2024-2025学年第二学期天津市滨海新区期末联考高二物理仿真模拟试题一

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1.ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC．由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直于BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路如图中所示．则a、b两束光( )
A. 在真空中，a光的传播速度比b光的大
B. 在棱镜内，a光的传播速度比b光的小
C. 以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
D. 分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小
2.下图中的研究内容与“光的干涉”无关的是( )
A. B. C. D.
3.如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个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，弹簧振子的加速度为正向最大
B. 在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的速度不同
C. 从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子做加速度增大的加速运动
D. 在t=0.6s时，弹簧振子有最小的位移
4.如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐波在t=0.01 s时刻的波动图像，P、Q分别是x轴上x1=15 cm和x2=45 cm处的两质点，其中图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是
A. 该波沿x轴正方向传播，波速为15 m/s
B. 质点P经0.01 s的时间将沿x轴移动15 cm
C. 该波与另一列频率为0.25 Hz的波相遇时，可能发生稳定的干涉
D. t=0.15 s时，质点Q沿y轴负方向运动
5.无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔.如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是( )
A. t=0.01s时两线圈之间的相互作用力最小
B. t=0.01s时受电线圈中感应电流最大
C. 受电线圈中电流的有效值一定为20A
D. 受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
6.电磁波在通信、医疗和科学研究中有广泛的应用。关于电磁波的应用，下列说法正确的是( )
A. 天文学家用射电望远镜接收天体辐射的紫外线，进行天体物理研究
B. 体温枪可以探测并转化无线电波
C. 微波炉能快速加热食物利用了红外线具有显著的热效应的特点
D. 雷达是一种利用微波来探测物体位置的设备
7.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，MN是它的下边界。现有质量为m、电荷量为q的带负电粒子与MN成θ角垂直射入磁场，则粒子在磁场中运动的时间为( )
A. θmqB B. (2π−θ)mqB C. 2θmqB D. (2π−2θ)mqB
8.蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，一质量为50kg的运动员从离蹦床1.8m处自由下落，若从运动员接触蹦床到运动员陷至最低点经历了0.2s，(取g=10m/s2，不计空气阻力)则这段时间内，下列说法错误的是( )
A. 运动员受到的合力冲量大小300N⋅sB. 重力的冲量大小100N⋅s
C. 运动员动量变化量大小300 N⋅sD. 蹦床对运动员的冲量大小200N⋅s
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，子弹以某一水平速度击中静止在光滑水平面上的木块并留在其中．对子弹射入木块的过程，下列说法正确的是( )
A. 子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量
B. 因子弹受到阻力的作用，故子弹和木块组成的系统动量不守恒
C. 子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功
D. 木块对子弹的冲量等于子弹对木块的冲量
10.下列关于以下四幅插图的说法正确的是( )
A. 图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，但是磁铁转得更快
B. 图乙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化
C. 图丙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过
D. 如图丁，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动
11.关于以下四幅图说法正确的是( )
A. 图甲，将开关断开时，灯泡A一定闪亮一下后再熄灭
B. 图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电
C. 图丙，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流发热加热金属使金属熔化
D. 图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大
12.托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，如图甲所示。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩，其内部产生的强磁场将百万开尔文的高温等离子体(等量的正离子和电子)约束在特定区域实现受控核聚变，如图乙所示。其中沿管道方向的磁场分布图如图丙所示，越靠管的右侧磁场越强，则速度平行于纸面的带电粒子在图丙磁场中运动时，不计带电粒子重力，下列说法正确的是( )
A. 正离子在磁场中沿顺时针方向运动
B. 由于带电粒子在磁场中的运动方向不确定，磁场可能对其做功
C. 带电粒子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小
D. 带电粒子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，洛伦兹力变大
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
13.某同学用图甲所示装置做“用单摆测重力加速度”的实验并进行了如下的操作：
(1)如图乙所示，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径D= mm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆长L．
(2)改变摆线长度，测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2−L图像如图丙所示，图线不过原点的原因是 ;若图线斜率大小为k，则所测得重力加速度g= ．
(3)若只用一组T2−L的测量数据测得重力加速度的值比当地重力加速度的实际值偏大，可能的原因是 ．
A.摆球的质量偏大 B.单摆振动的振幅偏小
C.测量摆长时没有加上摆球的半径 D.将实际振动次数n记成n+1次
14.如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影点。实验时先让质量为m1的入射小球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，P为落点的平均位置。再把质量为m2的被撞小球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次，M、N分别为落点的平均位置。
