2020-2021学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．（5分）如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，则其振动图象为图中的（ ）
A． B．
C． D．
2．（5分）如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大 B．通过电阻的电流瞬时值最大
C．穿过线圈的磁通量的变化率为零
D．AB边的电流方向由B到A
3．（5分）如图甲所示，固定于匀强磁场中的圆形线圈，磁场方向垂直线圈平面向里，线圈中将产生（ ）
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B．逆时针方向恒定的电流 D．逆时针方向变化的电流
A．顺时针方向恒定的电流 C．顺时针方向变化的电流
4．（5分）质量m＝100kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝60kg和m乙＝40kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水中，如图所示，则甲、乙跳离小船的瞬间，小船的运动方向及速度大小为（ ）
B．向左，0.6m/s D．向左，3m/s
A．向右，0.6m/s C．向右，3m/s
5．（5分）第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz～5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH～2635MHz频段），5G所应用的无线电波（ ）
A．频率更低
B．在真空中的传播速度更大
C．在真空中的传播速度更小
D．在真空中的波长更短
二、不定项选择题（每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，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．（5分）一单摆做简运动，在远离平衡位置的过程中，摆球的（ ）
A．位移增大 B．速度增大 C．回复力增大 D．机械能增大
7．（5分）在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ） A．中央条纹较两侧更宽 B．中央条纹较两侧更窄
C．双缝间距离越小条纹间距离越大
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D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
8．（5分）LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如图所示，由图像可知（ ）
A．t1时刻，电路中的磁场能最大 B．t1～t2时间内，电容器不断放电
C．t2～t3时间内，电路中的电流不断变大 D．t3时刻，电路中的电场能最大
二、本卷共4题，共60分。
9．（12分）（1）在测量玻璃的折射率实验中：
①图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触玻璃砖的 （选填“磨砂面”或“光学面”）。
②一实验小组按实验要求绘出的长方体玻璃砖界面和四个针孔a、b、c、d的位置如图乙所示，图中的ab表示入射光线，θ1为入射角，请描出光线的径迹并标出对应的折射角θ2。
（2）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中：
①用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 。
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
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②实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压：再只改变原线圈的匝数 （选填“控制变量法”或“理想化实验法”）。
③一位同学实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为400匝，测得副线圈的电压为9.0V，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是 。
A.变压器的铁芯没有闭合
B.原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝
C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝
D.学生电源实际输出电压大于标注的“2V”
10．（14分）一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝8sin（2πt）（y的单位为cm）。求：
（1）这列波的波长与振幅；
（2）这列波的波速大小及传播方向。
11．（16分）如图所示，第1象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），并恰好垂直于y轴射出。已知OP＝d。求：
（1）粒子所带的电性及磁感应强度B的大小；
（2）粒子穿过第一象限所用的时间。
12．（18分）如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成θ＝30°，匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20T，接入电路的有效电阻均为R＝0.20Ω若用与导轨平行的拉力F作用在ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑且d杆在导轨上恰好保持静止，重力加速度g＝10m/s2。求：
