天津市河北區(qū)2022-2023學年高二下學期期末物理試題（解析版）

河北區(qū)2022-2023學年度第二學期期末高二年級質(zhì)量檢測物理第I卷（本卷共8題，每題5分，共40分）一、單項選擇題（每小通5分，共25分，每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）1.一束復色光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，經(jīng)折射后分成兩束單色光a和b，光路如圖所示，下列說法正確的是（）A.該種玻璃對a光的折射率較小B.在玻璃磚中，a光的傳播速度比b光大C.逐漸增大θ角，a光先消失D.a光比b光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，a光的偏折程度大于b光，則玻璃對a光的折射率較大，a光的頻率大于b光的頻率，故A錯誤；B．根據(jù)在玻璃磚中，a光的傳播速度比b光小，故B錯誤；C．根據(jù)a光臨界角小，逐漸增大θ角，a光先消失，故C正確；D．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率，則波長小，所以a光比b光更不容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。2.利用圖示裝置研究雙縫干涉現(xiàn)象并測量光的波長，下列說法中正確的是（）A.將屏向左移動，其它不動，則干涉條紋間距變大B.測量過程中誤將5個條紋間距數(shù)成6個，波長測量值偏小C.將雙縫換為間距更小的雙縫后，干涉條紋間距變窄D.將濾光片由紫色換成紅色，干涉條紋間距變窄【答案】B【解析】【詳解】A．將屏向左移動，雙縫到屏的距離減小，其它不動，根據(jù)相鄰條紋間距公式可知干涉條紋間距變小，故A錯誤；B．測量過程中誤將5個條紋間距數(shù)成6個，根據(jù)可知相鄰條紋間距減小，根據(jù)可知波長測量值偏小，故B正確；C．根據(jù)上述公式可知將雙縫換為間距更小的雙縫后，根據(jù)相鄰條紋間距公式干涉條紋間距變寬，故C錯誤；D．將濾光片由紫色換成紅色，波長變大，根據(jù)可知干涉條紋間距變寬，故D錯誤。故選B。3.一列簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸方向傳播，在時刻的波形如圖甲所示，圖乙為質(zhì)點M的振動圖像。下列說法正確的是（）A.該波沿x軸負方向傳播B.該波傳播的速度大小為0.5m/sC.在時刻，質(zhì)點P正在沿y軸負方向運動D.在1s~3.5s時間內(nèi)，質(zhì)點N的路程為30cm【答案】D【解析】【詳解】A．由圖乙知t=1s時，質(zhì)點M的振動方向沿y軸正方向，結(jié)合圖甲知該簡諧橫波沿x軸正方向傳播，故A錯誤；B．根據(jù)題圖可知波長λ=4m，周期T=2s，所以波速為2m/s，故B錯誤；C．在t=1s時，質(zhì)點P沿y軸負方向運動，再過半個周期即t=2s時，質(zhì)點P沿y軸正方向運動，故C錯誤；D．在1s~3.5s時間內(nèi)質(zhì)點N的路程為故D正確。故選D。4.如圖，用兩段材料、長度、粗細均相同的導線分別繞制成兩個閉合正方形線圈，所在區(qū)域有方向垂直于線圈平面向外的勻強磁場，磁感應強度隨時間均勻減小，已知線圈匝數(shù)比為，則線圈中（）A.感應電流均沿順時針方向B.同一時刻磁通量大小之比C.感應電動勢大小之比D.感應電流大小之比【答案】D【解析】【詳解】A．磁感應強度隨時間均勻減小，根據(jù)楞次定律和安培定則可知感應電流的方向均沿逆時針方向，故A錯誤；B．用兩段材料、長度、粗細均相同的導線分別繞制成兩個閉合正方形線圈，已知線圈匝數(shù)比為，可得可得同一時刻磁通量大小之比故B錯誤；C．感應電動勢大小之比為故C錯誤；D．由電阻定律用兩段材料、長度、粗細均相同的導線分別繞制成兩個閉合正方形線圈，可知電阻相等，根據(jù)歐姆定律可得感應電流大小之比故D正確。故選D。5.如圖所示，一個帶負電荷的物體從粗糙的斜面頂端滑到斜面底端時的速度為v，加上一個垂直于紙面指向讀者方向的磁場，則物體滑到底端時（）A.速度小于v B.速度大于vC.速度等于v D.可能離開斜面【答案】A【解析】【詳解】物體從頂端滑到底端的過程中，減小的重力勢能等于物體到達底端時的動能與摩擦生熱之和，當加上一個垂直于紙面指向讀者方向的磁場時，物體將受到垂直斜面向下的洛倫茲力，所以斜面對物體的支持力增大，摩擦生熱增加，而減小的重力勢能不變，所以到達底端時的動能減小，速度減小。故選A二、多項選擇題（每小題5分，共15分，每小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.