看日光灯管出现彩色，属于单缝衍射，故C错误；

D．而阳光下树影中呈出的小圆斑，则属于树叶间形成的小孔成像，故D错误。

故选A。

2. 如图所示为同一地点的两单摆甲、乙做简谐运动时的振动图像，下列说法正确的是（　　）

A. 甲的摆长大于乙的摆长

B. 甲摆的周期大于乙摆的周期

C. 在t＝0.5s时甲摆的回复力大于乙摆的回复力

D. 在t＝1.0s时乙的速率大于甲的速率

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由振动图像知甲和乙的周期相等均为2s，根据单摆周期公式

所以甲的摆长等于乙的摆长，故AB错误；

C．由振动图像知在时甲摆正经过平衡位置向x轴负方向运动，此时甲的回复力为零，该时刻乙离平衡位置最远，所以回复力最大，故C错误；

D．由振动图像知在时甲离平衡位置最远，振动速度为零，而乙在平衡位置，速度最大，所以乙的速率大于甲的速率，故D正确。

故选D。

3. 两波源、在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则（    ）

A. 两波波长不同，相遇区域不遵循波的叠加原理

B. 两波相遇区域不会产生稳定的干涉图样

C. a处质点的振动始终加强

D. a处质点随水波飘向远处

【答案】B

【解析】

【详解】A．两波波长不同，相遇区域遵循波的叠加原理。A错误；

B．两列波波长不同，波速相同，根据，可知两列波的频率不同，两波相遇区域不会产生稳定的干涉图样，B正确；

C．因两列不是相干波，不会产生稳定的干涉图样，a处质点的振动不会始终加强，C错误；

D．a处质点不随水波飘向远处，而在平衡位置附近振动。D错误。

故选B。

4. 如图所示的电路中，当开关闭合时，灯L1、L2均不亮，理想电流表无示数，理想电压表有示数，不计电源内阻。则故障原因可能是（　　）

A. L1短路 B. L2短路 C. L1断路 D. L2断路

【答案】C

【解析】

【详解】当开关闭合时，灯L1、L2均不亮，理想电流表无示数，由实物连接电路可知，故障应是电路中某一处发生断路；若L1断路，则电压表正、负极分别与电源正、负极接通，电压表有示数；若L2断路，则电压表正、负极都与电源负极断开，电压表无示数。

故选C。

5. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知磁感应强度为B、电荷量为q，OP＝a。不计重力。根据上述信息可以得出（    ）

A. 带电粒子在磁场中运动的速率 B. 带电粒子在磁场中运动的动量

C. 带电粒子在磁场中运动的动能 D. 带电粒子在磁场中运动的时间

【答案】B

【解析】

【详解】A．带电粒子在磁场中运动的轨迹如图所示

由几何知识可知轨迹圆半径为

根据洛伦兹力提供向心力有

，

可得

，

粒子质量未知，带电粒子在磁场中运动的速率、周期不可求，故A错误；

B．带电粒子在磁场中运动的动量

故B正确；

C．带电粒子在磁场中运动的动能为

质量未知，粒子动能不可求，故C错误；

D．带电粒子在磁场中运动周期不可求，所以运动时间不可求，故D错误。

故选B。

6. 一枚质量为m的烟花弹获得动能后，从地面竖直升空，当烟花弹上升到最大高度时，弹中火药爆炸将烟花弹炸成质量分别为m1和m2的A、B两部分，m1：m2=2：1，此时两部分获得的动能之和为烟花弹初动能的两倍，且初始均沿水平方向运动。设爆炸时间极短，重力加速度大小为g，不计空气阻力和火药的质量，A、B两部分落地的水平位移大小分别为x1和x2，则（　　）

