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

2023~2024學(xué)年高二期中質(zhì)量檢測卷物理一、單選題1.自然界有許多地方有共振的現(xiàn)象，人類也在其技術(shù)中利用共振現(xiàn)象．如圖把一個篩子用四根彈簧支起來（后排的兩根彈簧未畫出），篩子上有一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這樣就做成了一個共振篩，篩子做自由振動時，完成次全振動用時，在某電壓下，電動偏心輪轉(zhuǎn)速是，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，下列說法正確的是（）A.篩子振動的固有周期為B.電動偏心輪的轉(zhuǎn)動周期為C.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】由題意可知篩子振動固有周期為，故A錯誤；電動偏心輪的轉(zhuǎn)動周期為，故B正確；要使篩子振幅增大，就是使這兩個周期值靠近，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)動力的周期；第二，減小篩子的質(zhì)量使篩子的固有周期減??；故CD錯誤。故選B。2.如圖甲所示的電路中，保持不變，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，則下列說法正確的是（）A.圖甲時刻回路中的磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化B.曲線對應(yīng)的電容為曲線對應(yīng)的電容的倍C.曲線對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量是曲線對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量的倍D.曲線對應(yīng)的電流最大時，曲線對應(yīng)的電流為零【答案】C【解析】圖甲中對線圈應(yīng)用安培定則可知，電流從電容器的上極板流出，即電容器正在放電，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，A錯誤；由圖乙可知，曲線的振蕩周期為曲線的倍，由振蕩電路周期公式，曲線對應(yīng)的電容為曲線對應(yīng)的電容的倍，B錯誤；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，且曲線對應(yīng)的電容為曲線對應(yīng)的電容的倍，可知曲線對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量是曲線對應(yīng)的電容器所帶最大電荷量的倍，C正確；曲線對應(yīng)的電流最大時，電容器兩端的電壓為，由圖乙可知此時曲線對應(yīng)的電容器兩端的電壓也為，即曲線對應(yīng)的電流也最大，D錯誤。故選C。3.如圖所示為汽油沖擊夯，其沖擊夯體質(zhì)量為，每次使夯體以的速度撞擊地面，與地面作用后自由跳起高度為，與地面撞擊時間是。重力加速度大小，則每次與地面撞擊時，沖擊夯體對地面的平均沖擊力大小約為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】與地面作用后的速度，取向上為正，根據(jù)動量定理有，解得，故選C。4.如圖所示，水平彈簧振子的平衡位置為點，在、兩點間做簡諧振動。、相距，從小球經(jīng)過點時開始計時，經(jīng)過首次到達點，取向右為正方向。下列說法正確的是（）A.彈簧振子做簡諧運動的表達式一定為B.小球做簡諧振動的頻率一定為C.小球從點向左運動到點的過程中速度減小，加速度也減小D.小球從點向左運動到點的過程中回復(fù)力增大，小球的機械能減小【答案】D【解析】根據(jù)題意知，小球做簡諧運動的周期可能是或，根據(jù)周期與頻率的關(guān)系，可得小球做簡諧運動的頻率可能是或，故B錯誤；根據(jù)題意知，小球做簡諧運動的振幅為，彈簧振子做簡諧運動的表達式可能為或，故A錯誤；小球從點向左運動到點的過程中，速度減小，加速度增大，故C錯誤；小球從點向左運動到點的過程中，回復(fù)力增大，系統(tǒng)機械守恒，由于彈簧的彈性勢能增大，所以小球的機械能減小，故D正確。故選D。5.如圖所示，一列沿軸傳播的簡諧橫波，時刻的波形圖如圖甲所示，圖乙表示處質(zhì)點的振動圖像。下列說法正確的是（）A.該波沿軸正方向傳播B.該波的波速大小為C.該波可以與頻率為的同種波發(fā)生穩(wěn)定的干涉D.經(jīng)過質(zhì)點通過的路程為【答案】B【解析】由圖乙知質(zhì)點在時刻振動方向為負方向，結(jié)合甲圖的波形可知波沿軸負方向傳播，故A錯誤；由圖甲知波長為，由圖乙知周期為，波速為，故B正確；該波的頻率為，頻率相同的兩種波發(fā)生穩(wěn)定的干涉，該波與頻率為的同種波不能發(fā)生穩(wěn)定的干涉，故C錯誤；由，振幅為，經(jīng)過質(zhì)點通過的路程為，故D錯誤。故選B。6.一有界平行區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場寬度為，一個高為的等腰梯形導(dǎo)體線框在外力作用下以速率向右勻速穿過磁場。時刻，邊位于磁場左邊界，規(guī)定向左為安培力正方向，感應(yīng)電流順時針為正。