天津市河?xùn)|區(qū)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1河?xùn)|區(qū)2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二物理一、單項選擇題（每題5分，共25分。每題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）1.2016年在貴州建成了500米口徑的球面射電望遠鏡——“中國天眼”，這是世界上單口徑最大、靈敏度最高的射電望遠鏡，它對電磁波的各個波段都具有良好的接收能力。下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）A.頻率越高的電磁波越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B.在水中紅外線的傳播速度小于紫外線的傳播速度C.利用X射線的穿透本領(lǐng)，可在機場等地進行安全檢查D.紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，溫度較低的物體不能輻射紅外線〖答案〗C〖解析〗A．頻率越高的電磁波波長越短，越不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，選項A錯誤；B．紅外線的頻率小于紫外線的頻率，則紅外線的折射率小于紫外線的折射率，根據(jù)在水中紅外線的傳播速度大于紫外線的傳播速度，選項B錯誤；C．利用X射線的穿透本領(lǐng)，可在機場等地進行安全檢查，選項C正確；D．紅外線的顯著作用是熱效應(yīng)，任何溫度的物體都能輻射紅外線，選項D錯誤。2.圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲所示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為100HzB.電流表的示數(shù)為10AC.t=0.01s時，線圈平面與磁場方向垂直D.t=0.005s到t=0.015s這段時間，通過電阻R的電荷量為0〖答案〗B〖解析〗A．該交流電的頻率為選項A錯誤；B．電流表的示數(shù)為選項B正確；C．t=0.01s時，感應(yīng)電動勢最大，此時線圈平面與磁場方向平行，選項C錯誤；D．t=0.005s到t=0.015s這段時間，線圈從中性面位置轉(zhuǎn)過半周回到中性面，磁通量的變化量為2BS，則根據(jù)通過電阻R的電荷量不為0，選項D錯誤。3.B超成像的基本原理是探頭向人體發(fā)射一組超聲波，遇到人體組織會產(chǎn)生不同程度的反射。探頭接收到的超聲波信號形成B超圖像。如圖為血管探頭沿x軸正方向發(fā)送的簡諧超聲波圖像，時刻波恰好傳到M質(zhì)點。已知此超聲波的周期為，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點開始振動的方向沿y軸正方向B.內(nèi)質(zhì)點M運動的位移為0.4mmC.超聲波在血管中的傳播速度為340m/sD.時質(zhì)點N恰好處于波峰〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)同側(cè)法可知，質(zhì)點開始振動的方向沿軸負方向，故A錯誤；B．由題可知，質(zhì)點M運動了，因此M的位移為，故B錯誤；C．根據(jù)圖像讀出波長為根據(jù)波長與波速關(guān)系解得故C錯誤；D．由圖可知，M左側(cè)的波峰與N之間的距離為則波峰傳播到N的時間為可知在2.0×10-7s時質(zhì)點N恰好處于波峰，故D正確。故選D。4.為了裝點夜景，常在噴水池水下安裝彩燈。如圖甲所示，水下有一點光源S，同時發(fā)出兩種不同顏色的a光和b光，在水面上形成了一個有光射出的圓形區(qū)域，俯視如圖乙所示，環(huán)狀區(qū)域只有b光，中間小圓為復(fù)色光，下列說法正確的是（）A.a光發(fā)生全反射的臨界角大B.a光在真空中的傳播速度更大C.水對a光的折射率小于對b光的折射率D.用同一裝置做雙縫干涉實驗，b光條紋間距更大〖答案〗D〖解析〗A．做出光路圖，如下圖所示。在被照亮的圓形區(qū)域邊緣光線恰好發(fā)生了全反射，入射角等于臨界角，由于a光照射的面積較小，則知a光的臨界角較小，故A錯誤；B．光在真空中的傳播速度一致，故B錯誤；C．根據(jù)臨界角公式可知水對a光的折射率大于對b光的折射率，故C錯誤；D．因為a光的折射率大，故a光波長短，又由雙縫干涉條紋間距公式可知用同一套裝置做雙縫干涉實驗，b光條紋間距更大，故D正確。故選D。5.如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上，質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光滑水平面上，底部與水平面相切，一個質(zhì)量為m（m<M）的小球從弧形槽h高處由靜止開始下滑，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.在下滑過程中弧形槽對小球的彈力始終不做功B.在小球壓縮彈簧的過程中，小球的機械能減小C.小球離開彈簧后，小球和弧形槽組成的系統(tǒng)機械能守恒，小球仍能回到弧形槽h高處D.在整個過程中，小球、弧形槽和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒〖答案〗B〖解析〗A．在小球下滑過程中，雖然小球總是沿著弧形槽的上表面運動，但弧形槽有水平向左的位移，故小球相對于地面的速度方向不是沿著弧形槽的切線的，而弧形槽對小球的作用力是彈力，方向始終垂直于接觸面，故彈力和小球運動速度不垂直，彈力對小球要做功，故A錯誤；B．