A. A、B两部分落地时的速度大小之比为2：1

B. A、B两部分落地时的动能之比为4：5

C. x1：x2=2：1

D. A、B两部分落地点的间距为烟花弹上升的最大高度的4倍

【答案】B

【解析】

【详解】AB．设烟花弹的初速度为v0，上升的最大高度为h，发生爆炸瞬间，A、B两部分在水平方向上动量守恒，则有

m1v1-m2v2=0

由题意可得

m1+m2=m

，

联立解得

v1=v0，v2=2v0

且速度均沿水平方向，接着A和B分别以速度v1=v0、v2=2v0向相反方向做平抛运动，到达地面过程中机械能守恒，设A、B落地时速度大小分别为v'1、v'2，则对A有

对B有

联立解得

，

所以

则

故A错误，B正确；

CD．设A、B在最高处爆炸后在空中做平抛运动的时间为t，则有

，x1=v1t，x2=v2t

联立解得

x1=2h，x2=4h

故

x1：x2=1：2

A和B落地点的距离是

x1+x2=6h

为烟花弹上升的最大高度的6倍，故CD错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的。

7. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.1s时刻的波形如图中虚线所示。波源不在坐标原点O，P是传播介质中离坐标原点xP=2.5m处的一个质点。则以下说法正确的是（　　）

A. 质点P的振幅为0.05m

B. 波的频率可能为12.5Hz

C. 波的传播速度可能为50m/s

D. 在t=0.1s时刻与P相距5m处的质点一定沿x轴正方向运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据图像可知，质点P的振幅为0.1m，A错误；

C．由于波沿x轴正方向传播，可知，在t=0.1s时间内，波传播的距离为

（n=0，1，2，3…）

则波速为

（n=0，1，2，3…）

可知，当n=1时，解得

v=50m/s

C正确；

B．波的周期

波频率

解得

（n=0，1，2，3…）

可知，当n=1时，解得

f=12.5Hz

B正确；

D．由于波长为4m，根据周期性可知，与P相距5m处的质点的振动情况同与P相距

5m-4m=1m

处的质点的振动情况完全一致，根据图像可知，该与P相距1m处的质点位于x轴上3m到4m之间，根据同侧法可知，该质点一定沿y轴正方向运动，D错误。

故选BC

8. 如图所示，在一个很小的矩形导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件。在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的电荷就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压UH。当磁场方向和电流方向如图所示时，关于霍尔电压的大小，下列说法正确的是（　　）

A. 将磁场方向和电流方向同时反向，N板电势低于M板电势

B. 将磁场方向变为与薄片的上下表面平行，UH不变

C. 电流和磁场方向如图所示时，N板电势高于M板电势

D. 在电流和磁场一定时，薄片的厚度越大，则UH 越小

【答案】AD

【解析】

【详解】AC．导体主要是自由电子定向移动而导电，即载流子带负电；电流和磁场方向如图所示时，根据左手定则可知载流子向N电极偏转，则电极N的电势低于电极M的电势，若将磁场方向和电流方向同时反向，仍然是N板电势低，选项A正确，C错误；

B．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，则载流子受到上下方向的洛伦兹力，或者不受洛伦兹力，因此M、N间不存在电势差，故B错误；

D．设半导体薄片的厚度为d，宽度为b，长度为L，载流子所受的电场力等于洛伦兹力，设材料单位体积内载流子的个数为n，材料截面积为S，根据平衡条件有

电流微观表达式

I=nqSv

S=bd

解得霍尔电压

UH与磁感应强度B、电流I、厚度d有关，在电流I、磁场B一定时，薄片的厚度越大，则UH越小，故D正确。

故选AD。

9. 如图所示，质量为2kg的物块B放在光滑水平面上，质量为1kg的物块A叠放在物块B上，A与B间的动摩擦因数为0.5，开始时，两物块处于静止状态，t=0时刻，给物块B施加一个水平向右的推力，推力随时间变化的规律如图2所示，t=5s时刻，物块A与B恰好发生相对滑动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为10m/s2，则（　　）

