[物理]天津市东丽区2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版）

这是一份[物理]天津市东丽区2022-2023学年高二下学期期末试题（解析版），共19页。试卷主要包含了多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。第Ⅰ卷1至5页，第Ⅱ卷6至10页。
答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并在规定位置粘贴考试用条码。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
祝各位考生考试顺利！
第I卷（选择题）
注意事项：
1.每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
2.本卷共14题，共56分。
一、单选题（每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 物理学中，将一个力的冲量定义为这个力与其作用时间的乘积，用字母I表示，即。下列单位与冲量单位等价的是（ ）
A. B. N/sC. D. N/m
【答案】A
【解析】根据公式
由于的单位为，的单位为，可知的单位为，故BCD错误，A正确。
故选A。
2. 水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动扳机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ）

A. 压强变大B. 分子平均动能不变
C. 对外界放热D. 对外界不做功
【答案】B
【解析】A D．在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，气体的体积增大，气体对外界做功，根据
可知气体的压强减小，故AD错误；
BC．温度是分子平均动能的标志，温度不变，则分子平均动能不变，内能不变，根据热力学第一定律
气体对外功，则吸收热量，故B正确，C错误。
故选B。
3. 某质点做简谐运动的振动图像如图所示。关于该简谐振动，下列选项正确的是（ ）
A. 振幅为10cm
B. 周期为2s
C. t=1s时，质点的速度为负的最大值
D. t=3s时，质点的加速度为正的最大值
【答案】D
【解析】AB．由图可知振幅为5cm，周期为4s，选项AB错误；
C．t=1s时，质点在正向最大位移处，速度为0，选项C错误；
D．t=3s时，质点在负向最大位移处，加速度为正的最大值，选项D正确。
4. 某同学用如图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，发现变压器两个线圈的导线粗细不同。该同学将原线圈接在学生电源上，分别测量原、副线圈的电压。下列说法中正确的是（ ）
A. 原线圈应接在学生电源直流电压输出端
B. 只增加原线圈的匝数就可以增大原线圈的输入电压
C. 只增加原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压
D. 匝数较少的线圈应该使用较粗的导线
【答案】D
【解析】A．原线圈应接在学生电源交流电压输出端，所以A错误；
B．原线圈的电压与线圈的匝数无关，所以B错误；
C．根据
只减小原线圈的匝数就可以增大副线圈的输出电压，所以C错误；
D．根据
匝数较少的线圈电流较大，则应该使用较粗的导线，所以D正确；
故选D。
5. 如图所示，取一条较长软绳，用手握住O点连续上下抖动，在绳上形成一列简谐横波，某一时刻绳上a、b、c三个质点均处于平衡位置。已知O点完成一次全振动所用的时间为T。下列说法正确的是（ ）
A. a、b两质点间的距离等于波长B. a、b两质点振动方向时刻相反
C. 再经，b质点将到达波峰位置D. 再经，b质点将运动到c质点位置
【答案】B
【解析】A．O点完成一次全振动所用的时间为T。在一个周期内振动传播的距离等于波长，即a、c两质点间的距离等于波长，a、b两质点间的距离等于半个波长，A错误；
B．由波的传播规律，a、b两质点间的距离等于半个波长，由上下坡特点可知，a、b两质点振动方向时刻相反，B正确；
C．由题意可知，该波沿水平向右方向传播，此时质点b从平衡位置向下振动，再经，b质点将到达波谷位置，C错误；
D．参与波传播的质点，只在各自的平衡位置附近振动，不会随波传播的方向移动，D错误。
故选B。
6. 图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，下面操作可行的是（ ）
A. 其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些
B. 其他条件不变的情况下，只适当减小R2的阻值
C. 其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向
D. 其他条件不变的情况下，只增大和传感器R1相连接电路中电源电动势
【答案】B
【解析】A．要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，则要求当此大苹果通过托盘时，压力传感器的压力与原来一致，可知其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆上的位置向右移动一些；选项A错误；
