天津市河北区2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版）

这是一份天津市河北区2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（解析版），共12页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第Ⅰ卷1至4页，第Ⅱ卷5至8页。请考生务必将答案填写在答题卡相应位置处。
第Ⅰ卷
一、单项选择题（本题共5个小题，每小题5分，共25分，在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的）
1. 在公共场所装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就会开通电热器加热，喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是（ ）
A. 磁传感器
B. 红外线传感器
C. 力传感器
D. 声传感器
【答案】B
【解析】手靠近干手机时，红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作，属于红外线传感器。
故B正确。
2. 关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是：
A. 感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化
B. 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同
C. 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相反
D. 感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反
【答案】AD
【解析】在电磁感应现象中，感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化，如果磁通量在减小则感应电流的磁场方向，跟原磁场方向相同；如果磁通量在增加，则是跟原磁场方向相反．AD正确，BC错误．
3. 某小组自制双缝干涉实验装置，在纸板上割出一条窄缝，在窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示。用绿色激光照双缝，能在墙面上观察到干涉条纹。下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变大的是（ ）
A. 换用红色激光照双缝B. 换用更粗的头发丝
C. 减小纸板与墙面距离D. 减小光源与纸板间的距离
【答案】A
【解析】A．换用红色激光照双缝，由于红色激光波长大于绿色激光波长，根据条纹间距公式可知，相邻两条亮纹中央间距变大，故A正确；
B．换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，根据可知，相邻两条亮纹中央间距变小，故B错误；
C．减小纸板与墙面的距离l，根据可知，相邻两条亮纹中央间距变小，故C错误；
D．减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮纹中央间距，故D错误。
故选A。
4. 等腰三角形abc为一棱镜的横截面，ab=ac；一平行于bc边的细光束从ab边射入棱镜，在bc边反射后从ac边射出，出射光分成了不同颜色的两束，甲光的出射点在乙光的下方，如图所示。不考虑多次反射。下列说法正确的是（ ）
A. 该棱镜对甲光的折射率大于对乙光的折射率
B. 甲光的频率比乙光的高
C. 甲光的波长比乙光的长
D. 甲光和乙光在棱镜中的传播速度相同
【答案】C
【解析】ABC．根据折射定律和反射定律作出光路图如图所示
由图可知，光线从棱镜左侧射入时，甲光的偏折程度小于乙光的偏折程度，所以该棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率，则甲光的频率比乙光的低，根据可知，甲光的波长比乙光的长，故AB错误，C正确；
D．根据，由于该棱镜对甲光的折射率小于对乙光的折射率，则甲光在棱镜中的传播速度大于乙光在棱镜中的传播速度，故D错误。
故选C。
5. “西电东送”是我国重要的战略工程，从西部发电厂到用电量大的东部区域需要远距离输电，图为远距离交流输电的示意图。若升压变压器和降压变压器均为理想变压器。的原线圈接有电压有效值恒定的交变电源，为输电导线的电阻。用电器增多后，下列说法正确的是（ ）
A. 的输出电压变大B. 输出功率降低
C. 的原线圈中的电流变大D. 消耗的功率减小
【答案】C
【解析】ACD．设升压变压器原副线圈比为，输入、输出电压分别为、，根据理想变压器电压与原副线圈匝数关系可得
由于输入电压不变，原副线圈匝数比不变，则升压变压器输出电压恒定。设降压变压器的原副线圈匝数比为，输入、输出电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为、，的副线圈并联多个用电器等效电阻为，则有，，
则
令
则
随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，则减小，输入线路中电流增大，则的原线圈中的电流变大，R消耗的功率
则R消耗的功率增大，故AD错误，C正确；
B．输出功率
随着用户接入的用电器增多，副线圈接入电器的总电阻减小，减小，若之前，则随着减小，输出功率先增大后降低，若，随着减小，输出功率降低，故B错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3个小题，每小题5分，共15分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6. 长为的直导线折成边长相等、夹角为的V形，用两根等长且不可伸长的绝缘线、悬挂于匀强磁场中。已知该匀强磁场的磁感应强度为，方向垂直于V形导线所在平面。现给导线通以如图所示的电流，则（ ）
A. 通电后两绳拉力变小B. 通电后两绳拉力变大
C. 导线所受安培力大小为D. 导线所受安培力大小为
【答案】BC
【解析】通电V形导线可等效为等效长度为绝缘线末端连线，根据左手定则可知V形导线受到的安培力方向竖直向下，大小
根据受力分析可得，未通电时，有
通电后，有
可得
可知通电后两绳拉力变大。
故选BC。
7. 一列简谐横波沿轴传播，周期为0.4s，时刻的波形如图所示，此时介质中质点向轴负方向运动，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波速为
B. 该波沿轴正方向传播
C. 时质点的加速度方向沿轴负方向
D. 经质点沿轴负方向运动到处
【答案】AC
【解析】A．该波的波速为，故A正确；
B．介质中质点b向y轴负方向运动，根据“上下坡”法可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；
