2020-2021學(xué)年天津市部分區(qū)高二（下）期末物理試卷（附答案詳解）

2020-2021學(xué)年天津市部分區(qū)高二（下）期末物理試卷

一、單選題（本大題共5小題，共25.0分）

1.如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。以平衡位置。為原點(diǎn)，建立x軸,

向右為x軸正方向。若振子位于M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖象為圖中的（）

2.如圖所示，為交流發(fā)電機(jī)的示意圖。裝置中兩磁極之

間產(chǎn)生的磁場可近似為勻強(qiáng)磁場，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過滑

環(huán)和電刷保持與外電路的閉合，線圈沿順時(shí)針方向勻

速轉(zhuǎn)動(dòng)通過圖中位置瞬間，下列說法正確的是（）

A.穿過線圈的磁通量最大

B.通過電阻的電流瞬時(shí)值最大

C.穿過線圈的磁通量的變化率為零

D.48邊的電流方向由8到A

3.如圖甲所示，固定于勻強(qiáng)磁場中的圓形線圈，磁場方向垂直線圈平面向里，當(dāng)磁感

應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間，按圖乙所示規(guī)律變化時(shí)，線圈中將產(chǎn)生（）

A.順時(shí)針方向恒定的電流

C.順時(shí)針方向變化的電流D.逆時(shí)針方向變化的電流

4.質(zhì)量巾=100kg的小船靜止在平靜水面上，船兩端載

著m尹=60kg和加4=40kg的游泳者，在同一水平線

上甲向左、乙向右同時(shí)以相對(duì)于岸3m/s的速度躍入水

中，如圖所示，不計(jì)水的阻力，則甲、乙跳離小船的瞬間，小船的運(yùn)動(dòng)方向及速度

大小為（）

A.向右，0.6m/sB.向左，0.6m/sC.向右，3?n/sD.向左，3mls

5.第五代移動(dòng)通信技術(shù)，簡稱5G。5G將開啟萬物互聯(lián)時(shí)代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧

城市、自動(dòng)駕駛技術(shù)等將----實(shí)現(xiàn)。5G應(yīng)用3300MHz?5000MHz頻段的無線電波

傳送信號(hào)，相比于現(xiàn)有的4G（1880MH?2635MHz頻段）而言，5G所應(yīng)用的無線電

波（）

A.頻率更低B.在真空中的傳播速度更大

C.在真空中的傳播速度更小D.在真空中的波長更短

二、多選題（本大題共3小題，共15.0分）

6.一單擺做簡運(yùn)動(dòng)，在遠(yuǎn)離平衡位置的過程中，擺球的（）

A.位移增大B.速度增大C.回復(fù)力增大D.機(jī)械能增大

7.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，屏上出現(xiàn)了明暗相間的條紋，則（）

A.中央條紋較兩側(cè)更寬

B.中央條紋較兩側(cè)更窄

C.雙縫間距離越小條紋間距離越大

D.遮住一條縫后屏上仍有明暗相間的條紋

8.LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量q隨時(shí)間變化的圖像如

圖所示，由圖像可知（）八,

A.。時(shí)刻，電路中的磁場能最大

B.匕?t2時(shí)間內(nèi)，電容器不斷放電

C.t2?時(shí)間內(nèi)，電路中的電流不斷變大

D.J時(shí)刻，電路中的電場能最大

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共12.0分）

9.（1）在測(cè)量玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)中：

①圖甲所示為實(shí)驗(yàn)使用的長方體玻璃磚，實(shí)驗(yàn)時(shí)不能用手直接接觸玻璃磚的

（選填“磨砂面”或“光學(xué)面”）。

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②一實(shí)驗(yàn)小組按實(shí)驗(yàn)要求繪出的長方體玻璃磚界面和四個(gè)針孔服b、c、d的位置

如圖乙所示，圖中的外表示入射光線，為入射角，請(qǐng)描出光線的徑跡并標(biāo)出對(duì)

應(yīng)的折射角”。

（2）在探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中：

①用學(xué)生電源給原線圈供電，用多用電表測(cè)量副線圈兩端電壓，下列操作正確的

是o

A.原線圈接直流電壓，多用電表用直流電壓擋

8.原線圈接直流電壓，多用電表用交流電壓擋

C.原線圈接交流電壓，多用電表用直流電壓擋

D原線圈接交流電壓，多用電表用交流電壓擋

②實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持學(xué)生電源的輸出電壓一定。首先只改變副線圈的匝數(shù)，測(cè)量副線