B．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，选项B正确；
C．其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向对磁性大小无影响，选项C错误；
D．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源电动势，选项D错误。
故选B。
7. 2022年2月5日，北京冬奥会短道速滑项目在首都体育馆开赛，中国队以2分37秒348夺得混合团体冠军，比赛中“接棒”运动员（称为“甲”）在前面滑行，“交棒”运动员（称为“乙”从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面之间的摩擦。在交接棒过程，下列说法正确的是（ ）
A. 乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B. 甲、乙两运动员相互作用力的冲量之和一定等于零
C. 甲、乙两运动员相互作用力做功之和一定等于零
D. 甲、乙两运动员组成的系统动量和机械能均守恒
【答案】B
【解析】AB．根据牛顿第三定律可知，两运动员之间的相互作用力大小相等，方向相反，且作用时间相等，根据
I=Ft
可知两运动员相互作用力的冲量大小相等，方向相反，冲量之和一定为零。故A错误；B正确；
C．两运动员相互作用时，相对地面的位移不一定相同，因此相互作用力的功之和不一定等于零。故C错误；
D．两运动员组成的系统动量守恒，但“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员的过程中要消耗人体的化学能，转化为系统的机械能，则机械能不守恒。故D错误。
故选B。
8. 如图所示的电路中，、是两个完全相同的灯泡，为自感线圈（自感系数足够大，直流电阻不计）。为电源，S为开关。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关，、同时发光
B. 断开开关，先熄灭，闪亮后熄灭
C. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反
D. 闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反
【答案】C
【解析】A．闭合开关瞬间，由于线圈的阻碍作用很大，故先亮，慢慢变亮，最终、亮度一样，A错误；
B．闭合开关稳定后，由于线圈直流电阻不计，所以、两灯的电流一样，断开开关，线圈产生自感电动势，与、两灯构成回路，、两灯都是逐渐暗下去，B错误；
CD．闭合开关稳定时，、和线圈中电流方向都向右；断开开关瞬间，电流方向由线圈决定，可知中的电流方向变为向左，中的电流方向还是向右，故闭合开关和断开开关瞬间，中的电流方向相反，中的电流方向相同，C正确，D错误。
故选C。
9. “4G改变生活，5G改变社会”。5G网络使用的无线电通信频率是在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G网络（无线电通信频率在1.8GHz~2.7GHz之间）通信拥有更大的带宽，相同时间传递的信息量更大。下列说法正确的是（ ）
A. 5G信号和4G信号都是横波
B. 5G信号比4G信号波长更长
C. 5G信号比4G信号传播速度更快
D. 5G信号比4G信号更容易绕过障碍物，便于远距离传播
【答案】A
【解析】A．4G和5G信号均为电磁波，电磁波传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向始终与传播方向垂直，故电磁波为横波，故A正确；
B．5G信号比4G信号频率高，光子的能量大，故相同时间传递的信息量更大，但其波长要比4G信号短，故B错误；
C．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故C错误；
D．因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，便于远距离传播，故D错误；
故选A。
10. 如图所示，P是绕有闭合线圈的螺线管，将一磁铁从距上端高处由静止释放，磁铁竖直穿过后落在海绵垫上。若仅增大，重复操作，磁铁穿过的过程与原来相比，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过线圈的磁通变化量将增大
B. 线圈对磁铁的平均阻力将变小
C. 通过线圈导线截面的电荷量相同
D. 磁铁在螺线管中都在做自由落体运动
【答案】C
【解析】AC．若仅增大，对穿过线圈的磁通量没有影响，所以穿过线圈的磁通量变化相同，根据
可知通过线圈导线截面电荷量相同。故A错误；C正确；
B．若仅增大，磁铁经过线圈的时间减小，线圈中产生的感应电动势将增大，所以感应电流增大，线圈对磁铁的平均阻力将变大。故B错误；
D．由于线圈的电磁阻尼作用，磁铁在螺线管中不可能做自由落体运动。故D错误。
故选C。
二、多选题（每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）
