2023年天津市滨海新区大港油田一中物理高二下期末统考试题含解析

2022-2023学年高二下物理期末模拟试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、根据你学的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（）
A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能
B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体
C．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到﹣293℃
D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来
2、如图所示，在加速向左运动的车厢中，一人用力向左推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（）
A．人对车厢做正功
B．人对车厢做负功
C．人对车厢不做功
D．无法确定人对车厢是否做功
3、如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，A侧水银有一部分在水平管中。

若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，稳定后
A．右侧水银面高度差h1增大
B．空气柱B的长度不变
C．空气柱B的压强增大
D．左侧水银面高度差h2减小
4、下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（）
A．汤姆孙的气体放电管
B．利用晶体做电子束衍射实验
C．α粒子散射实验装置
D．观察光电效应
5、如图所示，A，B都是很轻的铝环，分别吊在绝缘细杆的两端，杆可绕中间竖直轴在水平面内转动，环A是闭合的，环B是断开的。

若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是:
A．磁铁N极接近A环时，A环被吸引，
B．磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动
C ．磁铁N 极接近B 环时，B 环被排斥，远离磁铁运动
D ．磁铁的任意一磁极接近A 环时，A 环均被排斥
6、如图所示，一小孩把一质量为0.5kg 的篮球由静止释放，释放后篮球的重心下降的高度为0.8m ，反弹后篮球的重心
上升的最大高度为0.2m ，不计空气阻力，取重力加速度为210/g m s ，则地面与篮球相互作用的过程中篮球所受合
力的冲量大小为
A ．0.5N·s
B ．1 N·s
C ．2 N·s
D ．3N·s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。

7、如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d ，电荷量分别为＋Q 和－Q ，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L 、内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为＋q 的小球以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g ，静电力常量为k ，则小球（ ）
A ．下落过程中加速度始终为g
B ．受到的库仑力先做正功后做负功
C ．速度先增大后减小，射出时速度仍为v 0
D ．管壁对小球的弹力最大值为28qQ k d 8、单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中( )
A ．0时刻感应电动势最大
B．0.05 s时感应电动势为零
C．0.05 s时感应电动势最大
D．0～0.05 s这段时间内平均感应电动势为0.4 V
9、用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图案如图所示，则（）
A．光的能量在胶片上分布不均匀
B．单个光子的分布是随机的，大量光子的分布满足统计规律
C．时间较长的图案不同于强光的单缝衍射图样
D．图案表明光是一种概率波
10、直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P向右移动时，电源的（）
A．总功率一定减小B．效率一定增大
C．内部损耗功率一定减小D．输出功率一定先增大后减小
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）如图所示，是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图，玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行，则：
（1）出射光线与入射光线________（填“平行”或“不平行”）；
（2）以入射点O为圆心，以R=5 cm长度为半径画圆，与入射光线PO交于M点，与折射光线OQ交于F点，过M、F点分别向法线作垂线，量得MN=1.68 cm，FE=1.12 cm，则该玻璃砖的折射率n=________．
12．（12分）现用频闪照相方法来研究物块的变速运动．在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示．拍摄时频闪频率是10Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x1．已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s．数据如下表所示．重力加速度大小g=9.80m/s2．
根据表中数据，完成下列填空：
（1）物块的加速度a＝________m/s2(保留3位有效数字)．
（2）因为____________________________________________________，可知斜面是粗糙的．
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，在水平线ab下方有一匀强电场，电场强度为E，方向竖直向下，ab的上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，磁场中有一内、外半径分别为R、3R的半圆环形区域，外圆与ab的交点分别为M、N．一质量为m、电荷量为q的带负电粒子在电场中P点静止释放，由M进入磁场，从N射出，不计粒子重力．
（1）求粒子从P到M所用的时间t；
（2）若粒子从与P同一水平线上的Q点水平射出，同样能由M进入磁场，从N射出，粒子从M到N的过程中，始
终在环形区域中运动，且所用的时间最少，求粒子在Q时速度
v的大小．
14．（16分）如图所示,两根等高光滑的1
4
圆弧轨道,半径l=0.4m、间距L=1m,轨道电阻不计。

在轨道顶端连有一阻值为
R=3Ω的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.5T,现将一根长度也为L质量m=0.5kg、电阻r=2Ω的金属棒从轨道顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时对轨道的压力大小为重力的2倍。

整个过程中金属棒与导轨接触良好.(g=10m/s2)求
(1)金属棒滑至最低点时所受的安培力F;
(2)金属棒从ab下滑到cd过程中流过金属棒ab的电量q;
(3)金属棒从ab下滑到cd过程中电阻R上产生的焦耳热Q;
(4)若对金属棒施加一外力,使金属棒以4m/s的匀速率从轨道底端cd运动到顶端a b,这一过程中外力至少要做多少功? 15．（12分）如图所示，宽度为L＝0.2m的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值R ＝1Ω的电阻。

