天津市河东区2024-2025学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河东区2024-2025学年第二学期高二期末质量检测物理试卷本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。答卷时，请同学们务必将答案写在答题卡上，答在试卷上的无效。第I卷注意事项：1、每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。2、本卷共8题，每题5分，共40分。一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示，不计线圈电阻，则下列说法正确的是（）A.电路中交流电的频率是B.电流表的示数为C.电阻的电功率为D.时，穿过线圈平面的磁通量最大【答案】A【解析】A．电路中交流电的周期T=0.02s，则频率是，选项A正确；B．电流表的示数为，选项B错误；C．电阻的电功率为，选项C错误；D．时，感应电动势最大，则穿过线圈平面的磁通量最小，选项D错误。故选A。2.投壶是春秋战国时期流行的一种游戏，参与游戏的人需要在一定距离外把小球投进壶里。某人先后从同一位置投射出两个相同的小球，第一次初速度水平，第二次初速度斜向下，如图所示，两个小球均从壶口同一位置落入壶中，不计空气阻力，两个小球从投出到运动至壶口的过程中（）A.小球机械能不守恒B.动能变化量相同C.运动时间相同D.动量变化量相同【答案】B【解析】A．由于不计空气阻力，整个过程只有重力做功，故小球机械能守恒，故A错误；B．两次抛出过程小球下落竖直高度h相同，由动能定理有可知两小球从投出到运动至壶口的过程中动能变化量相同，故B正确；C．第一次抛出时小球竖直向下的分速度为0，第二次抛出时小球有竖直向下的分速度，且小球竖直方向的位移相同，加速度相同，根据故两个小球从投出到运动至壶口的过程中第一次运动时间长，故C错误；D．由动量定理有由于两个小球从投出到运动至壶口的过程中第一次运动时间长，所以第一次动量变化量大，故D错误。故选B。3.如图所示，一束复色光以的入射角照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出两条平行光线a、b，关于aA.光的折射率比光小B.光在玻璃砖中的速度比光大C.适当调整复色光的入射角，光可能无法从玻璃表面射出D.、两束单色光分别通过同一双缝干涉装置时，光产生的干涉条纹间距较小【答案】D【解析】A．作出光路图如图所示

由图像可知a光偏折程度比b大，故a光折射率比b光的大，故A错误；B．由于a光折射率比b光的大，根据可知光在玻璃砖中的速度比光小，故B错误；C．光从玻璃射向空气时，才可能发生全反射，而这里是从空气射向玻璃，无论怎样调整入射角，都不会发生全反射，所以a光一定能从玻璃表面射出，故C错误；D．由于a光折射率比b光的大，可知a光波长比b光的小，根据可知、两束单色光分别通过同一双缝干涉装置时，光产生的干涉条纹间距较小，故D正确。4.如图所示，图甲为沿x轴传播一列简谐波在t=0.01s时刻的波动图像，P、Q分别是x轴上和处的两质点，其中图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（）A.该波沿x轴正方向传播，波速为15m/sB.质点P经0.01s的时间将沿x轴移动15cmC.该波与另一列频率为0.25Hz的波相遇时，可能发生稳定的干涉D.t=0.15s时，质点Q沿y轴负方向运动【答案】D【解析】A．t=0.01s时，质点P向y轴负方向运动，结合甲图，由“上下坡”法可知，机械波向x轴负方向传播，A错误；B．机械波传播过程中，任意质点不会随波迁移，B错误；C．该波的频率为发生干涉要满足两列波频率相同，该波与另一列频率为0.25Hz的波相遇时，不可能发生稳定的干涉，C错误；D．在t=0.15s时，即再经过，质点Q回到平衡位置，速度方向沿y轴负方向，D正确。故选D。5.如图所示，边长为a的正方形铝框平放在光滑绝缘水平桌面上，桌面上有边界平行、宽为b且足够长的匀强磁场区域，磁场方向垂直于桌面，铝框依靠惯性滑过磁场区域，滑行过程中铝框平面始终与磁场垂直且一边与磁场边界平行，已知，在滑入和滑出磁场区域的两个过程中（）A.铝框所用时间相同 B.铝框上产生的热量相同C.铝框中的电流方向相同 D.安培力对铝框的冲量相同【答案】D【解析】A．