浙江省寧波市2023-2024學年高二年級下冊2月期初測試物理試卷

2024年2月高二期初考試物理試卷

一、單選題

1.有一種工程減振裝置叫作調諧質量阻尼器，是目前大跨度、大懸挑與高聳結構振動控制中應用最廣泛的

結構被動控制裝置之一。這種裝置是一個由彈簧、阻尼器和質量塊組成的振動控制系統(tǒng)，附加在需要振動

控制的主結構上。主結構在外界驅動力的作用下產生振動時，會帶動減振裝置一起振動。當滿足一定條件

時，減振裝置的彈性力與外來驅動力的方向相反，抵消了一部分驅動力，從而最大限度地降低主結構的振

動，達到減振的效果。如圖所示是調諧質量阻尼器的結構，關于調諧質量阻尼器，下列說法正確的是（）,

A.其振動頻率一定與外力的頻率相等

B.其振動一定是簡諧運動

C.其工作原理是共振的利用

D.質量塊變化時，其隨驅動力振動的頻率也會跟著發(fā)生變化

【答案】A

【解析】

【詳解】AC.因為滿足一定條件時，減振裝置的彈性力與外來驅動力的方向相反，抵消了一部分驅動力，

可知其振動頻率一定與外力的頻率相等，但不是共振，選項A正確，C錯誤；

B.其振動是受迫振動，不一定是簡諧運動，選項B錯誤；

D.驅動力振動的頻率由外部振動決定，則質量塊變化時，其隨驅動力振動的頻率不變，選項D錯誤。

故選Ao

2.隨著電動汽車的普及，汽車無線充電受到越來越多的關注。其原理如圖所示，將受電線圈安裝在汽車的

底盤上，供電線圈安裝在路基中，當電動汽車行駛到供電線圈裝置上方時，受電線圈即可“接受”到供電

線圈的電流，從而對蓄電池進行充電。關于無線充電，下列說法正確的是（）

A.供電線圈接直流電源也可以實現(xiàn)無線充電

B.地面供電線圈中電流和車身底部受電線圈中電流的頻率相同

C.地面供電線圈和車身底部受電線圈的磁通量變化率相同

D.若供電線圈和受電線圈均采用超導材料，則能量的傳輸效率可達到100%

【答案】B

【解析】

【詳解】A.無線充電技術與變壓器都是利用電磁感應原理，若將供電線圈接到恒定電流的電源上，不能對

蓄電池進行充電，應將供電線圖接到交流電源上，才能產生變化的磁場，使受電線圈發(fā)生電磁感應，對電

池進行充電，故A錯誤；

B.變壓器變壓不變頻，所以受電線圈中交變電流的頻率與供電線圈中交變電流的頻率相同，故B正確；

C.由于存在漏磁，即地面供電線圈產生的磁場沒有完全提供給車身底部受電線圈，導致地面供電線圈和車

身底部受電線圈的磁通量變化率不相同，故C錯誤；

D.由于漏磁等因素，傳輸效率不可能達到100%,故D錯誤。

故選Bo

3.水平地面上固定一段光滑絕緣圓弧軌道，過軌道左端N點的豎直線恰好經過軌道的圓心（圖上未畫出）,

緊貼N點左側還固定有絕緣豎直擋板。自零時刻起將一帶正電的小球自軌道上的M點由靜止釋放。小球與

擋板碰撞時無能量損失，碰撞時間不計，運動周期為7,M,N間的距離為L并且遠遠小于軌道半徑，重力

加速度為g,以下說法正確的是（）

A.圓弧軌道的半徑為事

B.空間加上豎直向下的勻強電場，小球的運動周期會增大

C.空間加上垂直紙面向里的勻強磁場，若小球不脫離軌道，運動周期不變

D.；7時小球距N點的距離約為人

22

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由M、N間的距離為c并且遠遠小于軌道半徑，則小球在圓弧軌道上的運動可看成單擺模型,

其周期為單擺的半個周期，根據(jù)單擺的周期公式有

人2《

根據(jù)題意有

"=27

解得圓弧軌道的半徑為

故A錯誤；

B.空間加上豎直向下的勻強電場，等效重力加速度增大，根據(jù)單擺的周期公式可知小球的運動周期將減小,

故B錯誤；

C.空間加上垂直紙面向里的勻強磁場，小球下滑時由于洛倫茲力總是與速度方向垂直，洛倫茲力不做功，

不改變速度大小，則若小球不脫離軌道，運動周期將不改變，故C正確；

D.將小球的運動等效為單擺時，做簡諧運動的表達式為

2乃7t

x=2cos(——t)=Lcos(—0

"T

T

當/=彳時，小球距N點的距離約為

2

x-0

故D錯誤。

故選C。

4.如圖所示，質量均為加=2kg的木塊A和B,并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端

的O點系一長為/=0.5m的細線，細線另一端系一質量為1kg的球C?，F(xiàn)將C球拉起使細線水平伸直，并

由靜止釋放C球。從開始釋放C到A、B兩木塊恰好分離的過程，下列說法正確的是()

