内蒙古自治区赤峰市2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（原卷版+解析版）

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2024.7
注意事项：
1．本试卷满分100分，考试时长90分钟。
2．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3．答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
4．答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡相应位置上，写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、选择题：本题共10小题，共46分。1～7每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错或不作答不得分；8～10每小题6分，题中有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不作答的得0分。
1. 根据高中物理所学知识，分析下列现象，这些物理现象分别属于（ ）

A. 干涉、衍射、共振、多普勒效应
B. 干涉、多普勒效应、共振、干涉
C. 衍射、多普勒效应、共振、干涉
D. 反射、共振、折射、多普勒效应
2. 为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼”来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案。甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于铝板中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于铝框中间。下列说法正确的是（ ）
A. 甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B. 甲方案中，铝板摆动时能产生涡流，起到电磁阻尼作用
C. 乙方案中，铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D 乙方案比甲方案更合理
3. 用手上下抖动绳的一端，产生一列向右传播的横波，其中、、、、是绳上的五个质点，某时刻这列波恰好传播到点，如图所示。此时质点在平衡位置，质点、、偏离平衡位置的位移大小相等，下列说法正确的是（ ）
A. 手开始抖动的方向竖直向上B. 质点、的位移始终相等
C. 这五个质点中，最先到达波峰的质点是D. 这五个质点中，最先到达波谷的质点是d
4. 如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成角的恒定拉力作用时间后，物体仍保持静止。现有以下说法正确的有（ ）
A. 物体所受拉力的冲量方向水平向右
B. 物体所受拉力的冲量大小是
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
5. 如图所示，某示波管内存在电场，实线表示电场线。一带电粒子仅在电场力作用下从点运动到点，运动轨迹如图中虚线。不考虑粒子在运动过程中的电荷量变化，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 粒子的加速度先减小再增大
C. 粒子在点的电势能小于在点的电势能
D. 粒子在点的速度小于在点的速度
6. 图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴匀速转动，A为电流传感器（与计算机相连），为定值电阻，线圈电阻为，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像。下列说法中正确的是（ ）
A. 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0，对应图乙中或时刻
B. 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大，对应图乙中或时刻
C. 、时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量的变化率最大
D. 、时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量的变化率最大
7. 如图所示，通入电流为的导体块放在磁感应强度为的匀强磁场中，电流与磁场方向垂直时，导体块上、下面、间产生大小为的电势差，这种现象称为霍尔效应。导体块中自由电子电荷量大小为，导体块的宽度为，厚度为，下列说法正确的是（ ）
A. 面电势比面电势高
B. 仅改变，与成正比
C. 仅改变，与成反比
D. 电势差稳定后，电子受到的洛伦兹力大小为
8. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数匝的正方形线圈，线圈总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中产生的感应电流的方向为逆时针
B. 线圈中产生的感应电流的大小为1A
C. 内线圈产生的焦耳热为
D. 时轻质细线的拉力大小为42N
9. 风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且自然界风能蕴量巨大。某风力发电厂向一学校供电的线路图如图所示，已知发电厂的输出功率为，输出电压为，用户端电压为，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比。变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A. 用户端的电流为
B. 输电线上损耗的功率为
C. 降压变压器的匝数比
D. 若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小
10. 如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成角，两道轨上端相连电阻，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为的金属杆，从距离地面高度处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度并刚好到达轨道底端。若运动过程中，属杆受到的摩擦力大小恒为，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计，则从开始下滑到达到最大速度的过程中（ ）
A. 金属杆做匀加速直线运动
B. 金属杆所受安培力的冲量大小为
C. 金属杆损失的机械能等于
D. 电路产生的焦耳热等于
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
二、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某科技小组设计了一种“车辆闯红灯违规记录仪”，在路面停止线前侧埋上压敏电阻，其阻值随压力的变化如图甲所示，和压敏电阻组合的仪器如图乙所示，仪器主要由控制电路和工作电路组成，控制电路中的光控开关接收到红光时会自动闭合，接收到绿光或黄光时会自动断开；控制电路中电源的电动势为9V，内阻为2Ω，继电器线圈电阻为8Ω，滑动变阻器连入电路的电阻为50Ω；当控制电路中的电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，从而启动工作电路，电控照相机拍照记录违规车辆。
（1）当红灯亮时，若车辆越过停止线，电流表A示数会变___________（选填“大”或“小”）。
（2）车辆对压敏电阻的压力超过___________N后，车辆闯红灯时才会被拍照记录。
（3）若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即违规车辆对压敏电阻的压力比第（2）问结果小，也会被拍照记录，则滑动变阻器的滑片应向___________（选填“a”或“b”）端滑动。
12. 利用双缝干涉测定光波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如下图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：
（1）分划板在图中B位置时游标卡尺读数 xB=______mm；
（2）相邻两条纹间距Δx=______mm（保留三个有效数字）；
（3）该单色光的波长=______nm（保留三个有效数字）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”、“不变”或“变小”）。
三、计算题：本题共4小题，共38分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13. 如图,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为___________
14. 如图所示，一个圆柱形桶的底面直径为，高为。当桶内没有液体时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B。当桶内液体的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的点C，C、B两点相距。已知光在空气中的速度约为。求：
（1）液体的折射率；
（2）光在该液体中传播的速度。
15. 一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数匝的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图乙所示。线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有电阻的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示。已知取向右为正。求：
（1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小；
（2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。
16. 2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗，如图甲。该装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各治疗室。当质子加速后，沿圆柱形管道中轴线OO'以匀速运动，如图乙。现由于某些客观原因，管道需要“拐弯”到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角60°，现在“拐弯”处矩形ABCD全区域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对接管道的中轴线运动。已知，质子电荷量，质子质量。质子的重力不计，下面有两种设计方案（两方案中区域左边界AC位置可不同）：
（1）方案一：在矩形ABCD区域内设计沿AC方向的匀强电场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求：为形成该电场，需要在AB与CD间加多大电压？
（2）方案二：在矩形ABCD区域内设计垂直ABCD所在平面的匀强磁场，使质子最终从ED的中点并与水平方向成60°射出，求：所需的磁场强度B的大小和方向。
（3）你认上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，请作出简要说明。