山西省卓越聯(lián)盟2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12023~2024學(xué)年高二期中質(zhì)量檢測(cè)卷物理一、選擇題（本題共10小題，共46分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.自然界有許多地方有共振的現(xiàn)象，人類(lèi)也在其技術(shù)中利用共振現(xiàn)象．如圖把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái)（后排的兩根彈簧未畫(huà)出），篩子上有一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這樣就做成了一個(gè)共振篩，篩子做自由振動(dòng)時(shí)，完成7次全振動(dòng)用時(shí)21s，在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速是30r/min，已知增大電壓可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子的質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期，那么要使篩子的振幅增大，下列說(shuō)法正確的是（）A.篩子振動(dòng)的固有周期為2sB.電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為2sC.要使篩子的振幅增大，需增加篩子質(zhì)量D.要使篩子的振幅增大，需提高輸入電壓〖答案〗B〖解析〗A．由題意可知篩子振動(dòng)固有周期為故A錯(cuò)誤；B．電動(dòng)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為故B正確；CD．要使篩子振幅增大，就是使這兩個(gè)周期值靠近，可采用兩種做法：第一，減小輸入電壓使偏心輪轉(zhuǎn)得慢一些，增大驅(qū)動(dòng)力的周期；第二，減小篩子的質(zhì)量使篩子的固有周期減?。还蔆D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖甲所示的LC電路中，保持L不變，改變電容器的電容，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.圖甲時(shí)刻回路中的磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化B.曲線2對(duì)應(yīng)的電容為曲線1對(duì)應(yīng)的電容的2倍C.曲線2對(duì)應(yīng)的電容器所帶最大電荷量是曲線1對(duì)應(yīng)的電容器所帶最大電荷量的4倍D.曲線2對(duì)應(yīng)的電流最大時(shí)，曲線1對(duì)應(yīng)的電流為零〖答案〗C〖解析〗A．圖甲中對(duì)線圈應(yīng)用安培定則可知，電流從電容器上極板流出，即電容器正在放電，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，曲線2的振蕩周期為曲線1的2倍，由LC振蕩電路周期公式曲線2對(duì)應(yīng)的電容為曲線1對(duì)應(yīng)的電容的4倍，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)電容定義式可得由于改變電容器的電容前后電容器兩端的最大電壓相同，且曲線2對(duì)應(yīng)的電容為曲線1對(duì)應(yīng)的電容的4倍，可知曲線2對(duì)應(yīng)的電容器所帶最大電荷量是曲線1對(duì)應(yīng)的電容器所帶最大電荷量的4倍，C正確；D．曲線2對(duì)應(yīng)的電流最大時(shí)，電容器兩端的電壓為0，由圖乙可知此時(shí)曲線1對(duì)應(yīng)的電容器兩端的電壓也為0，即曲線1對(duì)應(yīng)的電流也最大，D錯(cuò)誤。3.如圖所示為汽油沖擊夯，其沖擊夯體質(zhì)量為100kg，每次使夯體以5m/s的速度撞擊地面，與地面作用后自由跳起高度為32cm，與地面撞擊時(shí)間是0.125s。重力加速度大小g=10m/s2，則每次與地面撞擊時(shí)，沖擊夯體對(duì)地面的平均沖擊力大小約為（）A.5000N B.6000N C.7000N D.8000N〖答案〗C〖解析〗與地面作用后的速度取向上為正，根據(jù)動(dòng)量定理有解得故選C。4.如圖所示，水平彈簧振子的平衡位置為O點(diǎn)，在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。B、C相距20cm，從小球經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)1s首次到達(dá)C點(diǎn)，取向右為正方向。下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式一定為B.小球做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率一定為0.75HzC.小球從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中速度減小，加速度也減小D.小球從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中回復(fù)力增大，小球的機(jī)械能減小〖答案〗D〖解析〗B．根據(jù)題意知，小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T可能是或根據(jù)周期T與頻率f的關(guān)系可得小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率f可能是0.25Hz或0.75Hz，故B錯(cuò)誤；A．根據(jù)題意知，小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為A=10cm，彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式可能為或故A錯(cuò)誤；C．小球從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，速度減小，加速度增大，故C錯(cuò)誤；D．小球從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，回復(fù)力增大，系統(tǒng)機(jī)械守恒，由于彈簧的彈性勢(shì)能增大，所以小球的機(jī)械能減小，故D正確。5.如圖所示，一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖乙表示處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸正方向傳播B.