天津市五区县重点校联考2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理

2023~2024学年度第二学期期末重点校联考高二物理第Ⅰ卷（共40分）一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分）1.在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（）A.卢瑟福通过A图所示的实验，发现了质子和中子B.汤姆孙通过B图所示的气体放电管，提出了原子的核式结构模型C.C图所示的实验中，验电器因为带上负电指针张开D.D图的理论可以很好的解释氢原子光谱的规律2.下列说法正确的是（）A.交警通过发射超声波测量车速可以利用波的多普勒效应B.紫外线的穿透本领较强，医疗方面可以杀菌消毒还可以透视C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加偏振片来加强橱窗玻璃表面的反射光D.观看立体电影时，所带的眼镜是利用光的衍射原理3.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线，、表示遏止电压。下列说法中正确的是（）A.甲、乙、丙三束光的光子动量B.若甲光能使处于基态的氢原子电离，则丙光也一定能C.分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄D.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能大4.如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知，下列说法正确的是（）A.该简谐运动的振幅是10.0cmB.在时，弹簧振子的回复力为最大值，且指向x轴的正方向C.从到时间内，弹簧振子做加速度减小的加速运动D.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同5.如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）A.发电机输出的电流B.升压变压器匝数比C.降压变压器的匝数比D当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加二、多项选择题（本题共3小题，每题5分，共15分；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）6.一束复色光射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（）A.在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度B.若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的大C.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距D.a、b两束光分别照射到同种金属上，相应遏止电压分别为Ua和Ub，Ua＞Ub7.如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（）A.该波沿x轴正方向传播，波速为20m/sB.该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉C.观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5HzD.波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射8.如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间。定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω，滑片初始位置在处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（）A.初始时，电压表示数为9V，电流表示数为2AB.若保持P1位置不变，P0向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小C.若保持P1位置不变，P0向上滑动时，R上的功率变大D.若保持P0位置不变，P1逐渐向上滑动时，理想变压器的输出功率逐渐减小第Ⅱ卷（共60分）三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分）9.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是___________（填字母代号）。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径D为___________mm。（3）若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则重力加速度g可表示为___________（用题中字母l，D，n，t来表示）（4）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是___________（填字母代号）。A. B.C. D.10.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直于纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直于纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。（1）设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，则玻璃砖折射率的表达式可以表示为___________（2）若该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，则由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。四、计算题（本题共3小题，10题12分，11题16分，12题20分，共48分）11.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求：（1）在到时间内，金属框中的感应电动势E；（2）时，金属框ab边受到的安培力F；（3）在到时间内，金属框中通过某一横截面电荷量q。12.如图所示，质量的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦不计。平台左侧的光滑圆弧轨道与平台平滑连接，圆弧轨道半径，其左侧端点P与圆弧圆O的连线与竖直方向的夹角。现将质量为的滑块A从P点由静止开始释放，滑块A滑至平台上挤压弹簧，经过一段时间弹簧恢复原长后，滑块B离开平台滑上小车C，最终滑块B恰好未从小车C上滑落。