天津市河西区2022-2023学年高二下学期期末物理试题

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2022-2023学年天津市河西区高二下学期期末物理试卷（满分：100分）一、选择题（共十一题：共33分）1. 物体的动量变化量的大小为5kg·m/s，这说明（　　）A. 物体的动量在减小B. 物体的动量在增大C. 物体的动量大小一定变化D. 物体的动量大小可能不变【答案】D【解析】【详解】AB．已知物体的动量变化量的大小，无法确定物体的动量是在增大还是在减小，两种均有可能，AB错误；CD．如果初末动量不在同一直线上，由矢量运算规则可知，物体的动量大小可能不变、动量的变化可能是由方向的变化引起的，C错误，D正确。故选D。2. 如图所示，小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法中正确的是A. 男孩和木箱组成系统动量守恒B. 小车与木箱组成的系统动量守恒C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒D. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量不守恒【答案】C【解析】【详解】在男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱的过程中；A. 男孩和木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B. 小车与木箱组成的系统所受合外力不为零，系统动能不守恒，故B错误；CD. 男孩、小车与木箱三者组成的系统所受合力为零，系统动量守恒，故C正确，D错误；故选C3. 有关纵波与横波，下列说法正确的是（    ）A. 振源上下振动形成的波是横波B. 振源水平振动形成的波是纵波C. 波沿水平方向传播质点上下振动，这类波是横波D. 质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波一定是纵波【答案】C【解析】【详解】A．物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故A错误；B．振源水平振动形成的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故B错误；C．波沿水平方向传播质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故C正确；D．如果在水平面内有两个相互垂直的方向，质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故D错误。故选C。【点睛】本题关键能知道横波与纵波的概念，能知道区别横波与纵波的关键是看质点的振动方向与波的传播方向之间的关系，而不是看水平方向或竖直方向。4. 对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（  ）A. 电流大小变化，方向不变，是直流电B. 电流大小、方向都变化，是交流电C. 电流的周期是0.02 s，最大值是0.2 AD. 电流做周期性变化，是交流电【答案】A【解析】【详解】ABD．由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流，故A正确，BD错误；C．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A，故C错误。故选A。5. 一个在水平面内做简谐运动的弹簧振子，从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，下列说法中正确的是（ ）
 A. 到它第二次经过a点时，所需时间为半个周期B. 到它第二次经过a点时，所需时间为一个周期C. 到它第三次经过a点时，所需时间为一个周期D. 到它第三次经过a点时，所需时间二个周期【答案】C【解析】【详解】AB．因为是从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，故到它第二次经过a点时不一定是半个周期，更不可能是一个周期，选项AB错误；CD．到它第三次经过a点时，所需时间才为一个周期，选项C正确，D错误；故选C。6. 如图所示，一细光束从空气经界面折射入平行玻璃砖，由界面出射至空气时分为了a、b两束。下列说法正确的是（　　）A. 出射的a、b光必平行B. 在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C. 若增大入射角，在下侧，出射光a、b将先后消失D. 若用a、b光分别照射同一双缝干涉装置，形成的条纹间距a光大于b光【答案】A【解析】【详解】A．由几何知识可知，光射到玻璃砖下表面时的入射角等于上表面时的折射角，由光路可逆性原理可知光射出下表面时的折射角等于光射入上表面时的入射角，由此可知出射光线与入射光线平行，因此a、b光必平行，故A正确；B．在玻璃中，光的折射角小于光的折射角，由此可知光的折射率大于光的折射率，由光在介质中传播速度的表达式可知光在玻璃中传播的速度小于光传播的速度，故B错误；C．光在玻璃砖下表面的折射角等于光在上表面的入射角，即从玻璃下表面光线出射后未能发生全反射，根据光路的可逆性，即使增大入射角，在下侧，出射光a、b也不会消失，故C错误；D．由于光的折射率大于光的折射率，因此光的频率大、波长短，而根据干涉条纹间距的公式可知，当使用同一干涉装置时，波长越小，条纹间距就越小，因此形成的条纹间距a光的小于b光，故D错误。故选A。7. “井底之蛙”这个成语常被用来讽刺没有见识的人，现有井口大小和深度相同的两口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口处)，两井底都各有一只青蛙，则(　　)A. 枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较大B. 枯井中青蛙觉得天比较大，水井中青蛙看到井外的范围比较小C. 两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大D. 