天津市河东区2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1河东区2023~2024学年度第二学期期末质量检测高二物理一、单项选择题（每题5分，共25分。每题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，这是世界上单口径最大、灵敏度最高的射电望远镜，它对电磁波的各个波段都具有良好的接收能力。下列关于电磁波的说法正确的是（）A.频率越高的电磁波越容易发生明显的衍射现象B.在水中红外线的传播速度小于紫外线的传播速度C.利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查D.红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线〖答案〗C〖解析〗A．频率越高的电磁波波长越短，越不容易发生明显的衍射现象，选项A错误；B．红外线的频率小于紫外线的频率，则红外线的折射率小于紫外线的折射率，根据在水中红外线的传播速度大于紫外线的传播速度，选项B错误；C．利用X射线的穿透本领，可在机场等地进行安全检查，选项C正确；D．红外线的显著作用是热效应，任何温度的物体都能辐射红外线，选项D错误。2.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该交流电的频率为100HzB.电流表的示数为10AC.t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直D.t=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0〖答案〗B〖解析〗A．该交流电的频率为选项A错误；B．电流表的示数为选项B正确；C．t=0.01s时，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，选项C错误；D．t=0.005s到t=0.015s这段时间，线圈从中性面位置转过半周回到中性面，磁通量的变化量为2BS，则根据通过电阻R的电荷量不为0，选项D错误。3.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（）A.质点开始振动的方向沿y轴正方向B.内质点M运动的位移为0.4mmC.超声波在血管中的传播速度为340m/sD.时质点N恰好处于波峰〖答案〗D〖解析〗A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误；B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误；C．根据图像读出波长为根据波长与波速关系解得故C错误；D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为则波峰传播到N的时间为可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。故选D。4.为了装点夜景，常在喷水池水下安装彩灯。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光射出的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是（）A.a光发生全反射的临界角大B.a光在真空中的传播速度更大C.水对a光的折射率小于对b光的折射率D.用同一装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大〖答案〗D〖解析〗A．做出光路图，如下图所示。在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，则知a光的临界角较小，故A错误；B．光在真空中的传播速度一致，故B错误；C．根据临界角公式可知水对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；D．因为a光的折射率大，故a光波长短，又由双缝干涉条纹间距公式可知用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更大，故D正确。故选D。5.如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面相切，一个质量为m（m<M）的小球从弧形槽h高处由静止开始下滑，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.在下滑过程中弧形槽对小球的弹力始终不做功B.在小球压缩弹簧的过程中，小球的机械能减小C.小球离开弹簧后，小球和弧形槽组成的系统机械能守恒，小球仍能回到弧形槽h高处D.在整个过程中，小球、弧形槽和弹簧组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒〖答案〗B〖解析〗A．在小球下滑过程中，虽然小球总是沿着弧形槽的上表面运动，但弧形槽有水平向左的位移，故小球相对于地面的速度方向不是沿着弧形槽的切线的，而弧形槽对小球的作用力是弹力，方向始终垂直于接触面，故弹力和小球运动速度不垂直，弹力对小球要做功，故A错误；B．当小球压缩弹簧的过程中，弹簧和小球组成的系统机械能守恒。但弹簧对小球的弹力做负功，故小球的机械能减小，故B正确；C．小球在弧形槽上下滑过程中，系统水平方向不受力，系统水平方向动量守恒，小球与弧形槽分离时两者动量大小相等，由于m<M，则小球的速度大小大于弧形槽的速度大小，小球被弹簧原速率弹回后将追上弧形槽并要滑上弧形槽。在小球离开弹簧后，只有重力和系统内弹力做功，故小球和弧形槽组成的系统机械能守恒。由于球与弧形槽组成的系统总动量水平向左，球到达最高点时两者共速，则此共同速度也必须水平向左，则二者从静止开始运动到共速状态，系统的动能增加，重力势能一定要减小，小球上升的最大高度要小于h，故C错误；D．整个运动过程中小球和弧形槽、弹簧所组成系统只有重力与系统内弹力做功，系统机械能守恒，小球与弹簧接触过程中，墙壁对系统作用力水平向左，系统水平方向动量不守恒，故D错误。二、不定项选择题（每题5分，共15分。每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.关于光现象的分析和理解，下列说法中正确的是（）A.图甲是一束单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图，当入射角θ1逐渐增大到某一值后不再会有光线从a'面射出B.图乙是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将明暗交替变化，此现象表明光波是横波C.图丙是双缝干涉示意图，若只减小双缝到屏的距离，两相邻亮条纹间距离Δx将减小D.图丁是光经过大头针尖时的照片，这种现象反映了光的干涉现象〖答案〗BC〖解析〗A．图甲中，根据几何关系可知，上表面的折射角等于下表面的入射角，当θ1等于90°时，下表面的入射角才等于临界角，下表面才发生全反射，所以无论怎么增大入射角，下表面的入射角都不会达到临界角，下表面都不会发生全反射，光线一定能从下表面射出，A错误；B．图乙是自然光通过偏振片P、Q的实验结果，右边是光屏。当P固定不动缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将明暗交替变化，此现象表明光波是横波，B正确；C．