内蒙古自治区赤峰市2023_2024学年高二物理下学期7月期末考试试题含解析

这是一份内蒙古自治区赤峰市2023_2024学年高二物理下学期7月期末考试试题含解析，共17页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分等内容，欢迎下载使用。
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
【答案】A
【解析】
【详解】两列水波相遇产生稳定的花纹属于波的干涉现象；《红楼梦》中王熙凤出场闻其声不见其人属于波
的衍射现象；“狮吼功”吼破玻璃杯属于共振现象；鸣笛的救护车迎面而来，我们听到笛声音调变高属于多
普勒效应。
故选 A。
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
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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
【答案】B
【解析】
【详解】AB．甲方案中，铝板摆动时，扇形铝板的半径切割磁感应线，在铝板内产生涡流，起电磁阻尼的
作用，指针能很快停下来，故 A 错误，B 正确；
CD．乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，
指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故 CD 错误。
故选 B。
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
【答案】C
【解析】
【详解】A．由同侧法可知，手开始抖动的方向竖直向下，故 A 错误；
B．如图所示位置，质点 、 的位移相等，接下来 b 回到平衡位置，c 远离平衡位置，故 B 错误；
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C．由同侧法可知，最先到达波峰的质点是 ，故 C 正确；
D．由同侧法可知，最先到达波谷的质点是 a，故 D 错误。
故选 C。
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 冲量大小为 0
D. 物体所受合力的冲量大小为 0
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据冲量的定义式有
可知，物体所受拉力 的冲量方向与 相同，故 A 错误；
B．物体所受拉力 的冲量大小是 ，故 B 错误；
C．物体处于平衡状态，则有
则物体所受摩擦力的冲量大小为
故 C 错误；
D．物体所受合力为零，所以物体所受合力的冲量大小为 0，故 D 正确。
故选 D。
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（ ）
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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
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子的轨迹向右上弯曲，则带电粒子所受电场力沿电场线的切线方向，其与电场线的方向
相反，所以该粒子带负电，故 A 错误；
B．带电粒子仅受到电场力，有
由于粒子的带电量与质量不变，所以电场强度越大则其加速度越大，而电场线越密其电场强度越大，由题
图可知，粒子加速度先增大再减小，故 B 错误；
D．粒子做曲线运动，其在某一点的速度方向为该点轨迹的切线，由之前的分析可知，在该点粒子受到的电
场力为与该点电场线切线且方向与电场线方向相反，所以其从 A 到 B 的过程速度方向与电场力的方向成锐
角，即从 A 点到 B 点，其做加速运动，所以 A 点的速度大小小于 B 点的速度大小，故 D 正确；
C．由之前的分析可知，粒子在 A 点的速度大小小于 B 点的速度大小，由于
所以粒子在 A 点的动能小于 B 的动能。而运动过程中能量守恒，即粒子的总能量为电势能加动能，所以 A
点粒子的电势能大于 B 点的电势能，故 C 错误。
故选 D。
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（ ）
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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
【答案】D
【解析】
【详解】AB．图甲所示位置线圈平面与磁场垂直，即为中性面，此时的感应电动势为 0，回路中的感应电
流为 0，对应图乙中 或 时刻，故 AB 错误；
C．结合上述， 、 时刻线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，由于此时的感应电动势为 0
，则此时的磁通量的变化率最小，故 C 错误；
D．根据图乙可知， 、 时刻的感应电流最大，即此时的感应电动势最大，则此时线圈平面与中性面垂直，
即线圈平面平行于磁场方向，穿过线圈的磁通量的绝对值最小，由于此时感应电动势最大，则此时磁通量
的变化率最大，故 D 正确。
故选 D。
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（ ）
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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
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图可知，电流方向向右，电子的定向移动方向向左，由左手定则可知，电子受洛伦兹力方
向向上，则导体板上表面带负电，下表面带正电，因此 A 面电势比面电势低，A 错误；
BCD．电势差稳定后，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，可得
可得
导体板通过的电流
可得
则有
可知 与 I 成正比，与 d 成反比，BD 错误，C 正确。
故选 C。
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（ ）
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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
【答案】AB
【解析】
【详解】A．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的感应电流的方向
为逆时针，故 A 正确；
B．感应电动势
感应电流为
故 B 正确；
C． 内线圈产生的焦耳热为
故 C 错误；
D．根据图乙可知，结合数学函数规律可知，4s 时，磁感应强度为
结合上述，根据左手定则可知，线圈所受安培力方向向上，则有
解得
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故 D 错误。
故选 AB。
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
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．升压变压器原线圈电流