該波的波速大小為5m/sC.該波可以與頻率為5Hz的同種波發(fā)生穩(wěn)定的干涉D.經(jīng)過(guò)3.4s質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為170cm〖答案〗B〖解析〗A．由圖乙知質(zhì)點(diǎn)P在t=0時(shí)刻振動(dòng)方向?yàn)樨?fù)y方向，結(jié)合甲圖的波形可知波沿x軸負(fù)方向傳播，故A錯(cuò)誤；B．由圖甲知波長(zhǎng)為由圖乙知周期為波速為故B正確；C．該波的頻率為頻率相同的兩種波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，該波與頻率為5Hz的同種波不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉，故C錯(cuò)誤；D．由振幅為經(jīng)過(guò)3.4s質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為故D錯(cuò)誤。6.一有界平行區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)寬度為L(zhǎng)，一個(gè)高為L(zhǎng)的等腰梯形導(dǎo)體線框abcd在外力作用下以速率v向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)。時(shí)刻，ab邊位于磁場(chǎng)左邊界，規(guī)定向左為安培力正方向，感應(yīng)電流順時(shí)針為正。下列關(guān)于線框所受安培力F、線框中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗設(shè)ab邊長(zhǎng)為，ad邊與水平方向的夾角為，線框的電阻為，根據(jù)題意可知，線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的時(shí)間均為線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線框中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较颍檎鶕?jù)左手定則可知，線框所受安培力向左（為正），線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度可知在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中切割磁感線的長(zhǎng)度的最小值為ab邊長(zhǎng)，最大值為cd邊長(zhǎng)，根據(jù)，，可得，根據(jù)表達(dá)式可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間成線性增加，而安培力與時(shí)間的函數(shù)圖像為開(kāi)口向上的拋物線；當(dāng)線框出磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍樨?fù)），根據(jù)左手定則可知，線框所受安培力向左（為正），線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度仍為即在線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中，切割磁感線的長(zhǎng)度的最小值為ab邊長(zhǎng)，最大值為cd邊長(zhǎng)，則可知，感應(yīng)電流隨時(shí)間仍是成線性增加，但方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相反，且在線框進(jìn)出磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流的最小值與最大值相同，而安培力的方向與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相同，且大小變化也與進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)相同。7.如圖所示，一光滑絕緣的半圓槽固定在水平地面上，圓心為O，半徑為R，D點(diǎn)為最低點(diǎn)，D點(diǎn)切線水平，整個(gè)半圓槽處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（未畫(huà)出）。從半圓槽右邊與圓心等高處由靜止釋放一質(zhì)量為m，電荷量為的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球所受洛倫茲力的方向始終指向圓心OB.小球首次到達(dá)另一側(cè)過(guò)程中所受洛倫茲力先減小后增大C.小球到達(dá)最低點(diǎn)D時(shí)的速度大小為D.小球向左經(jīng)過(guò)D點(diǎn)與向右經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓槽的壓力大小相同〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)左手定則可知，小球向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力的方向始終背離圓心O。小球向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受洛倫茲力的方向始終指向圓心O。故A錯(cuò)誤；B．小球首次到達(dá)另一側(cè)過(guò)程中，重力先做正功，后做負(fù)功，其速度先增大后減小，根據(jù)可知所受洛倫茲力先增大后減小。故B錯(cuò)誤；C．由動(dòng)能定理可得解得故C正確；D．小球向左經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，有解得向右經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，有解得由此可知，小球向左經(jīng)過(guò)D點(diǎn)與向右經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓槽的壓力大小不同。故D錯(cuò)誤。8.如圖所示是遠(yuǎn)距離輸電線路圖，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為，電壓分別為，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為，電壓分別為，兩變壓器均視為理想變壓器，輸電線總電阻為R。