11. 在物理学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）
A. 法拉第首先引入电场线和磁感线
B. 库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值
C. 法拉第发现了电磁感应现象，并提出了法拉第电磁感应定律
D. 麦克斯韦建立了经典电磁场理论
【答案】AD
【解析】A．法拉第首先引入电场线和磁感线，A正确；
B．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故B错误；
C．法拉第发现了电磁感应现象，韦伯和纽曼提出了法拉第电磁感应定律。故C错误；
D．麦克斯韦建立了经典电磁场理论。故D正确。
故选AD。
12. 一束复色可见光入射到置于空气中的足够长的、厚度均匀的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光，下列说法正确的是（ ）
A. a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大
B. a光在真空中的速度小于b光在真空中的速度
C. 用同样装置做光的双缝干涉实验，a光比b光得到的干涉条纹间距小
D. 单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角
【答案】ACD
【解析】A．相同得入射角，a光的折射角小于b光的折射角，a光在玻璃中的折射率比b光在玻璃中的折射率大，A正确；
B．a光在真空中的速度等于b光在真空中的速度，B错误；
C．用同样装置做光的双缝干涉实验，由光的双缝干涉实验条纹间隔公式
可知，a光比b光得到的干涉条纹间距小，C正确；
D．根据
可知单色光a从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光b从玻璃到空气的全反射临界角，D正确；
13. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻，则下列选项正确的是（ ）

A. 原副线圈中的磁通量相等
B. 时电压表的读数为
C. 时电流表读数为0
D. 该变压器原线圈的输入功率为22W
【答案】AD
【解析】A．由于变压器是理想变压器，不漏磁，所以通过原副线圈中的磁通量时刻相等，故A正确；
B．由图可知，原线圈电动势最大值为，则原线圈电动势的有效值为
理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，故副线圈的电动势有效值为
时电压表的读数为，电压表的读数为22V，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，有
根据变压器原副线圈电流与匝数的定量关系，有
电流表的读数为电流的有效值0.1A。故C错误；
D．该变压器原线圈的输出功率为
故D正确。
14. 如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，板间存在电场强度为的匀强电场和磁感应强度为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带正电的粒子在两板间沿中心线做匀速直线运动。粒子通过两平行板后从点进入磁感应强度为，方向垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，经过半个圆周后打在挡板上的A点，测得O、A两点间的距离为L，不计粒子重力，求
A. 金属板P电势高
B. 粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小
C. 粒子的电荷量与质量之比
D. 粒子在磁场中运动的时间为
【答案】AC
【解析】AB．带正电的粒子在两平行板间做匀速直线运动，为速度选择器，因洛伦兹力向上，则电场力向下，满足
则上级板带正电，下极板带负电，金属板P的电势高，粒子在P、Q两板间做匀速直线运动的速度大小，故A正确，B错误；
C．粒子在右侧磁场中做匀速圆周运动，测得O、A两点间的距离为L为直径，则
洛伦兹力提供向心力，有
联立可得
故C正确；
D．粒子在磁场中运动半个周期，有
则运动时间为
故D错误。
故选AC。
第II卷（非选择题）
注意事项：
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共5题，共42分。
三、实验题（共22分，每空2分）
15. 某实验小组用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。
（1）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的______（选填选项前的字母）；
A．长约1m的细线
B．长约1m的橡皮绳
C．直径约1cm的匀质铁球
D．直径约10cm的匀质木球
（2）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为______（用字母l、d表示）。将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……当记数数到“n”用时为t。则重力加速度可表示为______（用字母l、d、n、t等表示）；