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（1）金属杆cd所受安培力的大小；
（2）通过金属杆cd的电流大小及方向；
（3）拉力F的功率。
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2020-2021学年天津市部分区高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．（5分）如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，则其振动图象为图中的（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：取向右为x轴正方向，振子运动到M点时，所以振子运动到M点时开始计时振动图象应是余弦曲线。故D正确。
故选：D。
2．（5分）如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量最大 B．通过电阻的电流瞬时值最大
C．穿过线圈的磁通量的变化率为零
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D．AB边的电流方向由B到A
【解答】解：ABC、图示位置为垂直中性面的位置，穿过线框的磁通量为零，感应电流最大，通过电流表的电流瞬时值最大，B正确；
D、由图示知，根据右手定则判断可知，故D错误。
故选：B。
3．（5分）如图甲所示，固定于匀强磁场中的圆形线圈，磁场方向垂直线圈平面向里，线圈中将产生（ ）
B．逆时针方向恒定的电流 D．逆时针方向变化的电流
A．顺时针方向恒定的电流 C．顺时针方向变化的电流
【解答】解：磁场方向垂直线圈平面向里，且磁感应强度B随时间t均匀增大，则有逆时针方向的电流；
再根据法拉第电磁感应定律E＝N电流是恒定的，ACD错误；
＝NS，感应电动势是不变的，因此感应
故选：B。
4．（5分）质量m＝100kg的小船静止在平静水面上，船两端载着m甲＝60kg和m乙＝40kg的游泳者，在同一水平线上甲向左、乙向右同时以相对于岸3m/s的速度跃入水中，如图所示，则甲、乙跳离小船的瞬间，小船的运动方向及速度大小为（ ）
B．向左，0.6m/s D．向左，3m/s
A．向右，0.6m/s C．向右，3m/s
【解答】解：甲、乙两人和船组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有： 0＝m甲v甲﹣m乙v乙+mv
据题v甲＝v乙＝3m/s，解得小船的速度：v＝﹣6.6m/s，故A正确。
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故选：A。
5．（5分）第五代移动通信技术，简称5G。5G将开启万物互联时代：车联网、物联网、智慧城市、自动驾驶技术等将一一实现。5G应用3300MHz～5000MHz频段的无线电波传送信号，相比于现有的4G（1880MH～2635MHz频段），5G所应用的无线电波（ ）
A．频率更低
B．在真空中的传播速度更大
C．在真空中的传播速度更小
D．在真空中的波长更短
【解答】解：A、由题意可知，故A错误；
BC、所有电磁波在真空中的传播速度均为光速，故BC错误；
D、5G信号的频率高，则由v＝λf可知，故D正确。
故选：D。
二、不定项选择题（每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，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．（5分）一单摆做简运动，在远离平衡位置的过程中，摆球的（ ）
A．位移增大 B．速度增大 C．回复力增大 D．机械能增大
【解答】解：AB、单摆做简谐振动，相对于平衡位置的位移一定增大，故AB错误； B、在远离平衡位置的过程中，回复力与位移成正比，故C正确；
D、由于单摆在运动过程中只有重力做功，故D错误。
故选：AC。
7．（5分）在双缝干涉实验中，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ）
A．中央条纹较两侧更宽 B．中央条纹较两侧更窄
C．双缝间距离越小条纹间距离越大
D．遮住一条缝后屏上仍有明暗相间的条纹
【解答】解：AB、双缝干涉实验中，故AB错误；
C、根据△x＝，故C正确；
D、遮住一条缝后，屏上仍有明暗相间的条纹，故D正确。
故选：CD。
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8．（5分）LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如图所示，由图像可知（ ）
A．t1时刻，电路中的磁场能最大 B．t1～t2时间内，电容器不断放电
C．t2～t3时间内，电路中的电流不断变大 D．t3时刻，电路中的电场能最大
【解答】解：A、t1时刻电荷量达到峰值，则电场能达到峰值．故A错误；
B、t1～t6时段电荷量减小，所以为放电过程．
C、t2～t3时段电荷量增大，电场能增加，是充电过程，故C错误
D、t8时刻，电容器极板上电荷量最大，电路中电流为零，磁场能最小为零．故D正确。
故选：BD。
二、本卷共4题，共60分。
9．（12分）（1）在测量玻璃的折射率实验中：
①图甲所示为实验使用的长方体玻璃砖，实验时不能用手直接接触玻璃砖的 光学面 （选填“磨砂面”或“光学面”）。
②一实验小组按实验要求绘出的长方体玻璃砖界面和四个针孔a、b、c、d的位置如图乙所示，图中的ab表示入射光线，θ1为入射角，请描出光线的径迹并标出对应的折射角θ2。
（2）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中：
