天津市西青区2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（学生版+解析版）

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一、单项选择题（本题共5小题，每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，下列关于物理学史的说法正确的是（ ）
A. 赫兹首先发现了电磁感应现象
B. 安培最早通过实验证实了电磁波的存在
C. 麦克斯韦认为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
D. 法拉第在分析了许多实验事实后提出，感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
【答案】C
【解析】A．电磁感应现象由法拉第首先发现，赫兹的主要贡献是证实电磁波的存在，故A错误；B．赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，安培的研究集中在电流的磁效应，故B错误；C．麦克斯韦电磁场理论指出变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故C正确；D．感应电流的方向由楞次定律描述，而法拉第提出的是电磁感应现象及定量规律，故D错误。
故选C。
2. 关于下列教材中的四幅插图，说法正确的是（ ）
A. 图甲，真空冶炼炉也可以接高电压的恒定电流
B. 图乙，紫外线的波长比可见光的波长长，医学中常用于杀菌消毒
C. 图丙，发波水槽中的一根细杆周期性地触动水面并水平移动形成的图样，说明细杆正在向图中右边移动
D. 图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用，利用了电磁阻尼原理
【答案】D
【解析】A．真空冶炼炉应该接高频交变电流，高频电流在金属中产生涡流，从而产生高温熔化金属，故A错误；
B．紫外线的波长比可见光的波长短，医学中常用于杀菌消毒，故B错误；
C．发波水槽中的一根细杆周期性地触动水面并水平移动形成的图样，根据多普勒效应可知细杆正在向图中左边移动，故C错误；
D．在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，当电表指针摆动时切割磁感线产生感应电流，磁场对该电流有安培力作用，可以使指针很快停下，这样可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理，故D正确。
故选D。
3. 如图所示为某弹簧振子做简谐运动的x-t图像，下列描述正确的是（ ）
A. 该振子的周期为2s
B. 在1.5~2.0s时间内，振子的加速度不断增大
C. 在2.0~3.0s时间内，振子通过的路程为5cm
D. 在3.5s时，振子的速度沿x轴正方向
【答案】C
【解析】A．由图可知，该振子的周期为4s，故A错误；
B．由图可知，在1.5~2.0s时间内，振子的位移减小，则回复力减小，加速度不断减小，故B错误；
C．在2.0~3.0s时间内，振子通过的路程为，故C正确；
D．图像切线的斜率代表速度，可知在3.5s时，振子的速度沿x轴负方向，故D错误。
故选C。
4. 在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（ ）
A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间
B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A
D. 断开开关时线圈中的电流突然增大
【答案】C
【解析】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误；
B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生较大的自感电动势，此时人与线圈组成一个闭合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故B错误；
C．当断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故C正确；
D．断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感电动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。
故选C。
5. 图甲为一列沿x轴方向传播的简谐横波在时刻t的波形图，图乙为质点b从时刻t开始计时的v-t图像，若设振动正方向为沿y轴正方向，则（ ）
A. 该简谐横波沿x轴正方向传播
B. 该简谐横波波速为0.6m/s
C. 再经过0.1s，质点a随波迁移0.8m
D. 若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸一定比4m大得多
【答案】A
【解析】A．图乙可知0时刻质点b沿y轴负方向运动，结合图甲，同侧法可知该简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确；
B．图甲可知波长为4m，图乙可知周期10s，则波速
故B错误；
C．简谐横波在传播过程中，各个质点只在其平衡位置附近沿垂直于波的传播方向振动，不会随波传播，故C错误；
D．当障碍物或孔的尺寸非常接近波的波长或比波长更小时，衍射现象比较明显，若该波发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物或孔的尺寸应接近4m或比4m小得多，故D错误。
故选A。
二、不定项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
6. 如图所示，不计电阻、边长为10cm的正方形线框ABCD，置于磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，线框匝数为100匝，某时刻线框开始以的转速绕OO'匀速转动，电刷接头EF串联阻值为10Ω的定值电阻R和理想电流表。从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 将电阻R换成电容器使其不击穿，其耐压值为20V
B. 理想电流表的示数为2A
C. 电阻在0.1s内消耗的电能为1J
D. 线框产生的电动势的瞬时表达式为
【答案】BD
【解析】A．线框的角速度
线框产生的感应电动势的峰值为
故将电阻R换成电容器使其不击穿，其耐压值应大于，故A错误；
B．线框产生的感应电动势的有效值为
故理想电流表的示数为，故B正确；
C．电阻在0.1s内消耗的电能为，故C错误；
D．线框的初始位置垂直于中性面，故产生的电动势的瞬时表达式为，故D正确。
故选BD。
7. 如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃后分别从B、C点射出，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B. a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃砖中的速度
C. 两种单色光由玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较小