圈上的電壓：再只改變?cè)€圈的匝數(shù)，測(cè)量副線圈上的電壓。并將相應(yīng)數(shù)據(jù)記入表

格中。上述探究中采用的實(shí)驗(yàn)方法是（選填“控制變量法”或“理想化實(shí)驗(yàn)

法”）。

③一位同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選擇的原線圈為100匝，副線圈為400匝，原線圈所接學(xué)生電

源為“2V”擋位，測(cè)得副線圈的電壓為9.0V,則下列敘述中最有可能符合實(shí)際情況

的一項(xiàng)是。

A.變壓器的鐵芯沒有閉合

8.原線圈實(shí)際匝數(shù)與標(biāo)注“100”不符，應(yīng)大于100匝

C.副線圈實(shí)際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，應(yīng)小于400匝

D學(xué)生電源實(shí)際輸出電壓大于標(biāo)注的“2M”

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共48.0分）

10.一列簡諧橫波在t=0時(shí)的波形圖如圖所示。介質(zhì)中

x=2nl處的質(zhì)點(diǎn)尸沿y軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為

y=8s譏（2兀1）（y的單位為cm）。求：

(1)這列波的波長與振幅；

(2)這列波的波速大小及傳播方向。

11.如圖所示，第1象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,

一質(zhì)量為機(jī)、帶電荷量為q的粒子(不計(jì)重力)從x軸

上的P點(diǎn)以速度v沿與x軸成30。的方向射入第一象

限，并恰好垂直于y軸射出。已知。P=d。求：

(1)粒子所帶的電性及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；

(2)粒子穿過第一象限所用的時(shí)間。

12.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中傾斜放置的兩根平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成

9=30。，平行導(dǎo)軌間距L=l.Ozn,勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)

度B=0.20T,兩根金屬桿碗和cd以在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動(dòng)兩金屬桿的質(zhì)量均為

m=0.20kg,接入電路的有效電阻均為R=0.200若用與導(dǎo)軌平行的拉力尸作用在

abh,使油桿沿導(dǎo)軌勻速上滑且d桿在導(dǎo)軌上恰好保持靜止，整個(gè)過程中兩金屬

桿均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。金屬導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，重力加速度g=10m/s2o

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求:

(1)金屬桿cd所受安培力的大小;

(2)通過金屬桿cd的電流大小及方向;

(3)拉力廠的功率。

H

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：取向右為x軸正方向，振子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，振子具有負(fù)方向最大位移，

所以振子運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)振動(dòng)圖象應(yīng)是余弦曲線，圖象應(yīng)如。圖所示。故。正

確，ABC錯(cuò)誤。

故選：Do

簡諧運(yùn)動(dòng)的x-t圖象是正弦或余弦形曲線，根據(jù)計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)的位移分析圖象的形狀即可。

本題在選擇簡諧運(yùn)動(dòng)的位移圖象時(shí)，關(guān)鍵研究1=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和位移如何變化，

從而選擇圖象的形狀。

2.【答案】B

【解析】解：ABC、圖示位置為垂直中性面的位置，根據(jù)其特點(diǎn)可知，穿過線框的磁通

量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，穿過線圈的磁通量的變化率也最大，通過電

流表的電流瞬時(shí)值最大，故AC錯(cuò)誤，3正確；

D、由圖示知，4B邊和CZ）邊切割磁感線產(chǎn)生電流，根據(jù)右手定則判斷可知，感應(yīng)電流

方向?yàn)橛蠥指向B,故。錯(cuò)誤。

故選：B。

通過右手定則判斷出產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，垂直中性面的位置，根據(jù)其特點(diǎn)可知，穿過

線框的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，穿過線圈的磁通量的變化率也最

大，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大。

該題考查交流發(fā)電機(jī)原理，線圈在中性面時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，垂直中性面

時(shí)磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。

3.【答案】B

【解析】解：磁場方向垂直線圈平面向里，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間r均勻增大，根據(jù)楞

次定律的“增反減同”，則有逆時(shí)針方向的電流；

再根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=N黑=/\^S,則有，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是不變的，由閉合電