①用学生电源给原线圈供电，用多用电表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 D 。
第9页（共14页）
A.原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡
B.原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡
C.原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡
D.原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡
②实验时，保持学生电源的输出电压一定。首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压：再只改变原线圈的匝数 控制变量法 （选填“控制变量法”或“理想化实验法”）。
③一位同学实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为400匝，测得副线圈的电压为9.0V，则下列叙述中最有可能符合实际情况的一项是 D 。
A.变压器的铁芯没有闭合
B.原线圈实际匝数与标注“100”不符，应大于100匝
C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，应小于400匝
D.学生电源实际输出电压大于标注的“2V”
【解答】解：（1）①玻璃砖的光学面不能用手直接接触，否则，进而影响折射率的测定。
②插针的方法是：眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2，使P7能挡住P1、P2的像，离P3适当大距离插上P4，使P4能挡住P2和P1、P2的像。如图
（2）①变压器原理是互感现象，故原线圈接交流电压，故电表用交流电压挡，ABC错误；
故选D
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②探究副线圈的电压与匝数的关系中采用的实验方法是控制变量法；
③根据
A.若变压器铁芯没有闭合，则副线圈电压为零；
B.原线圈实际匝数与标注“100”不符，大于100匝，故B不可能；
C.副线圈实际匝数与标注“400”不符，小于400匝，故C不可能；
D.学生电源实际输出电压大于标注的“2V”，则输出电压大于8V。
故选D
故答案为：（1）①光学面，②见图，②控制变量法
10．（14分）一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝8sin（2πt）（y的单位为cm）。求：
（1）这列波的波长与振幅；
（2）这列波的波速大小及传播方向。
【解答】解：（1）由图可知，波长为λ＝4m
根据质点P的振动方程y＝8sin（6πt）cm，知振幅为8cm
（2）根据质点P的振动方程y＝8sin（5πt）cm，知ω＝2πrad/s故波速大小为v＝
＝m/s＝4m/s
＝s＝1s
根据质点P的振动方程y＝4sin（2πt）cm，知t＝0时刻质点P的速度沿y轴正方向，这列波的传播方向沿x轴正方向。
答：（1）这列波的波长是4m，振幅为8cm；
（2）这列波的波速大小为4m/s，传播方向沿x轴正方向。
11．（16分）如图所示，第1象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力），并恰好垂直于y轴射出。已知OP＝d。求：
（1）粒子所带的电性及磁感应强度B的大小；
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（2）粒子穿过第一象限所用的时间。
【解答】解：（1）粒子在磁场中的运动轨迹如图
粒子受指向圆心的洛伦兹力，利用左手定则可判断出粒子带负电
由几何关系得粒子在磁场中运动的轨道半径
r＝2d
根据牛顿第二定律可知洛伦兹力提供向心力
qvB＝m
由此可解得
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B＝
（2）轨迹所对圆心角 θ＝150°
周期
T＝
从而可得粒子穿过第一象限所用的时间 t＝
＝
；
答：（1）粒子带负电，磁感应强度B的大小为（2）粒子穿过第一象限所用的时间为
。
12．（18分）如图所示，在匀强磁场中倾斜放置的两根平行光滑金属导轨，导轨平面与水平面成θ＝30°，匀强磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度B＝0.20T，接入电路的有效电阻均为R＝0.20Ω若用与导轨平行的拉力F作用在ab上，使ab杆沿导轨匀速上滑且d杆在导轨上恰好保持静止，重力加速度g＝10m/s2。求：
（1）金属杆cd所受安培力的大小；
（2）通过金属杆cd的电流大小及方向；
（3）拉力F的功率。
【解答】解：（1）金属杆cd静止在金属导轨上，受重力，根据右手定制判断电流方向由c到d。
根据共点力的平衡条件可得：
F安＝mgsin 30°
代入数据解得：F安＝1.0N.
（2）.根据安培力的计算公式可得：F安＝BIL
代入数据解得：I＝8.0A.根据右手定则判断电流方向由c到d
第13页（共14页）
（3）.金属杆ab所受安培力方向与导轨平面平行向下，金属杆ab在拉力F安和重力mg作用下匀速上滑，
则拉力F＝BIL+mgsin30°
根据法拉第电磁感应定律，金属棒ab上产生的感应电动势为E＝BLv
根据闭合电路欧姆定律，通过金属杆ab的电流
I＝
根据功率公式：P＝Fv 代入数据解得P＝20W
答：（1）金属杆cd所受安培力的大小为7.0N；
（2）通过金属杆cd的电流大小为5.3A，方向由c到d；
（3）拉力F的功率为20W。
第14页（共14页）
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