天津市西青区2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题（解析版）

2023~2024学年度第二学期学校学习质量检测高二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。满分100分，考试时间为60分钟。第Ⅰ卷1至3页,第Ⅱ卷4至6页。第1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，只有一个选项是符合题目要求的）1.电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系。例如我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHZ；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHZ；家用Wi-Fi所使用的电磁波频率约为5725MHZ。关于电磁波下列说法正确的是（）A.麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在B.Wi-Fi信号与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显的衍射现象C.Wi-Fi信号与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象D.Wi-Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长不变【答案】D【解析】【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．由题意可知Wi-Fi信号的频率大于微波炉的频率，Wi-Fi信号的波长小于微波炉的波长，则Wi-Fi信号与微波炉所使用的微波相比，更不容易产生明显的衍射现象，故B错误；C．由于Wi-Fi信号与北斗导航信号频率不相等，所以叠加时，不会产生明显的干涉现象，故C错误；D．Wi-Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，频率不变，波速不变，所以波长不变，故D正确。故选D。2.如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射．逐渐增大入射角，下列对观察到的现象的描述中正确的是（）

A.反射光线和折射光线的夹角逐渐增大B.折射角和入射角的比值不变C.反射光线和折射光线都逐渐减弱D.折射光线逐渐减弱，直至完全消失【答案】D【解析】【详解】A．逐渐增大入射角，反射角增大，反射光线沿逆时针方向转动，由折射定律知折射角逐渐增大，折射光线沿顺时针方向转动，故反射光线和折射光线的夹角逐渐减小，A错误；B．折射角和入射角满足折射定律为，故B错误；CD．在还未发生全反射过程中，反射光越来越强，折射光越来越弱，最终发生全反射，折射光完全消失，反射光不消失，故C错误，D正确。故选D。【点睛】解决本题的关键是掌握反射和折射的实验规律，知道入射角增大时，反射角和折射角都随之增大，而反射光增强，折射光减弱。3.如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（）A若仅将摆球质量变大，单摆周期变大B.单摆的位移x随时间t变化的关系式为C.从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D.从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小【答案】B【解析】【详解】A．根据单摆周期公式可知仅将摆球质量变大，单摆周期不变，故A错误；B．由图乙可知单摆的位移x随时间t变化的关系式为故B正确；C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球从最高点摆动最低点，摆球的重力势能逐渐减小，故C错误；D．由图乙可知，从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球的位移大小逐渐增大，摆球所受回复力逐渐增大，故D错误。故选B。4.如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，0~t0时间内ab始终保持静止，则下列说法正确的是（）A.ab中的感应电流方向由a到bB.ab中的感应电流逐渐增大C.电阻R的热功率不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小【答案】C【解析】【详解】A．磁感应强度均匀增大，磁通量增大，根据楞次定律和安培定则得，ab中的感应电流方向由b到a，故A错误；B．由于磁感应强度均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定不变，则ab中的感应电流不变，故B错误；C．根据可得，感应电流不变，则电阻R的热功率不变，故C正确；D．根据安培力的计算公式可知，感应电流不变，由于B均匀增大，则安培力逐渐增大，根据平衡条件可得安培力逐渐增大，则静摩擦力逐渐增大，故D错误故选C。5.如图所示是某风力发电节能路灯的电路简化图。风速为v时，交流发电机的电动势表达式为，能感应风速大小的调节器（不消耗副线圈电路的电能）可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是（）A.风速变大时，流过灯泡的电流变大B.风速变大时，滑片P将向下移动C.风速变小时，变压器的输入电压变大D.风速变小时，变压器的输出电压变大【答案】B【解析】【详解】AD．调节器可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，所以风速变大或变小时，流过灯泡的电流不变，变压器的输出电压不变，故AD错误；C．由题意知所以风速变小时，交流发电机的电动势变小，则变压器的输入电压变小，故C错误；B．由变压器原副线圈电压与匝数关系由于风速变大时，输入电压增大，而输出电压不变，原线圈匝数不变时，应减小，则滑片P向下移动，故B正确。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，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）6.如图所示，下列说法正确的是（）A.图甲中，光导纤维外套材料的折射率应比内芯材料的折射率大B.乙图中，验钞机利用了紫外线的荧光效应C.丙图中，3D立体电影的原理是光的偏振现象D.丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁驱动的作用【答案】BC【解析】【详解】A．图甲中，光导纤维外套材料的折射率应比内芯材料的折射率小，才能让光在光纤里发生全反射，故A错误；B．