2023-2024学年天津市西青区高二（下）期末物理试卷

这是一份2023-2024学年天津市西青区高二（下）期末物理试卷，共13页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（5分）电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系。例如我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHz；家用Wi﹣Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在
B．Wi﹣Fi信号与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显的衍射现象
C．Wi﹣Fi信号与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．Wi﹣Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长不变
2．（5分）如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角，下列对观察到的现象的描述中正确的是（ ）
A．反射光线和折射光线的夹角逐渐增大
B．折射角和入射角的比值不变
C．反射光线和折射光线都逐渐减弱
D．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
3．（5分）如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝6sin（πt）cm
C．从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
4．（5分）如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，0～t0时间内ab始终保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由a到b
B．ab中的感应电流逐渐增大
C．电阻R的热功率不变
D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
5．（5分）如图所示是某风力发电节能路灯的电路简化图。风速为v时，交流发电机的电动势表达式为e＝2v•sinωt，能感应风速大小的调节器（不消耗副线圈电路的电能）可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．风速变大时，流过灯泡的电流变大
B．风速变大时，滑片P将向下移动
C．风速变小时，变压器的输入电压变大
D．风速变小时，变压器的输出电压变大
二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
（多选）6．（5分）如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，光导纤维外套材料的折射率应比内芯材料的折射率大
B．乙图中，验钞机利用了紫外线的荧光效应
C．丙图中，3D立体电影的原理是光的偏振现象
D．丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁驱动的作用
（多选）7．（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波传播到x＝6m的c质点处；t＝0.1s时刻，质点c第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ）
A．质点d起振的方向沿y轴负方向
B．质点a振动的周期为0.4s
C．波传播的速度大小为5m/s
D．从图示时刻起，质点b比质点a先回到平衡位置
（多选）8．（5分）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为160g，从离人眼约20cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，重力加速度g取10m/s2，下落过程中不计各种阻力。下列说法正确的是（ ）
A．手机对眼睛的冲量方向竖直向下
B．.手机与眼睛作用前瞬间的速度约为m/s
C．.手机对眼睛的平均作用力大小约为3.2N
D．.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化的大小约为0.48kg•m/s
三、实验题（本题共有1小题，每空2分。共12分）
9．（6分）（1）光学实验用的长方体玻璃砖如图（a）所示，它的 面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但第四个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图（b）所示。计算折射率时，用点 得到的值较小，用点 得到的值是合理的。（均选填“d”或“e”）
10．（6分）某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车P的后端连接通过打点计时器的纸带，前端粘有橡皮泥，推动小车P使之运动。然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续向前运动。
①下列操作正确的是 ；
A.实验时小车的速度越大越好
B.两小车粘上橡皮泥是为了改变两车的质量
C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
D.实验前，需要在长木板靠近打点计时器一端垫上适量小木块以补偿摩擦力
②实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离分别为S1、S2、S3、S4。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上 段来计算小车P的碰前速度；（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）
③测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式 （用题目中的已知量和测量量表示），则可验证在误差允许的范围内，小车P、Q碰撞前后动量守恒。
四、计算题（本题共3小题，共48分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）
