天津市东丽区2021-2022学年高二物理下学期期末质量监测试题（Word版带答案）

东丽区2021-2022学年度第二学期高二物理期末质量监测试题第I卷（选择题）注意事项：1．每题选出答案后，用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。2．本卷共12题，共48分。一、单选题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1.关于磁通量和磁感应强度，下列说法正确的是（　　）A.磁感应强度是矢量，它的方向就是该处小磁针静止时S极所指的方向B.穿过某个面的磁通量为零，则该处磁感应强度也为零C.磁场中某处磁感应强度越大，垂直穿过该处单位面积的磁通量越大D.由可知，B与F成正比，与I和L的乘积成反比【答案】C【解析】【详解】A．磁感应强度的方向就是该处小磁针静止时N极所指的方向，故A错误；B．穿过某个面的磁通量为零，也可能是该处磁感应强度也不为零，磁场和该面平行，故B错误；C．根据磁场中某处磁感应强度越大，垂直穿过该处单位面积的磁通量越大，C正确；D．是定义式，磁感应强度B是磁场本身属性，与I和L都无关，故D错误；故选C。2.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成60°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为()\nA.1∶2B.2∶1C.1∶D.1∶1【答案】A【解析】【详解】正电子进入磁场后，在洛伦兹力作用下向上偏转，而负电子在洛伦兹力作用下向下偏转。而，知两个电子的周期相等。正电子与y轴正方向以30°入射，从y轴离开磁场时，速度方向与y轴的夹角为30°，则轨迹对应的圆心角为60°，正电子在磁场中运动时间为同理，负电子电子从x轴上射出磁场时，根据几何知识得知，速度与x轴的夹角为60°，则负电子速度的偏向角为θ2=120°，其轨迹对应的圆心角也为120°，则负电子在磁场中运动时间为所以正电子与负电子在磁场中运动时间之比为t1：t2=1：2A.1∶2与分析相符，故A正确。B.2∶1与分析不符，故B错误。C.1∶与分析不符，故C错误。D.1∶1与分析不符，故D错误。3.如下图所示，在自行车车轮的辐条上固定有一个小磁铁，前叉上相应位置处安装了小线圈，在车前进车轮转动过程中线圈内会产生感应电流，从垂直于纸面向里看，下列i-t图像中正确的是(逆时针方向为正)\nA.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】磁铁靠近线圈时，线圈中向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向里，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为顺时针方向（负方向）；当磁铁离开线圈时，线圈中向外的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向外，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针方向（正方向），ABC错误，D正确。故选D。4.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是A.t＝0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行B.图线b电动势瞬时值表达式为e＝40sin()VC.线圈先后两次转速之比为2∶3\nD.转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同【答案】B【解析】【分析】本题考查交变电流表达式，最大值为NBSω，由此得出改变转速后的最大值，电感和电容都对交流电由阻碍作用。【详解】A.t＝0时刻电动势为0，故线圈平面恰好与磁场方向垂直，A错误；B.由图中可知，改变后的角速度为，故电动势的最大值为40V，故表达式为，B正确；C.由可知线圈先后两次转速之比3∶2；D.中转速调整后交流电的频率发生变化，电感对交变电流的阻碍减小、电容对交变电流的阻碍增大，三个灯泡的亮度各不相同。故选B。5.放在水平桌面上的物体质量为m，用一个大小为F的水平推力推它，物体始终不动，那么时间t内，推力对物体的冲量大小是（g为重力加速度）（　　）A.FtB.mgtC.0D.无法计算【答案】A【解析】【详解】由冲量的定义可知，推力F对物体的冲量大小为故选A。6.图为苹果自动分拣装置，可以把质量大小不同的苹果，自动分拣开。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R1上。当大苹果通过托盘秤时，R1所受的压力较大因而电阻较小，R2两端获得较大电压，该电压激励放大电路并保持一段时间，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道；当小苹果通过托盘\n秤时，R2两端的电压不足以激励放大电路，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道。托盘停在图示位置时，设进入下面通道的大苹果最小质量为M0，若提高分拣标准，要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，下面操作可行的是（　　）A.其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆上的位置向左移动一些B.其他条件不变的情况下，只适当减小R2的阻值C.其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向D.其他条件不变的情况下，只增大和传感器R1相连接电路中电源电动势【答案】B【解析】分析】【详解】A．要求进入下面通道的大苹果的最小质量M大于M0，则要求当此大苹果通过托盘时，压力传感器的压力与原来一致，可知其他条件不变的情况下，只将托盘秤压在杠杆上的位置向右移动一些；选项A错误；B．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因压力越大，电阻R1越小，此时回路中的电流越大，R2的电压就会变得更大，则要想保持R2的电压和原来一致，则只适当减小R2的阻值，选项B正确；C．