乙图中，验钞机利用了紫外线的荧光效应，故B正确；C．丙图中，3D立体电影的原理是光的偏振现象，故C正确；D．丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用，故D错误。故选BC。7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波传播到的c质点处；时刻，质点c第一次到达波峰。下列说法正确的是（）A.质点d起振的方向沿y轴负方向B.质点a振动的周期为0.4sC.波传播的速度大小为5m/sD.从图示时刻起，质点b比质点a先回到平衡位置【答案】BD【解析】【详解】A．质点d起振的方向与质点c的起振方向相同，均沿y轴正方向，A错误；B．由题意可知，从时刻到时刻，波传播的时间为解得B正确；C．波传播的速度大小为vC错误；D．在图示时刻，质点a、b均沿y轴正向运动，因此质点b先回到平衡位置，D正确。故选BD。8.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为160g，从离人眼约20cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，重力加速度g取10m/s2，下落过程中不计各种阻力。下列说法正确的是（）A手机对眼睛的冲量方向竖直向下B.手机与眼睛作用前瞬间的速度约为m/sC.手机对眼睛的平均作用力大小约为3.2ND.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化的大小约为0.48kg·m/s【答案】AC【解析】【详解】A．手机对眼睛的冲量方向与手机对眼睛的作用力方向相同，即竖直向下，故A正确；B．根据自由落体运动规律所以手机与眼睛作用前瞬间的速度为故B错误；C．手机与眼睛作用过程中，取竖直向上为正方向，对手机应用动量定理得代入数据解得根据牛顿第三定律得，手机对眼睛的平均作用力大小为3.2N，故C正确；D．取竖直向上为正方向，手机与眼睛作用过程中手机的动量变化为故D错误。故选AC。第Ⅱ卷三、实验题（本题共有1小题，每空2分。共12分）9.图所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的___面不能用手直接接触．在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图所示，计算折射率时，用___（填“d”或“e”）点得到的值较小，用___（填“d”或“e”）点得到的值误差较小．【答案】①.光学②.d③.e【解析】【详解】[1]玻璃砖的光学面不能用手直接接触，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]连接dc、ec并延长至玻璃砖的光学面与白纸的交线，交点为出射点，入射点与出射点的连线即为折射光线，入射角一定，用d点时，折射角大，折射率较小．[3]对于两光学面平行的玻璃砖，入射光线和出射光线平行，ec连线与入射光线平行，误差较小．如图所示10.某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车P的后端连接通过打点计时器的纸带，前端粘有橡皮泥，推动小车P使之运动。然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续向前运动。（1）下列操作正确是（）A.实验时小车的速度越大越好B.两小车粘上橡皮泥是为了改变两车的质量C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车D.实验前，需要在长木板靠近打点计时器一端垫上适量小木块以补偿摩擦力（2）实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离分别为、、、。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上________段来计算小车P的碰前速度;（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）（3）测得小车P（含橡皮泥）的质量为m₁，小车Q（含橡皮泥）的质量为m₂，如果实验数据满足关系式______________（用题目中的已知量和测量量表示），则可验证在误差允许的范围内，小车P、Q碰撞前后动量守恒。【答案】（1）CD（2）BC（3）【解析】【小问1详解】A．实验时小车的速度要适中，故A错误；B．两小车粘上橡皮泥是为了碰撞后粘连在一起测量系统末动量，故B错误；C．先接通打点计时器的电源，打点稳定后再释放拖动纸带的小车，故C正确；D．为保证碰撞前后小车匀速直线运动且碰撞过程中动量守恒，则实验前，需要在长木板靠近打点计时器一端垫上适量小木块以补偿摩擦力，故D正确。故选CD。【小问2详解】从纸带上的点迹和数据可得，AB段小车P处于加速阶段，BC段处于匀速运动阶段。故选BC段来计算小车P的碰前速度，DE为小车P、Q碰撞后的共同速度。【小问3详解】若小车P、Q碰撞前后动量守恒，则解得四、计算题（本题共3小题，共48分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）11.如图所示，光滑轨道的左端为半径为R=1.8m的圆弧形，右端为水平面，二者相切，水平面比水平地面高H=0.8m，一质量为m1=0.2kg的小球A从距离水平面高h=0.45m处由静止开始滑下，与静止于水平面上的质量为m2的小球B发生弹性正碰，碰后小球B做平抛运动，落地时发生的水平位移为x=1.6m，重力加速度g=10m/s2。求：（1）A球刚滑到圆弧最低点时受到轨道支持力的大小；（2）碰后瞬间B球速度大小；（3）B球的质量。【答案】（1）；（2）4m/s；（3）0.1kg【解析】【详解】（1）A球下滑到圆弧最低点过程有在最低点有解得（2）碰后B球作平抛运动有，解得（3）发生弹性碰撞，解得12.如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为匝，边长的正方形线圈，总电阻为线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R=9.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光。求：（1）交流电表的示数及电灯正常发光的功率；（2）从图示位置开始，线圈转过的过程中，通过电灯的电量；（3）线圈每转动1min，外力所需做的功。【答案】（1），18W；（2）0.02C；（3）1200J【解析】【详解】（1）电动势的最大值为电动势的有效值为交流电表的示数为电灯正常发光的功率为（2）通过电灯的电量为又，联立解得（3）线圈每转动1min，整个回路上产生的热量为则外力所需做的功为13.如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面