精品解析：天津市河北区2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版）

这是一份精品解析：天津市河北区2022-2023学年高二下学期期末物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
河北区2022-2023学年度第二学期期末高二年级质量检测
物理
第I卷（本卷共8题，每题5分，共40分）
一、单项选择题（每小通5分，共25分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 一束复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，经折射后分成两束单色光a和b，光路如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 该种玻璃对a光的折射率较小
B. 在玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
C. 逐渐增大θ角，a光先消失
D. a光比b光更容易发生衍射现象
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，a光的偏折程度大于b光，则玻璃对a光的折射率较大，a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B．根据

在玻璃砖中，a光的传播速度比b光小，故B错误；
C．根据

a光临界角小，逐渐增大θ角，a光先消失，故C正确；
D．a光的频率大于b光的频率，则波长小，所以a光比b光更不容易发生衍射现象，故D错误。
故选C。
2. 利用图示装置研究双缝干涉现象并测量光的波长，下列说法中正确的是（ ）

A. 将屏向左移动，其它不动，则干涉条纹间距变大
B. 测量过程中误将5 个条纹间距数成6 个，波长测量值偏小
C. 将双缝换为间距更小的双缝后，干涉条纹间距变窄
D. 将滤光片由紫色换成红色，干涉条纹间距变窄
【答案】B
【解析】
【详解】A．将屏向左移动，双缝到屏的距离减小，其它不动，根据相邻条纹间距公式

可知干涉条纹间距变小，故A错误；
B．测量过程中误将5 个条纹间距数成6 个，根据

可知相邻条纹间距减小，根据

可知波长测量值偏小，故B正确；
C．根据上述公式可知将双缝换为间距更小的双缝后，根据相邻条纹间距公式

干涉条纹间距变宽，故C错误；
D．将滤光片由紫色换成红色，波长变大，根据

可知干涉条纹间距变宽，故D错误。
故选B。
3. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴方向传播，在时刻的波形如图甲所示，图乙为质点M的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A. 该波沿x轴负方向传播
B. 该波传播的速度大小为0.5m/s
C. 在时刻，质点P正在沿y轴负方向运动
D. 在1s~3.5s时间内，质点N的路程为30cm
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图乙知t=1s时，质点M的振动方向沿y轴正方向，结合图甲知该简谐横波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．根据题图可知波长λ=4m，周期T=2s，所以波速为2m/s，故B错误；
C．在t=1s时，质点P沿y轴负方向运动，再过半个周期即t=2s时，质点P沿y轴正方向运动，故C错误；
D．在1s~3.5s时间内

质点N的路程为

故D正确。
故选D。
4. 如图，用两段材料、长度、粗细均相同的导线分别绕制成两个闭合正方形线圈，所在区域有方向垂直于线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀减小，已知线圈匝数比为，则线圈中（　　）

A. 感应电流均沿顺时针方向
B. 同一时刻磁通量大小之比
C. 感应电动势大小之比
D. 感应电流大小之比
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁感应强度随时间均匀减小，根据楞次定律和安培定则可知感应电流的方向均沿逆时针方向，故A错误；
B．用两段材料、长度、粗细均相同的导线分别绕制成两个闭合正方形线圈，已知线圈匝数比为，可得

可得

同一时刻磁通量大小之比

故B错误；
C．感应电动势大小之比为

故C错误；
D．由电阻定律

用两段材料、长度、粗细均相同的导线分别绕制成两个闭合正方形线圈，可知电阻相等，根据欧姆定律可得感应电流大小之比

故D正确。
故选D。
5. 如图所示，一个带负电荷的物体从粗糙的斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，加上一个垂直于纸面指向读者方向的磁场，则物体滑到底端时（　　）

A. 速度小于v B. 速度大于v
C. 速度等于v D. 可能离开斜面
【答案】A
【解析】
【详解】物体从顶端滑到底端的过程中，减小的重力势能等于物体到达底端时的动能与摩擦生热之和，当加上一个垂直于纸面指向读者方向的磁场时，物体将受到垂直斜面向下的洛伦兹力，所以斜面对物体的支持力增大，摩擦生热增加，而减小的重力势能不变，所以到达底端时的动能减小，速度减小。
故选A
二、多项选择题（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. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（　　）

