精品解析：天津市部分区2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题

天津市部分区2023～2024学年度第二学期期末练习 高二物理 共100分，考试用时60分钟。 祝各位考生练习顺利! 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 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. 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. 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. 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 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 5. 某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于面射入，可以看到光束从圆弧面出射，沿方向缓慢平移该砖，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） 6. 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550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为∆P，到达B处时电压下降了∆U。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1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（　　） A. ∆P′=∆P B. ∆P′=∆P C. ∆U′=∆U D. ∆U′=∆U 7. 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 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 8. 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. 质点a比质点b先回到平衡位置 C. 该时刻质点a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 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. 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、、。 （1）入射小球质量，半径为；被撞小球质量为，半径为，则需要______； A. ， B. ， C. ， D. ， （2）关于本实验，下列说法正确是______； 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、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 10. 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，作出图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出_______； （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. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，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、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，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，金属导轨电阻不计，g取。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，磁感应强度的大小和方向。 12. 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。在处有一个粒子源，可以连续不断地沿+x方向射入速度不同的带电粒子，且都能从磁场的上边界射出。已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计重力，不考虑粒子间的相互作用。求： （1）粒子所带的电性； （2）从E点射出的粒子的速度大小v； （3）若粒子以速度射入磁场，粒子在磁场中运动的时间t。 13. 如图所示，光滑导轨和固定在竖直平面内，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，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的金属杆与导轨相互垂直且接触良好，从处由静止释放，若金属杆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）金属杆离开磁场时的速度大小； （2）金属杆通过磁场过程中电阻R产生的焦耳热； （3）金属杆通过磁场过程所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津市部分区2023～2024学年度第二学期期末练习 高二物理 共100分，考试用时60分钟。 祝各位考生练习顺利! 第Ⅰ卷 注意事项： 1.每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 2.本卷共8题，每题5分，共40分。 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. 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 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．光的折射、光的干涉、光的衍射都不能说明光是横波，ABD错误； C．光的偏振能说明光是横波，C正确。 故选C。 2. 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．加速度的方向总是指向平衡位置的，所以在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，A错误； B．位移的方向总是背离平衡位置的，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，B错误； C．在t1、t2时刻这个质点的动量大小相等，在t1时刻动量向下，在t2时刻动量向上，动量不相同，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，D正确。 故选D。 3. 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 【答案】B 【解析】 【详解】在将磁铁的N极插入线圈的过程中，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的磁场方向应与磁铁的磁场方向相反，即线圈与磁铁相互排斥，线圈中感应电流所产生感应磁场方向向上，根据右手螺旋定则判断可知，通过电阻的感应电流由a到b。 故选B。 4. 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 【答案】D 【解析】 【详解】A．变压器可以改变电压、电流，但不能改变电流的频率，则原、副线圈中电流的频率之比为1∶1，故A错误； B．理想变压器本身不消耗能量，因此 即原、副线圈中电功率之比为1∶1，故B错误； C．根据理想变压器电流规律有 即原、副线圈中电流之比为1∶2，故C错误； D．根据理想变压器电压规律有 即原、副线圈中电压之比为2∶1，故D正确。 故选D。 5. 某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于面射入，可以看到光束从圆弧面出射，沿方向缓慢平移该砖，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 【答案】C 【解析】 【详解】由题可知，光束恰好在P点发生全反射，如下图所示 根据全反射公式有 由图可知 则该材料的折射率为 故选C。 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） 6. 