导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝5T。

一根质量m＝0.1kg导体棒MN放在导轨上，其接入导轨间的电阻r=1Ω，并与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计。

现用一平行于导轨的拉力拉着导体棒沿导轨向右匀速运动，运动速度v＝12m/s，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。

求：
（1）在闭合回路中产生的感应电流的大小；
（2）作用在导体棒上的拉力的大小；
（3）当导体棒匀速运动0.3m整个过程中电阻R上产生的热量。

参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、B
【解析】
试题分析：A、根据热力学第二定律可知，机械能可能全部转化为内能；在没有外界影响时，内能不能全部用来做功以转化成机械能，故A错误．
B、凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量能自发从高温物体传递给低温物体，不能自发从低
温物体传递给高温物体．故B正确
C、﹣273.15℃是一切低温的极限，故制冷机不可能使温度降到﹣293°故C错误．
D、第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，违背了热力学第二定律，第二类永动机不可以制造出来．故D错误．
故选B
2、B
【解析】
在加速向左运动的车厢中，人的加速度向左，根据牛顿第二定律得出人受的合力向左，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向左，根据牛顿第三定律得人对车厢的力向右，而车厢向左运动，所以人对车厢做负功，故B正确，ACD错误；
故选B．
【点睛】
涉及到牛顿第二定律的应用和力的作用的相互性，注意车厢对人的作用力不止一个，车厢对人的力是这些力的合外力．3、D
【解析】
ACD.向右管注入少量水银，左侧的压强就增大，左侧的水银就会向左移动，从而左侧的水银A
向上运动，这时左侧水银的高度差h2就会减小，气体的压强减小，而空气柱B的压强为
，得：，所以右管与B的水银面的高度差h1也减小，
故AC错误，D正确；
B.温度保持不变，气体的压强减小，根据玻意耳定律，气体的体积就会增大，长度变大，
故B错误。

4、A
【解析】
A图是阴极射线偏转，从而确定阴极射线是电子流，该装置是发现电子的实验装置．故A正确．B图是电子束衍射的实验，说明粒子具有波动性．故B错误．C图是 粒子的散射实验，得出了原子的核式结构模型．故C错误．D图是光电效应现象的实验，该装置是提出原子的核式结构的实验装置．故D错误．故选A．
5、D
【解析】
当磁铁靠近导体圆环A时，其磁通量变大，从而圆环A产生感应电流，又因为其处于磁场中,受到的安培力作用，由楞次定律可得安培力使圆环A远离磁铁，即被推开；若磁铁远离导致圆环A时，同理可分析圆环A靠近磁铁，，即被吸引。

而对于圆环B，当磁铁靠近时，虽磁通量变大，有感应电动势，但由于不闭合，所以没有感应电流，则不受安
培力作用。

所以对于圆环B ，无论靠近还是远离，都不会有远离与吸引等现象，故D 正确，ABC 错。

6、D
【解析】
篮球的重心下降的高度0.8m 的速度为122100.84m m v gh s s ==⨯⨯=，方向向下 反弹后篮球的重心上升的高度0.2m 的初速度为222100.22m m v gh s s =
=⨯⨯=，方向向上 规定竖直向下为正方向，由动量定理得：
21=0.5(2)0.543?I mv mv N s -=⨯--⨯=-合．
故D 正确．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。