A. 时，线圈中的电流改变方向
B. 时，线圈平面平行于磁感线
C. 时，线圈中的感应电动势为0
D. 一个周期内，线圈产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．时，穿过线圈的磁通量变化率最大，线圈产生的感应电动势最大，感应电流最大，线圈中的电流方向不改变，故A错误；
B．时，由于穿过线圈的磁通量为零，则线圈平面平行于磁感线，故B正确；
C．时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化量为0，则线圈中的感应电动势为0，故C正确；
D．线圈中产生的电动势最大值为

电动势有效值为

一个周期内，线圈产生的热量为

故D错误。
故选BC。
7. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡和。当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光，则（　　）

A. 原、副线圈匝数之比为
B. 原、副线圈匝数之比为
C. 此时和的电功率之比为
D. 此时和的电流之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由于两灯泡均能正常发光，所以灯泡两端电压均为额定电压，则原、副线圈电压分别为


所以原、副线圈匝数之比为

故A正确，B错误；
D．此时和的电流之比为

故D正确；
C．两灯两端电压相同，根据P=IU可知此时和的电功率之比为

故C错误。
故选AD。
8. 如图所示，凹槽Q静置于光滑水平面上，其上表面为半径为的半圆柱面。现将一个小球P从凹槽的右侧最顶端由静止释放，一切摩擦均不计。则以下说法正确的是（　　）

A. Q和P组成的系统机械能守恒
B. Q和P组成的系统动量不守恒
C. 当Q的动能最大时，P的动能最小
D. 当P释放后第一次速度为零时，其位移大于
【答案】AB
【解析】
【详解】A．Q和P组成的系统中，在小球P从凹槽的右侧最顶端由静止释放的过程中和小球下落到底部向左侧面上升的过程中均只有重力做功，因此该系统机械能守恒，故A正确；
B．Q和P组成的系统，竖直方向合外力不为零，而水平方向合外力为零，因此该系统动量不守恒，但该系统在水平方向动量守恒，故B正确；
C．当Q的动能最大时，小球P恰好运动到了凹槽的底部，小球速度恰好水平，此时小球和凹槽动量守恒，根据

可知，小球的动能此时也最大，故C错误；
D．Q和P组成的系统水平方向动量守恒，且该系统机械能也守恒，因此当P释放后第一次速度为零时，P恰好运动到了凹槽左侧与右侧释放点等高的位置，设P在水平方向的位移为，Q在水平方向的位移为，两者的运动具有同时性，且水平方向两者的速度方向始终相反，因此有

解得

故D错误。
故选AB。
第II卷（本卷共4题，共60分）
9. 用如图所示装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰接前后的动量关系。图中的点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置静止释放，找到其平均落地点的位置。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置和。

（1）以下提供的器材中，本实验必须使用的是______（选填选项前字母）；
A．刻度尺 B．天平 C．秒表
（2）用刻度尺测量出水平射程、、。测得A球的质量为，B球的质量为。为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足______（选填“>”“ ③.
【解析】
【详解】（1）[1]本实验需要用刻度尺测量小球做平抛运动的水平位移；需要用天平测量小球的质量；不需要用秒表测小球在空中的时间。
故选AB。
（2）[2]为了保证碰后，入射小球不反弹，需要满足入射小球的质量大于被碰小球的质量，即；
[3]设碰撞前瞬间小球A的速度为，碰撞后瞬间小球A、B的速度分别为、，根据动量守恒可得

两小球在空中下落的高度相同，小球在空中运动时间相等，则有

则满足表达式

即说明两球碰撞中动量守恒。
10. 某同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应当选用以下哪些器材______。
A．长度为左右的细绳
B．长度为左右的细绳
C．直径为的钢球
D．直径为的木球
E．最小刻度为米尺
F．秒表、铁架台
（2）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图______（选填“甲、乙”）。

（3）该同学改变摆长，测量出多组周期、摆长的值，作出图像，如图所示，他根据测量值作出的图像与理论值有一定偏差（两图线平行）。你认为造成这个结果的原因可能是________________________。

