精品解析：天津市环城四区四校联考2022-2023学年高二下学期期末物理试卷

2022～2023学年度第二学期期末四校联考 高二物理 一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。汽车发生碰撞时，关于安全气囊对驾驶员的保护作用，下列说法中正确的是（ ） A. 改变了驾驶员的惯性 B. 减小了驾驶员的动量变化率 C. 减小了驾驶员受到的冲量 D. 减小了驾驶员的动量变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．惯性大小用物体的质量决定，可知，安全气囊对驾驶员的保护作用并没有改变驾驶员的惯性，故A错误； D．汽车发生碰撞过程中，驾驶员始末状态的速度一定，即驾驶员的动量变化一定，故D错误； C．根据动量定理有 由于驾驶员的动量变化一定，则驾驶员受到的冲量也一定，故C错误； B．根据动量定理有 解得 由于安全气囊对驾驶员的保护作用，作用时间变大，结合上述可知，减小了驾驶员的动量变化率，故B正确。 故选B。 2. 如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴负方向传播，波速为 B. 质点再经将沿轴正方向移动到处 C. 该波与另一列频率为的波相遇时，可以发生干涉 D. 某人向着静止的波源方向运动时观测到的频率小于 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图甲可知，该波的波长为4m。由图乙可知，该波的周期为2s，且时刻质点向y轴的负方向振动，则波沿轴负方向传播，该波的波速为 故A正确； B．机械波传播的是质点的振动形式与能量，质点在其平衡位置振动，质点并不随波迁移，则质点再经仍在处，故B错误； C．根据图乙可知，该波的频率为 根据干涉的条件可知，该波与另一列频率为2Hz的波相遇时，不能够发生干涉，故C错误； D．根据多普勒效应可知，某人向着静止的波源方向运动时，两者间距相对靠近，则观测到的频率大于0.5Hz，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。下列说法正确是（ ） A. 该弹簧振子的振幅为 B. 经时间，小球向上运动的距离等于 C. 时刻，小球的动能最大 D. 如果A少量增大，周期也将减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．该弹簧振子的振幅为A。故A错误； B．0~内小球的平均速度小于的平均速度，故经时间小球向上运动的距离小于。故B错误； C．时刻，小球位于平衡位置，速度最大，动能最大。故C正确； D．弹簧振子的周期与振幅无关，所以如果A少量增大，周期T不变。故D错误。 故选C。 4. 如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法中正确的是（ ） A. 子弹射入物块A的过程中，子弹和物块的动量和机械能均守恒 B. 子弹射入物块A的过程中，子弹对物块的力大小大于物块对子弹的力 C. 子弹射入物块A后，两物块与子弹的动能之和等于射入物块前子弹的动能 D. 在运动过程中，弹簧最短时的系统（子弹和A、B）的机械能等于弹簧最长时系统的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】A．子弹射入物块A的过程中，为完全非弹性碰撞动能损失最大，动能转化为内能，则子弹和物块A的机械能不守恒。故A错误； B．由牛顿第三定律可知，子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的力大小等于物块A对子弹的力大小。故B错误； C．子弹射入物块A后，两物块与子弹的动能之和小于射入物块A前子弹的动能，因为这过程有动能转化为内能。故C错误； D．两物块运动过程中，弹簧最短时与弹簧最长时都是两物体具有共同速度时，有 弹簧最短时的系统（子弹和A、B）的机械能等于弹簧最长时系统的机械能，即 故D正确。 故选D。 5. 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ） A. 均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场 B. 周期性变化的电场周围空间一定产生不变化的电场 C. 有电场就一定能产生磁场，有磁场也一定能产生电场 D. 在变化的电场周围一定产生磁场，在变化的磁场周围一定产生电场 【答案】D 【解析】 【详解】根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每题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） 6. 观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（ ） A. 换成红色滤光片 B. 换成缝宽更小的单缝 C. 换成间距更大的双缝 D. 换成双缝到屏的距离更小的遮光筒 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据双缝干涉条纹间距公式 可知，换成波长更大的红光，条纹间距变大，故A正确； B．双缝干涉条纹间距大小与单缝的缝宽无关，则换成缝宽更小单缝，不能使条纹的间距变大，故B错误； C．换成间距d更大的双缝，则条纹的间距变小，故C错误； D．换成双缝到屏的距离更小的遮光筒，则双缝到屏的距离L变小，则条纹间距变小，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，原线圈接在交流电源上（电源内阻不计），副线圈接一定值电阻和滑动变阻器，电流表电压表均为理想交流电表，电压表的示数分别为电流表的示数分别为。当滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　） A. 变小 B. 变小 C. D. 理想变压器的输入功率变小 【答案】BD 【解析】 【详解】C． 根据理想变压器原、副线圈电流之比等于匝数反比可得 故C错误； A．原线圈接在交流电源上，故理想变压器输入电压不变，故A错误； BD．