天津市第二南开学校2022-2023学年高二下学期第二次月考物理试题（解析版）

这是一份天津市第二南开学校2022-2023学年高二下学期第二次月考物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1. 物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是（ ）
A. 电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高
B. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C. X射线具有穿透性，可以用来检测人体内部器官
D. 红外线的热效应可以用来杀菌消毒，射线在各波段电磁波中衍射最明显
【答案】C
【解析】
【详解】A．电视机遥控器用红外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率低，故A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C．X射线具有穿透性，可以用来检测人体内部器官，故C正确；
D．紫外线可以用来杀菌消毒，射线在各波段电磁波中衍射最不明显，故D错误。
故选C。
2. 如图为某小型电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与用电器组成闭合电路。若均为理想变压器，的副线圈两端电压，当用电器电阻时（ ）
A. 通过用电器的电流有效值是10A
B. 升压变压器的输入功率为4650W
C. 发电机中的电流变化频率为100Hz
D. 当用电器的电阻减小时，发电机的输出功率减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．降压变压器副线圈两端交变电压
则副线圈电压有效值220V，所以通过电流的有效值
A错误；
B．降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，所以降压变压器原线圈的为5A，输电线上损失的电功率为
输出功率
因升压变压器输出功率等于导线上消耗的功率和用电器上消耗的功率；故升压变压器输入功率
B正确；
C．因交流电的角速度为
故频率为
C错误；
D．当用电器的电阻减小时，假设降压变压器副线圈电压不变，用电器的的功率变大；降压变压器副线圈电流变大，降压变压器原线圈电流变大，输电线上损失的功率增大；由能量守恒，发电机的输出功率增大，故D错误。
故选B。
3. 一列横波沿着x轴正方向传播，处在和的两质点A、B的振动图像如图所示，则以下说法错误的是（ ）
A. 2.5s末A、B两质点的位移相同
B. 2s末A点的速度大于B点的速度
C. 该波波长可能为
D. 该波的波速可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可得，周期为4s，A、B两质点的振动方程分别为
当时
则A正确，不符合题意；
B．由振动图像读出，2s末A质点的位移，处于平衡位置，速度最大；B质点的位移，处于波谷，速度是零，所以2s末A质点的速度大于B质点的速度，则B正确，不符合题意；
C．时刻，质点A正通过平衡位置向上运动，质点B在波峰，波从A向B传播，则AB间的距离
则
因而该波的波长不可能为，故C错误，符合题意；
D．根据
当时，波速为
则D正确，不符合题意。
故选C。
4. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。产生5G无线电波LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）
A. 线圈中磁场的方向向上
B. 线圈中感应电流的方向与图中电流方向相反
C. 线圈储存的磁场能正在增加
D. 电容器两极板间电场强度正在变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据安培定则，线圈中磁场的方向向下，故A错误；
B．电容器在充电，电流减小，根据楞次定律，线圈中感应电流的方向与图中电流方向相同，故B错误；
C．电流减小，线圈储存的磁场能正在减小，故C错误；
D．电容器充电，电容器两极板间电场强度正在变大，故D正确。
故选D
5. 某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线（如图1），设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流等于时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（ ）
A. 若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为
B. 若要使恒温箱内温度升高，应将增大
C. 若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大
D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化
【答案】B
【解析】
【详解】A．制系统的电流等于时，电路中的总电阻
20℃热敏电阻的阻值为
若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为
A错误；
B．由于加热系统关闭电流临界值2mA一定，即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终4500Ω。可知若要使恒温箱内保持的温度值升高，即热敏电阻的阻值减小，则必须使增大，B正确；
C．若恒温箱内温度降低，热敏电阻阻值增大，通过控制系统的电流减小，C错误；
D．根据图1可知，恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系，通过控制系统的电流
可知，通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化，D错误。
故选B。
6. 2020年12月2号22时，经过约19小时月面工作，嫦娥5号完成了月面自动采样封装，这其中要用到许多的压力传感器。有些压力传感器是通过霍尔元件将压力信号转化为电信号。如图，一块宽为a、长为c、厚为h的长方体半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向如图的电流时，电子的定向移动速度为v。若元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，在元件的前、后表面间出现电压U，以此感知压力的变化。则元件的（ ）