铝框进入和离开磁场过程，磁通量变化，都会产生感应电流，受向左安培力而减速，完全在磁场中运动时磁通量不变做匀速运动；可知离开磁场过程的平均速度小于进入磁场过程的平均速度，所以离开磁场过程的时间大于进入磁场过程的时间，A错误；C．由楞次定律可知，铝框进入磁场过程磁通量增加，感应电流为逆时针方向；离开磁场过程磁通量减小，感应电流为顺时针方向，C错误；D．铝框进入和离开磁场过程安培力对铝框的冲量为又得D正确；B．铝框进入和离开磁场过程，铝框均做减速运动，可知铝框进入磁场过程的速度一直大于铝框离开磁场过程的速度，根据可知铝框进入磁场过程受到的安培力一直大于铝框离开磁场过程受到的安培力，故铝框进入磁场过程克服安培力做的功大于铝框离开磁场过程克服安培力做的功，即铝框进入磁场过程产生的热量大于铝框离开磁场过程产生的热量，B错误。二、不定项选择题（每题5分，共15分。每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6.下列说法正确的是（）A.麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在B.3D电影技术利用光的偏振呈现立体影像C.光导纤维传输信号利用了光的全反射现象D.紫外线的频率比无线电波的频率小【答案】BC【解析】A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．3D电影技术利用了光的偏振呈现立体影像，故B正确；C．光导纤维传输信号利用了光的全反射，故C正确；D．根据电磁波谱，可知紫外线的频率比无线电波的频率大，故D错误。故选BC。7.下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器和降压变压器都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（）A.输出电压与输入电压相等B.输出功率大于输入功率C.若用户接入的用电器增多，则R功率降低D.若用户接入的用电器增多，则输出功率增大【答案】BD【解析】AB．由于输电过程中电阻R要产生热量，会损失功率和损失电压，所以输出功率大于输入功率；输出电压大于输入电压，故A错误，B正确；C．由于输入电压不变，所以变压器的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的总电阻变小，将与用户看成一等效电阻，则等效电阻阻值变小，根据欧姆定律可知，中间输电电路的电流增大，根据可知R功率增大，故C错误；故选BD。8.一列简谐横波沿直线传播，如图甲所示，为波传播路径上相距的两个质点，、两个质点的振动图像分别如图乙、丙所示，则下列说法正确的是（）A.该波一定从点向点传播B.时，、两质点的位移不同C.时刻，连线中点处的质点有可能处于平衡位置D.该波的波速可能为【答案】BD【解析】A．因波长未知，所以无法确定波的传播方向，故A错误；B．由图乙、丙可知，时，质点P的位移为负，质点Q的位移为正，位移不相同，故B正确；C．由图乙可知，时刻，质点P处于平衡位置，若连线中点处的质点处于平衡位置，则间的距离必等于波长的整数倍，而由图丙可知，质点Q处于波峰，间的距离一定不等于波长的整数倍，所以连线中点处的质点不可能处于平衡位置，故C错误；D．该波的周期为若波由P点向Q点传播，则波长满足（）可得该波的波速为（）波长的可能值为，，，……若波由Q点向P点传播，则波长满足（）可得该波的波速为（）波长的可能值为，，，……故D正确。故选BD。第II卷注意事项：1、用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。2、本卷共4题，共60分。9.某同学利用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽圆滑连接。图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，为落点的平均位置。再把质量为的被碰小球放在斜槽轨道末端，让球仍从位置由静止滚下，与球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。（1）实验中，必须测量的物理量是___________。A.小球开始释放高度B.抛出点距地面的高度C.两个小球的质量、D.平抛的水平射程（2）关于本实验，下列说法正确的是___________。A.斜槽轨道必须光滑B.斜槽轨道末端切线必须水平C.入射小球的质量必须小于被碰小球的质量D.