B.兩物塊A和B分離時，C的速度大小為20m/s

C.C球由靜止釋放到最低點的過程中，木塊移動的距離為0.4m

D,C球由靜止釋放到最低點，物體A、B和C球所組成的系統(tǒng)動量和機械能都守恒

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.當球C運動至最低點左側，繩拉力的水平分力使A減速，則球C運動至最低點時，兩物塊A

和B分離，根據(jù)動量守恒

mcv1=2mv2

根據(jù)機械能守恒

7121c2

mcgl=—+—x2mv2

得

C的速度大小和A、B的速度大小分別為

“—2A/2IH/s,匕=—m/s

A錯誤，B正確；

C.由于

m^vxt=2m^v2t

即

mcxx-2mx2

又

xx+x2=1

得木塊移動的距離為

x2=0.1m

C錯誤；

D.C球由靜止釋放到最低點的過程中，系統(tǒng)機械能守恒，當只有水平方向的動量守恒，D錯誤。

故選B。

5.生活中我們常用高壓水槍清洗汽車。如圖所示，水垂直車門噴射，出水速度為30m/s,水的密度為

1.0xl03kg/m3,水碰到車后四面散開。則車門單位面積受到水的平均沖擊力為多大（）

A.3X104NB.9X105NC.3X107ND.9X108N

【答案】B

【解析】

【詳解】設出水時間為/,水槍的噴口的橫截面積為S,對畫表面的沖擊力為R水槍噴出水的速度為V,則

在/時間內噴出水的質量為

m=pV=pSvt

以這部分水位研究對象，以水噴出的方向為正方向，則由動量定理可得

Ft=0mv

由水槍噴嘴的橫截面積很小，可忽略不計，則所受到水的沖擊力約為

F=1.0x103kg/m3x（30m/s）2=9xl05N

故選B。

6.邊長為工的單匝正方形金屬框，電阻為〃，在磁感應強度為8的勻強磁場中以恒定角速度口繞垂直磁場

的。。'軸轉動，外接電阻為R。如圖甲所示，第一次在發(fā)電機的矩形線框處加水平向右的勻強磁場開始計

時；如圖乙所示，第二次在矩形線框處加豎直向下的勻強磁場開始計時。下列說法正確的是（）

B2①

A.甲輸出是交流電,轉動一周的過程中電流的有效值為

V2（J?+r）

4Bl?

B.甲輸出是直流電，轉動一周的過程中流過電阻的電荷量”總？

C.乙輸出是交流電，轉動一周的過程中電阻R上電壓最大值為8aL2

D.乙輸出是直流電，轉動一周的過程中電路的總功率為BS

R+r

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)右手定則可知，甲圖中通過電阻的電流方向始終不變，則甲輸出是直流電，轉動一周的

過程中電流的有效值為

I_EmBE8

有41e（R+r）V2（^+r）

轉動一周的過程中，每轉過90°,通過電阻的電荷量為

-EA①B?

由于通過電阻的電流方向不變，則轉動一周的過程中流過電阻的電荷量

“4B0

q=4q°=aj

故A錯誤，B正確;

CD.根據(jù)右手定則可知，乙圖中通過電阻的電流方向改變，則乙輸出是交流電，轉動一周的過程中電阻R

上電壓最大值為

TTRrRB?①

轉動一周的過程中電路的總功率為

52Z4?2

2（7?+r）2（7?+r）

故CD錯誤。

故選B。

7.內徑為行廠、外徑為2r的透明介質半球殼的折射率〃=2,如圖所示為其截面示意圖?，F(xiàn)將點光源放

在尸處，P點在。點正上方內殼上，光射向外殼經過折射后射出球殼（不考慮光的反射），已知光在真空中

的傳播速度為。。則介質球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長為（）

6w

【答案】A

【解析】

【詳解】光從介質中射向真空，發(fā)生全反射的臨界角C滿足

sinC=—

n

C=30°

光源放于尸點處，假設其射出的光線在0點恰好發(fā)生全反射，如圖所示，則在三角形OP。中，根據(jù)正弦定

理有

smZOPQsin30°

ZOPQ=135°

則

ZPOQ=15°

根據(jù)對稱性可知若點光源放于P點處，則介質球殼外表面發(fā)光區(qū)域在截面上形成的弧長為

2x15°cc口

x27rx2r=—

360°3

O

8.對如圖所示的圖樣、示意圖或實驗裝置圖，下列判斷正確的是（）

甲圖是小孔衍射的圖樣，也被稱為“泊松亮斑”