A. 前表面的电势比后表面的高
B. 前、后表面间的电压U与v成正比
C. 自由电子受到的洛伦兹力大小为
D. 若仅增大霍尔元件的宽度a，则元件的前、后表面间电压U会增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．电流方向向左，电子向右定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向外，则前表面积累了电子，前表面的电势比后表面的低，故A错误；
BC．由电子受力平衡可得
解得
所以前、后表面间的电压与成正比，故B正确，C错误；
D．由电子受力平衡可得
根据电流微观表达式可得
联立可得
若仅增大霍尔元件的宽度a，则元件的前、后表面间电压不变，故D错误。
故选B。
二、多选题
7. 半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则关于a、b两束光，下列说法正确的是（ ）

A. 在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大
B. 以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大
C. a光的频率小于b光的频率
D. 分别照射同一单缝，发生衍射现象时，b光的中央亮纹更宽
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知a光没有发生全反射，b光已发生全反射，则b光的临界角小，由临界角公式
可知b光的折射率大，根据
可知在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大，故A正确；
B．由折射率公式
由于b光的折射率大于a光的折射率，以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角小，故B错误；
CD．a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，分别照射同一单缝，发生衍射现象时，a光的中央亮纹更宽，故C正确，D错误。
故选AC。
8. 如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 这列波的传播方向是沿x轴负方向B. 经过0.15s，质点P沿x轴正方向传播了3m
C. 这列波的传播速度是20m/sD. 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴负方向
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，此时质点P向y轴负方向振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向是沿x轴正方向，故A错误；
B．质点P只是在平衡位置上下振动，并不会随波的传播方向迁移，故B错误；
C．由图甲可知，波长为，由图乙可知，周期为，则波速为
故C正确；
D．由于波沿x轴正方向传播，可知此时质点Q沿y轴正方向运动，根据
可知经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴负方向，故D正确。
故选CD。
9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，该波的周期，在时刻的波形如图所示，质点A、B、C、D、E在x轴上的位置坐标分别为、、、，。下列说法正确的是（ ）
A. 经过0.1s，D点向右移动
B. 时，质点E第一次到达波峰
C. 该波刚传到E点时，E点将向下振动
D. 从时刻开始，在0.5s内质点E通过的路程为12cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A．质点只上下振动并不随波迁移，故A错误；
B．由图可知波长为，则波速为

时，波传播的距离为
则时，初始时刻C点的振动状态刚好第一次传播到E点，即质点E第一次到达波峰，故B正确；
C．简谐横波沿x轴正方向传播，则该波刚传到E点时，E点将向上振动，故C错误；
D．波传播到E需用时
从时刻开始，在0.5s内质点E恰好振动一个周期，则运动路程为4倍的振幅，即为12cm，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度3m/s，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A. 从到时刻弹簧由拉伸状态逐渐恢复原长
B. 两物块的质量之比为
C. 在、时刻两物块达到共同速度1m/s，且弹簧都是处于拉伸状态
D. 在时刻两物块的动能之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据图像可得开始时逐渐减速，逐渐加速，速度大弹簧被压缩，时刻速度相等，弹簧此时的压缩量最大，然后弹簧逐渐恢复原长，仍加速，先减速后反向加速，时刻弹簧恢复到原长，此时两物块速度方向相反，弹簧的长度逐渐增大两物块均减速，当时刻两物块速度相等，弹簧最长，因此从到时刻弹簧由伸长状态逐渐恢复原长；从开始到时刻，动量守恒可得
解得
A正确，B错误；
C．根据前面分析可得在、时刻两物块达到共同速度1m/s，其中时刻弹簧处于压缩状态，时刻弹簧处于伸长状态，C错误；
D．在时刻两物块的动能之比为
D正确。
故选AD。
三、实验题
11. 在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是___________；

A．为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些
B．为减少测量误差，P1、P2的连线与法线的夹角应尽量小些
C．可以用手触摸光学表面，不会影响测量
D．界面一定要与平行，否则会有误差
（2）该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P、折射光线的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为C、D点，如图甲所示，则玻璃的折射率n=___________（用图中线段的字母表示）

（3）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，测出来的折射率___________。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
【答案】 ①. A ②. ③. 偏小
【解析】
【详解】（1）［1］
A．为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，和的距离应适当取大些，故A正确；
B．为减少测量误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线的夹角应适当大些，故B错误；
C．手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏，故C错误；
D．测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故玻璃的两个光学面、是否平行，对玻璃折射率的测定结果没有影响，故D错误。
故选A。
（2）［2］玻璃的折射率为
（3）[3]若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，作出虚线所示光路如图所示