实验过程中，白纸的位置不可以移动（3）在误差允许的范围内，若满足关系式___________（用所测物理量字母表示），则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒。【答案】（1）CD（2）BD（3）【解析】（1）A．小球开始释放高度每次都相等，不需要测量，故A错误；B．抛出点距地面的高度都相等，不需要测量，故B错误；C．两个小球的质量、需要测量，故C正确；D．平抛的水平射程需要测量，可以用来表示速度，故D正确。故选CD。（2）A．斜槽轨道无须光滑，只需要小球每次从同一高度释放小球，故A错误；B．斜槽轨道末端切线必须水平来保证小球做平抛运动，故B正确；C．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，这样才能保证入射小球不反弹，故C错误；D．实验过程中，白纸的位置不可以移动，以便在同一条件下记录水平位移，故D正确。故选BD。（3）两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前球的速度大小碰撞后的速度大小碰撞后球的速度大小若入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量守恒，满足整理得10.在“用单摆测量重力加速度”的实验中：（1）为了较精确地测量重力加速度的值，以下单摆组装方式最合理的是______。A. B.C. D.（2）在摆球自然下垂的状态下，用毫米刻度尺测得从悬点到摆球最低点长度为；用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图所示，则______mm。（3）将小球从平衡位置拉开一个小角度静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始计时，测量次全振动的时间为，由本次实验数据可求得______（用表示）。【答案】（1）C（2）16.5（3）【解析】（1）为了尽量减小空气阻力的影响，应选择钢球，另外摆长应尽量长且摆动过程中摆长不能改变。故选C（2）摆球的直径（3）由得其中，代入得11.如图所示，水平轻弹簧的右端固定在水平面右侧的一个固定挡板上，一长的轻绳，一端固定于O点，另一端系一个质量的球。当球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放。当球摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量的小铁球正碰，碰后小球被弹回的最高点距地面，若不计空气阻力，与水平面M、N间的动摩擦因数为0.1，其它段光滑，M、N两点间距离，，求：（1）碰撞后的速度多大？（2）两球碰撞是否为弹性碰撞？（3）弹簧最大的弹性势能多大？【答案】（1）（2）两球碰撞是弹性碰撞（3）【解析】（1）设球摆至最低点时速度为，由动能定理有解得碰后小球被弹回的速度大小为，由动能定理有解得与碰撞，选向右的方向为正方向，根据动量守恒可得解得的速度为（2）结合上述可知，两球碰撞的过程中有可知，两球碰撞为弹性碰撞。（3）根据能量守恒定律有解得12.两竖直平行金属板、间存在水平向右的加速电场，板间电势差为，质量为、电荷量大小为的带正电的粒子由静止进入加速电场，然后沿水平金属板的中心轴线方向进入偏转电场。已知两板间距为，板长为，带电粒子刚好从金属板的右边缘射出电场，进入板右侧足够大的匀强磁场。以板的中心轴线右端为坐标原点建立坐标系，如图所示，沿轴放置足够长的粒子收集板，粒子刚好能垂直打在收集板上，不计粒子的重力。求：（1）粒子进入偏转电场的速度大小；（2）两板间电势差；（3）磁场的磁感应强度大小B。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）粒子在加速电场中运动，根据动能定理有，解得（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，水平方向有垂直极板方向有，根据牛顿第二定律有又由，联立解得（3）在偏转电场中，据动能定理有可得粒子进入磁场时速度大小设粒子进入磁场速度与水平方向夹角为，有粒子运动轨迹如图所示由几何关系得，在磁场中运动时根据洛伦兹力提供向心力联立解得13.如图甲所示，光滑的平行金属导轨和间距，导轨平面与水平面之间的夹角为，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，间接有限值的电阻，质量、电阻的金属杆垂直导轨放置，现用恒力沿导轨平面向上拉金属杆，使其由静止开始运动，当金属杆上滑时达到稳定状态，此