已知滑块B与小车C之间的动摩擦因数，重力加速度大小，滑块A、B均可视为质点，求：（1）滑块A滑至N点时的速度；（2）物块B刚滑上小车C时的速度；（3）小车长度L至少为多少？13.如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝30°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上.质量为m＝0.2kg的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示.已知MN、PQ两平行金属轨道间距离为L＝1m，重力加速度g取10m/s2，轨道足够长且电阻不计。求：（1）金属杆ab运动过程中所受安培力的最大值；（2）磁感应强度B的大小和r的阻值；（3）当变阻箱R取4Ω，且金属杆ab在下滑9.0m前速度已达最大，ab杆下滑9.0m过程中，电阻R上产生的焦耳热。2023~2024学年度第二学期期末重点校联考高二物理第Ⅰ卷（共40分）一、单项选择题（本题共5小题，每题5分，共25分）1.在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是（）A.卢瑟福通过A图所示的实验，发现了质子和中子B.汤姆孙通过B图所示的气体放电管，提出了原子的核式结构模型C.C图所示的实验中，验电器因为带上负电指针张开D.D图的理论可以很好的解释氢原子光谱的规律【答案】D【解析】【详解】A．卢瑟福通过A图所示的实验确立了原子的核式结构理论，并没有发现质子和中子，选项A错误；B．汤姆孙通过B图所示的气体放电管发现了电子，选项B错误；C．C图所示的实验中，从锌板中逸出光电子，则锌板带上正电，验电器因为带上正电指针张开，选项C错误；D．氢原子的能级图可以很好的解释氢原子光谱的规律，是高激发态跃迁到产生了巴尔末系可见光，故D正确。故选D。2.下列说法正确的是（）A.交警通过发射超声波测量车速可以利用波的多普勒效应B.紫外线的穿透本领较强，医疗方面可以杀菌消毒还可以透视C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加偏振片来加强橱窗玻璃表面的反射光D.观看立体电影时，所带的眼镜是利用光的衍射原理【答案】A【解析】【详解】A．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应，故A正确；B．紫外线可以杀菌消毒，但不能透视，X射线的穿透能力较强，可以透视，故B错误；C．反射光属于偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光，提高拍摄的效果，故C错误；D．观看立体电影时所戴的眼镜是利用了光的偏振的原理，故D错误。故选A。3.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的图线，、表示遏止电压。下列说法中正确的是（）A.甲、乙、丙三束光的光子动量B.若甲光能使处于基态的氢原子电离，则丙光也一定能C.分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄D.甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能大【答案】B【解析】【详解】A．根据光电效应方程根据动能定理联立可得利用图像遏止电压的值可知而光子动量因此光子动量之间的关系为故A错误；B．由于可知甲光的光子能量小于丙光的光子能量，若甲光能使处于基态的氢原子电离，则丙光也一定能，故B正确；C．光的双缝干涉实验中，相邻干涉条纹的宽度为由于甲光的频率小于丙光的频率，则甲光的波长大于丙光的波长；分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距宽，故C错误；D．根据动能定理可得由图可知，甲光对应遏止电压小于丙光对应的遏止电压，则甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小，故D错误。故选B。4.如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知，下列说法正确的是（）A.该简谐运动的振幅是10.0cmB.在时，弹簧振子的回复力为最大值，且指向x轴的正方向C.从到时间内，弹簧振子做加速度减小的加速运动D.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，位移最大值为5.0cm，故振幅是5.0cm，A错误；B．在时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，B错误；C．从到时间内，弹簧振子从负向最大位移处向平衡位置运动，位移逐渐减小，加速度逐渐减小，加速度方向与速度方向相同，弹簧振子做加速度减小的加速运动，C正确；D．在与两个时刻，振子在同一位移处，但速度等大反向，D错误。故选C。5.如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）A.发电机输出的电流B.升压变压器匝数比C.降压变压器的匝数比D.当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加【答案】D【解析】【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流故A错误；B．由输电线上损失的功率可得根据变压器电流与匝数关系可得升压变压器匝数比为故B错误；C．根据变压器电压与匝数关系可得可得升压变压器副线圈的输出电压为输电线上损失的电压为则降压变压器原线圈的输入电压为根据变压器电压与匝数关系可得降压变压器的匝数比为故C错误；D．当水电站输出电压一定时，升压变压器输出电压一定，用户数量增多时，用户端的等效电阻为用户数量增多时，减小，则输电线上的电流增大，也增大，故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共3小题，每题5分，共15分；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）6.一束复色光射到平行玻璃砖的上表面，经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光，下列说法正确的是（）A.在玻璃砖中a光传播速度小于b光的传播速度B.若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的大C.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距D.a、b两束光分别照射到同种金属上，相应的遏止电压分别为Ua和Ub，Ua＞Ub【答案】AD【解析】【详解】A．由公式可知，a光的折射率大于b光的折射率，由公式可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；B．