當(dāng)小球壓縮彈簧的過程中，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒。但彈簧對小球的彈力做負功，故小球的機械能減小，故B正確；C．小球在弧形槽上下滑過程中，系統(tǒng)水平方向不受力，系統(tǒng)水平方向動量守恒，小球與弧形槽分離時兩者動量大小相等，由于m<M，則小球的速度大小大于弧形槽的速度大小，小球被彈簧原速率彈回后將追上弧形槽并要滑上弧形槽。在小球離開彈簧后，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，故小球和弧形槽組成的系統(tǒng)機械能守恒。由于球與弧形槽組成的系統(tǒng)總動量水平向左，球到達最高點時兩者共速，則此共同速度也必須水平向左，則二者從靜止開始運動到共速狀態(tài)，系統(tǒng)的動能增加，重力勢能一定要減小，小球上升的最大高度要小于h，故C錯誤；D．整個運動過程中小球和弧形槽、彈簧所組成系統(tǒng)只有重力與系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，小球與彈簧接觸過程中，墻壁對系統(tǒng)作用力水平向左，系統(tǒng)水平方向動量不守恒，故D錯誤。二、不定項選擇題（每題5分，共15分。每題給出的四個選項中，都有多個選項是正確的，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯或不答的得0分）6.關(guān)于光現(xiàn)象的分析和理解，下列說法中正確的是（）A.圖甲是一束單色光進入平行玻璃磚后傳播的示意圖，當(dāng)入射角θ1逐漸增大到某一值后不再會有光線從a'面射出B.圖乙是自然光通過偏振片P、Q的實驗結(jié)果，右邊是光屏。當(dāng)P固定不動緩慢轉(zhuǎn)動Q時，光屏上的光亮度將明暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波C.圖丙是雙縫干涉示意圖，若只減小雙縫到屏的距離，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小D.圖丁是光經(jīng)過大頭針尖時的照片，這種現(xiàn)象反映了光的干涉現(xiàn)象〖答案〗BC〖解析〗A．圖甲中，根據(jù)幾何關(guān)系可知，上表面的折射角等于下表面的入射角，當(dāng)θ1等于90°時，下表面的入射角才等于臨界角，下表面才發(fā)生全反射，所以無論怎么增大入射角，下表面的入射角都不會達到臨界角，下表面都不會發(fā)生全反射，光線一定能從下表面射出，A錯誤；B．圖乙是自然光通過偏振片P、Q的實驗結(jié)果，右邊是光屏。當(dāng)P固定不動緩慢轉(zhuǎn)動Q時，光屏上的光亮度將明暗交替變化，此現(xiàn)象表明光波是橫波，B正確；C．圖丙是雙縫干涉示意圖，根據(jù)，若只減小雙縫到屏的距離L，兩相鄰亮條紋間距離Δx將減小，C正確；D．圖丁是光經(jīng)過大頭針尖時的照片，這種現(xiàn)象反映了光的衍射現(xiàn)象，D錯誤。故選BC。7.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為xa=2m和xb=6m，圖乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖像，下列說法正確的是（）A.t=1s時，質(zhì)點a的位移沿y軸負向B.t=1s時，質(zhì)點a的加速度方向與速度方向相同C.質(zhì)點a經(jīng)過4s振動的路程為1mD.該波沿x軸的負方向傳播，波速為0.5m/s〖答案〗AC〖解析〗D．根據(jù)質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖像可知，t=0時刻質(zhì)點b在平衡位置向上振動，結(jié)合波形圖可知，波沿x軸負向傳播，波速為選項D錯誤；AB．因t=0時刻質(zhì)點a從平衡位置向下振動，可知t=1s時，質(zhì)點a在平衡位置與最低點之間向下振動，此時質(zhì)點a的位移沿y軸負向，加速度方向向上，速度方向向下，即t=1s時，質(zhì)點a的加速度方向與速度方向相反，選項A正確，B錯誤；C．質(zhì)點a經(jīng)過4s=0.5T振動的路程為2A=1m，選項C正確。故選AC。8.如圖所示的理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為8和5，且原線圈兩端的輸入電壓U0不變，所接的電表均為理想交流電表，兩個定值電阻的阻值均為R0，滑動變阻器的最大阻值為R0，兩個端點分別是M、N，滑片為P，下列說法正確的是（）A.滑片P由M向N移動的過程中，電壓表的示數(shù)會逐漸減小B.滑片P由M向N移動的過程中，電流表A1、A2的示數(shù)均逐漸增大C.滑片P由M向N移動的過程中，流過滑動變阻器的電流會增大D.當(dāng)滑片P位于M點時，電源輸出的功率為〖答案〗CD〖解析〗A．電壓表的示數(shù)等于變壓器的次級電壓，由初級電壓和匝數(shù)比決定，總是不變的，選項A錯誤；BC．滑片P由M向N移動的過程中，滑動變阻器阻值減小，則次級總電阻減小，總電流變大，即電流表A1的示數(shù)逐漸增大、與A1串聯(lián)的電阻R0的電壓變大，則與A2串聯(lián)的電阻R0上的電壓減小，即電流表A2示數(shù)減小，則流過滑動變阻器的電流會增大，選項B錯誤，C正確；D．變壓器次級電壓當(dāng)滑片P位于M點時次級電阻次級功率為則電源輸出的功率為，選項D正確。故選CD。9.如圖所示，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律。