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550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为∆P，到达B处时电压下降了∆U。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1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响，则（　　） A. ∆P′=∆P B. ∆P′=∆P C. ∆U′=∆U D. ∆U′=∆U 【答案】AD 【解析】 【详解】输电线上损失的功率 ΔP＝( )2·r 损失的电压 ΔU＝·r 当输送电压变为原来的2倍，损失的功率变为原来的 ，即 ΔP′＝ΔP 损失的电压变为原来的，即 ΔU′＝ΔU 故选AD。 7. 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 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 【答案】AD 【解析】 【详解】A．线圈转动的越快，通过线圈的磁通量变化的越快，由电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势越大，由闭合电路欧姆定律可知，回路中的电流越大，反之越小，因此线圈转动的快慢程度会影响回路中的电流大小，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，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 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，D正确。 故选AD。 8. 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. 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 【答案】AC 【解析】 【详解】A．手是振源，波向右传播，c点向下振动，所以手开始抖动时运动方向向下，A正确； B．波向右传播，质点a向下振动，质点b向上振动，质点a比质点b后回到平衡位置，B错误； C．距离平衡位置越近速度越大，该时刻质点a的速度比质点b的速度大，C正确； D．图中振源到c点的距离为个波长，波源开始振动后个周期时的波形，D错误。 故选AC。 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. 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、、。 （1）入射小球质量为，半径为；被撞小球质量为，半径为，则需要______； A. ， B. ， C. ， D. ， （2）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、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 【答案】（1）C （2）A （3）m1OP=m1OM+m2ON 【解析】 小问1详解】 为保证两球发生正碰，则两球半径必须相等，即；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，故选C； 【小问2详解】 A．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确； B．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，选项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，选项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，选项D错误。 故选A。 【小问3详解】 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 碰撞后的水平速度 被碰小球碰撞后的水平 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 10. 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，作出图像，如图丙所示，图线的斜率为k，进而求出_______； （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 【答案】（1）12.0 （2） （3）AD 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺的读数为 【小问2详解】 根据单摆周期公式 可得 可知图像的斜率为 可得 【小问3详解】 根据单摆周期公式可得 A．开始计时时，过早按下秒表，则周期测量值偏大，使得重力加速度测量值偏小，故A正确； B．实验时误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，故B错误； C．测摆长时摆线拉得过紧，则摆长测量值偏大，使得重力加速度测量值偏大，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，则摆长测量值偏小，使得重力加速度测量值偏小，故D正确 故选AD。 11. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，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、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒放在金属导轨上，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，金属导轨电阻不计，g取。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，磁感应强度的大小和方向。 【答案】（1）0.25T；（2）0.5T，方向水平向左 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得，流过导体棒的电流为 对导体棒受力分析，根据平衡条件有 解得，匀强磁场的磁感应强度为 （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，此时磁感应强度的方向水平向左，且有 解得 12. 在以坐标原点O为中心、边长为l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。在处有一个粒子源，可以连续不断地沿+x方向射入速度不同的带电粒子，且都能从磁场的上边界射出。已知粒子的质量为m，电荷量为q，不计重力，不考虑粒子间的相互作用。求： （1）粒子所带的电性； （2）从E点射出的粒子的速度大小v； （3）若粒子以速度射入磁场，粒子在磁场中运动时间t。 【答案】（1）负电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）从磁场的上边界射出，则粒子在从A射出时，受到的洛伦兹力方向平行纸面向上，则根据左手定则，粒子带负电； （2）根据牛顿第二定律得 根据题意得 解得 （3）若粒子以速度 射入磁场，根据牛顿第二定律得 解得 根据三角函数得 解得 粒子在磁场中运动的时间t 解得 13. 如图所示，光滑导轨和固定在竖直平面内，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，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的金属杆与导轨相互垂直且接触良好，从处由静止释放，若金属杆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）金属杆离开磁场时的速度大小； （2）金属杆通过磁场过程中电阻R产生的焦耳热； （3）金属杆通过磁场过程所用的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属杆在磁场中做切割磁感线运动，根据法拉第电磁感应定律有 根据闭合电路欧姆定律有 金属杆离开磁场前已做匀速运动，则根据平衡条件有 联立可得，金属杆离开磁场时的速度大小为 （2）根据能量守恒有 可得，金属杆通过磁场过程中电阻R产生的焦耳热为 （3）对导体棒分析，根据动量定理有 其中 联立解得，金属杆通过磁场过程所用的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$