2023-2024学年天津市部分区高二(下)期末物理试卷

2023-2024学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（5分）下列四幅图能说明光是横波的是（）A．折射 B．干涉 C．偏振 D．衍射2．（5分）如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的（）A．加速度相同 B．位移相同 C．动量相同 D．动能相同3．（5分）如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。在将磁铁的N极插入线圈的过程中（）A．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互吸引 B．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互排斥 C．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互吸引 D．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互排斥4．（5分）理想变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中（）A．电流的频率之比为2：1 B．电功率之比为2：1 C．电流之比为2：1 D．电压之比为2：15．（5分）某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为（）A．0.80 B．1.20 C．1.25 D．1.50二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小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）（多选）6．（5分）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU．在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′．不考虑其他因素的影响，则（）A．ΔP′=14ΔP B．ΔP′=12ΔP C．ΔU′=1（多选）7．（5分）如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电，其示意图如图乙所示。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A．线圈转动的快慢程度会影响感应电动势的最大值 B．当线圈转到图乙所示位置时，电流方向将发生改变 C．若从图乙位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt D．当线圈转到图乙所示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大（多选）8．（5分）取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（）A．手开始抖动时运动方向向下 B．之后质点a比质点b先回到平衡位置 C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大 D．图中为波源开始振动后1.5个周期时的波形二、本卷共4题，共60分。9．（6分）图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图，图乙是实验原理图。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验开始时，先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其落地点的平均位置P，然后把被撞小球B静置于轨道水平部分的右端，再将入射小球A从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，找到小球落点的平均位置分别为M、N，测量M、P、N距O点的水平距离分别为OM、OP、ON。①入射小球质量为m1，半径为r1；被撞小球质量为m2，半径为r2，则需要；A.m1＞m2，r1＞r2B.m1＜m2，r1＜r2C.m1＞m2，r1＝r2D.m1＜m2，r1＝r2②关于本实验，下列说法正确的是；A.斜槽轨道末端必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.入射小球每次可由不同位置自由滚下D.需要用秒表测量小球离开斜槽末端到落地的时间③若测量数据近似满足关系式（用m1、m2、OM、OP、ON表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。10．（6分）某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。①测量小球直径时游标卡尺如图乙所示，其读数为mm；②实验中，测出不同摆长l对应的周期T，作出T2﹣l图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出g＝；③某同学利用周期公式测定的g值比当地公认值偏小，造成的原因可能是。A.开始计时时，过早按下秒表B.实验时误将49次全振动记为50次C.测摆长时摆线拉得过紧D.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了11．