假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓不變，則下列說(shuō)法正確的是（）A.用戶(hù)使用的用電器數(shù)量增多時(shí)，用戶(hù)獲得的電壓不變B.用戶(hù)使用的用電器數(shù)量增多時(shí)，發(fā)電廠的輸出功率增大C.若發(fā)電廠的輸出電壓不變，輸出功率加倍，則輸電線R上損耗的功率增大為原來(lái)2倍D.若，用戶(hù)獲得的電壓仍小于發(fā)電廠的輸出電壓〖答案〗BD〖解析〗A．設(shè)升壓變壓器原線圈中的電流為，輸電線上電流為，降壓變壓器副線圈中電流為，用戶(hù)使用的用電器增多時(shí)，用戶(hù)端電阻變小，變大，則變大，輸電線上電壓增大，減小，所以減小，用戶(hù)獲得電壓減小，故A錯(cuò)誤；B．用戶(hù)使用的用電器越多，用戶(hù)的總功率越大，輸電線上損耗的功率越大，故發(fā)電廠輸出總功率增大，故B正確；C．發(fā)電廠輸出電壓不變，輸出功率加倍，輸電電流加倍，由加倍，則增大為原來(lái)4倍，故C錯(cuò)誤；D．輸電線R上有損耗的電壓，故即使用戶(hù)獲得的電壓仍小于發(fā)電廠輸出電壓，故D正確。9.一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸傳播，速度大小為5m/s，在時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，經(jīng)0.2s后的波形如圖中虛線所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.經(jīng)0.2s波傳播的距離為1m，波沿軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻沿軸正方向運(yùn)動(dòng)C.處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為D.從時(shí)刻開(kāi)始質(zhì)點(diǎn)經(jīng)1.6s通過(guò)的路程為152cm〖答案〗ABD〖解析〗A．由圖可知該波波長(zhǎng)經(jīng)0.2s波傳播的距離經(jīng)0.2s波傳播的距離為根據(jù)波形的平移規(guī)則可知，這列波應(yīng)沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)A正確；B．根據(jù)波的傳播方向與波動(dòng)規(guī)律可知，時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；C．由得則處的質(zhì)點(diǎn)的位移表達(dá)式為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．從時(shí)刻經(jīng)1.6s時(shí)，由于所以質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程等于選項(xiàng)D正確。故選ABD。10.如圖所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，間距，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角，N、Q間連接一個(gè)電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，。將一根質(zhì)量，阻值的金屬棒放在導(dǎo)軌的ab位置，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，當(dāng)金屬棒滑至cd處時(shí)，其速度大小達(dá)到穩(wěn)定，位置cd與ab之間的距離約（可用于計(jì)算）。已知重力加速度大小，。則下列說(shuō)法正確的是（）A.金屬棒的最大速度為0.8m/sB.從釋放到速度最大過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為0.6CC.從釋放到速度最大經(jīng)過(guò)的時(shí)間為5sD.從ab到cd過(guò)程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為0.184J〖答案〗AD〖解析〗A．當(dāng)金屬棒滑至cd處時(shí)，其速度大小達(dá)到穩(wěn)定，速度達(dá)到最大值，設(shè)速度為v，感應(yīng)電流為I，此時(shí)金屬棒受力平衡，則有又解得故A正確；B．從釋放到速度最大過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為故B錯(cuò)誤；C．從ab到cd過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)量定理有即解得故C錯(cuò)誤；D．設(shè)從ab到cd過(guò)程中，回路產(chǎn)生焦耳熱為Q，根據(jù)能量守恒定律有解得根據(jù)焦耳定律有又解得故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分）11.如圖所示，是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，已知電流表的中間刻度為零，裝置已完整連接且能正常工作。（1）通電線圈A插入螺線管B或從螺線管B中拔出來(lái)的過(guò)程，可以看到，線圈A相對(duì)于螺線管B運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，電流表的指針________________（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”），表明螺線管B中________________（選填“有電流”或“無(wú)電流”）產(chǎn)生。（2）如圖，若發(fā)現(xiàn)向上抽出線圈A的過(guò)程，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則將變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)，電流表指針應(yīng)向________________（選填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)。（3）保持圖中線圈A和螺線管B位置不動(dòng)，將變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)，螺線管B中線圈截面有________________（選填“收縮”或“擴(kuò)張”）趨勢(shì)?！即鸢浮剑?）