图丙是双缝干涉示意图，根据，若只减小双缝到屏的距离L，两相邻亮条纹间距离Δx将减小，C正确；D．图丁是光经过大头针尖时的照片，这种现象反映了光的衍射现象，D错误。故选BC。7.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（）A.t=1s时，质点a的位移沿y轴负向B.t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相同C.质点a经过4s振动的路程为1mD.该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s〖答案〗AC〖解析〗D．根据质点b从该时刻开始计时的振动图像可知，t=0时刻质点b在平衡位置向上振动，结合波形图可知，波沿x轴负向传播，波速为选项D错误；AB．因t=0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知t=1s时，质点a在平衡位置与最低点之间向下振动，此时质点a的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s时，质点a的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误；C．质点a经过4s=0.5T振动的路程为2A=1m，选项C正确。故选AC。8.如图所示的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为8和5，且原线圈两端的输入电压U0不变，所接的电表均为理想交流电表，两个定值电阻的阻值均为R0，滑动变阻器的最大阻值为R0，两个端点分别是M、N，滑片为P，下列说法正确的是（）A.滑片P由M向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小B.滑片P由M向N移动的过程中，电流表A1、A2的示数均逐渐增大C.滑片P由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大D.当滑片P位于M点时，电源输出的功率为〖答案〗CD〖解析〗A．电压表的示数等于变压器的次级电压，由初级电压和匝数比决定，总是不变的，选项A错误；BC．滑片P由M向N移动的过程中，滑动变阻器阻值减小，则次级总电阻减小，总电流变大，即电流表A1的示数逐渐增大、与A1串联的电阻R0的电压变大，则与A2串联的电阻R0上的电压减小，即电流表A2示数减小，则流过滑动变阻器的电流会增大，选项B错误，C正确；D．变压器次级电压当滑片P位于M点时次级电阻次级功率为则电源输出的功率为，选项D正确。故选CD。9.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律。（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置由静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______A.用天平分别测量两个小球的质量m1、m2B.测量小球m1开始释放时的高度hC.测量抛出点距地面的高度HD.分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度（2）为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足m1______m2（选填“>”“<”或“=”）；（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用前面测量的量表示）。〖答案〗（1）AD（2）>（3）〖解析〗（1）实验要验证的关系式为因小球碰撞后均做平抛运动，且下落的高度相同，则运动时间相同，则水平位移与初速度成正比，可知可以由水平射程代替小球的水平速度，则要验证的关系可写成接下来要完成的必要步骤是：用天平分别测量两个小球的质量m1、m2；分别找到m1、m2相碰后平均落点的位置M、N，测量OM、ON的长度，故选AD；（2）为了尽量减小实验误差，防止入射球碰后反弹，则两个小球的质量应满足m1>m2；（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为10.小明同学想用单摆来测重力加速度，设计的实验装置如图甲所示，在摆球的平衡位置处安放一个光电门，连接数字计时器，记录小球经过光悬点电门的次数。（1）下列说法中正确的是______A.在释放摆球的同时开始计时B.质量相同铁球和软木球，应选用铁球作为摆球C.可将摆球从平衡位置拉开一个较大角度然后释放摆球D.摆长就是绳子的长度（2）在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺测得从悬点至摆球顶端的长度为L，再用螺旋测微器测量摆球直径，则摆球直径d=______mm；（3）将摆球从平衡位置拉开一个合适的角度，静止释放摆球，摆球在竖直平面内稳定摆动后，启动数字计时器，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次（n为大于3的奇数）通过光电门时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T=______（用t、n表示），重力加速度的大小为______（用L、d和T表示）。〖答案〗（1）B（2）7.882##7.883##7.884（3）〖解析〗（1）A．在摆球摆到最低点时开始计时，选项A错误；B．质量相同的铁球和软木球，应选用铁球作为摆球，以减小阻力的影响，选项B正确；C．摆角应不超过5°，否则就不是简谐振动，选项C错误；D．摆长是摆球半径与绳子的长度之和，选项D错误。（2）摆球直径d=7.5mm+0.01mm×38.3=7.883mm（3）[1]单摆的周期[2]根据其中解得重力加速度的大小为11.饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化，（1）请计算时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热；（2）请计算时间内，通过电阻R的电荷量。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）0～0.1s时间内，由法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律，则有解得时间内电阻R产生的焦耳热为（2）0.1～0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有则通过电阻R的电荷量为结合图像可得12.质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上；将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度。求：（1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；（2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小及为使A恰好不滑离木板时木板的长度L。〖答案〗（1）；（2），〖解析〗（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得解得对小球由牛顿第二定律得解得（2）小球与A碰撞过程系统动量守恒，