根据理想变压器原、副线圈电压之比等于匝数比可知 因此大小不变，当滑动变阻器R的滑片P由端向端缓慢滑动时，接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，由于大小不变，根据欧姆定律可得减小，则减小，故理想变压器的输入功率 也减小，故B正确，D正确。 故选BD。 8. 下列关于最新人教版高中物理教材选择性必修2中四幅插图的说法，正确的是（ ） A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动 B. 图乙是真空冶炼炉，当线圈接高频交流电时，被冶炼的金属中会产生大量热量，从而使金属融化 C. 图丙是动圈式扬声器，它的工作利用了电磁感应原理 D. 图丁是毫安表，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用电磁阻尼对电表起到了保护作用 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，故A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，故B正确； C．图丙中，动圈式扬声器是将电信号转化成声信号，它是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的，故C错误； D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2个小题，共14分） 9. 某物理兴趣小组在做“用单摆测重力加速度”的实验研究。 （1）该小组组装单摆时，设计了4种装置，其中最合理的装置是（ ） A. B. C. D. （2）该小组选择合适的装置，装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量出从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺（如图）测量出摆球直径______________，则单摆摆长______________。 （3）该小组完成试验后发现测得的重力加速度g值偏大，可能的原因是______________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 实验中误将50次全振动数为49次 C. 计时时，过早按下秒表 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】（1）D （2） ①. 10.2 ②. 0.8939 （3）A 【解析】 【小问1详解】 A．弹性棉线，伸缩性较好，不适合做摆线，故A错误； B．塑料球密度小，摆动时，空气阻力影响较大。故B错误； C．悬点不固定，实验时，摆长改变，弹性棉线，伸缩性较好，不适合做摆线，塑料球密度小，摆动时，空气阻力影响较大。故C错误； D．铁夹直接夹住细丝线，悬点固定，细丝线弹性较差，适合做摆线，铁球密度大，实验时所受空气阻力影响小。故D正确。 故选D。 【小问2详解】 [1]游标卡尺（如图）测量出摆球直径 D=10mm+2×0.1mm=10.2mm [2]单摆摆长 【小问3详解】 A．根据 解得 测摆线长时摆线拉得过紧，所测摆长L偏大，所测g偏大，故A正确； B．实验中误将50次全振动数为49次，所测周期T偏大，所测g偏小，故B错误； C．开始计时，秒表过早按下，所测周期T偏大，所测g偏小，故C错误； D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，所测周期T偏大，所测g偏小。故D错误。 故选A。 10. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和为直线与的交点。在直线上竖直地插上两枚大头针。 （1）下面关于该实验的说法正确的是______________； A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖 B. 为了减小作图误差，和距离应适当大些 C. 为减小测量误差，的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 D. 眼睛在的一侧透过玻璃砖观察三个大头针并调整视线方向，插上大头针，使挡住和的像 （2）该同学在图中标记了四个角，分别为，则玻璃的折射率______________； （3）如果该同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值_____________真实值（填“大于、小于、等于”） 【答案】（1）BD （2） （3）小于 【解析】 【小问1详解】 A．若实验选用上下表面不平行的玻璃砖也能测得玻璃的折射率，故A错误； B．为了减小作图误差，和的距离应适当大些，故B正确； C．入射角，即P1和P2的连线与法线的夹角应适当大些，即P1和P2的连线与玻璃砖界面的夹角应适当小些，这样折射角会大些，角度的相对误差会减小，故C错误； D．眼睛在的一侧透过玻璃砖观察三个大头针并调整视线方向，插上大头针，使挡住和的像，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 根据折射定律可得，玻璃的折射率为 【小问3详解】 如果在实验过程中不小心将玻璃砖向下平移了一些，移到图中实线位置，而在作光路图时不变，作出光路图如下图所示 线②表示作图时所用的光路，线①表示实际的光路，可见，测量得到的入射角没有变化，而折射角偏大，根据折射率公式，可知所测得的折射率将小于真实值。 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答题应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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 11. 如图所示，在水平方向的匀强磁场中，矩形线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻和一个理想交流电流表相连接。