河北省卓恒教育集团2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷（解析版）

这是一份河北省卓恒教育集团2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了答题前，先将自己的姓名，选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 生活中很多现象蕴含了物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应
B. 在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的折射现象
C. 火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，出站时会变低，这是声波的干涉现象
D. 在发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的衍射现象
【答案】A
【解析】A．医生利用彩超测病人血管内的血流速度是利用了超声波的多普勒效应，故A正确；
B．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的衍射现象，故B错误；
C．火车进站时鸣笛的音调变化，是声波的多普勒效应，故C错误；
D．发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的干涉现象，故D错误。
2. 鱼洗是一个由青铜铸造的具有一对提把的盆，如图甲所示。在盆内注半盆水，用双手轻搓两个提把，利用手与提把之间的摩擦使提把振动并发出嗡嗡的声音，提把的振动传给盆内的水，在水面上形成反复叠加的水波（又叫横驻波），则下列说法正确的是（ ）
A. 周围的人接收到的“嗡嗡”的声波是横波
B. 提把的振动在水面上传播，并与盆壁反射回来的反射波叠加是波的衍射现象
C. 鱼洗里面的水做受迫振动
D. 手摩擦提把的过程中，出现了水花向外溅出，是因为手给水的能量过高
【答案】C
【解析】A．声波是纵波，可知周围的人接收到的“嗡嗡”的声波是纵波，故A项错误；
B．提把的振动在水面上传播，并与盆壁反射回来的反射波叠加，不是波的衍射现象，故B项错误；
C．水受到提把的振动而振动是做受迫振动，C项正确；
D．鱼洗的水的振幅越来越大，最后溅出，是水和提把的振动形成了共振造成的，D项错误。
故选C。
3. 如图甲、乙所示，将完全相同的弹簧振子分别放在水平和倾斜的木板上，两图中小球位于A点时，弹簧均处于原长状态，图甲中小球从某位置由静止释放，小球经过B点时的速度为零，图乙中小球从A点由静止释放，点为平衡位置，小球经过B'点时的速度为零，且，不考虑一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A. 两图中，均由弹簧弹力提供小球振动的回复力
B. 图甲中，小球从A点向B点的运动过程中，小球的加速度先减小后增大
C. 两图中，小球振动时的机械能均守恒
D. 图甲中小球的最大动能大于图乙中小球的最大动能
【答案】D
【解析】A．图甲中，由弹簧弹力提供小球振动的回复力，图乙中，由弹簧弹力与重力的分力的合力提供小球振动的回复力，故A错误；
B．小球位于A点时，弹簧均处于原长状态，在图甲中，A点是平衡位置，从A点到B点的运动过程中，回复力一直增大，加速度一直增大，故B错误；
C．图甲和图乙中，振子做简谐振动，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故C错误；
D．由弹簧振子的分析可知，在图乙中，点是平衡位置，则图甲的振幅是图乙的振幅的两倍，回复力的比例常数一样，振幅越大，弹簧振子的能量越高，小球的最大动能越大，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，一束单色光从折射率为的透明介质射向折射率为的玻璃的表面，表示入射角，则下列说法正确的是（ ）
A. 若该光能射入玻璃，则光在介质和玻璃中的速度之比为
B. 无论入射角是多大，都会有光进入玻璃
C. 当时会发生全反射现象
D. 若该单色光从玻璃射向介质表面时，则可能会发生全反射
【答案】C
【解析】A．根据
可得
则有
故A错误；
BD．由发生全反射的条件可知，必须是光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角才能发生全反射，故BD错误；
C．由关系式
当刚好发生全反射时
解临界角
故C正确。
故选C。
5. 某小组制作了图甲所示的电磁枪，将待发射的金属子弹放在绝缘且内壁光滑的发射导管内，闭合开关S后，在内驱动线圈通入的电流随时间t的变化如图乙所示，则在内，下列说法正确的是（ ）
A. 驱动线圈内部的磁场方向水平向左
B. 金属子弹中产生的涡流的感应磁场方向水平向左
C. 时刻，金属子弹受到的安培力最大
D. 时刻，金属子弹中的感应电流最大
【答案】B
【解析】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，故A错误；
B．由图乙可知，通过驱动线圈的电流增大，则其在金属子弹处产生的水平向右的磁场增强，根据楞次定律，金属子弹中产生的涡流的感应磁场方向水平向左，故B正确；
