2022-2023学年天津市滨海新区高二（下）期末检测物理试卷（含解析）

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一、选择题（本大题共12小题，共48分）

1.关于电磁波下列说法正确的是()

A.麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在

B.医院里常用射线照射病房和手术室进行消毒

C.一切物体都在辐射红外线，这种辐射与物体的温度有关

D.电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速

2.某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移随时间变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是()

A.弹簧振子在第末与第末的速度相同

B.简谐运动的圆频率是

C.第末振子的位移大小为

D.从第末到第末，振子的加速度方向不变

3.如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，出射光为、两束单色光。下列说法正确的是()

A.这是光的干涉现象

B.在真空中光束的波长大于光束的波长

C.玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率

D.在玻璃砖中光束的传播速度大于光束的传播速度

4.如图，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡和；输电线的等效电阻为，开始时，电键断开。当断通时，以下说法正确的是()

A.副线圈两端、的输出电压减小

B.副线圈输电线等效电阻上的电压降减小

C.通过灯泡的电流增大

D.原线圈中的电流增大

5.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个质量为的儿童玩具玻璃球从一居民楼的层坠下，与地面的撞击时间约为，则该玻璃球对地面产生的冲击力约为()

A.B.C.D.

6.如图所示，一质量为、长度为的金属棒两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，当金属棒中通过电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为。已知重力加速度为下列说法正确的是()

A.金属棒中的电流方向由到

B.匀强磁场的磁感应强度大小为

C.匀强磁场的磁感应强度大小为

D.仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角增大

7.如图所示，在坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在点以与轴正方向成的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于轴射出磁场。已知带电粒子质量为、电荷量为，。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半径B.带电粒子在磁场中运动的速率

C.带电粒子在磁场中运动的时间D.该匀强磁场的磁感应强度

8.如图所示，固定的水平导线框处于范围足够大的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为。导线框左端连接一阻值为的电阻，阻值为的导体棒沿导线框向右做匀速直线运动，若导体棒长度为，运动的速度大小为且不计导线框的电阻、导体棒与框间的摩擦，导线框足够长．则()

A.导体棒中感应电流的方向为B.导体棒所受安培力大小为

C.导体棒两端电压大小为D.电阻的发热功率为

9.年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来作为光的波导来传输大量信息，年后高锟因此获得年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”。以下实验或现象的原理和光导纤维相同的是()

A.图甲中，弯曲的水流可以导光

B.图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像

C.图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色

D.图丁中，有机玻璃可以传递信息和能量

10.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图．让某同位素的离子流从容器下方的小孔无初速度飘入电势差为的加速电场，加速后从小孔垂直进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打在照相底片上，形成几种离子的“质谱线”。则下列判断正确的是()

A.距离小孔越远的“质谱线”离子比荷越大

B.距离小孔越远的“质谱线”离子进入磁场的速度越大

C.距离小孔越近的“质谱线”离子在磁场中运动时间越短

D.几种离子进入磁场时动能相同

11.一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，是传播介质中的一个质点。则以下说法中正确的是()

A.质点的振幅为

B.时刻质点的振动方向沿轴负方向

C.波的频率可能为

D.波的传播速度可能为

12.如图甲为手机及无线充电板，图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为，面积为。若在到时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到。下列说法正确的是()

A.点的电势高于点的电势

B.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递

C.、之间的电势差为

D.若想增大、之间的电势差，可以仅增加送电线圈中的电流的变化率

二、非选择题（58分）

13.在利用“插针法”测定玻璃的折射率实验中

下列操作可以减小实验误差的是______填字母

A.、及、之间的距离适当大些

B.选择平行玻璃砖进行实验

C.入射角适当大些

D.若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较小的

正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示，此玻璃的折射率计算式为______用图中的、表示

同学在画界面吋，不小心将两界面的间距画得比玻璃砖宽度略大，则测得的折射率______选填“偏大”、“偏小”或“不变”。

14.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．

将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用上图中_______选填“甲“或者“乙”所示的固定方式．

安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长，再用分度的游标卡尺测量摆球直径，其示数如图所示，则_______。

改变摆线的长度，由测量数据作出摆长与周期平方的关系图像如图所示．根据图像求出重力加速度_______已知，结果保留位有效数字．

15.如图是滑板运动的轨道，质量为的运动员从轨道上的点以水平速度冲上质量为的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道．到达点时速度减为零，然后返回，已知，设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计，取重力加速度。求：

刚冲上轨道时，运动员和滑板的速度大小；

运动员的初速度的大小。

16.如图所示，、是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角．、间接有的电阻，范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小质量，长度与导轨间距相等，阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为、方向平行于导轨向上的恒定拉力作用下，从静止开始向上运动．已知金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，导轨电阻不计，取重力加速度，求：

当金属棒的速度大小时，金属棒的加速度大小；

若金属棒向上运动的位移大小时，金属棒进入匀速运动状态．则金属棒从开始运动到位移大小的过程中上产生的焦耳热．

17.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图，当磁场靠近霍尔元件时．导体内定向运动的自由电子在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差，已知磁场的磁感应强度为，通过的电流为，霍尔元件的厚度为，单位体积内的自由电荷数为，单个自由电子的电荷量为。

判断霍尔元件前后两侧面哪侧电势高；

请用以上条件推导霍尔电势差的表达式；

请分析说明如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将如何变化．

答案和解析

1.【答案】

【解析】

【分析】

赫兹证实了电磁波的存在；医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒；一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关；电磁波在真空也能传播。