偏轉(zhuǎn)有電流（2）左（3）收縮〖解析〗（1）[1][2]通電后的螺線管A相當(dāng)于條形磁體，當(dāng)其插入B中或從B中拔出時(shí)，都會(huì)使螺線管B中的磁通量發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總要阻礙原磁通量的變化，由此可知與螺線管B構(gòu)成的閉合回路中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流表的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。（2）向上抽出線圈A，穿過(guò)螺線管B的磁通量減小，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，而將變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí)，接入回路中的變阻器的阻值減小，回路中的電流增大，即流過(guò)螺線管A的電流增大，因此螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，穿過(guò)螺線管B的磁通量增加，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。（3）保持圖中線圈A和螺線管B位置不動(dòng)，將變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路中的電阻減小，電路中的電流增大，使得通電螺線管螺的磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使穿過(guò)螺線管B的磁通量增加，根據(jù)楞次定律“增縮減擴(kuò)”的原理可知，螺線管B中線圈橫截面有收縮的趨勢(shì)。12.某同學(xué)在家里用單擺測(cè)定重力加速度大小，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）下列措施能提高該測(cè)量精確程度的是________________。（填標(biāo)號(hào)）A.懸線偏離豎直方向的夾角要小于B.擺球選用體積小、質(zhì)量大的鋼球C.從擺球釋放時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)D.測(cè)量一次全振動(dòng)的時(shí)間即作為單擺的周期（2）已知擺球的質(zhì)量為m，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺球在擺動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)擺球偏離平衡位置的位移大小為x時(shí)，若重力加速度大小為g，則此時(shí)擺球所受回復(fù)力的大小為_(kāi)_______________。（3）測(cè)出擺長(zhǎng)L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度大小為_(kāi)___________（用L、n、t、π表示）。（4）為提高結(jié)果的精確度，該同學(xué)測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像（T為單擺的周期，L為擺長(zhǎng)）如圖乙所示，由圖像可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮開(kāi)_______________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字，取）?！即鸢浮剑?）AB（2）（3）（4）9.86〖解析〗（1）A．懸線偏離豎直方向的夾角要小于，能提高該測(cè)量精確程度，故A正確；B．?dāng)[球選用體積小、質(zhì)量大的鋼球，可以減少空氣阻力的影響，故B正確；C．?dāng)[球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，誤差更小，故C錯(cuò)誤；D．測(cè)量30到50次全振動(dòng)的總時(shí)間來(lái)計(jì)算周期誤差更小，故D錯(cuò)誤。（2）設(shè)擺角為，單擺在小角度擺動(dòng)時(shí)，回復(fù)力為當(dāng)很小時(shí)等于角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)與半徑的比值，弧長(zhǎng)近似等于弦長(zhǎng)，即擺球偏離平衡位置的位移，所以有（3）根據(jù)單擺的周期公式單擺的周期為整理可得（4）由周期公式可得根據(jù)圖像斜率可知解得三、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)40分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，〖答案〗中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）13.如圖所示，空間中有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，一個(gè)匝數(shù)，邊長(zhǎng)，阻值不計(jì)的正方形金屬線框置于磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)，現(xiàn)使線框繞中央豎直對(duì)稱(chēng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，并將線框與一理想變壓器連接，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，副線圈中接有兩個(gè)阻值均為的定值電阻，π取3，求：（1）線框產(chǎn)生的交變電壓的有效值；（2）在線框轉(zhuǎn)動(dòng)100圈的時(shí)間內(nèi)，線框輸出的電能。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）線框產(chǎn)生交變電壓的最大值其中，聯(lián)立可得有效值為（2）設(shè)副線圈的輸出電壓為，則解得線框輸出的電能為14.如圖所示，質(zhì)量的滑軌C的右半部分是光滑的四分之一圓弧軌道，軌道半徑，圓弧軌道的最低點(diǎn)與水平面相切，質(zhì)量的物塊B左側(cè)連接一水平輕彈簧，滑軌C和物塊B都靜止在光滑水平面上。質(zhì)量的小球A（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距離滑軌C的最高點(diǎn)正上方處由靜止釋放，離開(kāi)滑軌C后繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)與彈簧發(fā)生相互作用。重力加速度大小為。求：（1）小球A首次離開(kāi)滑軌C時(shí)的速度大小；（2）彈簧的最大彈性勢(shì)能；（3）判斷小球與彈簧分離后能否再次追上滑軌C，若