（14分）如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L＝0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝30°，在导轨所在平面内，分布着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝6V、内阻r＝1Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R＝2Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若匀强磁场保持与导体棒始终垂直，但磁感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体棒静止在导轨上且对导轨无压力，磁感应强度B′的大小和方向。12．（16分）在以坐标原点O为中心、边长为l的正方形EFGH区域内，存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，如图所示。在A(−l（1）粒子所带的电性；（2）从E点射出的粒子的速度大小v；（3）若粒子以速度v′=qBl13．（18分）如图所示，光滑导轨MN和PQ固定在竖直平面内，导轨间距为2L，上端接有阻值为R的定值电阻。两导轨间有一边长为L的正方形区域abcd，区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m的金属杆EF与导轨相互垂直且接触良好，从ab处由静止释放，若金属杆EF离开磁场前已做匀速运动，金属杆及导轨的电阻均不计。求：（1）金属杆EF离开磁场时的速度大小；（2）金属杆EF通过磁场过程中电阻R产生的焦耳热；（3）金属杆EF通过磁场过程所用的时间。

2023-2024学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（5分）下列四幅图能说明光是横波的是（）A．折射 B．干涉 C．偏振 D．衍射【考点】偏振现象的应用；光的折射现象；光的干涉现象；光的衍射现象．【答案】C【分析】只有横波才能产生偏振现象，据此分析即可。【解答】解：光的折射、光的干涉、光的衍射都不能说明光是横波，只有横波才能产生偏振现象，所以光的偏振现象能说明光是一种横波，故ABD错误，C正确。故选：C。2．（5分）如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的（）A．加速度相同 B．位移相同 C．动量相同 D．动能相同【考点】简谐运动的图像问题．【答案】D【分析】质点做简谐运动，其加速度方向总指向平衡位置，由图读出位移关系，判断加速度关系；根据图像的斜率分析速度关系，再判断动量和动能关系。【解答】解：A、质点做简谐运动，其加速度方向总指向平衡位置，可知在t1、t2时刻这个质点的加速度大小相等，方向相反，加速度不相同，故A错误；B、位移的方向总是背离平衡位置，所以在t1、t2时刻这个质点的位移大小相等，方向相反，位移不相同，故B错误；C、根据x﹣t图像的斜率表示速度，可知在t1、t2时刻这个质点的速度大小相等，方向不同，由p＝mv知在t1、t2时刻这个质点的动量大小相等，方向不同，动量不相同，故C错误；D、动能是标量，没有方向，在t1、t2时刻这个质点的速度大小相等，所以动能相同，故D正确。故选：D。3．（5分）如图所示，线圈两端与电阻相连构成闭合回路，在线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的N极朝下。在将磁铁的N极插入线圈的过程中（）A．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互吸引 B．通过电阻的感应电流由a到b，线圈与磁铁相互排斥 C．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互吸引 D．通过电阻的感应电流由b到a，线圈与磁铁相互排斥【考点】感应电流的产生条件．【答案】D【分析】根据楞次定律和安培定则判断感应电流的方向，根据“来拒去留”可以判断线圈与磁铁间的相互作用。【解答】解：由图可知，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场应向上，则由右手螺旋定则可知电流方向盘旋而下，通过电阻的电流方向为由b到a；由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈，则线圈与磁铁相互排斥，故D正确，ABC错误。故选：D。4．（5分）理想变压器原线圈1400匝，副线圈700匝并接有电阻R，当变压器工作时原、副线圈中（）A．电流的频率之比为2：1 B．电功率之比为2：1 C．电流之比为2：1 D．电压之比为2：1【考点】理想变压器两端的频率关系；理想变压器两端电压与匝数的关系；理想变压器两端电流与匝数的关系；理想变压器两端的功率关系．【答案】D【分析】理想变压器不能改变交流电的频率。根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。【解答】解：A、理想变压器可以改变交流电的电压、电流，但不能改变交流电的频率，可知原、副线圈中电流的频率之比为1：1，故A错误；B、理想变压器消耗能量不计，则P入＝P出，即原、副线圈中电功率之比为1：1，故B错误；C、由理想变压器的电流规律有：I1D、由理想变压器的电压规律有：U1故选：D。5．（5分）某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为（）A．0.80 B．1.20 C．1.25 D．1.50【考点】与全反射有关的分析与计算．【答案】B【分析】根据题意作出光路图，结合全反射时对应的折射率公式可解得折射率。【解答】解：在如图所示位置时，出射光束恰好消失，作出光路图如下根据全反射公式可知n=1sinθ，根据几何关系有故选：B。