广东省2023-2024学年高二下学期阶段月考考试物理试卷（解析版）

这是一份广东省2023-2024学年高二下学期阶段月考考试物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了25m/s， 下列说法错误的是等内容，欢迎下载使用。
考试时间为75分钟，满分100分
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图甲所示为医护人员利用“彩超”测定血管中血液的流速，图乙为波源S连续振动，形成的水波，靠近桥墩P时浮出水面的叶片A静止不动。下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理
B. 若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大
C. 乙图中，为使水波能带动叶片振动，可降低波源振动的频率
D. 乙图中，为使水波能带动叶片振动，可减小波源距桥墩的距离
【答案】D
【解析】AB．“彩超”利用的是多普勒效应原理，“彩超”工作时，向人体内发射频率已知的超声波，若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大，故AB正确；
CD．降低波源振动的频率，根据波速不变，频率减小，波长增大，衍射现象明显，水波能带动叶片振动，减小波源距桥墩的距离并不能使水波能带动叶片振动，故C正确，D错误；
本题选择错误选项，故选D。
2. 利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着等腰梯形线圈，匝数为n，上下底边水平且ab长为l，cd长为2l，线圈一半的高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方向相反的电流时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】线圈一半处于匀强磁场中，则有效长度为，安培力大小为
电流反向时，需要在左盘中增加质量为m的砝码，说明原来的安培力方向向上，当电流反向，安培力变为向下时，再次平衡，说明安培力等于的一半，即
得
故选C。
3. 如图甲所示是街头常见的降压变压器，图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压基本不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，电阻器R代表用户用电器的总电阻，不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（ ）
A. 用电器增加时，用户用电器的总电阻变大
B. 用电器增加时，通过变压器副线圈的电流变小
C. 用电器增加时，用户用电器两端电压变小
D. 用电器增加时，输电线损耗的功率变小
【答案】C
【解析】由于原线圈输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈输出电压不变，当用电器增加时，用户用电器的总电阻变小，即电阻器R减小，根据欧姆定律可得
可得通过副线圈电流增大；两端电压增大，则用户用电器两端电压变小；根据
可知输电线损耗的功率变大。
故选C。
4. 主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，如图所示，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是（ ）
A. 主动降噪技术应用了波的衍射原理
B. 降噪声波与环境噪声的波长必须相等
C. 降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强
D. 环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越大
【答案】B
【解析】AB．降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，故A错误，B正确；
C．降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，故C错误；
D．声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。
故选B
5. 图甲是某一交流发电机的示意图，两磁极N、S间存在可视为水平向右的匀强磁场，V为理想电压表，电阻，线圈内阻。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，通过线圈的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B. 线圈转动的角速度为
C. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零
D. 时间内，通过电阻R的电荷量为
【答案】D
【解析】A．由图乙可知，电流有效值为
电压表的示数等于两端电压有效值，则有
故A错误；
B．由图乙可知，周期为
则线圈转动的角速度为
故B错误；
C．由图乙可知，时，感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，故C错误；
D．电动势最大值为
根据
可得
时间内，磁通量变化为
则通过电阻R的电荷量为
故D正确。
故选D。
6. 如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再次降压为动力系统供电。已知发电厂的输出功率为P，输电线的电阻为r，两变压器原副线圈的匝数如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 通过输电线的电流为
B. 输电线上损失的电压为
C. 输电线上损失的功率为
D. 动力系统两端的电压为
【答案】C
【解析】ABC．牵引变电所的理想变压器副线圈电压为
则通过输电线的电流为
输电线上损失的电压为
输电线上损失的功率为
故AB错误，C正确；
D．动力车厢内的理想变压器原线圈电压为
则动力系统两端的电压为
故D错误。
故选C。
7. 篮球运动在学校普遍受到学生的喜爱，为了检验一篮球的弹性性能，某同学让它从高处自由下落，能够自由弹跳到高度处。篮球和地面接触的时间，不考虑篮球在运动中的转动和所受的空气阻力，篮球的质量为，当地重力加速度g取。若取向上为正方向，则（ ）
A. 篮球在下落过程中，合力的冲量为
B. 篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为