下列關(guān)于線框所受安培力、線框中感應(yīng)電流隨時間的變化規(guī)律正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)邊長為，邊與水平方向的夾角為，線框的電阻為，根據(jù)題意可知，線框進入和穿出磁場的時間均為，線框進入磁場的過程中，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知，線框中感應(yīng)電流為順時針方向（為正），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度，可知在進入磁場的過程中切割磁感線的長度的最小值為邊長，最大值為邊長，根據(jù)，，，可得，，根據(jù)表達式可知，感應(yīng)電流隨時間成線性增加，而安培力與時間的函數(shù)圖像為開口向上的拋物線；當線框出磁場時，根據(jù)楞次定律結(jié)合安培定則可知感應(yīng)電流為逆時針方向（為負），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度仍為，即在線框出磁場的過程中，切割磁感線的長度的最小值為邊長，最大值為邊長，則可知，感應(yīng)電流隨時間仍是成線性增加，但方向與進入磁場時相反，且在線框進出磁場的過程中，感應(yīng)電流的最小值與最大值相同，而安培力的方向與進入磁場時相同，且大小變化也與進入磁場時相同。故選D。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，半徑為，點為最低點，點切線水平，整個半圓槽處于垂直紙面向里的勻強磁場中（未畫出）。從半圓槽右邊與圓心等高處由靜止釋放一質(zhì)量為，電荷量為的小球。已知磁感應(yīng)強度大小為，不計空氣阻力，重力加速度為，則下列說法正確的是（）A.小球所受洛倫茲力的方向始終指向圓心B.小球首次到達另一側(cè)過程中所受洛倫茲力先減小后增大C.小球到達最低點時的速度大小為D.小球向左經(jīng)過點與向右經(jīng)過點時對半圓槽的壓力大小相同【答案】C【解析】根據(jù)左手定則可知，小球向左運動時，所受洛倫茲力的方向始終背離圓心。小球向右運動時，所受洛倫茲力的方向始終指向圓心。故A錯誤；小球首次到達另一側(cè)過程中，重力先做正功，后做負功，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錯誤；由動能定理可得，解得，故C正確；小球向左經(jīng)過點時，有，解得，向右經(jīng)過點時，有，解得，由此可知，小球向左經(jīng)過點與向右經(jīng)過點時對半圓槽的壓力大小不同。故D錯誤。故選C。二、多選題8.如圖所示是遠距離輸電線路圖，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。假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓不變，則下列說法正確的是（）A.用戶使用的用電器數(shù)量增多時，用戶獲得的電壓不變B.用戶使用的用電器數(shù)量增多時，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，則輸電線上損耗的功率增大為原來倍D.若，用戶獲得的電壓仍小于發(fā)電廠的輸出電壓【答案】B、D【解析】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，用戶使用的用電器增多時，用戶端電阻變小，變大，則變大，輸電線上電壓增大，減小，所以減小，用戶獲得電壓減小，故A錯誤；用戶使用的用電器越多，用戶的總功率越大，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；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，則增大為原來倍，故C錯誤；輸電線上有損耗的電壓，故，即使，用戶獲得的電壓仍小于發(fā)電廠輸出電壓，故D正確。故選BD。9.一列簡諧橫波沿軸傳播，速度大小為，在時刻的波形圖如圖中實線所示，經(jīng)后的波形如圖中虛線所示，下列說法正確的是（）A.經(jīng)波傳播的距離為，波沿軸正方向傳播B.質(zhì)點在時刻沿軸正方向運動C.處的質(zhì)點的位移表達式為D.從時刻開始質(zhì)點經(jīng)通過的路程為【答案】A、B、D【解析】由圖可知該波波長，經(jīng)波傳播的距離，經(jīng)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)沿軸正方向傳播，選項A正確；根據(jù)波的傳播方向與波動規(guī)律可知，時刻質(zhì)點沿軸正方向運動，選項B正確；由得，則，處的質(zhì)點的位移表達式為，選項C錯誤；從時刻經(jīng)時，由于，所以質(zhì)點通過的路程等于，選項D正確。故選ABD。10.如圖所示，、為足夠長的平行金屬導(dǎo)軌，間距，導(dǎo)軌平面與水平面間夾角，、間連接一個電阻，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度大小，。將一根質(zhì)量，阻值的金屬棒放在導(dǎo)軌的位置，導(dǎo)軌的電阻不計．現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌接觸良好。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，當金屬棒滑至處時，其速度大小達到穩(wěn)定，位置與之間的距離約（可用于計算）。已知重力加速度大小，，。則下列說法正確的是（）A.金屬棒的最大速度為B.從釋放到速度最大過程中，通過電阻的電荷量為C.從釋放到速度最大經(jīng)過的時間為D.從到過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】A、D【解析】當金屬棒滑至處時，其速度大小達到穩(wěn)定，速度達到最大值，設(shè)速度為，感應(yīng)電流為，此時金屬棒受力平衡，則有，又，解得，故A正確；從釋放到速度最大過程中，通過電阻的電荷量為，故B錯誤；從到過程中，根據(jù)動量定理有，即，解得，故C錯誤；設(shè)從到過程中，回路產(chǎn)生的焦耳熱為，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。