【答案】 ①. BCEF ②. 乙 ③. 将摆线长度和小球的直径之和当成了摆长
【解析】
【详解】（1）[1]AB．在选取细绳时，应选择长度为左右的细绳，故A错误，B正确；
CD．为了减小空气阻力的影响，应选择直径为的钢球，故C正确，D错误；
E．实验需要用最小刻度为的米尺测量摆线的长度，故E正确；
F．需要用测量时间，计算小球做单摆的周期，需要铁架台悬挂细线和小球，让小球在竖直面内做单摆运动。
故选BCEF。
（2）[2]为了保证小球摆动过程中，摆线的长度保持不变，应采用图乙。
（3）[3]根据单摆周期公式

可得

可知图像为过原点的倾斜直线，该同学根据测量值作出的图像与理论值有一定偏差，造成这个结果的原因可能是：将摆线长度和小球的直径之和当成了摆长，则有

可得

可知作出的图像相对于理论值向右平移，斜率与理论值斜率相同。
11. 如图所示，宽度为L的U型导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒MN沿光滑导线框向右做匀速运动，PQ间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒MN的电阻为r，运动的速度为v。导线框的电阻不计。
（1）求MN棒两端的电势差U；
（2）推导论证在时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系。

【答案】（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）导体棒棒产生感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律可得

棒两端的电压为

（2）在时间内，外力对导体棒做功为

整个电路生热为

可得

在时间内外力对导体棒所做的功与整个电路生热相等。
12. 如图所示的水平面，A点左侧和B点右侧的水平面光滑，半径为R、质量的光滑圆弧形槽放在水平面上，弧形槽刚好与水平面相切于A点，质量为的物块乙左端拴接一轻弹簧，静止在水平面上，弹簧原长时左端点刚好位于水平面上的B点。已知段粗糙且物块甲与段间的动摩擦因数为，A、B两点之间的距离为R，质量为m的物块甲由弧形槽的最高点无初速度释放，重力加速度为g，两物块均可视为质点。求：
（1）物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小；
（2）整个过程中弹簧储存的弹性势能的最大值。

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）物块甲沿光滑弧形槽下滑的过程中，物块甲和弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，
假设该过程中弧形槽的位移为x，则物块甲的水平位移大小为，由动量守恒定律得

解得

（2）设物块甲滑到弧形槽底端的速度为，此时弧形槽的速度为，该过程中由动量守恒以及机械能守恒定律得
，
解得
，
滑块甲刚好滑到B点的速度为，由动能定理得

解得

此后当物块甲与物块乙共速时，弹簧的弹性势能最大，设共同的速度为，对甲乙及弹簧组成的系统，右动量守恒定律可得

由能量守恒可得弹簧的最大弹性势能

联立解得

13. “质子治疗”是用氢原子核，也就是将质子加速到具有较高能量，通过某装置引导，到达靶向肿瘤部位，用于人体关键部位的癌症治疗。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板中间的小孔后进入速度选择器，并沿直线运动。速度选择器中的匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为，极板间的电场强度大小为。坐标系xoy中yoP区域充满沿y轴负方向的匀强电场I且电场强度，xoP区域充满垂直纸面向外的匀强磁场II，OP与x轴夹角。匀强磁场II的磁感应强度大小，且质子从（0，d）点进入电场I，并垂直OP经Q点（图中未标出）进入磁场II。取质子比荷为。求：
（1）极板间的加速电压U；
（2）Q点位置坐标；
（3）质子能到达x轴上的区间的长度L（结果用根号表示）。

【答案】（1）；（2）（m，0.2m）；（3）
【解析】
【详解】（1）质子进入速度选择器中的速度为，由力的平衡得


由动能定理有

联立得

（2）由题





Q点坐标（m，0.2m）。
（3）质子进入磁场的速度为v，则

质子在磁场中运动半径为R，由牛顿第二定律有



由几何关系有


当，质子恰好从N点飞出，当，质子恰好与x轴相切
故质子能到达x轴上的区间长度