B.乙圖是利用薄膜干涉來檢測玻璃板的平整程度，它是光在被檢測玻璃板的上下表面反射后疊加的結果

丙圖是雙縫干涉原理圖，若尸到岳、邑的路程差是波長的奇數(shù)倍，則尸處是暗紋

D.圖丁中的M、N是偏振片，P是光屏，當M固定不動，繞水平轉軸在豎直面內轉動N順時針180。后，P

上的光亮度不變

【答案】D

【解析】

【詳解】A.甲圖是小孔衍射的圖樣，“泊松亮斑”是圓板衍射，故A錯誤;

B.入射光經空氣膜上表面反射后得到第一束光，折射光經空氣膜下表面反射，又經上表面折射后得到第二

束光，并不是被檢測玻璃板的上下表面反射后的光，故B錯誤;

c.丙圖是雙縫干涉原理圖，若尸到百、邑的路程差是半波長的奇數(shù)倍，則尸處是暗紋，故c錯誤;

D.當M固定不動，繞水平轉軸在豎直面內轉動N順時針180。，兩偏振片平行，P上的光亮度不變，故D

正確。

故選D。

9.如圖所示，均勻介質中振動情況完全相同的兩波源岳、邑分別位于X]=-0.2m和4=1.2m處。/=0時

刻以頻率為7=10Hz同時開始向上振動，振幅為/=2cm,波的傳播速度為v=4m/s,P、M、。三質

點的平衡位置離。點距離分別為。尸=02m、（W=0.5m、OQ=0.8mo則下列關于各質點運動情況判

斷正確的是（）

Ay/cmv

2

5,PMQS2

IIIIIIIIIIIIII>

-2-10123456789101112x/10'm

-2-

A./=o.is時刻質點。開始沿y軸負方向運動

B.經，=0.175s,質點尸通過的路程為14cm

C./=0.275s時亥U,質點M恰好經平衡位置沿〉軸正方向運動

D./=0.35s時刻，S5之間（不包括E、邑）振動位移為零的點共有8處

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由于波速v=4m/s,因此在片0.Is時，兩列波各自向前傳播的距離

I=vt=0.4m

波源Si產生的波恰好向右傳到尸點，波源S2產生的波恰向左好傳到。點，由于波源起振方向向上，因此0

點開始沿夕軸正方向運動，A錯誤;

B.波的振動周期

T=—=01s

f

在經Z=0.175s時亥ij,必產生的波還沒有傳播到尸點，從Q0.1s到片0.175s,尸點振動了

3

0.075s=-7

4

因此質點尸通過的路程

s=3A=6cm

B錯誤；

C.兩列波同時到達M點，到達的時間

?=—s=0.175s

4

因此在/=0.275s時，M點振動了

0.1s=17

因此M點在/=0.275s時刻恰好經平衡位置沿了軸正方向運動，C正確;

D.片0.35s時刻，兩列波各自向前傳播了

0.35s=3.5T

恰好傳播到對方波源處，兩列波恰好重合，如同所示

振動加強S1S2之間（不包括&、&）振動位移為零的點共有6處，D錯誤。

故選C。

10.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，其波速為6m/s,片0時刻的波形如圖所示。下列說法正確的是（）

B.該時刻質點R沿y軸正方向運動

C.片4.5s時刻，質點Q加速度最大

D.0?1.5s時間內，質點P沿x軸正方向平移9m

【答案】C

【解析】

【詳解】A.由圖可知，該簡諧橫波的波長人12m,周期為

T=—=2s

v

故A錯誤；

B.由波傳播的方向與質點振動方向之間的關系”上坡向下，下坡向上”可知圖示時刻質點R沿＞軸負方向

運動，故B錯誤；

C.當

9

t=4.5s=-T

4

質點Q位于波峰，位移最大，加速度最大，故C正確；

D.質點P只在原位置上下振動，不會沿x軸方向平移，故D錯誤。

故選C。

第n卷(非選擇題)

請點擊修改第n卷的文字說明

二、解答題

11.如圖所示，水平地面上固定著一足夠長的木板，板上靜置氏c兩小球。一輕質彈簧的左端固定在球6上,

右端與球C接觸但未連接。一帶有圓弧軌道的小車d緊靠木板放置，其軌道底端的切線與木板上表面重合,

緊靠車左端有一擋板e?，F(xiàn)讓小球。從車軌道上距軌道底端高度為7/=5m處靜止滑下，當球。離開車后，

立即撤去擋板。球。與球6碰撞時間極短，碰后球。返回到車軌道底端時的速度大小為5m/s。已知球a、b、

c及車的質量分別為強，=1kg、mb=3kg＞加c=2kg、加d=4kg。小球均可視為質點，不計所有阻力，

彈簧始終處于彈性限度內。求：

(1)球6碰撞結束時球6的速度大??；

(2)當球c與彈簧分離時，球氏c的速度大小；

(3)球。沖上車的最高點距軌道底端的高度。

【詳解】(1)球a開始下滑到與6相碰前，根據(jù)機械能守恒定律有

加=(加“V；

球a、6碰撞過程中系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，故有

九%=一加'+也吃

可得

vb=5m/s

(2)球6與球c開始運動至球c與彈簧分離的過程中，兩球及彈簧構成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向,

