河北省張家口市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期3月階段測試物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGE2024學(xué)年第二學(xué)期3月高二年級階段測試卷物理1.2023年10月26日11時14分，長征二號F遙十七運載火箭托舉著神舟十七號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，送湯洪波、唐勝杰、江新林3名航天員奔赴“天宮”。如圖所示，神十六、神十七兩個乘組“太空會師”，航天員能與地面工作人員保持實時聯(lián)絡(luò)，直播畫面通過電磁波傳送到地面。下列關(guān)于電磁波說法正確的是（）A.電磁波傳播過程中，電場和磁場不是獨立存在的B.電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度大小都相同C.電磁波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D.太空中航天員講話時畫面與聲音同步，說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度〖答案〗A〖解析〗A．電磁波傳播過程中，電場和磁場是相互關(guān)聯(lián)，相互聯(lián)系的，不是獨立存在的，故A正確；B．電磁波在真空中傳播速度相同，在不同的介質(zhì)中傳播速度不同，故B錯誤；C．電磁波具有波的特性，可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，故C錯誤；D．太空中航天員講話時畫面與聲音都是通過電磁波傳播到地面的，所以畫面和聲音同步，但不能說明電磁波與聲波具有相同的傳播速度，故D錯誤。2.隨著科技的進(jìn)步，越來越多的人使用藍(lán)牙耳機(jī)，手機(jī)與基站及耳機(jī)的通信如下圖所示。若基站與手機(jī)、手機(jī)與耳機(jī)之間通信的電磁波分別為甲波、乙波，則以下說法正確的是（）A.甲波的波長比可見光的小B.乙波的波長比可見光的大C.甲波的波長比乙波的小D.乙波比甲波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象〖答案〗B〖解析〗ABC．由圖可知，甲波和乙波的波長都比可見光的大，甲波的波長比乙波的大，選項AC錯誤，B正確；D．甲波長較大，則甲波比乙波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項D錯誤。故選B。3.干簧管的結(jié)構(gòu)，一般是由兩片軟磁性的金屬簧片，密封在玻璃管內(nèi)組成，兩個簧片中間的間隔很小，如圖所示，干簧管的工作原理是（）A.磁化 B.歐姆定律C.楞次定律 D.庫侖定律〖答案〗A〖解析〗干簧管是一種利用磁場信號來控制線路的開關(guān)器件，也叫磁控開關(guān)，干簧管的工作原理是磁化。故選A。4.如圖所示，光滑的斜面體固定在水平地面上，滑塊和彈簧組成彈簧振子，滑塊在光滑斜面上的A、B兩點之間做往復(fù)運動，O為平衡位置，下列說法正確的是（）A.滑塊運動到O點時，加速度最大B.滑塊運動到O點時，速度最大C.滑塊由A向O運動過程中，彈簧彈性勢能先減小后增大D.滑塊由O向B運動過程中，滑塊的機(jī)械能一直不變〖答案〗B〖解析〗AB．滑塊運動到O點時，加速度為零，速度最大，選項A錯誤，B正確；C．滑塊由A向O運動過程中，彈簧伸長量一直減小，則彈性勢能一直減小，選項C錯誤；D．滑塊由O向B運動過程中，彈簧的彈力最滑塊做功，則滑塊的機(jī)械能會發(fā)生變化，選項D錯誤。故選B。5.如圖所示為一個水平的彈簧振子做阻尼振動的圖像，曲線上A、B兩點的連線與橫軸平行，下列說法正確的是（）A.振子在時刻的動能等于時刻的動能B.振子在時刻的速度大于時刻的速度C.振子在時刻的彈性勢能小于時刻的彈性勢能D.振子在時刻的機(jī)械能等于時刻的機(jī)械能〖答案〗B〖解析〗D．由于彈簧振子做阻尼振動，所以時刻的機(jī)械能大于時刻的機(jī)械能，故D錯誤；C．由于彈簧的彈性勢能僅與彈簧的形變量（即振子的位移）有關(guān)，、時刻彈簧的形變量相等，故彈性勢能相等，故C錯誤；AB．時刻的機(jī)械能大于時刻的機(jī)械能，而、時刻彈性勢能相等，可知振子在時刻的動能大于時刻的動能，振子在時刻的速度大于時刻的速度，故A錯誤，B正確。故選B。6.兩個彈簧振子甲、乙沿水平方向放置，其振動圖像如圖所示，則（）A.甲彈簧振子的振動方程B.乙彈簧振子的振動方程C.t=2s時甲、乙彈簧振子的加速度均達(dá)到最大D.t=4s時甲、乙兩彈簧振子的運動方向相同〖答案〗A〖解析〗A．由于甲彈簧振子的振動方程選項A正確；B．由于乙彈簧振子的振動方程選項B錯誤；C．t=2s時乙彈簧振子的加速度達(dá)到最大，甲的加速度為零，選項C錯誤；D．由圖像可知，t=4s時甲、乙兩彈簧振子的運動方向相反，選項D錯誤。故選A。7.如圖所示，一根質(zhì)量不計的細(xì)線和一根很輕的硬桿連接一個小球組成“桿線擺”，小球可以繞著固定軸來回擺動。擺球的運動軌跡被約束在一個傾斜的平面內(nèi)，這相當(dāng)。