天津市河东区2023-2024学年高二年级下册7月期末考试物理试题（解析版）

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一“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

K答案Xc

K解析XA.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

c

V=—

n

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（）

甲乙

A.该交流电的频率为100Hz

B.电流表的示数为10A

C.Z=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直

D.z=0.005s到/=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

/=-=Hz=50Hz

T0.02

选项A错误；

B.电流表的示数为

/乎A=10A

选项B正确；

C.HO.Ols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.Z=0.005s到r=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q=lM=—^t=—=至h

RRR

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，f=0时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为IxlCF,s，下列说法正

A.质点开始振动的方向沿y轴正方向

B.0~1.25义10一7s内质点Af运动的位移为0.4mm

C.超声波在血管中的传播速度为340m/s

D./=2.0xl(T7s时质点N恰好处于波峰

K答案1D

K解析RA.根据同侧法可知，质点M开始振动的方向沿y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-0.4mm,故B错误；

C.根据图像读出波长为

2=14X1CT2mm=1.4x10^10

根据波长与波速关系

解得

v=1.4xl03m/s

故C错误；

D.由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为

x=(35-7)xlO-2mm=28xl0-2mm=2.8xl0-4m

则波峰传播到N的时间为

Z=±=2.0x107s

可知在2.0x10-7s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。光和方光，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6光，中间小圆为复色光，下列说法正确的是()

•点光源S

图甲

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。光的折射率小于对6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

1答案》D

k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。光照射的面积较小，则知。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

,八1

sinC=-

n

可知

na>〃b

水对。光的折射率大于对6光的折射率，故c错误；

D.因为。光的折射率大，故。光波长短，又由双缝干涉条纹间距公式

,L,

Ax=­A

d

可知用同一套装置做双缝干涉实验，6光条纹间距更大，故D正确。

故选D。

空气

*

\//b

■点光源S

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，一个质量为机的小球从弧形槽/?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场高处

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

K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，由于相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〃，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。分）

6.关于光现象的分析和理解，下列说法中正确的是（）

皿H

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"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Ax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XBC

k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，当仇等

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©=二彳，若只减小双缝到屏的距离3两相邻亮条纹

间距离Ax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我=2m和

xb=6m,图乙为质点6从该时刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（）

A.z=ls时，质点。的位移沿y轴负向

B.Uls时，质点a的加速度方向与速度方向相同

C.质点。经过4s振动的路程为1m

D.该波沿x轴的负方向传播，波速为0.5m/s

k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

28,,,

v=——=—m/s=lm/s

T8

选项D错误；

AB.因仁0时刻质点a从平衡位置向下振动，可知Z=ls时，质点a在平衡位置与最低点之

间向下振动，此时质点。的位移沿y轴负向，加速度方向向上，速度方向向下，即uls

时，质点。的加速度方向与速度方向相反，选项A正确，B错误；

C.质点。经过4s=0.57振动的路程为2A=lm,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Uo

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Ro,滑动变阻器的最大阻

值为R）,两个端点分别是加、N,滑片为尸，下列说法正确的是（）

A.滑片P由〃向N移动的过程中，电压表的示数会逐渐减小

B.滑片尸由M向N移动的过程中，电流表Ai、A2的示数均逐渐增大

C.滑片尸由M向N移动的过程中，流过滑动变阻器的电流会增大

25U2

D.当滑片P位于M点时，电源输出的功率为——-

96%

K答案XCD

（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Ai的示数逐渐增大、与Ai串联的电阻R）的电压变大，则与A2串联的电

阻Ro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

O

当滑片尸位于〃点时

次级电阻

R_R*R）义R）_3R。

次级功率为

-5U；

R次964

25U2

则电源输出的功率为■^厂工，选项D正确。

96。

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。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球冽1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“2

静置于轨道的水平部分，再将入射球如从斜轨上s位置由静止释放，与小球侬相碰，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％1、机2

B.测量小球mi开始释放时的高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到小I、“22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加1m2(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)。

k答案U(1)AD(2)>(3)OP=17^-OM+m,­ON

K解析X(1)实验要验证的关系式为

WJVQ=相1匕+m2V2

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

771,•OP=OM+“4ON

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机1、%2;分别找到m2

相碰后平均落点的位置/、N,测量。M、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加>加2；

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为町=+

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。

数字计时器

甲

(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〃次

(”为大于3的奇数)通过光电门时停止计时，记录的时间为3此单摆的周期T=

(用八"表示)，重力加速度的大小为(用心、］和T表示)。

K答案X(1)B(2)7.882##7.883##7.884(3)+

k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

J=7.5mm+0.01mmx38.3=7.883mm

(3)口］单摆的周期

2

⑵根据

其中

,d

I-LT—

2

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

S=10.3m2,线圈的总电阻为r=0.1。，线圈连接一电阻R=0.4O,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，

M〜-木BIT

00.10.20.30.4t/s

(1)请计算0〜0.Is时间内MN间的电压和电阻R产生的焦耳热；

(2)请计算0.1〜0.4s时间内，通过电阻R的电荷量。

K答案X(l)U=0.16V,2=6.4XW3J；(2)q=0.04C

k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

t/=0.16V

0~Ols时间内

电阻R产生的焦耳热为

Q=I；Rf=0.42x0.4x0.1J=6.4x103J

(2)0.1〜0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有

At

根据闭合电路欧姆定律有

E

r+R

则通过电阻R的电荷量为

r+R

结合图像可得q=1000x502xl°©=0.04C

0.1+0.4

12.质量为M=7kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为〃z=3kg的物块A停在B的

左端，质量为mo=1kg的小球用长为/=0.8m的轻绳悬挂在固定点。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〃=0.1,重力加

速度g=10m/s2o求：

O----------10

OA]

/////////^////////^///////////

(1)小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力尸的大小;

(2)小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度vA的大小及为使A恰好不滑离木板时木板的长

度La

K答案X(1)F=30N；(2)VA=2m/s,£=1.4m

［解析X(1)小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得

%g/="o片

解得

%=4m/s

对小球由牛顿第二定律得

〃Vo

F-mog=mo—

解得

F=30N

(2)小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得

movo^mQvl+mvA

由机械能守恒定律得

mv

=3%片+^l

联立解得

匕=-2m/s,vA=2m/s

物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，由动量守恒

定律得

mvA=(m+M)v

解得

v=0.6m/s

由能量守恒定律得

jumgL-mv^--^(m+M)v2

解得

£