C．时质点处于y轴上方且沿y轴负方向运动，加速度方向始终指向平衡位置，则质点的加速度方向沿轴负方向，故C正确；
D．质点c沿y轴上下振动，不随波传播，故D错误
8. 单匝闭合矩形金属线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图甲所示。穿过该线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，线框平面与中性面垂直
B. 时刻，线框中电流改变方向
C. 时刻，线框中感应电动势最大
D. 一个周期内，线框产生热量为
【答案】AD
【解析】A．时刻，穿过线圈的磁通量等于0，线圈平面与磁感线平行，线框平面与中性面垂直，A正确；
B．时刻，穿过线圈的磁通量等于0，线圈平面与磁感线平行，线框平面与中性面垂直，线框中电流不改变方向，B错误；
C．时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，为零，线框中感应电动势等于0，C错误；
D．感应电动势最大值为
线圈转动的角速度为
感应电动势有效值为
感应电流有效值为
一个周期内，线框产生的热量为
解得，D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷
9. 某小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽固定在铁架台上，使槽的末端水平。槽的末端在水平木板上的垂直投影为，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球从斜槽轨道上处由静止释放，从轨道左端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置与点的距离。将与半径相等的小球置于轨道左侧端点，再将小球从处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出、两球落点的平均位置、与点的距离、。
（1）若、两球的质量分别为、，实验中须满足条件______（填“>”或“ （2） （3）B
【解析】（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求>；
（2）两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前a球的速度大小为
碰撞后a、b的速度大小为，
如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则
整理得
（3）由于小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速直线运动，则小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
故选B。
10. 某小组做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）下面的叙述哪些是正确的（ ）
A. 摆线要选择细些、伸缩性小些，并适当长一些的
B. 摆球尽量选质量大些、体积小些的
C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，摆角越大越好
D. 计时的起、止位置应选在摆球达到的最高点处
（2）用十分度的游标卡尺测量摆球直径，如图所示，则摆球直径为______cm。组装好单摆后，在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得摆绳的长度为，则该单摆的摆长为______。
（3）若单摆周期用表示，摆长用表示，根据其周期公式可得______
【答案】（1）AB （2）1.08 82.04 （3）
【解析】（1）AB．该实验中，为了减小误差，摆线应细些、伸缩性小些、适当长些；摆球应质量大些、体积小些，故AB正确；
C．拉开摆球时，应使摆线偏离平衡位置的摆角不大于5°，故C错误；
D．摆球在平衡位置（最低点）速度最大，计时更准确，故D错误。
故选AB。
（2）[1]10分度游标卡尺的精确值为0.1mm，由图可知小球的直径为1.0cm+8mm=1.08cm
[2]单摆的摆长为
（3）根据单摆周期公式
可得
11. 质量为和两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移一时间图像如图所示。求

（1）碰撞前、的速度、及碰撞后、的速度、；
（2）若，则？
（3）在（2）问前提下，请通过计算证明两个物体的碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。
【答案】（1）、、、 （2） （3）是弹性碰撞
【解析】（1）由位移—时间图像的斜率意义可知，碰撞前、的速度、
碰撞后、的速度、
（2）取初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得
（3）碰前系统机械能
碰后系统机械能
由于
可知两个物体的碰撞是弹性碰撞。
12. 边长的正方形导线框，质量，自高度处由静止下落，如图所示。其下边进入匀强磁场区域后，线框开始做匀速运动，直到其上边刚好穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是，磁感应强度。取，不计空气阻力，求线框在穿越匀强磁场的过程中
（1）感应电流的方向；
（2）感应电流的大小；
（3）线框的电阻；
（4）产生的焦耳热。
【答案】（1）进入磁场时感应电流方向为逆时针abcd，离开磁场时感应电流方向为顺时针adcb （2）1A （3） （4）0.02J
【解析】（1）根据楞次定律可知，进入磁场时感应电流方向为逆时针abcd，离开磁场时感应电流方向为顺时针adcb。
（2）下边ab进入磁场，线框开始做匀速运动，
有
解得
（3）由自由落体运动得
下边ab进入磁场
根据欧姆定律有
解得
（4）由能量守恒定律得
解得
13. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动、再由点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的点处，运动轨迹如图中虚线所示。求
（1）粒子的电性；
（2）粒子的比荷；
（3）点到点的距离；
（4）粒子由点运动到点时间；
（5）粒子由点运动到点的过程中洛伦兹力的冲量的大小（本小问已知粒子质量）。
【答案】（1）带正电 （2） （3） （4） （5）
【解析】（1）由题可知，粒子进入Ⅲ区向上偏转，根据左手定则，可知粒子带正电。
（2）设粒子经过加速器获得的速度为v，粒子经粒子加速器加速，根据动能定理有
粒子经速度选择器做直线运动，根据平衡条件有
联立解得
（3）粒子经偏转分离器，根据洛伦兹力提供向心力有
根据几何关系可知
联立解得解得
（4）粒子由点运动到点时间
解得O点到P点的时间
（5）根据动量定理有
取水平向左为正方向，可得动量变化量为
联立解得