枯井中青蛙觉得天比较小，水井中青蛙看到井外的范围比较大【答案】C【解析】【详解】根据光的直线传播作出青蛙在枯井中的视野范围，如图(a)当井里灌满水后，光线照到井面会发生折射现象，由于光是从空气射向水，所以入射角大于折射角，因此井底之蛙看到的视野范围比没水时会看到更大；变化的大致范围如图中两条入射光线之间的阴影区域所示，如图(b)所以两只青蛙觉得井口一样大，水井中青蛙看到井外的范围比较大。故C正确，ABD错误。故选C。8. 如图所示，图（甲）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）为该弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　　）A. 在t＝0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置B. 在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C. 从t＝0到t＝0.2s时间内，弹簧振子的动能持续的增加D. 在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同【答案】A【解析】【详解】A．时，振子的位移为正的最大，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在A位置也可能在B位置，故A正确；B．时速度为正，时速度为负，两时刻速度方向相反、不相同，故B错误；C．从到的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，故C错误；D．与两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，故D错误。故选A。9. 如图为某质点的振动图象，由图象可知（　　）A. 质点的振动方程为B. 在时质点的加速度为负向最大C. P时刻质点的振动方向向下D. 从至质点的动能减小，势能增大【答案】D【解析】【详解】A．由图知，振幅A=2cm，周期 T=4×10-2s，则角频率由数学知识可得质点的振动方程为 x=-Asinωt=-2sin50πt（cm）．故A错误；B．在t=0.01s时质点的位移为负向最大，速度为零．故B错误；C．P时刻图象的斜率为正，则质点的振动方向向上，故C错误；D．从0.02s至0.03s，质点的位移增大，离开平衡位置，则质点的速度减小．故D正确。故选D。10. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图2所示．此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻，下列说法正确的是A. 交变电流的周期为0.125sB. 交变电流的频率为8HzC. 交变电流的有效值为AD. 交变电流的最大值为4A【答案】C【解析】【分析】从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．【详解】A．图可知，交流电周期T=0.250s，故A错误；B．交流电周期T=0.250s，交变电流的频率为，故B错误；CD．由图可知，交流电的最大电压Um=20V，所以交变电流的最大值为，所以交变电流的有效值为，C正确D错误．【点评】本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解． 11. 如图所示，一砂袋用无弹性轻细绳悬于O点，开始时砂袋处于静止状态，一弹丸以水平速度击中砂袋后未穿出，二者共同摆动。若弹丸质量为m，砂袋质量为5m，弹丸和砂袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　）A. 弹丸打入砂袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变B. 弹丸打入砂袋过程中，系统动量不守恒C. 弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为D. 砂袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为【答案】D【解析】【详解】A．弹丸打入砂袋过程中，砂袋的速度不断增大，所需要的向心力增大，则细绳对砂袋的拉力增大，由牛顿第三定律知，砂袋对细绳的拉力增大，故A错误；B．弹丸打入砂袋过程时间极短，系统内力远大于外力，系统动量守恒，故B错误；C．弹丸打入砂袋过程中，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得得产生的热量为故C错误；D．弹丸打入砂袋后一起摆动过程中整体的机械能守恒，则得解得故D正确。故选D。二、不定项选择题（共六题：共24分）12. 如图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)　A. 发电机输出交流电的电压有效值为500VB. 用户用电器上交流电的频率为50HzC. 输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D. 保持升压变压器原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，可减少输电线上损失的功率【答案】BD【解析】【详解】A．由图象可知交流电的最大值Um＝500V，因此其有效值U＝V＝250V故A错误；B．发电机输出电压的周期T＝0.02s，故f＝＝Hz＝50Hz故B正确；C．输电线的电流由需要输送的功率与电压决定的，与降压变压器原、副线圈的匝数比无关，故C错误；D．保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据＝U1·I1＝U2·I2可知次级电压变大，次级电流减小，根据P＝I2r可知，输电线上损失的功率减小，选项D正确．故选择BD选项。13. 下列说法中正确的是（　　）A. 北斗导航系统是利用电磁波进行定位和导航的B. 微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应C. 常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机D. 测量体温的额温计中利用了红外线探测人体温度【答案】AD【解析】【详解】A．北斗导航系统是利用电磁波工作的，A正确；B．微波炉能快速加热食物是因为食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，不是利用红外线具有显著的热效应，B错误；C．