已知电阻，磁场的磁感应强度，线圈匝数匝，长，宽，线圈电阻，线圈转动的角速度，求： （1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势； （2）写出从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式； （3）线圈从图示位置转过过程中通过的电量。 【答案】（1）6V；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势最大为 （2）从图示位置为中性面垂面开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式为 （3）线圈从图示位置转过过程，有 则流过截面的电量为 联立可得 12. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线圈所在平面的匀强磁场，磁感应强度。正方形单匝金属线圈在磁场上方处，质量为，边长L为，总阻值R为。现将线框由静止释放，下落过程中线圈边始终与磁场边界平行，边离开磁场时线圈的加速度为0，已知磁场高，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）线圈在进入磁场的过程中感应电流的方向； （2）cd边刚进入磁场瞬间，c、d两点的电压是多少； （3）求线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功。 【答案】（1）从d到c；（2）2.25V；（3）-4.8J 【解析】 【详解】（1）根据右手定则可知，线圈在进入磁场过程中感应电流方向向右（从d到c）； （2）根据动能定理可得cd边刚进入磁场瞬间有 代入数据解得cd边刚进入磁场瞬间线圈速度为 则cd边刚进入磁场时c、d两点的电压是 （3）边离开磁场时线圈加速度为0，可知安培力与重力互相平衡，则有 解得边离开磁场时线圈中感应电流大小为 感应电动势为 则边离开磁场时线圈的速度为 则根据动能定理可得 解得线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功为 13. 如图所示，从A点以的水平速度拋出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量，，A、B两点间的高度，圆弧轨道半径，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板的右侧有刚性墙，长木板与墙碰撞的时间极短且为弹性碰撞．已知长木板与墙碰撞前，长木板与小物块的速度已经相同，取。 （1）求小物块从A点水平抛出时速度的大小； （2）求小物块在圆弧轨道BC上运动时对C点的压力； （3）若物块最终没有从长木板上滑出去，则长木板至少多长。 【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块从A点到B点做平抛运动，竖直方向有 可得小物块在B点的竖直分速度为 根据 解得小物块从A点水平抛出时的速度大小为 （2）小物块在B点时的速度大小为 小物块从B点到C点过程，根据动能定理可得 解得 在C点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小物块在圆弧轨道BC上运动时对C点的压力大小为，方向竖直向下。 （3）物块从C点滑上长木板后，物块向右做匀减速运动，长木板向右做匀加速运动，当两者共速后一起做匀速运动，直到长木板与墙碰发生弹性碰撞；碰后物块再次向右做匀减速运动，长木板向左做匀减速运动，由于长木板质量小于物块质量，所以长木板的加速度大于物块的加速度，即长木板速度先减为0，之后反向向右加速直到与物块第二次共速，接着长木板再次与墙碰发生弹性碰撞；之后重复相同的运动情景，经过足够长的时间，物块和木板均处于静止状态；整个过程，根据能量守恒可得 解得整个过程物块与长木板的相对位移为 则长木板至少长为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2022～2023学年度第二学期期末四校联考 高二物理 一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标。实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法。汽车发生碰撞时，关于安全气囊对驾驶员的保护作用，下列说法中正确的是（ ） A. 改变了驾驶员的惯性 B. 减小了驾驶员的动量变化率 C. 减小了驾驶员受到的冲量 D. 减小了驾驶员的动量变化 2. 如图所示，图甲为沿轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点的振动图像，下列说法正确的是（ ） A. 波沿轴负方向传播，波速为 B. 质点再经将沿轴正方向移动到处 C. 该波与另一列频率为的波相遇时，可以发生干涉 D. 某人向着静止的波源方向运动时观测到的频率小于 3. 如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A由静止释放并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。下列说法正确的是（ ） A. 该弹簧振子的振幅为 B. 经时间，小球向上运动的距离等于 C. 时刻，小球的动能最大 D. 如果A少量增大，周期也将减小 4. 如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法中正确的是（ ） A. 子弹射入物块A的过程中，子弹和物块的动量和机械能均守恒 B. 子弹射入物块A的过程中，子弹对物块的力大小大于物块对子弹的力 C. 子弹射入物块A后，两物块与子弹动能之和等于射入物块前子弹的动能 D. 在运动过程中，弹簧最短时的系统（子弹和A、B）的机械能等于弹簧最长时系统的机械能 5. 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ） A. 均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场 B. 