(1)实验中，必须测量的物理量有____________。(填选项前的符号)
A.两个小球的质量m1、m2 B.抛出点距地面的高度H
C.两小球做平抛运动的时间t D.平抛的水平射程OP、OM、ON
(2)关于本实验，下列说法正确的有____________。(填选项前的符号)
A.斜槽轨道必须光滑 B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.入射小球的质量m1必须大于被撞小球的质量m2 D.实验过程中，白纸可以移动
(3)三个落点位置与O点的距离分别为OM、OP、ON，在实验误差允许范围内，若满足关系式_____，则可以认为两球碰撞过程中总动量守恒。(用题中相关物理量的字母表示)
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
15.如图所示的是某建筑工地用的打桩机简化示意图，打桩机重锤的质量m=1.0×103kg，锤在钢筋混凝土桩子以上高度H=3.2 m处从静止开始自由落下，打在质量M=2.0×103kg的桩子上，随后，桩子在泥土中向下移动t=0.5 s后停止，重锤反弹后上升的高度ℎ=0.2 m。锤与桩子作用时间极短，重力加速度大小g取10 m/s2，设桩向下移动的过程中泥土对桩子的作用力F是恒力。求：
(1)桩在泥土中向下运动的初速度v1的大小；
(2)F的大小。
16.如图甲所示，电阻不计的两根平行粗糙金属导轨相距L=0.5m，导轨平面与水平面的夹角θ=37 ∘，导轨的下端PQ间接有R=8Ω的定值电阻。相距x=6m的MN和PQ间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示。将导体棒ab垂直放在导轨上，使导体棒从t=0时由静止释放，t1=1s时导体棒恰好运动到MN，开始匀速下滑。已知导体棒的质量m=0.1kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.125，g取10m/s2，sin37 ∘=0.6，cs37 ∘=0.8。求：
(1)0∼1s内回路中的感应电动势；
(2)导体棒ab接入电路部分阻值；
(3)0∼2s时间内定值电阻R上所产生的焦耳热。
17.如图所示为一“太空粒子探测器”的简化图，两个同心扇形圆弧面PQ、MN之间存在辐射状的加速电场，方向由内弧面指向外弧面，圆心为O，两弧面间的电势差为U，右侧边长为L的正方形边界abcd内存在垂直纸面向外的匀强磁场，其大小B=kB0k>0，k的值可以调节，B0=1L 2mUe，O点为ad边界的中点，PO、QO与ad边界的夹角均为30°。假设太空中质量为m、电荷量为e的带负电粒子，能均匀地吸附到外弧面PQ的右侧面上，由静止经电场加速后穿过内弧面均从O点进入磁场，不计粒子重力、粒子间的作用力及碰撞。
(1)求粒子到达O点时的速率v0；
(2)若从O点垂直于ad边界射入磁场的粒子恰能从b点离开，求k的值；
(3)若要求外弧面PQ上所有的粒子均从ab边射出磁场，求k的取值范围。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A、所有光在真空中有相同的速度，故A错误；
B、由图知：光线在CD界面上，相同的入射角的a光发生了折射，b光发生了全反射，说明b光比a光折射率大，由公式v=cn，知同种介质中a光速度大，故B错误；
C、由折射率大小n=sinγ空气sini介质，可知以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小，故C正确；
D、折射率小的光的波长大，通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，故D错误．故选：C．
2.【答案】A
【解析】选项A为光的全反射，符合题意；选项B、C、D均与“光的干涉”有关，不符合题意，故选A。
3.【答案】B
【解析】A.在t=0.2s时，弹簧振子的位移为正向最大，加速度为负向最大，A错误；
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，由对称性可知速度大小相等，速度方向相反，B正确；
C.从t=0到t=0.2s时间内，弹簧振子的位移增大，由胡克定律可知，弹力增大，故加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，C错误；
D.在t=0.6s时，由图可得弹簧振子的位移为负向最大，D错误。故选B。
4.【答案】D
【解析】A、t=0.01s时，质点P向y轴负方向运动，结合甲图，由“上下坡”法可知，机械波向x轴负方向传播，A错误;
B、机械波传播过程中，任意质点不会随波迁移，B错误;
C、发生干涉要满足两列波频率相同，C错误;
D、在t=0.15s时，质点Q的速度方向沿y轴负方向，D正确。
5.【答案】A
【解析】B.根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故B错误；
A.结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，没电流安培力为零，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故A正确；
C.供电线圈的电流有效值为20A，受电线圈中的电流由受电线圈产生的电动势及其所在回路决定，不一定是20A，故C错误；
D.交流电的周期T=2×10−2s，一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为n=2×12×10−2=100，故D错误。
6.【答案】D
【解析】天文学家用射电望远镜接收天体辐射的无线电波，进行天体物理研究，A项错误;
体温枪利用的是红外线，故体温枪又被称为红外测温仪，B项错误;
微波炉是利用高功率的微波对食物进行加热的，C项错误;
雷达是一种利用微波来探测物体位置的设备，D项正确。
7.【答案】D
【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，可得qvB=mv2R
根据线速度和周期的关系，可得：v=2πRT联立解得T=2πmqB轨迹对应的圆心角为2π−2θ
则时间为(2π−2θ)mqB故选D。
8.【答案】D
【解析】设运动员的质量为m，他刚落到蹦床瞬间的速度为v，运动员自由下落的过程，只受重力作用，故机械能守恒，即：mgℎ=12mv2，解得：v= 2gℎ=6m/s，
选取小球接触蹦床的过程为研究过程，取向上为正方向，
设蹦床对运动员的平均作用力为F，
A.由动量定理可知：运动员受到的合力冲量大小I合=0−(−mv)=300N·s，故A正确；
B.重力的冲量大小：IG=mgt=100N·s，故B正确；
C.运动员动量变化量大小：ΔP=m·Δv=300N·s，故C正确；
D.由动量定理得：(F−mg)t=0−(−mv)，蹦床对运动员的冲量大小为：I=Ft，结合以上两个式子可得：I=Ft=mgt+mv=400N·s，故D错误。故选D。
9.【答案】AC
【解析】A、由功能关系可知，子弹克服木块阻力做的功等于子弹的动能减少量，等于木块增加的动能与摩擦产生的热量之和，故A正确；
B、子弹与木块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，故B错误；
C、子弹对木块所做的功等于木块增加的动能，故子弹和木块组成的系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功，故C正确；
D、木块对子弹的冲量与子弹对木块的冲量相反，故D错误。
10.【答案】ABD
【解析】A.根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，磁铁比铝框转得快，A正确；
B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中产生很强涡流，金属块中产生大量热量，从而冶炼金属，B正确；
C.图丙中假设粒子带正电，从N向M运动，电场力的方向向下，洛伦兹力方向也向下，无法平衡，则不能做匀速直线运动，C错误；
D.当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，D正确。故选ABD。
11.【答案】BD
【解析】A.线圈的直流电阻RL和灯泡电阻RA满足RL