D. 在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较大
【答案】AC
【解析】A．a、b两种单色光射入玻璃时的入射角相等，但a光的偏折程度大，故玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；
B．根据可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃砖中的速度，故B错误；
C．根据可知，两种单色光由玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较小，故C正确；
D．因玻璃对a光折射率大于对b光的折射率，故a光的频率大于b光的频率，根据可知，a光的波长小于b光的波长，根据可知，在相同条件下进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹间距较小，故D错误。
故选AC。
8. 如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（ ）
A. 升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V
B. 输电线损失的电压为3.8×103V
C. 输电线损失的功率为5×103W
D. 若用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为190：11
【答案】CD
【解析】C．发电系统输送功率为，则升压变压器原线圈电流为
根据理想变压器电流与匝数成反比
可得升压变压器副线圈电流为
则输电线损失的功率为
故C正确；
ABD．根据理想变压器电压与匝数成正比
可知升压变压器副线圈输出电压为
输电线损失的电压为
则降压变压器原线圈电压为
根据理想变压器电压与匝数成正比
可得降压变压器原、副线圈的匝数比为
故AB错误，D正确。
第II卷
三、实验题（本题共有1小题，每空2分，共12分）
9. 某实验小组利用图a装置测量重力加速度。摆线上端固定在Q点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______。
A. 小钢球摆动平面应与光电门U形平面平行
B. 应在小钢球自然下垂时测量摆线长度
C. 小钢球可以换成较轻的橡胶球
D. 应无初速度、小摆角释放小钢球
（2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度L，用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图b所示，小钢球直径d=______mm，记摆长。
（3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T，并作出图像，如图c所示，根据图像可计算重力加速度g=______m/s2（保留3位有效数字，取9.87）。
【答案】（1）BD （2）20.035（20.033~20.036） （3）9.87
【解析】（1）A．实验中，小钢球摆动平面应与光电门U形平面垂直，故A错误；
B．为了确保摆长测量精度，实验中应在小钢球自然下垂时测量摆线长度，故B正确；
C．为了减小空气阻力的影响，实验中，不能够将小钢球换成较轻的橡胶球，故C错误；
D．为了使得小钢球近似做简谐运动，实验中应无初速度、小摆角释放小钢球，故D正确。
故选BD。
（2）根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（3）根据单摆周期公式有
变形得
根据图c有
解得
10. 如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
（1）设AB的长度为，AO的长度为，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量________，则玻璃砖的折射率可表示为________；
（2）该同学在插大头针前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）和 （2）偏大
【解析】（1）[1][2]由几何关系，可得
因此玻璃的折射率为
因此只需测量l1和l3即可；
（2）[3]当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值
将偏大。
四、计算题（本题共3小题，共48分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。）
11. 如图所示，竖直平面内半径为R的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平地面相切。质量均为m的小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体沿地面滑动。重力加速度为g。求：
（1）碰撞后瞬间A与B整体对水平地面压力的大小；
（2）A与B碰撞过程中损失的机械能及碰撞过程中A对B冲量的大小。
【答案】（1）3mg （2），
【解析】（1）对A，从圆弧最高点到最低点的过程，根据机械能守恒定律有
解得
A在圆弧轨道最低点与B碰撞，根据动量守恒定律有
碰撞后瞬间地面对A与B整体的支持力
解得
由牛顿第三定律可得
（2）碰撞过程中损失的机械能为
解得
碰撞过程中A对B的冲量等于B的动量的变化量，规定向右为正方向，根据动量定理得
解得
12. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T。一个质量为、电荷量为的带电粒子从P点沿图示方向以v=20m/s的速度进入磁场，从x轴上的Q点离开磁场（Q点未画出）。已知OP=25cm，粒子重力不计。求：
（1）OQ的距离及粒子从P运动到Q的时间；
（2）若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度B'满足的条件。
【答案】（1）， （2）
【解析】（1）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动
解得
过P点做速度的垂线，交x轴于O1点。
O1P的长度为
O1点就是轨迹的圆心。OQ的距离为
带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动周期为
从P运动到Q转过了150°，从P运动到Q的时间为
解得
（2）若粒子恰好不能进入x轴上方，带电粒子轨迹如图所示
又因为
解得
若粒子不能进入x轴上方，则磁感应强度。
13. 如图甲所示，两根间距的光滑平行导轨PM和QN所在平面与水平面夹角，导轨左端连接阻值的电阻，垂直导轨平面向上的匀强磁场磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。一根质量、电阻的导体棒ab垂直于导轨放置，棒到导轨左端PQ的距离，导体棒与导轨接触良好，不计导轨的电阻，g取10m/s2。求：
（1）若内ab棒固定，则这段时间内电阻R上产生的焦耳热；
（2）若时释放ab棒，ab棒由静止开始运动至最大速度的过程中通过ab棒横截面的电荷量，则ab棒获得的最大速度的大小及该过程中安培力做的功W。
【答案】（1）； （2），
【解析】（1）由法拉第电磁感应定律
解得
通过R的电流为
电阻R上产生的焦耳热
（2）设棒下滑距离x时速度达到最大，则
联立解得：
可得：
当ab棒速度达到最大之后，棒做匀速直线运动，则
解得
从释放到速度最大，由动能定理得