周期性变化的电场周围空间一定产生不变化的电场 C. 有电场就一定能产生磁场，有磁场也一定能产生电场 D. 在变化的电场周围一定产生磁场，在变化的磁场周围一定产生电场 二、多项选择题（本题共3小题，每题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） 6. 观察双缝干涉图样的实验装置如图所示，用绿色滤光片时从目镜中可以看到绿色的干涉条纹，在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹的间距变大的是（ ） A. 换成红色滤光片 B. 换成缝宽更小的单缝 C. 换成间距更大的双缝 D. 换成双缝到屏的距离更小的遮光筒 7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，原线圈接在交流电源上（电源内阻不计），副线圈接一定值电阻和滑动变阻器，电流表电压表均为理想交流电表，电压表的示数分别为电流表的示数分别为。当滑动变阻器的滑片由端向端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　） A. 变小 B. 变小 C. D. 理想变压器的输入功率变小 8. 下列关于最新人教版高中物理教材选择性必修2中四幅插图的说法，正确的是（ ） A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动 B. 图乙是真空冶炼炉，当线圈接高频交流电时，被冶炼的金属中会产生大量热量，从而使金属融化 C. 图丙是动圈式扬声器，它的工作利用了电磁感应原理 D. 图丁是毫安表，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用电磁阻尼对电表起到了保护作用 三、实验题（本题共2个小题，共14分） 9. 某物理兴趣小组在做“用单摆测重力加速度”的实验研究。 （1）该小组组装单摆时，设计了4种装置，其中最合理的装置是（ ） A. B. C. D. （2）该小组选择合适装置，装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测量出从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺（如图）测量出摆球直径______________，则单摆摆长______________。 （3）该小组完成试验后发现测得的重力加速度g值偏大，可能的原因是______________ A. 测摆线长时摆线拉得过紧 B. 实验中误将50次全振动数为49次 C. 计时时，过早按下秒表 D. 摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 10. 如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和为直线与的交点。在直线上竖直地插上两枚大头针。 （1）下面关于该实验的说法正确的是______________； A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖 B. 为了减小作图误差，和的距离应适当大些 C. 为减小测量误差，的连线与玻璃砖界面的夹角应越大越好 D. 眼睛在的一侧透过玻璃砖观察三个大头针并调整视线方向，插上大头针，使挡住和的像 （2）该同学在图中标记了四个角，分别为，则玻璃折射率______________； （3）如果该同学在纸上画出的界面与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值_____________真实值（填“大于、小于、等于”） 四、计算题（本题共3小题，共38分。解答题应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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 11. 如图所示，在水平方向的匀强磁场中，矩形线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻和一个理想交流电流表相连接。已知电阻，磁场的磁感应强度，线圈匝数匝，长，宽，线圈电阻，线圈转动的角速度，求： （1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势； （2）写出从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式； （3）线圈从图示位置转过过程中通过的电量。 12. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线圈所在平面的匀强磁场，磁感应强度。正方形单匝金属线圈在磁场上方处，质量为，边长L为，总阻值R为。现将线框由静止释放，下落过程中线圈边始终与磁场边界平行，边离开磁场时线圈的加速度为0，已知磁场高，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）线圈在进入磁场过程中感应电流的方向； （2）cd边刚进入磁场瞬间，c、d两点的电压是多少； （3）求线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功。 13. 如图所示，从A点以的水平速度拋出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量，，A、B两点间的高度，圆弧轨道半径，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板的右侧有刚性墙，长木板与墙碰撞的时间极短且为弹性碰撞．已知长木板与墙碰撞前，长木板与小物块的速度已经相同，取。 （1）求小物块从A点水平抛出时速度的大小； （2）求小物块在圆弧轨道BC上运动时对C点的压力； （3）若物块最终没有从长木板上滑出去，则长木板至少多长 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$