2020-2021学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷（附答案详解）

2020-2021学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷

一、单选题（本大题共5小题，共25.0分）

1.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置。为原点，建立x轴,

向右为x轴正方向。若振子位于M点时开始计时，则其振动图象为图中的（）

2.如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之

间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑

环和电刷保持与外电路的闭合，线圈沿顺时针方向匀

速转动通过图中位置瞬间，下列说法正确的是（）

A.穿过线圈的磁通量最大

B.通过电阻的电流瞬时值最大

C.穿过线圈的磁通量的变化率为零

D.48边的电流方向由8到A

3.如图甲所示，固定于匀强磁场中的圆形线圈，磁场方向垂直线圈平面向里，当磁感

应强度B随时间，按图乙所示规律变化时，线圈中将产生（）

A.顺时针方向恒定的电流

C.顺时针方向变化的电流D.逆时针方向变化的电流

4.质量巾=100kg的小船静止在平静水面上，船两端载

着m尹=60kg和加4=40kg的游泳者，在同一水平线

上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水

中，如图所示，不计水的阻力，则甲、乙跳离小船的瞬间，小船的运动方向及速度

大小为（）

A.向右，0.6m/sB.向左，0.6m/sC.向右，3?n/sD.向左，3mls

5.第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧

城市、自动驾驶技术等将----实现。5G应用3300MHz〜5000MHz频段的无线电波

传送信号，相比于现有的4G（1880MH〜2635MHz频段）而言，5G所应用的无线电

波（）

A.频率更低B.在真空中的传播速度更大

C.在真空中的传播速度更小D.在真空中的波长更短

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

6.一单摆做简运动，在远离平衡位置的过程中，摆球的（）

A.位移增大B.速度增大C.回复力增大D.机械能增大

7.在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（）

A.中央条纹较两侧更宽

B.中央条纹较两侧更窄

C.双缝间距离越小条纹间距离越大

D.遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹

8.LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如

图所示，由图像可知（）八,

A.。时刻，电路中的磁场能最大

B.匕〜t2时间内，电容器不断放电

C.t2〜时间内，电路中的电流不断变大

D.J时刻，电路中的电场能最大

三、实验题（本大题共1小题，共12.0分）

9.（1）在测量玻璃的折射率实验中：

①图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触玻璃砖的

（选填“磨砂面”或“光学面”）。

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②一实验小组按实验要求绘出的长方体玻璃砖界面和四个针孔服b、c、d的位置

如图乙所示，图中的外表示入射光线，为入射角，请描出光线的径迹并标出对

应的折射角”。

（2）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中：

①用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的

是o

A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡

8.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡

C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡

D原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡

②实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线

圈上的电压：再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压。并将相应数据记入表

格中。上述探究中采用的实验方法是（选填“控制变量法”或“理想化实验

法”）。

③一位同学实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为400匝，原线圈所接学生电

源为“2V”挡位，测得副线圈的电压为9.0V,则下列叙述中最有可能符合实际情况

的一项是。

A.变压器的铁芯没有闭合

8.原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝

C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝

D学生电源实际输出电压大于标注的“2M”

四、计算题（本大题共3小题，共48.0分）

10.一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中

x=2nl处的质点尸沿y轴方向做简谐运动的表达式为

y=8s讥（2兀1）（y的单位为cm）。求：

(1)这列波的波长与振幅；

(2)这列波的波速大小及传播方向。

11.如图所示，第1象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,

一质量为机、带电荷量为q的粒子(不计重力)从x轴

上的P点以速度v沿与x轴成30。的方向射入第一象

限，并恰好垂直于y轴射出。已知。P=d。求：

(1)粒子所带的电性及磁感应强度B的大小；

(2)粒子穿过第一象限所用的时间。

12.如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成

9=30。，平行导轨间距L=l.Ozn,匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强

度B=0.20T,两根金属杆碗和cd以在导轨上无摩擦地滑动两金属杆的质量均为

m=0.20kg,接入电路的有效电阻均为R=0.200若用与导轨平行的拉力尸作用在

abh,使油杆沿导轨匀速上滑且d杆在导轨上恰好保持静止，整个过程中两金属

杆均与导轨垂直且接触良好。金属导轨的电阻忽略不计，重力加速度g=10m/s2o

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求:

(1)金属杆cd所受安培力的大小;

(2)通过金属杆cd的电流大小及方向;

(3)拉力厂的功率。

H

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：取向右为x轴正方向，振子运动到M点时，振子具有负方向最大位移，