（1）圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放，找到其平均落點的位置P，測量平拋射程OP。然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置由靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是______A.用天平分別測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2B.測量小球m1開始釋放時的高度hC.測量拋出點距地面的高度HD.分別找到m1、m2相碰后平均落點的位置M、N，測量OM、ON的長度（2）為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1______m2（選填“>”“<”或“=”）；（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為______（用前面測量的量表示）?！即鸢浮剑?）AD（2）>（3）〖解析〗（1）實驗要驗證的關(guān)系式為因小球碰撞后均做平拋運動，且下落的高度相同，則運動時間相同，則水平位移與初速度成正比，可知可以由水平射程代替小球的水平速度，則要驗證的關(guān)系可寫成接下來要完成的必要步驟是：用天平分別測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2；分別找到m1、m2相碰后平均落點的位置M、N，測量OM、ON的長度，故選AD；（2）為了盡量減小實驗誤差，防止入射球碰后反彈，則兩個小球的質(zhì)量應(yīng)滿足m1>m2；（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為10.小明同學(xué)想用單擺來測重力加速度，設(shè)計的實驗裝置如圖甲所示，在擺球的平衡位置處安放一個光電門，連接數(shù)字計時器，記錄小球經(jīng)過光懸點電門的次數(shù)。（1）下列說法中正確的是______A.在釋放擺球的同時開始計時B.質(zhì)量相同鐵球和軟木球，應(yīng)選用鐵球作為擺球C.可將擺球從平衡位置拉開一個較大角度然后釋放擺球D.擺長就是繩子的長度（2）在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺測得從懸點至擺球頂端的長度為L，再用螺旋測微器測量擺球直徑，則擺球直徑d=______mm；（3）將擺球從平衡位置拉開一個合適的角度，靜止釋放擺球，擺球在豎直平面內(nèi)穩(wěn)定擺動后，啟動數(shù)字計時器，擺球通過平衡位置時從1開始計數(shù)，同時開始計時，當(dāng)擺球第n次（n為大于3的奇數(shù)）通過光電門時停止計時，記錄的時間為t，此單擺的周期T=______（用t、n表示），重力加速度的大小為______（用L、d和T表示）?！即鸢浮剑?）B（2）7.882##7.883##7.884（3）〖解析〗（1）A．在擺球擺到最低點時開始計時，選項A錯誤；B．質(zhì)量相同的鐵球和軟木球，應(yīng)選用鐵球作為擺球，以減小阻力的影響，選項B正確；C．?dāng)[角應(yīng)不超過5°，否則就不是簡諧振動，選項C錯誤；D．?dāng)[長是擺球半徑與繩子的長度之和，選項D錯誤。（2）擺球直徑d=7.5mm+0.01mm×38.3=7.883mm（3）[1]單擺的周期[2]根據(jù)其中解得重力加速度的大小為11.飯卡是學(xué)校等單位最常用的輔助支付手段，其內(nèi)部主要部分是一個多匝線圈，當(dāng)刷卡機發(fā)出電磁信號時，置于刷卡機上的飯卡線圈的磁通量發(fā)生變化，發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電信號，其原理可簡化為如圖所示。設(shè)線圈的匝數(shù)為1000匝，每匝線圈面積均為，線圈的總電阻為，線圈連接一電阻，其余部分電阻不計。線圈處磁場的方向不變，其大小按如圖所示的規(guī)律變化，（1）請計算時間內(nèi)MN間的電壓和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；（2）請計算時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量?！即鸢浮剑?），；（2）〖解析〗（1）0～0.1s時間內(nèi)，由法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為根據(jù)閉合電路歐姆定律，則有解得時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為（2）0.1～0.4s時間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有則通過電阻R的電荷量為結(jié)合圖像可得12.質(zhì)量為的木板B靜止于光滑水平面上，質(zhì)量為的物塊A停在B的左端，質(zhì)量為的小球用長為的輕繩懸掛在固定點O上；將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點與A發(fā)生碰撞，碰撞時間極短且無機械能損失，物塊與小球可視為質(zhì)點，不計空氣阻力。已知A、B間的動摩擦因數(shù)，重力加速度。求：（1）小球與A碰撞前的瞬間，繩子對小球的拉力F的大小；（2）小球與A碰撞后的瞬間物塊A的速度的大小及為使A恰好不滑離木板時木板的長度L?！即鸢浮剑?）；（2），〖解析〗（1）小球下擺過程機械能守恒，由機械能守恒定律得解得對小球由牛頓第二定律得解得（2）小球與A碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，