二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小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）（多选）6．（5分）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为ΔP，到达B处时电压下降了ΔU．在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为ΔP′，到达B处时电压下降了ΔU′．不考虑其他因素的影响，则（）A．ΔP′=14ΔP B．ΔP′=12ΔP C．ΔU′=1【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算．【答案】AD【分析】远距离输电时，在线路上损失的功率为ΔP=P2R【解答】解：AB、远距离输电时，线路上的电流I=PU；则在线路上损失的功率为ΔP＝I2R=P2RCD、线路上的电流I=PU，到达B处时电压下降了ΔU＝IR=PUR故选：AD。（多选）7．（5分）如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电，其示意图如图乙所示。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A．线圈转动的快慢程度会影响感应电动势的最大值 B．当线圈转到图乙所示位置时，电流方向将发生改变 C．若从图乙位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imsinωt D．当线圈转到图乙所示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大【考点】计算特定位置处交变电流的瞬时值；感应电动势及其产生条件；中性面及其性质．【答案】AD【分析】A.根据交流发电机的感应电动势最大值表达式分析判断；B.根据图乙位置对应的平面特点进行分析解答；C.根据与中性面垂直的平面特点导出感应电流瞬时值表达式；D.根据最大电流对应最大感应电动势和磁通量变化率的关系判断。【解答】解：A．根据交流发电机的感应电动势最大值表达式Em＝NBSω可知，ω越大，则Em也越大，故A正确；B．当线圈转到中性面，即线圈平面与磁感线垂直时，电流方向将发生改变，乙位置对应与中性面垂直的平面，故B错误；C．若从图乙位置开始计时，此时线圈中的电流最大，则有线圈中的电流瞬时值表达式为i＝Imcosωt，故C错误；D．当线圈转到图乙所示位置时，线圈中的电流最大，穿过线圈磁通量的变化率最大，故D正确。故选：AD。（多选）8．（5分）取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后连续周期性地向上、向下抖动，可以看到在绳上产生一列波，a、b、c为绳上的质点，某时刻波刚好传播到质点c，绳上形成的波形如图所示，下列说法正确的是（）A．手开始抖动时运动方向向下 B．之后质点a比质点b先回到平衡位置 C．该时刻质点a的速度比质点b的速度大 D．图中为波源开始振动后1.5个周期时的波形【考点】机械波的图像问题；机械波及其形成与传播．【答案】AC【分析】解答本题应抓住：相邻两个波峰间的距离等于一个波长；振动在一个周期内传播一个波长的距离，从而确定波形对应的波长，根据同侧法确定a、b、c质点的振动方向以及波源的起振方向。【解答】解：A、波向右传播，根据同侧法可知，质点c开始振动方向向下，而在波的传播方向上各个质点的起振方向都和波源的起振方向相同，则知手开始抖动时运动方向向下，故A正确；B、波向右传播，根据同侧法可知，图示时刻质点a向下振动，质点b向上振动，之后质点a先向下振动到波谷再经历T4周期从波谷回到平衡位置，而质点b先直接向上振动回到平衡位置，可知质点a回到平衡位置的时间大于T4，而质点b回到平衡位置的时间小于C、该时刻质点a更靠近平衡位置，则a的速度比质点b的速度大，故C正确；D、一个周期内波传播的距离为一个波长，根据波形图可知，此时刻的波形为134故选：AC。二、本卷共4题，共60分。9．（6分）图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图，图乙是实验原理图。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验开始时，先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其落地点的平均位置P，然后把被撞小球B静置于轨道水平部分的右端，再将入射小球A从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，找到小球落点的平均位置分别为M、N，测量M、P、N距O点的水平距离分别为OM、OP、ON。①入射小球质量为m1，半径为r1；被撞小球质量为m2，半径为r2，则需要C；A.m1＞m2，r1＞r2B.m1＜m2，r1＜r2C.m1＞m2，r1＝r2D.m1＜m2，r1＝r2②关于本实验，下列说法正确的是A；A.斜槽轨道末端必须水平B.斜槽轨道必须光滑C.入射小球每次可由不同位置自由滚下D.需要用秒表测量小球离开斜槽末端到落地的时间③若测量数据近似满足关系式m1OP＝m1OM+m2ON（用m1、m2、OM、OP、ON表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。【考点】验证动量守恒定律．【答案】①C；②A；③m1OP＝m1OM+m2ON。【分析】①②根据实验原理和实验注意事项分析；③应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式，然后分析答题。【解答】解：①为保证两球发生正碰，则两球半径必须相等，即r1＝r2；为防止碰后入射球反弹，则入射球的质量要大于被碰球的质量，即m1＞m2，故ABD错误，C正确。