于單擺在光滑斜面上來回擺動，輕桿長為L，擺角很小時，細(xì)線與輕桿間的夾角為α，輕桿與水平面間的夾角為θ，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.單擺的等效擺長為Lsinθ B.單擺的等效擺長為C.等效重力加速度為gsinα D.等效重力加速度為gsinθ〖答案〗D〖解析〗根據(jù)題圖可知等效重力加速度沿斜面向下，則等效重力加速度為單擺的等效擺長為桿長。故選D。二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路如圖所示，某時刻電路中正形成圖示方向的電流，此時電容器的下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，下列說法正確的是（）A.圖示時刻，磁場能正在轉(zhuǎn)化成電場能B.圖示時刻，電路中的電流正在增大C.若減少兩極板間距離，則發(fā)射的電磁波頻率將會變小D.若在線圈中加入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)將會減小〖答案〗BC〖解析〗AB．圖示時刻，電流方向沿逆時針，電子定向移動方向沿順時針，下極板得電子，下極板帶正電，可知，下極板電荷量減小，電容器正在放電，電場能減小，磁場能在增大，將電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電路中的電流正在增大，故A錯誤，B正確；C．根據(jù)可知，若減少兩極板間距離，則電容器的電容將會增大，根據(jù)可知，電容器的電容將會增大，發(fā)射的電磁波頻率將會變小，故C正確；D．若在線圈中加入鐵芯，則線圈的自感系數(shù)將會增大，故D錯誤。9.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后曾思考過這樣一個問題：假設(shè)地球是一個質(zhì)量為M，半徑為R，質(zhì)量均勻分布的球體（已知質(zhì)量分布均勻的球殼對球殼內(nèi)物體的引力為零），沿地球的南北極打一個內(nèi)壁光滑的洞，在洞口無初速度釋放一個質(zhì)量為m的小球（小球的直徑略小于洞的直徑），已知萬有引力常量為G。在小球向下端點運動的過程中，下列說法中正確的是（）A.小球運動到洞的下端點所用的時間至少為B.小球運動到洞的下端點所用的時間至少為C.小球在洞內(nèi)做往復(fù)振動，小球受力與到地心距離的關(guān)系決定了此振動為非簡諧運動D.小球在洞內(nèi)做往復(fù)振動，小球受力與到地心距離的關(guān)系決定了此振動為簡諧運動〖答案〗BD〖解析〗CD．根據(jù)萬有引力定律，當(dāng)小球位于地面上時，有由于當(dāng)小球在距離地心為時，此處對小球產(chǎn)生的有效引力的質(zhì)量為以指向地心的方向為正方向，則小球在距離地心為處受到的引力為根據(jù)表達(dá)式可知，引力大小與小球相對于地心的位移成正比，方向相反，符合回復(fù)力的特征，所以小球?qū)⒆龊喼C運動，故C錯誤，D正確；AB．由上式可得簡諧運動的周期為聯(lián)立解得小球的運動周期為所以小球運動到洞的下端點所用的時間至少為故A錯誤，B正確。10.某物理學(xué)習(xí)小組成員把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照圖甲連成電路。將電壓傳感器的兩端連在電容器的兩個極板上。先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。傳感器在電腦上顯示的電壓波形如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A.振蕩電路的電壓最大值減小，振蕩周期不變B.在時間段，電容器上極板帶正電C.在時間段，電流方向為圖甲中的逆時針方向D.在時間段，線圈L中儲存的磁場能在先增大后減小〖答案〗AB〖解析〗A．由于電路向外輻射電磁波和電路本身的發(fā)熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得振蕩電路的電壓最大值減小，但振蕩周期不變，故A正確；BC．在時間段電容器處于正向充電，電容器上極板帶正電，電流方向為圖甲中的順時針方向，故B正確，C錯誤；D．在時間段電容器處于正向放電，線圈中的磁場能正逐漸增大，故D錯誤。故選AB三、非選擇題：本題共5小題，共54分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計算的題，〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.如圖甲所示是一個擺線長度可調(diào)的單擺振動的情景圖，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到達(dá)的最高位置。（1）按照圖甲所示的裝置組裝好實驗器材，為測量單擺的擺動周期，測量時間應(yīng)從擺球經(jīng)過O時開始計時；（2）測出擺線的長度l及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g=______（用l、n、t、π表示）。