根据折射定律可得
由图可知折射角偏大，则折射率偏小。
12. 小明在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验器材按要求安装在光具座上，装置的一部分如图甲所示。
（1）M、N、P、Q四个光学元件依次为___________；
A. 偏振片、滤光片、单缝片、双缝片 B. 增透膜、单缝片、双缝片、滤光片
C. 凸透镜、滤光片、单缝片、双缝片 D. 凸透镜、单缝片、滤光片、双缝片
（2）为了增大条纹间的距离，下列做法正确的是___________
A.增大单色光的频率 B.增大双缝间距
C.增大双缝屏到光屏的距离 D.增大单缝屏到双缝屏的距离
（3）在某次实验中，已知两缝间的距离为0.3mm，以某单色光做实验，在离双缝1.2m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定义为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示，丙的读数为___________mm。根据以上实验，测得的这种光的波长为___________m（结果保留2位有效数字）。

【答案】 ①. C ②. C ③. 15.240 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]图中M、N、P、Q四个光学元件依次为：凸透镜、滤光片、单缝片、双缝片。
故选C。
（2）[2]根据相邻条纹间距公式
为了增大条纹间的距离，可知增大单色光的波长（减小单色光的频率），减小双缝间距，增大双缝屏到光屏的距离。
故选C。
（3）[3]螺旋测微器的精确值为，由图丙可知读数为
[4]相邻条纹间距
根据
可得波长为
四、解答题
13. 饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段之一，其中一种饭卡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，在线圈处引起电磁感应，产生电信号。其原理可简化为如图甲所示，设线圈的匝数为1200匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻组成闭合回路，其余部分电阻不计。线圈处的磁场可视作匀强磁场，其大小按如图乙所示规律变化（设垂直纸面向里为正方向），求：
（1）时线圈产生的感应电动势E的大小；
（2）时间内，电阻R产生的焦耳热Q；
（3）时间内，通过电阻R的电流方向和电荷量q。
【答案】（1）；（2）；（3）由N到M，
【解析】
【详解】（1）在内，由乙图可得
由法拉第电磁感应定律
解得
（2）根据闭合电路欧姆定律
再由焦耳定律
解得
（3）据楞次定律可以判断，流过R的电流方向由N到M，根据
又由于
，
可得
由乙图可知，内磁感应强度变化大小
解得
14. 如图，固定点O上用长的细绳系一质量的小球（可视为质点），小球与水平面上的B点刚好接触且无压力。一质量的物块（可视为质点）从水平面上A点以速度（未知）向右运动，在B处与静止的小球发生正碰，碰后小球在绳的约束下做圆周运动，经最高点C时，绳上的拉力恰好等于小球的重力的2倍，碰后物块经过后最终停在水平地面上的D点，其水平位移，取重力加速度。求：
（1）物块与水平面间的动摩擦因数；
（2）碰撞后瞬间物块的动量大小；
（3）设物块与小球的初始距离为，物块在A处的初速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）法一：物块和小球碰撞后减速，由牛顿第二定律得
由逆向思维得
解得
方法二：物块和小球碰撞后减速，由动量定理得
由匀变速直线运动的规律得
解得
（2）匀变速直线运动的规律得
解得
碰撞后物块的动量大小
得
（3）小球在最高点时绳子的拉方大小
由牛顿第二定律得
设碰撞后到小球的速度为，由机械能守恒定律
设碰撞前瞬间物块的速度为v，由动量守恒定律得
物块从A点运动到与小球碰撞前瞬间过程，对物块，由动能定理得
解得，物块在A处的速度大小
15. 某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力．其推进原理可以简化为如图所示的电磁驱动模型：在水平面上相距d=2m的两根平行直导轨间，有竖直方向等距离分布、方向相反的匀强磁场B1和B2，且B1=B2=B=1T，每个磁场分布区间的长都是a，相间排列，所有这些磁场都以速度v0=20m/s向右匀速平动。这时跨在两导轨间的长为a、宽为d=2m的金属框MNQP（固定在列车底部、绝缘并悬浮在导轨正上方）在磁场力作用下也将会向右运动。设金属框的总电阻为R=1Ω，在题设条件下，假设金属框运动过程中所受到的阻力恒为f=80N，求：
（1）金属框刚启动瞬间金属框产生的电流大小I；
（2）当金属框向右运动的速度为v=5m/s时，金属框中的安培力大小F；
（3）金属框能达到的最大速度vm及此后金属框中每秒钟产生的焦耳热Q。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）金属框中的电动势为
故金属框中的电流为
（2）当金属框向右运动的速度为v=5m/s时（）时，产生的电动势为
电流

由安培力
知
（3）设匀速运动时速度为vm，此时安培力等于阻力：即
故
而
解得
由焦耳定律
有