A. t=5s时刻，推力大小10N

B. t=5s时刻，物体A的速度大小为12.5m/s

C. 0~5s内，物体A受到的摩擦力的冲量为

D. 0~5s内，推力F做功大小为134.75J

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由于5s时刻，物块A与B恰好发生相对滑动，两物块之间的摩擦力刚好达到最大静摩擦力，此时对两物块整体，根据牛顿第二定律有

对物块A，根据牛顿第二定律有

解得

，

A错误；

B．根据上述分析可知推力与时间的函数关系式，其中物理量的单位全部取国际单位

0~5s内，对两物块整体，根据动量定理有

根据图像0~5s内，推力的冲量

解得5s时刻的速度为

v=12.5m/s

B正确；

C．0~5s内，对物块A，根据动量定理有

C正确；

D．0~5s内，对两物块整体，根据动能定理有

解得

D错误。

故选BC。

10. 如图甲所示，A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压，A板的电势为0，一质量为m、电荷量大小为q的负电荷仅在静电力作用下，在刻从A板的小孔处由静止释放进入两极板运动，恰好到达B板，则（　　）

A. 电荷在时到达B板

B. 电荷在两板间的最大速度为

C. A、B两板间的距离为

D. 若电荷在时刻进入两极板，它将不能到达B板

【答案】BD

【解析】

【详解】A．电荷恰好能到达B板，意味着电荷达到B板的速度为零，根据题意，电荷先加速 时长后减速时长，电荷应该在时到达B板。

B．根据A的分析，电荷在时达到最大速度，此时电荷刚好运动到两极板的中间，根据电势差与电场强度的关系，初始位置到极板中间的电势差为，有

解得

故B正确；

C．电荷进入极板先做匀加速运动，后做匀减速运动，刚好时电荷的运动位移为两极板的间距

解得

故C错误；

D．若电荷在时刻进入两极板，电荷先加速,然后减速，减速到零，根据上面的分析，电荷此时未到达B板，接下来，电荷向A板加速时长，在图像的基础上画出电荷的图像，如图所示

由图可知，一个完整周期，电荷在向A板运动，故电荷到达不了B板，故D正确。

故选BD。

三、实验题：本题共2小题，每空2分，共20分。

11. 在观察光的双缝干涉现象的实验中：

(1)将激光束照在如图乙所示的双缝上，在光屏上观察到的现象是图甲中的______。

(2)换用间隙更小的双缝，保持双缝到光屏的距离不变，在光屏上观察到的条纹宽度将________；保持双缝间隙不变，减小光屏到双缝的距离，在光屏上观察到的条纹宽度将______（以上均选填“变宽”“变窄”或“不变”）。

【答案】    ①. )A    ②. 变宽    ③. 变窄

【解析】

【详解】(1)[1]双缝干涉图样是平行且等宽的明暗相间的条纹，故选A；

(2)[2]根据知，双缝间的距离d减小时，条纹间距变宽；

[3]当双缝到屏的距离l减小时，条纹间距变窄。

12. 某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”实验，实验步骤如下：

（1）首先通过螺旋测微器测量铜棒直径，通过游标卡尺测铜棒的长度，测量结果如图甲、乙所示，则铜棒直径________，铜棒的长度_________。

（2）为了精密测量一金属丝的电阻率，某实验小组先用多用表粗测其电阻约为，然后进行较准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电压表（量程，内阻约为）      B．电压表（量程，内阻约为）

C．电流表（量程，内阻约为）       D．电流表（量程，内阻约为）

E．滑动变阻器    F．滑动变阻器

G．输出电压为的直流稳压电源E               H．电阻箱         L．开关S，导线若干

为了测量范围尽可能大一些，则上述器材中应选用的实验器材有（填器材前序号）______________，请在虚线框内设计最合理的电路图并将图中的实物连线____________，但用该电路电阻的测量值________真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。如果金属丝直径为D，长度为L，所测电压为U，电流为I，写出计算电阻率的表达式_____________。