AtAt

路歐姆定律/="，因此感應(yīng)電流是恒定的，故8正確，ACO錯(cuò)誤；

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故選：8。

依據(jù)楞次定律，結(jié)合法拉第電磁感應(yīng)定律，及閉合電路歐姆定律，即可判定分析。

本題考查了法拉第電磁感應(yīng)定律與楞次定律的應(yīng)用，此類問題不必非要求得電動(dòng)勢(shì)的大

小，應(yīng)根據(jù)楞次定律判斷電路中電流的方向，結(jié)合電動(dòng)勢(shì)的變化情況即可得出正確結(jié)果。

4.【答案】A

【解析】解：甲、乙兩人和船組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以水平向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守

恒定律有：

0=m市v甲一m乙v4+mv

據(jù)題9尹="n=3m/s,解得小船的速度：v=-0.6m/s,負(fù)號(hào)表示小船的速度方向向

右，故A正確，BC。錯(cuò)誤。

故選：Ao

不計(jì)水的阻力，以甲、乙兩人和船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，在甲、乙跳離小船的過程中，

系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律求解兩人躍入水中后小船的速度大小和方向。

運(yùn)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí)，不考慮過程的細(xì)節(jié)，比較簡單方便。要注意動(dòng)量的方向，先

選取正方向。

5.【答案】D

【解析】解：A、由題意可知，5G信息的頻率高于4G信號(hào)的頻率，故A錯(cuò)誤；

BC、所有電磁波在真空中的傳播速度均為光速，所以5G信號(hào)與4G信號(hào)在真空中傳播

速度相同，故BC錯(cuò)誤；

D、5G信號(hào)的頻率高，速度相同，則由u=〃可知，5G信號(hào)在真空中的波長更短，故

。正確。

故選：Do

明確電磁波的性質(zhì)，知道電磁波在真空中傳播速度均為光速，知道5G信號(hào)的頻率比4G

信號(hào)高，由"=4/"可以分析波長的大小。

本題考查電磁波的性質(zhì)，掌握公式"=4/的應(yīng)用，知道5G信號(hào)的頻率更大，但在真空

中傳播的速度相同，故5G信號(hào)的波長更短。

6.【答案】AC

【解析】解：A8、單擺做簡諧振動(dòng)，在遠(yuǎn)離平衡位置的過程中，相對(duì)于平衡位置的位

移一定增大，速度一定減小，故AB錯(cuò)誤；

8、在遠(yuǎn)離平衡位置的過程中，相對(duì)于平衡位置的位移增大，回復(fù)力與位移成正比，故

回復(fù)力增大，故C正確；

。、由于單擺在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，故機(jī)械能守恒，故。錯(cuò)誤。

故選：AC.

明確單擺的擺動(dòng)過程，知道其平衡位置在豎直方向，偏角增大時(shí)位移、回復(fù)力、加速度

增大，而速度減??；偏角減小時(shí)位移、回復(fù)力、加速度減小，而速度增大；同時(shí)明確單

擺在振動(dòng)過程中機(jī)械能不變。

本題考查簡諧運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，要明確做簡諧運(yùn)動(dòng)物體的位移、速度、加速度以及能量的周

期性變化的情況。

7.【答案】CD

【解析】解：AB,雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，條紋間距都是相等的，故AB錯(cuò)誤；

C、根據(jù)Ax=可知雙縫間距離越小條紋間距離越大，故C正確；

。、遮住一條縫后，由雙縫干涉變成了單縫衍射，屏上仍有明暗相間的條紋，只不過間

距不再相等，故。正確。

故選：CD。

明確雙縫干涉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)△%=J，可知條紋間距隨雙縫間的距離d的變化而變化，

明確雙縫干涉條紋總是相等的，知道光通過單縫時(shí)存在衍射現(xiàn)象。

掌握了雙縫干涉條紋的間距公式就能順利解決此類題目，同時(shí)理解干涉與衍射條紋的區(qū)

別，注意單縫衍射條紋不相等，而雙縫干涉條紋卻是相等的。

8.【答案】BD

【解析】解：A、〃時(shí)刻電荷量達(dá)到峰值，則電場能達(dá)到峰值，因此磁場能最小.故A

錯(cuò)誤；

B、0?J2時(shí)段電荷量減小，所以為放電過程，故8正確.