解决本题时，要掌握有关电磁波的相关知识，熟记物理学史。要注意电磁波与机械波特性的区别。

【解答】

A.麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”，并证实了电磁波的存在，故A错误；

B.医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故B错误；

C.一切物体都在辐射红外线，红外线属于电磁波，这种辐射与物体的温度有关，故C正确；

D.电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空也能传播，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。

2.【答案】

【解析】A.根据对称性可知，弹簧振子在第末与第末的速度大小相等，方向相反，故A错误；

B.由题图知，振子振动的周期，则圆频率

故B错误；

C.位移随时间变化的函数关系式为

第末振子的位移大小为

故C正确；

3.【答案】

【解析】

【分析】

根据光路图，判断出玻璃砖对两束光的折射率大小，从而知道两束光的波长大小，根据判断光出在玻璃砖中的速度大小。

解答此类问题的思路是：由光线的偏折程度判断折射率的关系，或由折射定律可得出两光的折射率；再由光的性质可知光的传播速度、波长的关系。

【解答】

A、这是光的折射现象，故A错误；

、由题图可知，玻璃砖对光的折射程度大，则，故光的频率较大，根据可知光波长较小，故B错误，C正确；

D、由知，在玻璃砖中，，所以，故D错误。

4.【答案】

【解析】

【分析】

输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。

和闭合电路中的动态分析类似，可以根据副线圈电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况。

【解答】

A.理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以A错误；

B.由于副线圈的输出电压不变，当接通时，副线圈的电阻减小，所以总的电流变大，所以副线圈输电线效电阻上的电压增大，所以B错误；

C.当接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡的电流减小，所以C错误；

D.由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以D正确。

故选D。

5.【答案】

【解析】

【分析】

本题考查动量定理。

求出自由下落的时间，全过程根据动量定理求解即可。

解题的关键是要注意分析运动过程中物体的受力情况，能够根据全过程应用动量定理求解。

【解答】

每层楼高约为，玻璃球下落的总高度，

自由下落时间，

与地面的碰撞时间约为，

全过程根据动量定理可得：

解得冲击力，故B正确。

6.【答案】

【解析】A.根据平衡条件，安培力向右，根据左手定则，金属棒中的电流方向由到，A错误；

根据平衡条件得

解得

B错误，C正确；

D.根据

仅增大金属棒质量，悬线与竖直方向的夹角减小，D错误。

故选C。

7.【答案】

【解析】解：、利用左手定则画出初末位置的洛伦兹力的方向，由此判断出圆心的所在位置：

根据几何关系可得：，所以，故A正确；

、在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，即：，同时：，化简得：，，

因为未知，而无法求，因不知无法求，故BD错误；

C、因为无法求，故无法求周期，所以带电粒子在磁场中的运动时间也无法确定，故C错误；

故选A。

在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，利用左手定则判断出洛仑磁力的方向，利用洛伦兹力的交点找出圆心所在位置，再根据几何关系和向心力公式求解。

熟悉左手定则，可根据初末速度的方向判断出圆心的所在位置，要善于适用结合关系确定半径的大小，联立公式求解即可。

8.【答案】

【解析】A.根据楞次定律，导体棒中感应电流的方向为，故A错误；

B.感应电动势为

感应电流为

导体棒所受安培力大小为

解得

故B错误；

C.导体棒两端电压大小为

故C错误；

D.电阻的发热功率为

故D正确。

故选D。

9.【答案】

【解析】】图甲中，弯曲的水流可以导光是因为光在水和空气界面上发生了全反射现象，故与光导纤维原理相同，故A正确；

B.图乙中，用偏振眼镜看电影，感受到立体的影像是因为光的偏振现象，故B错误；

C.图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色是因为光的干涉现象，故C错误；

D.图丁中，有机玻璃可能传递信息和能量是光在有机玻璃内发生了全反射，故D正确。

故选AD。

10.【答案】

【解析】A.根据动能定理得

根据牛顿第二定律得

解得

距离小孔越远，越大，“质谱线”离子比荷越小，A错误；

B.根据

解得

距离小孔越远，越大，“质谱线”离子进入磁场的速度越大，B正确；

C.离子在磁场中运动时间

解得

离子在磁场中运动时间与无关，C错误；

D.根据动能定理得

离子的电荷量越大，进入磁场的动能越大，D错误。

故选B。

11.【答案】

【解析】A.质点的振幅为，A正确；

B.简谐横波沿轴正方向传播，时刻质点的振动方向沿轴正方向，B错误；

C.根据题意得

波的频率为

解得

当时

C正确；

D.波的传播速度为

解得

根据上式，波的传播速度不可能为，D错误。

故选AC。

12.【答案】

【解析】A.根据楞次定律，点的电势低于点的电势，A错误；

B.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，B正确；

C.根据法拉第电磁感应定律得

解得

C错误；

D.仅增加送电线圈中的电流的变化率，受电线圈的磁感应强度的变化率增大，根据，、之间的电势差增大，D正确。

13.【答案】偏小

【解析】解：、大头针和及和之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些。故A正确；

B、作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行。故B错误；

C、为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好。故C正确；

D、若有几块厚度不同的玻璃砖，应选用厚度较大一些的，故D错误；

故选：；

由图可知，入射角为，折射角为；

则由折射定律可知：

用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律；某同学画出的和都比实际侧面向外侧平移了一些，但在画光路图时，将入射点、出射点分别确定在、上，如图，实线表示实际的光路图，虚线表示乙同学画图时光路图，入射角测量没有误差，而折射角偏大，则根据折射定律得知，测出的折射率将偏小。

故答案为：；；偏小

为了取得较好的实验效果，根据实验原理分析可知：