7、AD
【解析】
A ．电荷量为+q 的小球以初速度v 0从管口射入的过程，因库仑力与速度方向垂直，竖直方向只受重力作用，加速度始终为g ，故A 正确；
B ．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功，故B 错误；
C ．电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，速度不断增加，故C 错误；
D ．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：
E= 224()2
kQ kQ d d = 根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为28kQ d
，因此电荷量为+q 的小球受到最大库仑力为2qQ 8k d ，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为2qQ 8k
d ，故D 正确； 故选AD.
点睛：对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解．
8、ABD
【解析】
ABC 、根据法拉第电磁感应定律可得，，所以可知图像的斜率表示感应电动势，因此0、0.1s 时刻感应
电动势最大，0.05s 时刻感应电动势为0，AB 正确，C 错误
D 、0～0.05 s 这段时间内平均感应电动势为，D 正确
9、ABD
【解析】
时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子性，光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，说明光的能量在胶片上分布不均匀，光到达胶片上不同位置的概率不相同，即图案表明光是一种概率波，故AD 正确；时间较长的图案表明光子到达的较多，于强光的单缝衍射图样相同，选项C 错误；据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，单个光子的分布是随机的，而大量光子表现为波动性，光子的分布满足统计规律，故B 正确；故选ABD ．
【点睛】
本题主要考查了光的波粒二象性及其表现形式，其实这类题目往往考查的内容很基础，故只要注意基础知识的积累，就能顺利解决此类题目.
10、ABC
【解析】
当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=2I r 一定减小，C 正确；总功率P=EI 一定减小，A 正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率UI U EI E η==增大，B 正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D 不对
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、不平行 1.5
【解析】
（1）因为上下表面不平行，光线在上表面的折射角与在下表面的入射角不等，则出射光线的折射角与入射光线的入射角不等，可知出射光线和入射光线不平行．
（2）根据折射定律得，sin 1.68 1.5sin 1.12
MON MN n EOF EF ∠====∠ 12、（1）1.30（“1.29”或“1.31”） （2）物块加速度小于25.8m/s 8h g
s = 【解析】
试题分析：(1)频闪照相中相邻影像点的时间间隔相等，利用逐差法求物块的加速度
＝1.30
m/s 2．
(2)若物块沿光滑斜面下滑，对其受力分析，由牛顿第二定律可得：
＝5.88 m/s 2，由物块加速度a 小
于物块沿光滑斜面下滑的加速度a′，可知斜面是粗糙的．
考点：逐差法求加速度 【名师点睛】本题主要考查了逐差法求加速度．属于容易题．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．逐差法是求物体加速度的一个重要方法，要熟练掌握其应用，提高解决实验能力．
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（1）3RB t E =（2）0qBR v m = 【解析】
试题分析：粒子在磁场中以洛伦兹力为向心力做圆周运动，在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，据此分析运动时间；粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，当轨迹与内圆相切时，所有的时间最短，粒子从Q 射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从P 释放后的运动情况相同，所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v ，结合几何知识求解．
（1）设粒子在磁场中运动的速度大小为v ，所受洛伦兹力提供向心力，有23R v qvB m
=① 设粒子在电场中运动所受电场力为F ，有F =qE ②；
设粒子在电场中运动的加速度为a ，根据牛顿第二定律有F =ma ③；
粒子在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，有v =at ④；联立①②③④式得3RB t E
=⑤； （2）粒子进入匀强磁场后做匀速圆周运动，其周期与速度、半径无关，运动时间只由粒子所通过的圆弧所对的圆心角的大小决定，故当轨迹与内圆相切时，所有的时间最短，设粒子在磁场中的轨迹半径为'r ，由几何关系可得()()222'3'r R R r -+=⑥
设粒子进入磁场时速度方向与ab 的夹角为θ，即圆弧所对圆心角的一半，由几何关系知tan θ=⑦； 粒子从Q 射出后在电场中做类平抛运动，在电场方向上的分运动和从P 释放后的运动情况相同，所以粒子进入磁场时沿竖直方向的速度同样为v ，在垂直于电场方向的分速度等于为0v ，由运动的合成和分解可得0tan v v θ=
⑧ 联立①⑥⑦⑧式得0qBR v m
=⑨． 【点睛】带电粒子在组合场中的运动问题，首先要运用动力学方法分析清楚粒子的运动情况，再选择合适方法处理．对于匀变速曲线运动，常常运用运动的分解法，将其分解为两个直线的合成，由牛顿第二定律和运动学公式结合求解；对于磁场中圆周运动，要正确画出轨迹，由几何知识求解半径．
14、 (1)0.1N ；(2)0.04C ；(3)0.6J ；(4)2.06J
【解析】
（1）在cd 处时受力分析，由牛顿第二定律：2
v N mg m l
-=
解得：2m/s v ==
金属棒切割磁场产生的感应电动势为E Blv = 该位置对应的感应电流为E I R r
=+ 感应电流所受的安培力为F BIL =
22B L v F R r
=+，解得：F =0.1N ； （2）流过金属棒的电量q I t =∆ 其中平均感应电流E I R r =
+ 平均感应电动势BLl E n
n t t ∆Φ==∆∆ 联立解得：1C 0.04C 25
q ==； （3）金属棒从ab 到cd 过程中，能量守恒：212mgl mv Q =
+ 解得：Q =1J
电阻R 上的焦耳热R R Q Q R r
=
+ 解得：0.6J R Q =；
（4）金属棒切割磁场产生的感应电动势为cos E BLv θ=，为正弦交流电
2
π() 2.06J 2()2BLV l W mgl Q mgl R r R r V ⎛⎫=+=++= ⎪ ⎪+⎝⎭
15、（1）6A;（2）6N;（3）0.9J
【解析】
（1）由法拉第电磁感应定律得
E BLv =① 由闭合电路欧姆定律得
E I R r
=+② 由①②代入数据解得
I =6A ③
（2）对MN ，有
F =F 安④
F 安＝BIL ⑤
由③④⑤解得
F =6N ⑥
（3）依题意得
x t v
=⑦ 2Q I Rt =⑧
由③⑦⑧解得
0.9J Q =⑨。