所以振子运动到M点时开始计时振动图象应是余弦曲线，图象应如。图所示。故。正

确，ABC错误。

故选：Do

简谐运动的x-t图象是正弦或余弦形曲线，根据计时起点时的位移分析图象的形状即可。

本题在选择简谐运动的位移图象时，关键研究1=0时刻质点的位移和位移如何变化，

从而选择图象的形状。

2.【答案】B

【解析】解：ABC、图示位置为垂直中性面的位置，根据其特点可知，穿过线框的磁通

量为零，感应电动势最大，感应电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率也最大，通过电

流表的电流瞬时值最大，故AC错误，3正确；

D、由图示知，4B边和CZ）边切割磁感线产生电流，根据右手定则判断可知，感应电流

方向为有A指向B,故。错误。

故选：B。

通过右手定则判断出产生的感应电流方向，垂直中性面的位置，根据其特点可知，穿过

线框的磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率也最

大，通过电流表的电流瞬时值最大。

该题考查交流发电机原理，线圈在中性面时磁通量最大，感应电动势最小，垂直中性面

时磁通量最大，感应电动势最小为零，难度不大，属于基础题。

3.【答案】B

【解析】解：磁场方向垂直线圈平面向里，且磁感应强度B随时间r均匀增大，根据楞

次定律的“增反减同”，则有逆时针方向的电流；

再根据法拉第电磁感应定律E=N黑=/\^S,则有，感应电动势是不变的，由闭合电

AtAt

路欧姆定律/="，因此感应电流是恒定的，故8正确，ACO错误；

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故选：8。

依据楞次定律，结合法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，即可判定分析。

本题考查了法拉第电磁感应定律与楞次定律的应用，此类问题不必非要求得电动势的大

小，应根据楞次定律判断电路中电流的方向，结合电动势的变化情况即可得出正确结果。

4.【答案】A

【解析】解：甲、乙两人和船组成的系统动量守恒，以水平向左为正方向，根据动量守

恒定律有：

0=m市v甲一m乙v4+mv

据题9尹="n=3m/s,解得小船的速度：v=-0.6m/s,负号表示小船的速度方向向

右，故A正确，BC。错误。

故选：Ao

不计水的阻力，以甲、乙两人和船组成的系统为研究对象，在甲、乙跳离小船的过程中，

系统的动量守恒，根据动量守恒定律求解两人跃入水中后小船的速度大小和方向。

运用动量守恒定律解题时，不考虑过程的细节，比较简单方便。要注意动量的方向，先

选取正方向。

5.【答案】D

【解析】解：A、由题意可知，5G信息的频率高于4G信号的频率，故A错误；

BC、所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，所以5G信号与4G信号在真空中传播

速度相同，故BC错误；

D、5G信号的频率高，速度相同，则由u=〃可知，5G信号在真空中的波长更短，故

。正确。

故选：Do

明确电磁波的性质，知道电磁波在真空中传播速度均为光速，知道5G信号的频率比4G

信号高，由"=4/"可以分析波长的大小。

本题考查电磁波的性质，掌握公式"=4/的应用，知道5G信号的频率更大，但在真空

中传播的速度相同，故5G信号的波长更短。

6.【答案】AC

【解析】解：A8、单摆做简谐振动，在远离平衡位置的过程中，相对于平衡位置的位

移一定增大，速度一定减小，故AB错误；

8、在远离平衡位置的过程中，相对于平衡位置的位移增大，回复力与位移成正比，故

回复力增大，故C正确；

。、由于单摆在运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，故。错误。

故选：AC.

明确单摆的摆动过程，知道其平衡位置在竖直方向，偏角增大时位移、回复力、加速度

增大，而速度减小；偏角减小时位移、回复力、加速度减小，而速度增大；同时明确单

摆在振动过程中机械能不变。

本题考查简谐运动的性质，要明确做简谐运动物体的位移、速度、加速度以及能量的周

期性变化的情况。

7.【答案】CD

【解析】解：AB,双缝干涉实验中，条纹间距都是相等的，故AB错误；

C、根据Ax=可知双缝间距离越小条纹间距离越大，故C正确；

。、遮住一条缝后，由双缝干涉变成了单缝衍射，屏上仍有明暗相间的条纹，只不过间

距不再相等，故。正确。

故选：CD。

明确双缝干涉实验现象，根据△%=J，可知条纹间距随双缝间的距离d的变化而变化，

明确双缝干涉条纹总是相等的，知道光通过单缝时存在衍射现象。

掌握了双缝干涉条纹的间距公式就能顺利解决此类题目，同时理解干涉与衍射条纹的区

别，注意单缝衍射条纹不相等，而双缝干涉条纹却是相等的。

8.【答案】BD

【解析】解：A、〃时刻电荷量达到峰值，则电场能达到峰值，因此磁场能最小.故A

错误；

B、0〜J2时段电荷量减小，所以为放电过程，故8正确.