（3）某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中______图。
A. B.
C. D.
【答案】（1）AC （2） （3）C
【解析】（1）[1]AB．单摆的摆线要求质量轻，伸长可以忽略，长在1m左右，A正确，B错误；
CD．单摆的摆球要求质量大体积小，即密度大的，C正确，D错误。
（2）[2][3]单摆的摆长
根据周期公式
根据计时规律有
解得
（3）[4]根据（2）可得
图像为一次函数的线性关系，ABD错误，C正确。
16. 如图是双缝干涉实验装置的示意图，S为单缝，双缝、之间的距离是，P为光屏，双缝到屏的距离为1.2m。用绿色光照射单缝S时，可在光屏P上观察到第1条亮纹中心与第6条亮纹中心间距为。若相邻两条亮条纹中心间距为，则下列说法错误的是（ ）

A. 为
B. 增大双缝到屏的距离，将变大
C. 改用间距为的双缝，将变大
D. 换用红光照射，将变大
【答案】C
【解析】A．第1条亮纹中心与第6条6条亮纹中心间距为，则相邻两条亮纹中心间距为
A正确；
B．根据双缝干涉的各条纹距离
可知，增大双缝到屏的距离，将变大，B正确；
C．由
可知，改用间距为的双缝，增大双缝干涉的距离，将变小，C错误；
D．换用红光照射，即光的波长变长，将变大，D正确。
本题选错误的，故选C。
17. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，已知配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液化为1:1000，1mL该溶液能滴50滴，一滴溶液在水面上形成的单分子油膜的面积为250cm2。
（1）一滴溶液中所含的纯油酸体积为 ______m3；
（2）可测得油酸分子直径为 ______m。
【答案】（1）2×10﹣11 （2）8×10﹣10
【解析】（1）[1]根据题目条件可得，一滴溶液中所含有的纯油酸的体积为
（2）[2]根据公式
可得
18. 如图甲、图乙所示，在“用插针法测定玻璃的折射率”的实验中，当光线AO以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO对应的出射光线O′B，从而确定折射光线OO′．

（1）如图甲，测出入射角i和折射角r，则玻璃的折射率 n =_________ ．
（2）如图乙，以O为圆心，作圆与OA、OO′分别交于P、Q两点，过P、Q两点分别作法线NN′的垂线，垂足分别为P′、Q′，则玻璃的折射率可以表示为 n =_________ ．
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根据折射定律得
.
（2）因为
sini= ，sinr=
所以
=.
19. 某同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的入射小球多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置，然后把质量为的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为、，测量、、分别为、、距O点的水平距离。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______ 。
A.入射小球每次可由不同位置自由滚下
B.两小球的质量关系必须
C.斜槽轨道必须光滑
D.斜槽轨道末端必须水平
（2）若测量数据近似满足关系式______ （用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒
【答案】（1）BD##DB （2）
【解析】（1）[1]AC．实验中小球每次从相同位置滚下，重力做功和摩擦力做功都不变，根据动能定理可知小球到达轨道末端速度相同，故AC错误；
B．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球质量应大于被碰小球的质量，故B正确。
D．离开轨道小球做平抛运动，小球应有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故D正确。
故选BD。
（2）[2]设碰撞前小球A的速度为，碰撞后小球A的速度为，小球B的速度为，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
小球离开轨道后做平抛运动，小球做平抛运动抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，则
即
四、解答题（共22分，23题8分，24题14分）
20. 如图所示，光滑曲面与粗糙平面平滑连接，滑块B静止在曲面的底端，滑块A由曲面上高H处由静止释放，滑到底端和滑块B发生碰撞后粘在一起在平面上滑行一段距离后停下。已知：A、B滑块的质量均为m，与平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。求：
（1）A与B碰撞前瞬间，A的速度大小v0；
（2）A与B碰撞后滑行的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）滑块A在光滑曲面上下滑过程，取水平面为参考平面，
由机械能守恒定律得
可得
（2）设滑块A与滑块B碰撞后瞬间速度为v，滑块A与滑块B碰撞过程，取水平向右为正方向
根据动量守恒定律得
可得
碰后两滑块滑行过程
根据动能定理得
联立解得
21. 如图所示，两根足够长的平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计，金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响，已知金属棒与导轨间动摩擦因数，，取。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度。
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率。
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为，求这个过程的经历的时间。
【答案】（1）；（2）3W；（3）2s
【解析】（1）金属棒由静止释放后，沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时有最大速度，由牛顿第二定律得
又
，，
解得
（2）金属棒以最大速度匀速运动时，电阻R上的电功率最大，此时
联立解得
（3）设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律
根据焦耳定律
联立解得
根据
，，，
解得
由动量定理
解得