常用的电视机遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，C错误；D．测量体温的额温计中利用了红外线探测人体温度，D正确。故选AD。14. 英国物理学家托马斯·杨巧妙地解决了相干光源问题，第一次在实验室观察到了光的干涉现象．图为实验装置简图，M为竖直线状光源，N和O均为有狭缝的遮光屏，P为像屏．现有四种刻有不同狭缝的遮光屏，实验时正确的选择是(　　)A. N应选用遮光屏1B. N应选用遮光屏3C. O应选用遮光屏2D. O应选用遮光屏4【答案】AC【解析】【详解】单缝衍射条纹宽度是中央亮纹最宽，双缝干涉的图线是明暗相间的条纹，条纹间距等宽，是双缝干涉．因此要先通过单缝后照到双缝上，形成相干光源，则N应选用遮光屏1，O应选用遮光屏2；故AC正确，BD错误；故选AC．15. 一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象，如图所示，下列描述该波的图象可能正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】AC【解析】【详解】由振动图象可知，在t=0时刻，a位于波峰，b经过平衡位置向下运动；若波从a传到b，则有（n=0，1，2，…）解得（n=0，1，2，…）①将ABCD情况的波长代入，可得，，，此情况下符合条件的只有C。若波从b传到a，则有（n=0，1，2，…）解得（n=0，1，2，…）②将ABCD情况的波长代入，可得，，，此情况下符合条件的只有A。故选AC。16. 如图所示，完全相同的A、B两物块随足够长的水平传送带按图中所示方向匀速运动。A、B间夹有少量炸药，对A、B在炸药爆炸过程及随后的运动过程有下列说法，其中正确的是（　　）A. 炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向一定相同B. 炸药爆炸后瞬间，A、B两物块速度方向可能相反C. 炸药爆炸过程中，A、B两物块组成的系统动量不守恒D. A、B在炸药爆炸后至A、B相对传送带静止的过程中动量守恒【答案】BD【解析】【详解】ABC．设A、B质量都为m，A、B在炸药爆炸过程中，内力远远大于外力，A、B两物块组成的系统动量守恒，爆炸后B的速度方向肯定与v的方向相同，根据动量守恒定律得2mv=mvA+mvB若爆炸后B的速度大于2v，则A的速度方向与B的速度方向相反，若爆炸后B的速度小于2v，则A的速度方向与B的速度方向相同，故AC错误，B正确；D．以传送带为参考系，A、B两物块爆炸后，由动量守恒定律可知，两物块的速度大小相等，方向相反，两物块在传送带上的加速度大小相等，且都与各自的运动方向相反，都做匀减速运动，两物块同时相对传送带静止，所以总冲量是0，动量是守恒的，故D正确。故选BD。17. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（    ）A. 甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B. 乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度C. 丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹D. 丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹【答案】BC【解析】【详解】A．甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，故A错误；B．乙图是薄膜干涉的应用，用来检测平面的平整程度。若干涉条纹是直的干涉条纹则表明平面平整，故B正确；C．图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的偶数倍，则P是亮纹，若P到S1、S2的路程差是光的半波长的奇数倍，则P是暗纹，故C正确；D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，故D错误。故选BC。三、计算题（共三题：共43分）18. 如图甲所示弹簧振子，放在光滑的水平桌面上，O是平衡位置，弹簧振子在AB间做简谐运动，AB间的距离为6cm，已知A到B的最短时间为0.1s．（1）求弹簧振子做简谐运动的振幅和周期；（2）若以向右为位移的正方向，当振子运动到B处开始计时，试写出其振动的位移-时间关系式，并在图乙中画出相应的振动图像．【答案】（1）3cm和0.2s；（2）；【解析】【详解】（1）AB间距离的一半为振幅,即振幅:A=3cm;A到B的最短时间为半个周期,即周期:T=0.2s.（2）振动的角频率,该振动的位移-时间关系式为  ,根据题意知当时,,将其代入表达式,得即位移时间表达式为 cm或cm;振动图象如图所示.19. 如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC和，，AC面和面平行，且A、、在一条直线上，两块三棱镜放置在空气中，一单色细光束O垂直于AB面入射，光线从面射出时，出射光线方向与入射光线O的方向平行。若玻璃的折射率，A、两点间的距离为d，光线从面上的b点（图上未画）射出。（1）画出完整光路图（2）求a、b两点间的距离x。【答案】（1）见解析；（2）【解析】【详解】（1）光线垂直AB射入玻璃，因入射角为0，因此折射角也为0，当光线射入AC界面上时，因入射角为30°，由于玻璃的折射率，临界角则光线会射出玻璃，根据光的折射定律，则有解得根据几何关系，结合光路可逆性，则光线从A1B1射出光线仍垂直A1B1，光路图如图所示（2）根据光的折射定律，则有且，由几何关系  解得20. 如图所示，质量为m＝1kg的滑块，以v0＝5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，若小车质量M＝4kg，平板小车足够长，滑块在平板小车上滑动1s后相对小车静止。求：(g取10m/s2)(1)滑块与平板小车之间的动摩擦因数μ；(2)此过程中小车在地面上滑行的位移。【答案】(1)0.4；(2)0.5m。【解析】【分析】【详解】(1)设滑块与平板小车相对静止时的速度为v1，对滑块与平板小车组成的系统，取向左为正方向，由动量守恒定律可知mv0=(m+M)v1对滑块，由动量定律可知-μmgt=mv1-mv0解得v1=1m/s，μ=0.4(2)对平板小车，由动能定理得μmgx=代入数据解得x=0.5m。