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C、t2〜t3时段电荷量增大，电场能增加，所以磁场能减少，是充电过程，电流不断减

小，故C错误

。、t3时刻，电容器极板上电荷量最大，说明电容器充电完毕，电路中电流为零，对应

的极板间电压和电场能达到最大，磁场能最小为零，即磁场能全部转化为电场能.故。

正确。

故选：BD。

电荷量达到峰值，则电场能最大，磁场能最小，放电时电荷量减小，电流增大，放电结

束电场能最小，磁场能最大。

本题考查电磁振荡，根据电磁振荡的充放电过程判断电荷量、电场能、磁场能的变化关

系。

9.【答案】光学面D控制变量法。

【解析】解：(1)①玻璃砖的光学面不能用手直接接触，否则，接触面的污渍会影响接

触面的平整，进而影响折射率的测定。

②插针的方法是：眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针Pi和P2,使03能挡住匕、

P2的像，离P3适当大距离插上「4,使「4能挡住「3和B、「2的像。如图

(2)①变压器原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表

用交流电压挡，故。正确，ABC错误；

故选D

②探究副线圈的电压与匝数的关系中采用的实验方法是控制变量法；

③根据

=H1

4n2

A.若变压器铁芯没有闭合，则副线圈电压为零，故A错误；

区原线圈实际匝数与标注“100”不符，大于100匝，则输出电压小于8K,故B不可能；

C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，小于400匝，则输出电压小于8匕故C不可能；

D学生电源实际输出电压大于标注的“2V”，则输出电压大于8匕故。有可能。

故选。

故答案为：(1)①光学面，②见图；(2)①。，②控制变量法，③。

(1)实验中注意正确的实验操作，光滑面不能用手触碰，否则影响折射率结果；熟练掌

握插针的方法；

(2)变压器是利用交流电压工作的，探究中使用控制变量的实验方法，根据变压器原副

线圈电压与匝数成正比即可判断。

实验题务必要对实验的原理与实验操作熟练掌握，解题的关键在于插针的注意事项以及

变压器原副线圈电压与匝数成正比。

10.【答案】解：(1)由图可知,波长为4=4m

根据质点P的振动方程y=8sin(27it)cm,知振幅为Scm

(2)根据质点P的振动方程y=Ssin(?.Trt)cm,知3=2nrad/s,则周期为7=§=等=

1s

故波速大小为D=^=^m/s=4m/s

根据质点P的振动方程y=8s讥(27rt)cm,知t=0时刻质点P的速度沿y轴正方向，根

据波形平移法可知，这列波的传播方向沿x轴正方向。

答：(1)这列波的波长是4/”，振幅为852;

(2)这列波的波速大小为4m/s,传播方向沿x轴正方向。

【解析】(1)由图直接读出波长。根据质点P的振动方程y=8s讥(2忒)cm,读出振幅和

角频率3。

(2)由7=称求周期，即可根据波速公式。=*求出波速大小。根据t=0时刻质点尸的速

度方向，即可判断出波的传播方向。

本题的解题关键是根据质点P的振动方程，读出3和t=0时刻质点尸的速度方向，运用

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波形平移法来判断波的传播方向。

11.【答案】解：(1)粒子在磁场中的运动轨迹如图

粒子受指向圆心的洛伦兹力，利用左手定则可判断出粒子带负电

由几何关系得粒子在磁场中运动的轨道半径

r=2d

根据牛顿第二定律可知洛伦兹力提供向心力

V2

qvB=m—

r

由此可解得

mv

B=2^d

(2)轨迹所对圆心角

e=150°

周期

从而可得粒子穿过第一象限所用的时间

057Td

t=-----T=----

36003v

答：(1)粒子带负电，磁感应强度B的大小为为；

(2)粒子穿过第一象限所用的时间为警。

【解析】(1)由几何轨迹找到圆心位置，根据左手定则判断粒子电性，由几何关系得到

半径，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律列方程可得匀强磁场的磁感应强度8；

(2)根据几何知识求得粒子轨迹对应的圆心角，再根据周期公式求解。

本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供

向心力，由此根据运动特征作出粒子在磁场中运动的轨迹，掌握粒子圆周运动的周期、

半径的公式是解决本题的关键。