在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為，則（）A.時，線圈中的電流改變方向B.時，線圈平面平行于磁感線C.時，線圈中的感應電動勢為0D.一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】BC【解析】【詳解】A．時，穿過線圈的磁通量變化率最大，線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大，感應電流最大，線圈中的電流方向不改變，故A錯誤；B．時，由于穿過線圈的磁通量為零，則線圈平面平行于磁感線，故B正確；C．時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化量為0，則線圈中的感應電動勢為0，故C正確；D．線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值為電動勢有效值為一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為故D錯誤。故選BC。7.如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡和。當輸入電壓為燈泡額定電壓的8倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光，則（）A.原、副線圈匝數(shù)之比為B.原、副線圈匝數(shù)之比為C.此時和的電功率之比為D.此時和的電流之比為【答案】AD【解析】【詳解】AB．由于兩燈泡均能正常發(fā)光，所以燈泡兩端電壓均為額定電壓，則原、副線圈電壓分別為所以原、副線圈匝數(shù)之比為故A正確，B錯誤；D．此時和的電流之比為故D正確；C．兩燈兩端電壓相同，根據(jù)P=IU可知此時和的電功率之比為故C錯誤。故選AD。8.如圖所示，凹槽Q靜置于光滑水平面上，其上表面為半徑為的半圓柱面?，F(xiàn)將一個小球P從凹槽的右側(cè)最頂端由靜止釋放，一切摩擦均不計。則以下說法正確的是（）A.Q和P組成的系統(tǒng)機械能守恒B.Q和P組成的系統(tǒng)動量不守恒C.當Q的動能最大時，P的動能最小D.當P釋放后第一次速度為零時，其位移大于【答案】AB【解析】【詳解】A．Q和P組成的系統(tǒng)中，在小球P從凹槽的右側(cè)最頂端由靜止釋放的過程中和小球下落到底部向左側(cè)面上升的過程中均只有重力做功，因此該系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；B．Q和P組成的系統(tǒng)，豎直方向合外力不為零，而水平方向合外力為零，因此該系統(tǒng)動量不守恒，但該系統(tǒng)在水平方向動量守恒，故B正確；C．當Q的動能最大時，小球P恰好運動到了凹槽的底部，小球速度恰好水平，此時小球和凹槽動量守恒，根據(jù)可知，小球的動能此時也最大，故C錯誤；D．Q和P組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，且該系統(tǒng)機械能也守恒，因此當P釋放后第一次速度為零時，P恰好運動到了凹槽左側(cè)與右側(cè)釋放點等高的位置，設(shè)P在水平方向的位移為，Q在水平方向的位移為，兩者的運動具有同時性，且水平方向兩者的速度方向始終相反，因此有解得故D錯誤。故選AB。第II卷（本卷共4題，共60分）9.用如圖所示裝置驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰接前后的動量關(guān)系。圖中的點為小球拋出點在記錄紙上的垂直投影。實驗時，先使A球多次從斜軌上位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置。然后，把B球靜置于水平軌道的末端，再將A球從斜軌上位置靜止釋放，與B球相碰后兩球均落在水平地面上，多次重復上述A球與B球相碰的過程，分別找到碰后A球和B球落點的平均位置和。（1）以下提供的器材中，本實驗必須使用的是______（選填選項前字母）；A．刻度尺B．天平C．秒表（2）用刻度尺測量出水平射程、、。測得A球的質(zhì)量為，B球的質(zhì)量為。為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應滿足______（選填“>”“<”或“=”），當滿足表達式__________________時，即說明兩球碰撞中動量守恒。（用所測物理量表示）【答案】①.AB##BA②.>③.【解析】【詳解】（1）[1]本實驗需要用刻度尺測量小球做平拋運動的水平位移；需要用天平測量小球的質(zhì)量；不需要用秒表測小球在空中的時間。