C. 篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为
D. 篮球受到地面平均冲击力大小为
【答案】D
【解析】A．篮球在下落过程中，根据
解得下落时间为
篮球在下落过程中，合力的冲量为
故A错误；
B．设篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为，根据
可得
故B错误；
C．篮球与地面碰撞前瞬间的速度大小为
则篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为
故C错误；
D．篮球在与地面碰撞过程中，根据动量定理可得
解得篮球受到地面的平均冲击力大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波的传播速度大小为0.25m/s
C. 时，处质点沿y轴正方向振动
D. 1~1.5s时间内，处质点的路程大于10cm
【答案】AD
【解析】A．由图乙可知，时，处质点沿y轴负方向振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，A正确；
B．由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为2s，波的传播速度大小为
B错误；
C．时，处质点沿y轴负方向振动，C错误；
D．1~1.5s时间内，处质点振动了，时，它正在向平衡位置方向振动，故1~1.5s时间内的路程大于一个振幅，即路程大于10cm，D正确。
故选AD。
9. 下列说法错误的是（ ）
A. 图甲是回旋加速器的示意图，粒子的最大动能与狭缝之间的电压U有关
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势
C. 图丙是速度选择器，粒子从P、Q两点进入后均能沿直线匀速通过速度选择器
D. 图丁是质谱仪，电荷量相同的粒子（初速度为零）打在照相底片D的同一位置
【答案】ACD
【解析】A．图甲是回旋加速器示意图，当粒子轨迹半径等于D形盒子半径时，粒子的动能最大，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
则最大动能为
可知粒子的最大动能与狭缝之间的电压U无关，故A错误，满足题意要求；
B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，根据
可得
则可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势，故B正确，不满足题意要求；
C．图丙是速度选择器，粒子从Q点进入，受到的电场力和洛伦兹力方向一定相同，粒子不可能能沿直线匀速通过速度选择器，故C错误，满足题意要求；
D．图丁是质谱仪，粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
可得
粒子进入磁场，由洛伦兹力提供向心力得
联立可得
电荷量相同的粒子（初速度为零），如果质量不相等，则粒子在磁场中的半径不相等，打在照相底片D的不同位置，故D错误，满足题意要求。
故选ACD。
10. 如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为、长度为的水平金属棒ab一端固定在竖直导电转轴上，随轴以一定的角速度顺时针匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和板间距为d的平行板电容器C，质量为m、电荷量大小为q的颗粒在电容器极板间恰好处于静止状态。重力加速度为，不计其他电阻和摩擦，则（ ）

A. 电容器两极板间的电压为
B. 电容器两极板间的电压为
C. 金属棒转动的角速度大小为
D. 金属棒转动的角速度大小为
【答案】AC
【解析】AB．颗粒在电容器极板间恰好处于静止状态，受力分析可得
电容器极板间电场的电场强度
电容器两极板间的电压
故A正确，B错误；
CD．电容器并联在电阻R两端，电阻R两端的电压与电容器两极板间的电压相等，由串联电路的分压可知，金属棒ab切割的感应电动势大小
金属棒ab切割的感应电动势的表达式
金属棒转动的角速度大小
故C正确，D错误；
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，小明同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究。
（1）本实验中，除可拆变压器外，还需要的器材有______
A.低压直流电源 B.低压交流电源 C.交流电压表 D.开关、导线若干
（2）观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是______。
A．整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.互相绝缘的硅钢片叠成
（3）观察原、副线图的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______（选填“多”或“少”）。
（4）小明正确选材并接线后，记录如下表所示的四组实验数据。
分析表中数据可知，一定是______（选填“原”或“副”）线圈的匝数。
【答案】（1）BCD （2）C （3）少 （4）副
【解析】（1）[1]本实验中应选用低压交流电源，用交流电压表测副线图电压，实验还需要开关、导线若干。
故选BCD。
（2）[2]为了减小涡流，变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成。
（3）[3]原、副线圈的导线粗细不同，匝数少的电流大，则导线粗。
（4）[4]由表中数据可得，在误差允许范围内变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，即
由于存在漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，则变压器的副线图两端测得的电压略小于理想值，故可知一定是副线圈的匝数。
12. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中：
（1）实验发现，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“-”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，实验发现指针向右偏转，则条形磁铁的N极______（选填“向上”或“向下”）运动。