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C、t2?t3時(shí)段電荷量增大，電場能增加，所以磁場能減少，是充電過程，電流不斷減

小，故C錯(cuò)誤

。、t3時(shí)刻，電容器極板上電荷量最大，說明電容器充電完畢，電路中電流為零，對(duì)應(yīng)

的極板間電壓和電場能達(dá)到最大，磁場能最小為零，即磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能.故。

正確。

故選：BD。

電荷量達(dá)到峰值，則電場能最大，磁場能最小，放電時(shí)電荷量減小，電流增大，放電結(jié)

束電場能最小，磁場能最大。

本題考查電磁振蕩，根據(jù)電磁振蕩的充放電過程判斷電荷量、電場能、磁場能的變化關(guān)

系。

9.【答案】光學(xué)面D控制變量法。

【解析】解：(1)①玻璃磚的光學(xué)面不能用手直接接觸，否則，接觸面的污漬會(huì)影響接

觸面的平整，進(jìn)而影響折射率的測(cè)定。

②插針的方法是：眼睛在玻璃磚的另一側(cè)觀察所插的兩枚大頭針Pi和P2,使03能擋住匕、

P2的像，離P3適當(dāng)大距離插上「4,使「4能擋住「3和B、「2的像。如圖

(2)①變壓器原理是互感現(xiàn)象，故原線圈接交流電壓，輸出電壓也是交流電壓，故電表

用交流電壓擋，故。正確，ABC錯(cuò)誤；

故選D

②探究副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法；

③根據(jù)

=H1

4n2

A.若變壓器鐵芯沒有閉合，則副線圈電壓為零，故A錯(cuò)誤；

區(qū)原線圈實(shí)際匝數(shù)與標(biāo)注“100”不符，大于100匝，則輸出電壓小于8K,故B不可能；

C.副線圈實(shí)際匝數(shù)與標(biāo)注“400”不符，小于400匝，則輸出電壓小于8匕故C不可能；

D學(xué)生電源實(shí)際輸出電壓大于標(biāo)注的“2V”，則輸出電壓大于8匕故。有可能。

故選。

故答案為：(1)①光學(xué)面，②見圖；(2)①。，②控制變量法，③。

(1)實(shí)驗(yàn)中注意正確的實(shí)驗(yàn)操作，光滑面不能用手觸碰，否則影響折射率結(jié)果；熟練掌

握插針的方法；

(2)變壓器是利用交流電壓工作的，探究中使用控制變量的實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)變壓器原副

線圈電壓與匝數(shù)成正比即可判斷。

實(shí)驗(yàn)題務(wù)必要對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理與實(shí)驗(yàn)操作熟練掌握，解題的關(guān)鍵在于插針的注意事項(xiàng)以及

變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)成正比。

10.【答案】解：(1)由圖可知,波長為4=4m

根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=8sin(27it)cm,知振幅為Scm

(2)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=Ssin(?.Trt)cm,知3=2nrad/s,則周期為7=§=等=

1s

故波速大小為D=^=^m/s=4m/s

根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=8s譏(27rt)cm,知t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸正方向，根

據(jù)波形平移法可知，這列波的傳播方向沿x軸正方向。

答：(1)這列波的波長是4/”，振幅為852;

(2)這列波的波速大小為4m/s,傳播方向沿x軸正方向。

【解析】(1)由圖直接讀出波長。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程y=8s譏(2忒)cm,讀出振幅和

角頻率3。

(2)由7=稱求周期，即可根據(jù)波速公式。=*求出波速大小。根據(jù)t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)尸的速

度方向，即可判斷出波的傳播方向。

本題的解題關(guān)鍵是根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程，讀出3和t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)尸的速度方向，運(yùn)用

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波形平移法來判斷波的傳播方向。

11.【答案】解：(1)粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖

粒子受指向圓心的洛倫茲力，利用左手定則可判斷出粒子帶負(fù)電

由幾何關(guān)系得粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑

r=2d

根據(jù)牛頓第二定律可知洛倫茲力提供向心力

V2

qvB=m—

r

由此可解得

mv

B=2^d

(2)軌跡所對(duì)圓心角

e=150°

周期

從而可得粒子穿過第一象限所用的時(shí)間

057Td

t=-----T=----

36003v

答：(1)粒子帶負(fù)電，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為為；

(2)粒子穿過第一象限所用的時(shí)間為警。

【解析】(1)由幾何軌跡找到圓心位置，根據(jù)左手定則判斷粒子電性，由幾何關(guān)系得到

半徑，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律列方程可得勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度8；

(2)根據(jù)幾何知識(shí)求得粒子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角，再根據(jù)周期公式求解。

本題考查帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)，粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供

向心力，由此根據(jù)運(yùn)動(dòng)特征作出粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡，掌握粒子圓周運(yùn)動(dòng)的周期、

半徑的公式是解決本題的關(guān)鍵。