【答案】    ①. 10.093（10.092~10.095均可）    ②. 6.350    ③. ADEGL    ④.     ⑤. 小于    ⑥.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]铜棒直径

d=10mm+0.01mm×9.4=10.094

[2]铜棒的长度

L=6.3cm+0.05mm×10=6.350cm

（2）[3]电源电压为3V，则电压表选择量程为3V的A；电路中可能出现的最大电流为

可知电流表选择D；滑动变阻器选择与待测电阻阻值相当的E；则需要选择的器材是：ADEGL；

[4]因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则需要电流表外接；滑动变阻器用分压电路，则电路如图；

[5]该电路中由于电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值小于真实值；

[6]根据

解得

四、计算题：本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。

13. 如图所示，平行金属导轨间距，其所在平面与水平面夹角，且处于磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向上匀强磁场中。金属导轨顶端接有电动势、内阻的直流电源。现把一根质量的导体棒ab放在金属导轨上，此时导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨两接触点间的电阻，金属导轨电阻不计，g取。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）流经导体棒的电流大小；

（2）导体棒受到的摩擦力大小及方向。

【答案】（1）；（2），方向沿斜面向下

【解析】

【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得

代入数据解得

（2）安培力

方向沿斜面向上，根据平衡条件可得

代入数据解得

方向沿斜面向下。

14. 如图所示为用某种透明材料制成的圆心为的四分之一的圆环截面，该圆环的两端、的宽度均为，。某单色光与成角从上的点射入，折射光线与成角，已知光在真空中的传播速度为。求：

（1）该透明材料的折射率；

（2）该单色光在该材料中的传播时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图所示

过A点作AB的法线，入射角

折射角

由

解得

（2）由全反射条件有

可得临界角

单色光传到AD面上的F点，由几何关系可知

单色光在F点发生全反射，所以

则FP垂直CD，如图所示，单色光在该材料中通过的路程为

单色光在材料中的传播速度为

单色光在材料中传播时间

15. 如图所示，质量M＝5.0 kg小车以v＝2.0 m/s的速度在光滑的水平面上向左运动，小车上AD部分是表面粗糙的水平轨道，DC部分是光滑圆弧轨道，整个轨道都是由绝缘材料制成的。小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度E＝50 N/C，磁感应强度B＝2.0 T。现有一质量m＝2.0 kg、带负电且电荷量为0.1 C的滑块以v0＝10m/s的水平初速度向右冲上小车，当它运动到D点时速度为5m/s。滑块可视为质点，g取10m/s2。

①求滑块从A到D的过程中，小车与滑块组成的系统损失的机械能；

②如果滑块刚过D点时对轨道的压力为76 N，求圆弧轨道的半径r；

③当滑块通过D点时，立即撤去磁场，要使滑块能冲出圆弧轨道，求此圆弧轨道半径R的取值范围。

【答案】①85J；②1m；③0<R<0.71m

【解析】

【详解】①设滑块从A运动到D点时的速度大小为v1，小车此时的速度大小为v2。滑块从A运动到D的过程中系统动量守恒，以向右为正方向，有

mv0－Mv＝mv1＋Mv2

解得

v2＝0

即滑块到达D点时，小车速度是0，小车与滑块组成的系统损失的机械能

代入数据解得

ΔE＝85 J

②设滑块刚过D点时，受到轨道的支持力为FN，则由牛顿第三定律可得支持力的大小为

FN＝76 N

由牛顿第二定律可得

FN－（mg＋qE＋Bqv1）＝

代入数据解得

r＝1m

③当滑块恰好不能冲出圆弧轨道时，滑块沿圆弧轨道上升到最大高度处竖直方向速度减到0，设此时滑块与小车具有共同的水平速度v3。根据系统水平方向动量守恒有

mv1＝（M＋m）v3

根据能量守恒有

联立上述两式代入数据解得

Rmax＝0.71m

则

0<R<0.71m