（2）如图乙另一种实验装置，开关闭合前小螺线管已插入到大螺线管中。
①请用笔画线代替导线，将电路图补充完整。（ ）
②在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。在开关闭合的状态下，将小螺线管迅速抽出时，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转；断开开关的瞬间，灵敏电流计的指针______（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
③将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针将向______（选填“左”或“右”）偏转；进一步分析，滑动变阻器的滑片向左滑动的速度越大，电流表指针偏转角度______（选填“越大”或“越小”）。
【答案】（1）向上 （2） 左 向左 右 越大
【解析】（1）实验发现指针向右偏转，则电流从下端流入电流计，螺线管中的感应电流从上到下，根据楞次定律，则条形磁铁的N极向上运动。
（2）①[1]用笔画线代替导线，将电路图补充完整
②[2][3]在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明磁通量增加时电流计指针右偏。在开关闭合的状态下，将小螺线管迅速抽出时，则磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转；断开开关的瞬间，则磁通量减小，灵敏电流计的指针向左偏转。
③[4][5]将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，滑动变阻器阻值减小，电流变大，磁通量增加，则灵敏电流计指针将向右偏转；进一步分析，滑动变阻器的滑片向左滑动的速度越大，磁通量增加的越快，感应电流越大，即电流表指针偏转角度越大。
13. 真空区域有宽度为、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。MN边界上有一个点状的粒子放射源S，它可以向各个方向发射质量为m、电荷量为+q（q>0）、速率为v（未知）的带电粒子。若粒子沿着与MN夹角为37°的方向射入磁场中，刚好未能从PQ边界射出，在磁场中运动时间t（未知）后从MN边界离开。不计粒子的重力，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的速率v和时间t；
（2）PQ边界有粒子射出的长度x。
【答案】（1）， （2）
【解析】（1）粒子刚好未能从边界射出磁场，轨迹如图所示
根据几何关系可知
解得
根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
粒子运动的周期
粒子运动的时间
（2）当粒子初速度平行MN时，轨迹如图所示
根据几何关系可知
由图甲知
则PQ边界有粒子射出的长度
14. 为了解决装卸货物时因抛掷而造成物品损坏的问题，某物流公司设计了如图所示的缓冲转运装置，卸货时固定的缓冲装置A的左侧紧靠静止的物流大货车，其右侧紧靠转运车B，包裹C可以从缓冲装置A的光滑曲面的不同高度h处由静止滑下，滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走。缓冲装置A的光滑曲面末端刚好与转运车B上表面相切。转运车B上表面D点左侧长度，包裹C与D点左侧之间的动摩擦因数，D点右侧光滑，转运车B右端固定一根轻弹簧，处于原长时弹簧左端刚好在D点。转运车B的质量，与水平地面间的摩擦可忽略。包裹C可视为质点且无其他包裹影响，不计包裹C从缓冲装置A滑上转运车B过程中的机械能损失。取重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧未超过弹性限度。若包裹C的质量，求：
（1）为使包裹C能在转运车上静止，包裹C释放时的最大高度h；
（2）在（1）问包裹C从最大高度释放的前提下，弹簧最大的弹性势能及整个运动过程中由于摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）当包裹C滑上转运车B且压缩弹簧，被弹簧弹回最终相对静止在转运车B的左端时，包裹C释放时的高度最大，则包裹C从缓冲装置A的光滑曲面滑下过程，根据动能定理可得
解得
包裹C从滑上转运车B到最终相对静止在转运车B左端过程，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得
（2）包裹C压缩弹簧过程，当包裹C与转运车B共速时，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得
整个运动过程中由于摩擦产生的热量为
15. 如图甲所示，间距的足够长倾斜导轨倾角，导轨顶端连接阻值的电阻．左侧存在一面积的圆形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。右侧存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一长、电阻的金属棒与导轨垂直放置，至,金属棒恰好能静止在导轨上，之后金属棒开始沿导轨下滑，经过足够长的距离经过,且在经过前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知左侧导轨均光滑，右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数，不计导轨电阻与其他阻力，金属棒始终与导轨接触良好，，取。求：
（1）内流过电阻的电流和金属棒的质量；
（2）金属棒经过后电阻R上产生的焦耳热；
（3）金属棒经过后通过电阻R的电荷量。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律可得内回路中的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律可得流过电阻的电流
设金属棒的质量为m,这段时间内金属棒受力平衡，即
解得
（2）设金属棒经过时的速度大小为v,此时回路中的感应电动势
回路中的电流
导体棒受力平衡，即
解得
设金属棒从经过到最终停下过程中下滑的距离为x，根据功能关系有
又
电阻R上产生的焦耳热
（3）设金属棒从经过到最终停下的过程中，回路中的平均电流为，经历时间为t，对金属棒根据动量定理有
且
解得
匝
100
100
200
200
匝
200
400
400
800
2.10
1.95
5.22
2.35
4.28
8.00
10.60
9.64