故选：C；②A．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故A正确；B．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故B错误；C．入射小球每次必须要从同一位置自由滚下，以保证达到底端时速度相同，故C错误；D．该实验中小球平抛的高度相同，则时间相同，可以用水平位移代替水平速度，则不需要用秒表测量小球离开斜槽末端到落地的时间，故D错误。故选：A。③由于两小球做平抛运动的高度相同，因此运动时间相同；根据平抛运动水平方向做匀速运动，入射小球碰撞前的水平速度v0碰撞后的水平速度v1被碰小球碰撞后的水平v2取入射小球碰撞前的速度方向为正方向，若碰撞过程中动量守恒，则需要满足m1v0＝m1v1+m2v2代入数据化简得m1OP＝m1OM+m2ON故答案为：①C；②A；③m1OP＝m1OM+m2ON。10．（6分）某学习小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。①测量小球直径时游标卡尺如图乙所示，其读数为12.0mm；②实验中，测出不同摆长l对应的周期T，作出T2﹣l图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出g＝4π2③某同学利用周期公式测定的g值比当地公认值偏小，造成的原因可能是AD。A.开始计时时，过早按下秒表B.实验时误将49次全振动记为50次C.测摆长时摆线拉得过紧D.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了【考点】用单摆测定重力加速度．【答案】（1）12.0；（2）4π【分析】（1）根据游标卡尺的读数规则读数；（2）根据周期公式写出T2﹣l图像的函数表达式；（3）根据单摆周期公式分析即可。【解答】解：（1）游标卡尺的读数为12mm+0×0.1mm＝12.0mm（2）根据单摆的周期公式T=2πlg可得T2=4π（3）根据单摆周期公式可得g=A、开始计时时，过早按下秒表，则会造成周期T偏大，则测量结果g偏小，故A正确；B、实验时误将49次全振动记为50次，会造成周期T偏小，则测得的g会偏大，故B错误；C、测摆长时摆线拉得过紧是摆线长l偏大，则测得的g偏大，故C错误；D、摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆线的测量值偏小，且测量的周期偏大，则测得的g偏小，故D正确。故选：AD。故答案为：（1）12.0；（2）4π11．（14分）如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离L＝0.4m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝30°，在导轨所在平面内，分布着垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝6V、内阻r＝1Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R＝2Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若匀强磁场保持与导体棒始终垂直，但磁感应强度的大小和方向可以改变，为了使导体棒静止在导轨上且对导轨无压力，磁感应强度B′的大小和方向。【考点】有电源存在的导轨滑杆模型．【答案】（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.25T；（2）磁感应强度B′的大小为0.5T，方向水平向左。【分析】（1）根据闭合电路欧姆定律求出流过导体棒的电流，画出导体棒受力示意图，将重力正交分解，根据平衡条件和安培力公式相结合求解磁感应强度B的大小；（2）为了使导体棒静止在导轨上且对导轨无压力，安培力的方向必须竖直向上，而且大小等于重力，根据平衡条件进行解答。【解答】解：（1）根据闭合电路欧姆定律得流过导体棒的电流为I=E对导体棒受力分析，如图所示。根据平衡条件有mgsinθ＝F安＝BIL解得匀强磁场的磁感应强度为：B＝0.25T（2）若导体棒静止在导轨上且对导轨无压力，则此时对导体棒受力分析可知，导体棒受到的安培力方向竖直向上，根据左手定则判断可知，此时磁感应强度B′的方向水平向左，且由平衡条件有B′IL＝mg解得：B′＝0.5T答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.25T；（2）磁感应强度B′的大小为0.5T，方向水平向左。12．（16分）在以坐标原点O为中心、边长为l的正方形EFGH区域内，存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场，如图所示。在A(−l（1）粒子所带的电性；（2）从E点射出的粒子的速度大小v；（3）若粒子以速度v′=qBl【考点】带电粒子在矩形边界磁场中的运动．【答案】（1）粒子带负电；（2）从E点射出的粒子的速度大小v为qBl4m（3）粒子在磁场中运动的时间t为πm3qB【分析】（1）根据左手定则分析粒子的电性；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，作出运动轨迹，求出轨迹半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解从E点射出的粒子的速度大小v；（3）若粒子以速度v′=qBl【解答】解：（1）粒子能从磁场的上边界射出，说明粒子在A点受到的洛伦兹力向上，根据左手定则可知，粒子带负电；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得qvB=mv根据题意