11．（14分）如图所示，光滑轨道的左端为半径为R＝1.8m的圆弧形，右端为水平面，二者相切，水平面比水平地面高H＝0.8m，一质量为m1＝0.2kg的小球A从距离水平面高h＝0.45m处由静止开始滑下，与静止水平面上的质量为m2的小球B发生弹性正碰，碰后小球B做平抛运动，落地时发生的水平位移为x＝1.6m，重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）A球刚滑到圆弧最低点时受到轨道支持力的大小；
（2）碰后瞬间B球的速度大小；
（3）B球的质量。
12．（16分）如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n＝50匝，边长L＝20cm的正方形线圈，总电阻为r＝1.0Ω。线圈在磁感应强度为B＝0.1T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R＝9.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为ω＝100rad/s时，电灯正常发光。求：
（1）交流电表的示数及电灯正常发光的功率；
（2）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中，通过电灯的电量；
（3）线圈每转动1min，外力所需做的功。
13．（18分）如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为U1，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为。B1的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为kn的原子核（不计初速度）经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计原子核重力。求：
（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；
（2）直线运动区C、D板间的电势差Ua；
（3）对于比荷k不同的原子核，调节C、D间电压，使它仍沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度θ，试求比荷k与原子核偏转角度θ之间的关系（用θ的三角函数表示）。
2023-2024学年天津市西青区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1．（5分）电磁波无处不在，我们身边的广播、电视、移动通信都与电磁波有着密不可分的联系。例如我国自主建立的北斗导航系统所使用的电磁波频率约为1561MHz；家用微波炉所使用的电磁波频率约为2450MHz；家用Wi﹣Fi所使用的电磁波频率约为5725MHz。关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦预言了电磁波，楞次首次用实验证实了电磁波的存在
B．Wi﹣Fi信号与微波炉所使用的微波相比，更容易产生明显的衍射现象
C．Wi﹣Fi信号与北斗导航信号叠加时，将产生明显的干涉现象
D．Wi﹣Fi信号从一个房间穿过墙壁进入另一个房间后，波长不变
【答案】D
【点评】熟练掌握电磁波的物理学史，发生明显衍射和干涉的条件是解题的基础。
2．（5分）如图所示，让光线沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上，在这个界面发生了反射和折射。逐渐增大入射角，下列对观察到的现象的描述中正确的是（ ）
A．反射光线和折射光线的夹角逐渐增大
B．折射角和入射角的比值不变
C．反射光线和折射光线都逐渐减弱
D．折射光线逐渐减弱，直至完全消失
【答案】D
【点评】解决本题的关键是掌握反射和折射的实验规律，知道入射角增大时，反射角和折射角都随之增大，而反射光增强，折射光减弱
3．（5分）如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝6sin（πt）cm
C．从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
【答案】B
【点评】能够读懂摆球的位移—时间变化图像，从图像上得到摆球的周期和振幅是解题的基础。
4．（5分）如图甲所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，0～t0时间内ab始终保持静止，则下列说法正确的是（ ）
A．ab中的感应电流方向由a到b
B．ab中的感应电流逐渐增大
C．电阻R的热功率不变
D．ab所受的静摩擦力逐渐减小
【答案】C
【点评】本题考查法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，解题关键是能根据图像中判断磁感应强度的变化，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律进行分析。
5．（5分）如图所示是某风力发电节能路灯的电路简化图。风速为v时，交流发电机的电动势表达式为e＝2v•sinωt，能感应风速大小的调节器（不消耗副线圈电路的电能）可以控制变压器副线圈的滑片P上下移动，使灯泡始终保持额定电压正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．风速变大时，流过灯泡的电流变大
B．风速变大时，滑片P将向下移动
C．风速变小时，变压器的输入电压变大
D．风速变小时，变压器的输出电压变大
【答案】B
【点评】本题以风力发电节能路灯为考查背景，主要考查了电动势的表达式的应用，同时要理解原副线圈两端匝数比和电学物理量的比值关系即可完成分析。
二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
（多选）6．（5分）如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，光导纤维外套材料的折射率应比内芯材料的折射率大
B．乙图中，验钞机利用了紫外线的荧光效应
C．丙图中，3D立体电影的原理是光的偏振现象
D．丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁驱动的作用
【答案】BC
【点评】本题主要考查光导纤维的工作原理、紫外线的特性、光的偏振现象以及电磁阻尼和电磁驱动的区别。
（多选）7．（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波传播到x＝6m的c质点处；t＝0.1s时刻，质点c第一次到达波峰。下列说法正确的是（ ）
A．质点d起振的方向沿y轴负方向
B．质点a振动的周期为0.4s
C．波传播的速度大小为5m/s
D．从图示时刻起，质点b比质点a先回到平衡位置
【答案】BD