由公式可知，折射率越大，临界角越小，则从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光的小，故B错误；C．由于a光的折射率大于b光的折射率，则a光的频率大于b光的频率，由公式可知，a光的波长小于b光的波长，由公式可知，通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距，故C错误；D．由爱因斯坦光电效应方程和可得则故D正确。故选AD。7.如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波形图像，图乙为质点A的振动图像，下列说法正确的是（）A.该波沿x轴正方向传播，波速为20m/sB.该波可以与另一列频率为5Hz的波发生稳定的干涉C.观察者向着波源方向奔跑，观察者接收到的频率大于2.5HzD.波在传播过程中遇到160m大小的障碍物能发生明显的衍射【答案】AC【解析】【详解】A．由图乙可知，周期为，且时，质点A沿轴正方向振动，结合图甲由同侧法可知，波长为，该波沿x轴正方向传播，波速为故A正确；BC．该波的频率为与其发生稳定的干涉的波的频率也为，由多普勒效应可知，当波源和观察者相互靠近时，观察者接收到的频率比波源的频率要高，即大于2.5Hz，故B错误，C正确；D．发生明显衍射的条件是障碍物或小孔的尺寸比波长短或相差不多，波在传播过程中遇到160m大小的障碍物不能发生明显的衍射，故D错误。故选AC。8.如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头初始位置在副线圈正中间。定值电阻，滑动变阻器R的最大阻值为25Ω，滑片初始位置在处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（）A.初始时，电压表示数为9V，电流表示数为2AB.若保持P1位置不变，P0向下滑动，则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小C.若保持P1位置不变，P0向上滑动时，R上的功率变大D.若保持P0位置不变，P1逐渐向上滑动时，理想变压器的输出功率逐渐减小【答案】CD【解析】【详解】A．理想变压器原线圈输入电压的有效值为副线圈输出电压有效值为即电压表示数为，电流表示数为故A错误；B．理想变压器原线圈输入电压的有效值不变，P0向下滑动，减小，则减小，即电压表示数减小，电流表示数为也减小，故B错误；C．理想变压器原线圈输入电压的有效值不变，P0向上滑动时，增大，则增大，保持P1位置不变，R上的功率增大，故C正确；D．理想变压器原线圈输入电压的有效值不变，保持P0位置不变，副线圈输出电压有效值不变，P1逐渐向上滑动时，的阻值变大，负载电路总电阻增大，由可知，理想变压器的输出功率逐渐减小，故D正确。故选CD。第Ⅱ卷（共60分）三、实验题（本题共2小题，每空2分，共12分）9.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是___________（填字母代号）。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球同一竖直平面内摆动（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最底端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径D为___________mm。（3）若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则重力加速度g可表示为___________（用题中字母l，D，n，t来表示）（4）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是___________（填字母代号）。A. B.C. D.【答案】（1）AC（2）11.4（3）（4）A【解析】【小问1详解】组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的既是为了保证摆动过程中摆长不变，也是为了需要改变摆长时便于调节。故选AC。【小问2详解】如图乙所示，则该摆球的直径D为【小问3详解】若某次实验中测得n次全振动的时间为t，则周期为由周期公式可得又有联立解得【小问4详解】由于单摆的周期公式是近似公式，由它算出的周期与精确值之间的差别随着偏角的增大而增加。当偏角为时两者相差0.01%，时相差0.5%。摆角与振幅A和摆长的关系满足所以C、D选项中的摆角均大于，A、B选项中的摆角均小于。另外，实验时应从摆球通过最低位置时开始计时，测量周期时要让小球做次全振动，求平均值，综上所述可知，A图像对应的操作过程合乎实验要求且误差最小。故选A。10.如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直于纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直于纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。（1）设AB长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，则玻璃砖折射率的表达式可以表示为___________（2）若该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，则由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】（1）（2）偏大【解析】【小问1详解】根据题意，由几何关系可得，入射角的正弦为折射角正弦为又有则玻璃砖折射率的表达式可以表示为【小问2详解】该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由此测得玻璃砖的折射率将偏大。四、计算题（本题共3小题，10题12分，11题16分，12题20分，共48分）11.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质单匝金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求：（1）在到时间内，金属框中的感应电动势E；（2）时，金属框ab边受到的安培力F；（3）在到时间内，金属框中通过某一横截面的电荷量q。【答案】（1）0.08V；（2）0.016N，方向垂直于ab向左；（3）0.08C【解析】【详解】（1）根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，金属框中的感应电动势（2）设金属框中的电流为I，由闭合电路欧姆定律，有由图可知，时，磁感应强度为金属框ab边受到的安培力由左手定则可知，方向垂直于ab向左。（3）在到时间内，金属框中电流的电荷量12.如图所示，质量的滑块B静止放置于光滑平台上，B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车C，其上表面与平台等高，小车与水平面间的摩擦