其他条件不变的情况下，只改变放大电路中电磁铁部分导线绕行的方向对磁性大小无影响，选项C错误；D．因要达到题中的要求，就要使得R2两端电压保持不变，因R1减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器R1相连接电路中电源电动势，选项D错误。故选B。\n7.电磁波在日常生活和生产中已经被大量应用了，下面正确的是（）A.机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线C.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应D.手机通话使用的微波，波长比可见光短【答案】A【解析】【详解】A．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领，故A正确；B．遥控器采用的是红外线不是紫外线，故B错误；C．微观炉是利用了微波的频率与水的频率相接近，从而使水振动而发热的，故C错误；D．手机通话使用的无线电波，其波长要大于可见光，故D错误。故选A。8.某同学测定玻璃砖的折射率。如图所示，半圆形玻璃砖的直径边界为EF、半圆弧边界为ECF，CD垂直EF并过圆心O。某次实验中，他沿OA画一条直线，并在OA线上适当位置竖直插上两枚大头针P1、P2；放上玻璃砖后，在另一侧依次寻找合适位置竖直插上大头针P3、P4，移走玻璃砖和大头针后，过P3、P4针孔作出直线OB，OB可看成沿OA入射的光透过玻璃砖后的折射光线。下列选项正确的是（　　）A.测定折射率的表达式为B.作图时必需纸上画出EF边界和ECF边界C.沿AO方向看去，P1会挡住P2、P3、P4D.实验中∠AOC可以取0~90°之间的任意值【答案】C【解析】\n【分析】【详解】A．根据折射定律，测得折射率的表达式为故A错误；B．作图时因是半圆形玻璃砖，光线OA在玻璃砖上边界方向不变，故作图时只需画出EF边界即可，故B错误；C．由于光路可逆，从AO方向看去，所看到的仍是线AOB，而P1会挡住P2、P3、P4，故C正确；D．由于全反射现象，光线从玻璃砖射向空气时，当∠AOC大于临界角时将发生全反射，无法在EF下方无法看到P1、P2，故D错误。故选C。二、多选题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）9.在信息技术迅猛发展的今天，光盘是存储信息的一种重要媒体，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的，若激光束不是垂直入射到盘面上，则光线在通过透明介质层时会发生偏折而改变行进的方向。如图所示为一束激光（黄、绿混合）入射到光盘面上后的折射情况，则下列说法中正确的是（  ）A.图中光束①是黄光，光束②是绿光B.光束①的折射率比光束②的大C.若光束①、②先后通过同一双缝干涉装置，光束①条纹宽度比光束②的宽D.光束①、②在真空中的传播速度相同【答案】BD【解析】\n【详解】AB．①光的偏折程度较大，则折射率较大，绿光的折射率大于黄光的折射率，所以①光是绿光，②是黄光，故A错误，B正确；C．绿光的波长小于黄光的波长，根据则若①光、②光先后通过同一双缝干涉装置，光束①条纹宽度比光束②的窄，故C错误；D．光束①、②在真空中的传播速度相同，故D正确。故选BD。10.一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示。图乙表示该波传播的介质中处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）A.波沿轴负方向传播B.波传播的速度大小为C.该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象D.时，质点在平衡位置【答案】AC【解析】【详解】A．由图乙可知，质点a在时刻向y轴正方向振动，由图甲根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴负方向传播，故A正确；B．由图甲可知，该波的波长由图乙可知，该波的周期波传播的速度大小为\n故B错误；C．由图甲可知，该波的波长则该波遇到尺寸为的障碍物时能发生明显的衍射现象，故C正确；D．由A分析可知，质点b在，在平衡位置向下振动，由图乙可知，周期在时，经过了则质点b到达负的最大位移处，故D错误。故选AC。11.现代人越来越依赖手机，有些人喜欢躺着刷手机，经常出现手机掉落砸伤眼睛或者额头的情况。若有一手机质量为，从离人额头约的高度无初速掉落，砸到额头后手机的反弹忽略不计，额头受到手机的冲击时间约为。下列分析正确的是（　　）A.手机与额头作用过程中，手机的动量变化大小约为B.手机对额头的冲量大小约为C.手机对额头的冲量方向竖直向上D.手机对额头的作用力大小约为【答案】AD【解析】【详解】A．根据自由落体运动规律，手机掉落到人额头位置时的速度为手机与额头作用后手机的速度变为0，选取向下为正方向，所以手机与额头作用过程中动量变\n化为故A正确；B．手机与额头接触的过程中受到重力与额头的作用力，选取向下为正方向，对手机由动量定理得代入数据得负号表示方向竖直向上，根据力的作用是相互的，所以手机对额头的冲量大小约为0.48N·s，故B错误；C．因为额头对手机的冲量的方向是竖直向上，所以手机对额头的冲量方向竖直向下，故C错误；D．根据冲量定义得手机对额头的作用力大小约为故D正确。故选AD。12.如图所示为无线充电原理图，由与充电基座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（　　）A.送电线圈中产生周期性变化的磁场B.送电线圈中产生均匀变化的磁场C.送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D.手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流【答案】AC【解析】\n【详解】AB．送电线圈通入周期性变化的电流，则送电线圈中产生周期性变化的磁场，故A正确，B错误；C．无线充电是利用电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确；D．周期性变化的磁场会产生周期性变化的电流，受电线圈输出的不是恒定电流，故D错误。故选AC。第II卷（非选择题）三、实验题（共20分，每空2分）13.