故選AB。（2）[2]為了保證碰后，入射小球不反彈，需要滿足入射小球的質(zhì)量大于被碰小球的質(zhì)量，即；[3]設(shè)碰撞前瞬間小球A的速度為，碰撞后瞬間小球A、B的速度分別為、，根據(jù)動量守恒可得兩小球在空中下落的高度相同，小球在空中運動時間相等，則有則滿足表達式即說明兩球碰撞中動量守恒。10.某同學進行“用單擺測定重力加速度”的實驗。（1）為了利用單擺較準確地測出重力加速度，應當選用以下哪些器材______。A．長度為左右的細繩B．長度為左右的細繩C．直徑為的鋼球D．直徑為的木球E．最小刻度為米尺F．秒表、鐵架臺（2）選擇好器材，將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，應采用圖______（選填“甲、乙”）。（3）該同學改變擺長，測量出多組周期、擺長的值，作出圖像，如圖所示，他根據(jù)測量值作出的圖像與理論值有一定偏差（兩圖線平行）。你認為造成這個結(jié)果的原因可能是________________________?！敬鸢浮竣?BCEF②.乙③.將擺線長度和小球的直徑之和當成了擺長【解析】【詳解】（1）[1]AB．在選取細繩時，應選擇長度為左右的細繩，故A錯誤，B正確；CD．為了減小空氣阻力的影響，應選擇直徑為的鋼球，故C正確，D錯誤；E．實驗需要用最小刻度為的米尺測量擺線的長度，故E正確；F．需要用測量時間，計算小球做單擺的周期，需要鐵架臺懸掛細線和小球，讓小球在豎直面內(nèi)做單擺運動。故選BCEF。（2）[2]為了保證小球擺動過程中，擺線的長度保持不變，應采用圖乙。（3）[3]根據(jù)單擺周期公式可得可知圖像為過原點的傾斜直線，該同學根據(jù)測量值作出的圖像與理論值有一定偏差，造成這個結(jié)果的原因可能是：將擺線長度和小球的直徑之和當成了擺長，則有可得可知作出的圖像相對于理論值向右平移，斜率與理論值斜率相同。11.如圖所示，寬度為L的U型導線框放在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于線框平面，導體棒MN沿光滑導線框向右做勻速運動，PQ間接有阻值為R的電阻。已知，導體棒MN的電阻為r，運動的速度為v。導線框的電阻不計。（1）求MN棒兩端的電勢差U；（2）推導論證在時間內(nèi)外力對導體棒所做的功W與整個電路生熱Q的關(guān)系。【答案】（1）；（2）見解析【解析】【詳解】（1）導體棒棒產(chǎn)生感應電動勢為根據(jù)閉合電路歐姆定律可得棒兩端的電壓為（2）在時間內(nèi)，外力對導體棒做功為整個電路生熱為可得在時間內(nèi)外力對導體棒所做的功與整個電路生熱相等。12.如圖所示的水平面，A點左側(cè)和B點右側(cè)的水平面光滑，半徑為R、質(zhì)量的光滑圓弧形槽放在水平面上，弧形槽剛好與水平面相切于A點，質(zhì)量為的物塊乙左端拴接一輕彈簧，靜止在水平面上，彈簧原長時左端點剛好位于水平面上的B點。已知段粗糙且物塊甲與段間的動摩擦因數(shù)為，A、B兩點之間的距離為R，質(zhì)量為m的物塊甲由弧形槽的最高點無初速度釋放，重力加速度為g，兩物塊均可視為質(zhì)點。求：（1）物塊甲剛到達水平面時弧形槽的位移大?。唬?）整個過程中彈簧儲存的彈性勢能的最大值。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）物塊甲沿光滑弧形槽下滑的過程中，物塊甲和弧形槽組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒，假設(shè)該過程中弧形槽的位移為x，則物塊甲的水平位移大小為，由動量守恒定律得解得（2）設(shè)物塊甲滑到弧形槽底端的速度為，此時弧形槽的速度為，該過程中由動量守恒以及機械能守恒定律得，解得，滑塊甲剛好滑到B點的速度為，由動能定理得解得此后當物塊甲與物塊乙共速時，彈簧的彈性勢能最大，設(shè)共同的速度為，對甲乙及彈簧組成的系統(tǒng)，右動量守恒定律可得由能量守恒可得彈簧的最大彈性勢能聯(lián)立解得13.“質(zhì)子治療”是用氫原子核，也就是將質(zhì)子加速到具有較高能量，通過某裝置引導，到達靶向腫瘤部位，用于人體關(guān)鍵部位的癌癥治療。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子從極板A處由靜止加速，通過極板中間的小孔后進入速度選擇器，并沿直線運動。速度選擇器中的勻強磁場垂直紙面向里，磁感應強度大小為，極板間的電場強度大小為。坐標系xoy中yoP區(qū)域充滿沿y軸負方向的勻強電場I且電場強度，xoP區(qū)域充滿垂直紙面向外的勻強磁場II，OP與x軸夾角。勻強磁場II的磁感應強