【点评】本题考查波形图，要理解波的形成过程，分析时间与周期的关系来确定周期。要掌握机械波的基本特点：介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，进行分析。
（多选）8．（5分）人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为160g，从离人眼约20cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，重力加速度g取10m/s2，下落过程中不计各种阻力。下列说法正确的是（ ）
A．手机对眼睛的冲量方向竖直向下
B．.手机与眼睛作用前瞬间的速度约为m/s
C．.手机对眼睛的平均作用力大小约为3.2N
D．.手机与眼睛作用过程中手机的动量变化的大小约为0.48kg•m/s
【答案】AC
【点评】本题主要考查了动量定理的相关应用，熟悉运动学公式，结合动量定理即可完成分析，在计算过程中要注意物理量的方向。
三、实验题（本题共有1小题，每空2分。共12分）
9．（6分）（1）光学实验用的长方体玻璃砖如图（a）所示，它的 光学 面不能用手直接接触。在用插针法测定玻璃折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔a、b、c的位置相同，且插在c位置的针正好挡住插在a、b位置的针的像，但第四个针孔的位置不同，分别为d、e两点，如图（b）所示。计算折射率时，用点 d 得到的值较小，用点 e 得到的值是合理的。（均选填“d”或“e”）
【答案】光学；d；e。
【点评】解题关键是掌握光的折射定律，能够理解插针法，测定玻璃折射率的实验原理。
10．（6分）某实验小组组装了如图甲所示的实验装置来完成验证动量守恒定律的实验。在小车P的后端连接通过打点计时器的纸带，前端粘有橡皮泥，推动小车P使之运动。然后与原来静止在前方的小车Q相碰并粘合成一体，继续向前运动。
①下列操作正确的是 CD ；
A.实验时小车的速度越大越好
B.两小车粘上橡皮泥是为了改变两车的质量
C.先接通打点计时器的电源，再释放拖动纸带的小车
D.实验前，需要在长木板靠近打点计时器一端垫上适量小木块以补偿摩擦力
②实验获得的一条纸带如图乙所示，根据点迹的不同特征把纸带上的点进行了区域划分，用刻度尺测得各点到起点A的距离分别为S1、S2、S3、S4。根据碰撞前后小车的运动情况，应选纸带上 BC 段来计算小车P的碰前速度；（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）
③测得小车P（含橡皮泥）的质量为m1，小车Q（含橡皮泥）的质量为m2，如果实验数据满足关系式 （用题目中的已知量和测量量表示），则可验证在误差允许的范围内，小车P、Q碰撞前后动量守恒。
【答案】故答案为：①CD；②BC；③。
【点评】本题考查了验证动量守恒定律实验，分析清楚小车运动过程，运用速度公式、动量计算公式即可正确解题，要掌握根据纸带求速度的方法，明确动量守恒的表达式书写。
四、计算题（本题共3小题，共48分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）
11．（14分）如图所示，光滑轨道的左端为半径为R＝1.8m的圆弧形，右端为水平面，二者相切，水平面比水平地面高H＝0.8m，一质量为m1＝0.2kg的小球A从距离水平面高h＝0.45m处由静止开始滑下，与静止水平面上的质量为m2的小球B发生弹性正碰，碰后小球B做平抛运动，落地时发生的水平位移为x＝1.6m，重力加速度g＝10m/s2．求：
（1）A球刚滑到圆弧最低点时受到轨道支持力的大小；
（2）碰后瞬间B球的速度大小；
（3）B球的质量。
【答案】见试题解答内容
【点评】运用动能定理解题首先要确定研究的对象和研究的过程，分析有哪些力做功，然后根据动能定理列式求解，知道发生弹性碰撞时，碰撞过程中，动量和机械能守恒，注意规定正方向。
12．（16分）如图所示，一个小型应急交流发电机，内部为n＝50匝，边长L＝20cm的正方形线圈，总电阻为r＝1.0Ω。线圈在磁感应强度为B＝0.1T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R＝9.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为ω＝100rad/s时，电灯正常发光。求：
（1）交流电表的示数及电灯正常发光的功率；
（2）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中，通过电灯的电量；
（3）线圈每转动1min，外力所需做的功。
【答案】（1）交流电表的示数为A，电灯正常发光的功率18W；
（2）线圈转过90°的过程中通过电灯的电量0.02C；
（3）线圈每转动1min，外力所需做功为1200J。
【点评】考查正弦交流电的最大值、有效值、电荷量、功率的相关计算，会根据题意进行准确分析和解答。
13．（18分）如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为U1，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为。B1的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为B2，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为kn的原子核（不计初速度）经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计原子核重力。求：
（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v；
（2）直线运动区C、D板间的电势差Ua；
（3）对于比荷k不同的原子核，调节C、D间电压，使它仍沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度θ，试求比荷k与原子核偏转角度θ之间的关系（用θ的三角函数表示）。
【答案】（1）原子核经加速电场加速后的速度大小v为；
（2）直线运动区C、D板间的电势差U为；
（3）比荷k与粒子偏转角度θ之间的关系为
【点评】本题考查带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。
声明：试题解析著作权属菁优网所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/1/6 20:25:22；用户：秦子政；邮箱：13669037329；学号：41037197题号
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