根據(jù)動量守恒定律有

mbvb=mhv'h+mcv'c

根據(jù)能量守恒定律有

；加/；=；加/;，+g加

可得

Vj=Im/s,v'c=6m/s

（3）小球a與車d構成的系統(tǒng)，在水平方向上動量守恒，且球a運動到最高點時，球a豎直方向上速度為

零，以向左為正方向，水平方向上根據(jù)動量守恒定律有

mava=mav+mdv

設小球a沖上車的最高點距軌道底端的高度為h,則根據(jù)能量守恒守恒定律有

1，1212r

5mM=萬m/+5掰/+maSh

可得

h=lm

12.如圖所示，在平面直角坐標系X0V中，第I象限內存在勻強電場，電場方向沿y軸負方向，第H象限

內存在垂直于xOy平面、半徑為R的有界圓形勻強磁場，邊界線與x軸相切于/點、與〉軸相切于"點，

第IV象限存在矩形邊界的勻強磁場（圖中未畫出），第II、IV象限勻強磁場的磁感強度大小相等、方向相反。

有一電荷量為夕、質量為加的帶正電的離子從P點（R,27?）以初速度%向著圓心方向射入磁場，從M點

進入電場，從x軸上的N（2R,0）點進入第IV象限矩形邊界的勻強磁場內，經磁場偏轉后，粒子打到〉軸

上的。點時速度方向與y軸成45。角，粒子重力不計。求：

（1）勻強磁場的磁感應強度和勻強電場的電場強度分別為多大；

（2）第IV象限內矩形磁場面積的最小值；

（3）若在第IV象限整個區(qū)域分布著勻強磁場，磁感應強度大小為第II象限磁場的2倍，方向垂直平面向外,

求粒子經過電場第三次進入磁場時離。點的距離為o

2

【答案】（1）8=也，￡=/；（2）S=2（行—1）氏2；（3）再=8火

qR2qRV'

【解析】

【詳解】(1)粒子向著圓心方向射入圓形磁場做勻速圓周運動

2

qv°B=

K

解得磁感應強度大小為

'噬

粒子在電場中做類平拋運動，則有

2R=v°JR=

2m

解得電場強度大小為

￡=近

2qR

(2)到達N點時，沿電場方向的速度為

qE2R

匕=叫=—x—=v0。

m%

粒子到達N點時的速度為

+Vy="o

為方向與x軸成45°角，速度為夜％,粒子在磁場中運動的半徑為

2二…,

最小矩形磁場區(qū)域的寬度為

RV2

------K—R

22

長度為

2x—^―R2=2R

最小矩形磁場面積為

5=2（V2-1）7?2

（3）粒子在新磁場中半徑為

在第IV象限中轉270。返回磁場，水平后移

Ax=A/2J?3=R

在電場中再次前進水平距離4尺后第2次進入磁場，在磁場中轉270。又返回電場，再次后移凡當?shù)?次進

入磁場時

X[=2R+4R+4R-2Ax=8R

13.某同學設計了一個電磁擊發(fā)裝置，其結構如圖所示。間距為d=lm的平行長直導軌置于水平桌面上，導

軌中NO和N'。'段為絕緣材料，其余部分均為導電金屬材料，兩種材料平滑連接。導軌左側與圓形線圈相

連，線圈匝數(shù)為500匝、半徑為5cm,線圈內存在垂直線圈平面豎直向上的勻強磁場。電容器通過單刀雙

擲開關與導軌相連，其電容為C=1F。在M7'與AW'區(qū)域及右側寬度￡=lm范圍內存在著勻強磁場，

磁感應強度大小為3=0.5T,方向如圖所示。初始時金屬棒。處于MV'左側某處（緊靠NN'）,ma=0.1kg,

金屬棒6靜止于磁場右側某處，叫,=0.2kg,&=1Q。當開關與1連接時，圓形線圈中磁場隨時間均勻

變化，變化率為皆=±T/s。穩(wěn)定后將開關撥向2,金屬棒。以%=4m/s的速度向右彈出，穿過磁場區(qū)

域后與金屬棒b發(fā)生彈性碰撞，兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好，除金屬棒b外其余電阻均不計，不

計金屬棒與導軌間摩擦。求：

（1）當開關與1連接時，電容器所帶電荷量夕；

（2）電容器所剩電荷量d；

（3）金屬棒。第一次穿過磁場區(qū)域的過程中，金屬棒6上產生的焦耳熱。；

（4）金屬棒。最