故選AD。三、實驗題11.如圖所示，是研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗裝置，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）通電線圈插入螺線管或從螺線管中拔出來的過程，可以看到，線圈相對于螺線管運動的時候，電流表的指針________________（選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”），表明螺線管中________________（選填“有電流”或“無電流”）產(chǎn)生。（2）如圖，若發(fā)現(xiàn)向上抽出線圈的過程，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，則將變阻器滑片向右滑動時，電流表指針應(yīng)向________________（選填“左”或“右”）偏轉(zhuǎn)。（3）保持圖中線圈和螺線管位置不動，將變阻器滑片向右滑動時，螺線管中線圈截面有________________（選填“收縮”或“擴張”）趨勢?！敬鸢浮浚?）偏轉(zhuǎn)；有電流（2）左；（3）收縮【解析】（1）通電后的螺線管相當于條形磁體，當其插入中或從中拔出時，都會使螺線管中的磁通量發(fā)生改變，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場總要阻礙原磁通量的變化，由此可知與螺線管構(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，穿過螺線管的磁通量減小，電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，而將變阻器的滑片向右滑動時，接入回路中的變阻器的阻值減小，回路中的電流增大，即流過螺線管的電流增大，因此螺線管產(chǎn)生的磁場增強，穿過螺線管的磁通量增加，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。（3）保持圖中線圈和螺線管位置不動，將變阻器滑片向右滑動時，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增強，從而使穿過螺線管的磁通量增加，根據(jù)楞次定律“增縮減擴”的原理可知，螺線管中線圈橫截面有收縮的趨勢。12.某同學(xué)在家里用單擺測定重力加速度大小，實驗裝置如圖甲所示。（1）下列措施能提高該測量精確程度的是________________。（填標號）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.從擺球釋放時開始計時 D.測量一次全振動的時間即作為單擺的周期（2）已知擺球的質(zhì)量為，擺長為，擺球在擺動過程中，當擺球偏離平衡位置的位移大小為時，若重力加速度大小為，則此時擺球所受回復(fù)力的大小為________________。（3）測出擺長及單擺完成次全振動所用的時間，則重力加速度大小為________________（用、、、表示）。（4）為提高結(jié)果的精確度，該同學(xué)測出多組實驗數(shù)據(jù)作出圖像（為單擺的周期，為擺長）如圖乙所示，由圖像可以求出當?shù)氐闹亓铀俣却笮開_______________（結(jié)果保留位有效數(shù)字，取）?！敬鸢浮浚?）AB；（2）；（3）；（4）【解析】（1）懸線偏離豎直方向的夾角要小于，能提高該測量精確程度，故A正確；擺球選用體積小、質(zhì)量大的鋼球，可以減少空氣阻力的影響，故B正確；擺球經(jīng)過最低點時開始計時，誤差更小，故C錯誤；測量到次全振動的總時間來計算周期誤差更小，故D錯誤。故選AB。（2）設(shè)擺角為，單擺在小角度擺動時，回復(fù)力為，當很小時，等于角對應(yīng)的弧長與半徑的比值，弧長近似等于弦長，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。四、解答題13.如圖所示，空間中有水平方向的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小，一個匝數(shù)，邊長，阻值不計的正方形金屬線框置于磁場中的豎直平面內(nèi)，現(xiàn)使線框繞中央豎直對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，線框勻速轉(zhuǎn)動的周期，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，副線圈中接有兩個阻值均為的定值電阻，取，求：（1）線框產(chǎn)生的交變電壓的有效值；（2）在線框轉(zhuǎn)動圈的時間內(nèi)，線框輸出的電能?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）線框產(chǎn)生的交變電壓的最大值，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，圓弧軌道的最低點與水平面相切，質(zhì)量的物塊左側(cè)連接一水平輕彈簧，滑軌和物塊都靜止在光滑水平面上。質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點）從距離滑軌的最高點正上方處由靜止釋放，離開滑軌后繼續(xù)向右運動與彈簧發(fā)生相互作用。重力加速度大小為。求：（1）小球首次離開滑軌時的速度大??；（2）彈簧的最大彈性勢能；（3）判斷小球與彈簧分離后能否再次追上滑軌，若能，求出小球能到達滑軌上的最大高度；若不能，說明理由?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）、組成的系統(tǒng)，小