（3）測出多組擺線長度l和運動周期T，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出T2—l圖像，如圖乙所示，由圖像求出小球的半徑為______cm，重力加速度g=______m/s2（取并且保留三位有效數(shù)字），由于圖像沒有通過坐標(biāo)原點，求出的重力加速度g值與當(dāng)?shù)卣鎸嵵迪啾萠_____（選填“偏大”“偏小”或“不變”）?！即鸢浮剑?）（3）19.87不變〖解析〗（2）[1]由題意可得，單擺周期為根據(jù)單擺周期公式可解得（3）[2][3]設(shè)小球半徑為r，則有整理得對應(yīng)T2—l圖像可得解得[4]圖像雖然沒有通過坐標(biāo)原點，但圖線的斜率不變，所以利用圖線的斜率求出的重力加速度g值與當(dāng)?shù)卣鎸嵵迪啾炔蛔儭?2.某實驗小組設(shè)計一種電感式微小位移傳感器，其原理圖如圖所示。1是待測位移的物體，3是空心線圈，軟鐵芯2部分插在線圈3中，并且可以隨著物體1在線圈中左右平移。（1）在a、b間串接_______（“干電池”和“交流電源”）和__________（“靈敏電流計”和“電壓表”）。（2）軟鐵芯2隨著物體1向左平移，可以使線圈3的自感系數(shù)______，同理軟鐵芯2隨著物體1向右平移，可以使線圈3的自感系數(shù)______，根據(jù)這一變化通過轉(zhuǎn)換電路和檢測電路輸出電流，就得到了被測物體位移的變化。（選填“增大”、“減小”或“不變”）〖答案〗（1）交流電源靈敏電流計（2）增大減小〖解析〗（1）[1][2]在a、b間應(yīng)當(dāng)串接交流電源和靈敏電流計。當(dāng)鐵芯移動時，線圈的自感系數(shù)將隨之變化，從而引起自感電流的變化。靈敏電流計可以顯示出電路中電流的變化。（2）[3][4]當(dāng)軟鐵芯2隨著物體1向左平移，可以使線圈3的自感系數(shù)增大；軟鐵芯2隨著物體1向右平移，可以使線圈3的自感系數(shù)減小。13.如圖所示，一傾角為α（α很?。?、斜面長度為2L的斜面體固定在水平地面上，光滑小球由斜面頂點A從靜止開始下滑，重力加速度為g，試求：（1）小球沿斜面下滑時的加速度大小a；（2）小球經(jīng)斜面滑到底端B點所用時間t1；（3）如果過A、B兩點將斜面剜成一個圓弧面，使圓弧面恰與底端B點相切，小球沿圓弧面滑到B點所用時間為t2，求t1∶t2的大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）根據(jù)題意，小球光滑，沿斜面方向由牛頓第二定律有解得（2）由運動學(xué)公式有解得（3）由于傾角α較小，小球從圓弧面下滑可看成單擺運動，由幾何關(guān)系可得，單擺的等效擺長為則周期為可得則有14.如圖甲所示，金屬框架AOC處于與框架垂直的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.25T的勻強(qiáng)磁場中，∠AOC=45°，導(dǎo)體棒PQ與框架接觸良好構(gòu)成回路，且PQ⊥OC?，F(xiàn)使導(dǎo)體棒從O位置以v=0.2m/s的速度向右做勻減速運動，加速度大小，a=1m/s2。求∶（1）導(dǎo)體棒停止運動時，導(dǎo)體棒PQ與框架圍成的回路磁通量的大??；（2）導(dǎo)體棒停止運動后就不再運動，以導(dǎo)體棒停止運動為計時零點，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的B—t圖像如圖乙所示直線，t=1.5s時，導(dǎo)體棒PQ與框架圍成的回路磁通量的大??；（3）在第二問的條件下，從t=1.5s到t=3.5s的過程中，回路中磁通量的變化量?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）導(dǎo)體棒從O位置以v=0.2m/s的速度向右做勻減速運動，有解得則導(dǎo)體棒停止運動時，導(dǎo)體棒PQ與框架圍成的回路磁通量的大小（2）在t=1.5s時刻根據(jù)圖2可知此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為則t=1.5s時，導(dǎo)體棒PQ與框架圍成的回路磁通量的大?。?）根據(jù)圖2可推導(dǎo)出磁場在時刻的的磁感應(yīng)強(qiáng)度為由圖可知B隨t的變化滿足代入數(shù)據(jù)解得則在t=3.5s時刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度為則t=3.5s時，導(dǎo)體棒PQ與框架圍成的回路磁通量的大小所以從t=1.5s到t=3.5s的過程中，回路中磁通量的變化量15.如圖所示，傾角α為30°的足夠長的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一擋板，質(zhì)量為m的木塊甲緊靠擋板放置，輕質(zhì)彈簧一端與木塊甲相連，另一端與質(zhì)量為m的木塊乙相連，彈簧勁度系數(shù)為k。開始時兩木塊均靜止，用沿斜面向下的力緩慢推木塊乙，到某一位置后撤去該力，將該時刻記為t=0。此后木塊乙在斜面上做簡諧運動，t0時刻第一