则次级电流也就是输电线的电流为
输电线上损耗的功率为
用户端得到的功率
用户端的电流为
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选项 AB 正确；
C．降压变压器的匝数比
选项 C 正确；
D．若用户端 用电器变多，则降压变压器次级消耗的功率变大，初级输入功率变大，则输电线上的电流变
大，则根据
P 损=I2R
可知损失的功率会变大，选项 D 错误。
故选 ABC。
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 焦耳热等于
【答案】CD
【解析】
【详解】A．设金属轨道宽度为 ，金属杆运动速度为 ，对金属杆受力分析可得
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又有
整理可得
可得金属杆下滑时速度增大，加速度在减小，故 A 错误；
B．根据动量定理可得，从开始下滑到达到最大速度的过程中有
解得
故 B 错误；
C．开始下滑时机械能为 ，速度最大时机械能为 ，金属杆损失的机械能等于
故 C 正确；
D．根据题意，由能量守恒定律有
可得，电路产生的焦耳热为
故 D 正确。
故选 CD。
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
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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 的示数会变___________（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。
【答案】 ①. 大 ②. 5×103（或 5 000） ③. b
【解析】
【详解】（1）[1]当红灯亮时，若车辆越过停止线，压敏电阻所受压力增大，阻值减小，控制电路中总电阻
减小，电流增大，电流表的示数会变大。
（2）[2]设压敏电阻阻值为 R 时，控制电路中的电流等于 0.06 A，则
R 总=2Ω+8Ω+50Ω+R
解得
R=90Ω
由题图甲可知，此时压敏电阻受到的压力为 5×103 N，所以车辆对压敏电阻的压力超过 5×103 N 后，车辆闯
红灯时才会被拍照记录。
（3）[3]若要增大“车辆闯红灯违规记录仪”的灵敏度，即车辆对压敏电阻的压力小于 5×103 N 时也要拍照，
当压力小于 5×103 N 时，压敏电阻阻值大于 90 Ω，此时若要拍照，电路中的总电阻不能大于 150 Ω，就要减
小滑动变阻器接入电路的阻值，故滑片应该向 b 端滑动。
12. 利用双缝干涉测定光的波长实验中，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：
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（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”）。
【答案】 ①. 15.5 ②. 0.733 ③. 586 ④. 变小
【解析】
【详解】（1）[1]该游标卡尺的精度为 0.1mm，B 位置
15mm+0.1×5mm=15.5mm
（2）[2]A 位置游标卡尺精度为 0.1mm，该位置读数为
11mm+0.1×1mm=11.1mm
相邻两条纹间距
（3）[3]根据双缝干涉条纹间距公式
解得
（4）[4]根据双缝干涉条纹间距公式有
可知，频率越高，波长越短，条纹间距越小，即改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小。
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
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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___________
【答案】BIl
【解析】
【详解】导线在磁场内有效长度为
2 l sin30°=l
故该 V 形通电导线受到安培力大小为
F=BI•2 l sin30°=BI l
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。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）桶里装上液体，来自 C 点的光线，在 O 点经液面折射后进入人眼。设入射角为 ，折角为
，如图所示
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由几何关系可知
当光由液体射向空气时，由折射定律有
解得液体的折射率
（2）由折射率
解得光在液体中传播的速度
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 。
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【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）导线切割磁感线产生的电动势
一匝线圈的有效切割长度
当切割速度最大
时，感应电动势最大，线圈运动产生的最大感应电动势
（2）由线圈运动的 图像知产生正弦交流电感应电动势的有效值
由闭合电路欧姆定律
回路中电流
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
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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）你认为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。
【答案】（1）3×108V；（2）2T，方向垂直于纸面向外；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）方案一：在 ABCD 区域内设计沿 AC 方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动
由牛顿第二定律有
由运动学公式有
解得所加电场的电场强度
AB 与 CD 之间所加电势差
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（2）方案二：加入垂直 ABCD 平面的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为 r，根据牛顿第
二定律得
如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心 O1。由几何关系得
解得所加磁场的磁感应强度
方向垂直于纸面向外
（3）方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，因此无法使
用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变粒子的动能。因此，方案
二更符合实际情况。
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