利用双缝干涉测光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也由图中所给出，则：（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别如图所示，则相邻两条纹间距_____；（2）波长的表达式_______（用、L、d表示），该单色光的波长_____；（3）若改用频率较低的单色光照射，得到的干涉条纹间距将_______（填“变大”、“不变”或“变小”）。【答案】①.0.75②.③.600④.变大【解析】\n【分析】【详解】（1）[1]A位置游标卡尺的读数为B位置游标卡尺的读数为相邻亮条纹的间距为（2）[2]根据知，波长的表达式[3]波长为（3）[4]若改用频率较低的单色光照射，则其波长变长，根据知干涉条纹的间距变大。14.在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。将灵敏电流计G与线圈L连接，线圈上导线绕法如图所示。（1）将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时，灵敏电流计G的指针将___________偏转（选填“向左”、“向右”或“不”）。（2）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，a点电势___________b点电势（填“高于”、“等于”或“低于”）。\n【答案】①.向左②.高于【解析】【分析】【详解】[1]螺线管中磁场方向向下，并且磁通量增大，根据楞次定律，感应电流从灵敏电流计G左端流入，则指针向左偏转。[2]螺线管中磁场方向向上，并且磁通量减小，根据楞次定律，感应电流从灵敏电流计G左端流入，则a点电势高于b点电势。15.如图甲所示，在“用两小球探究碰撞中的不变量”的实验中。（1）安装和调整实验装置的要求是：①斜槽末端的切线必须_______；②入射小球和被碰小球在碰撞瞬间球心必须在_______。（2）实验得到小球的落点情况如图乙所示，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P为未放小球B时，A球平均落点，M为与B球碰后，A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点。若碰撞中的不变量是两球各自质量与速度乘积之和，则入射小球与被碰小球的质量之比为_______。【答案】①.水平②.同一水平高度③.4∶1\n【解析】【详解】（1）[1]要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平。[2]要保证碰撞后都做平抛运动，两球要发生正碰，碰撞的瞬间，入射球与被碰球的球心应在同一水平高度。（2）[3]根据实验原理可得m1v0=m1v1+m2v2又因下落时间相同，即可求得m1OP=m1OM+m2ON由图乙可知：OM=15.5cm、OP=25.5cm、ON=40.0cm，代入可得m1∶m2=4∶116.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，采用了以下几种不同的测量摆长的方法，其中正确的是（）A.装好单摆，用力拉紧摆线，用米尺测量摆线长度，然后加上摆球半径B.用手托住摆球使其静止，用米尺直接测出悬点到球心的距离C.让单摆自然下垂，用米尺测出摆线长度，然后加上摆球的半径D.把单摆取下并放于桌面上，用米尺测出摆线长，然后加上摆球的半径【答案】C【解析】【详解】测量摆长时，应使单摆自然下垂，用米尺测量出摆线长度，然后加上摆球的半径，故C正确，ABD错误。故选C。四、解答题(共32分，17题14分，18题18分）17.如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，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无初速释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m；A和B的质量均为m=0.1kg，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数ì=0.2。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）与B碰撞前瞬间A对轨道的压力N的大小；（2）碰撞过程中A对B的冲量I的大小；（3）A和B整体在桌面上滑动的距离l。\n【答案】（1）3N；（2）；（3）0.25m【解析】【详解】（1）滑块A下滑的过程，机械能守恒，则有，滑块A在圆弧轨道上做圆周运动，在最低点，由牛顿第二定律得两式联立可得FN=3N由牛顿第三定律可得，A对轨道的压力N=FN=3N（2）AB相碰，碰撞后结合为一个整体，由动量守恒得mv=2mv′对滑块B由动量定理得（3）对AB在桌面上滑动，水平方向仅受摩擦力，则由动能定理得解之得l=0.25m18.如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。\n(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J【解析】【详解】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度①在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有②由①②式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数③（2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为金属棒切割磁感线产生的感应电动势为④根据闭合回路欧姆定律有\n⑤根据安培力公式有⑥根据平衡条件有⑦由③④⑤⑥⑦式解得⑧（3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为⑨解得，金属棒在磁场下滑的位移⑩由动能定理有⑪此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功⑫由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热