CD．时刻驱动线圈的电流变化最快，则此时通过金属子弹的磁通量变化最快，金属子弹中的感应电流最大，但此时驱动线圈产生的磁场最弱，故金属子弹受到的安培力不是最大值，同理，时驱动线圈产生的磁场最强，但金属子弹中的感应电流最小，故金属子弹受到的安培力也不是最大值，故CD错误。
故选B。
6. 如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．由图乙可知，在0~1s内，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外且均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针（正方向），同理，在1~3s内，感应电流恒定，沿逆时针方向（负方向），在3~4s内，感应电流恒定，沿顺时针方向（正方向），故AB错误；
CD．在0~1s内，ad边的电流方向为d→a，根据左手定则可知，安培力的方向为水平向右（正方向），根据安培力公式，其中I恒定不变，B随t均匀增大，则F随t均匀增大；同理，在1~2s内，安培力水平向左且均匀减小，在2~3s内，安培力水平向右且均匀增大，在3~4s内，安培力水平向左且均匀减小，故C正确，D错误。
故选C。
7. 将一根长软绳一端拴在门把上，用手握住另一端并上下摆动，使绳波向左（x轴负方向）传播。图中实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图。已知该波的周期，P、Q两个质点对应的平衡位置坐标分别为，，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期为2.4s，波速为0.5m/s
B. 时，质点P沿y轴正方向运动
C. 0~0.4s时间内，质点P经过的路程为2m
D. 时，质点Q到达波峰位置
【答案】D
【解析】A．题图可知波长，振幅，从两时刻的波形图可以看出，在时间内，波传播的距离
故传播时间
解得周期
波速为
故A错误；
B．同侧法可知，时刻质点沿轴负方向运动，则经过
可知质点沿轴负方向运动，故B错误；
C．，质点经过的路程为
故C错误；
D．经过，实线波形向轴负方向平移
处的波形刚好传到质点，此时质点到达波峰，故D正确。
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. 如图所示，光滑弧形槽的弧长OP远小于半径R，使与竖直的夹角小于。将质量分别为2m和m的小球A、B从图示位置同时由静止释放，不计空气阻力，在两小球发生碰撞之前，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球A、B运动过程中的回复力是重力和支持力的合力
B. 小球A、B在运动过程中机械能都守恒
C. 小球B比小球A先运动到O点
D. 小球A、B同时到达O点
【答案】BD
【解析】A．小球A、B沿弧形槽做简谐运动，也是单摆模型，故小球所受重力在垂直摆线方向的分力提供回复力，重力的另一个分力与支持力的合力提供向心力，故A错误；
B．以小球和地球组成的系统，只有重力做功，小球的机械能守恒，故B正确；
CD．由单摆周期公式，可知小球A、B运动到O点的时间相等，均为，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过
B. 可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流
C. 可得出的结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系
D. 线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速
【答案】AB
【解析】A．闭合线圈自高处落下，经过a、c位置时，线圈中的磁通量改变，经过b位置时线圈中的磁通量没有改变，故A正确；
BC．分析线圈在位置a、b、c现象时，只能得出闭合线圈在切割磁感线的同时磁通量发生改变才可以产生感应电流的结论，无法得出不切割磁感线也能产生感应电流的结论，故B正确，C错误；
D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮，只能说明在位置c切割磁感线的速度比位置a大一些，而无法判断线圈的运动情况，故D错误。
故选AB。
10. 两位同学分别在两端抖动水平细绳，形成甲、乙两列简谐横波。已知甲、乙两波源相距12.5m，甲、乙两列波的波速均为1.0m/s，周期为，距离乙波源6m的质点O处标记一个红色点。某一时刻的波形图如图所示，从该时刻开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 甲乙两列波的波长之比为
B. 在图示时刻，质点P向上振动，质点Q向下振动
C. 时，质点O开始向上振动
D. 时，质点O到达波峰位置
【答案】AC
【解析】A．由波长计算公式，可得
故A正确；
B．由于振动方向与传播方向垂直，利用同侧垂直法可知，P、Q两质点都是向上振动，故B错误；
C．由A项分析可知，
则O、Q两质点的距离为
O、P两质点的距离为
可知时，质点Q的振动形式刚好传到质点O，而质点P的振动形式还没有传到质点O，故此时质点O的振动方向向上，故C正确；
D．时，质点P的振动形式刚好传到质点O，而质点Q的振动形式在质点O刚好振动了一个周期回到平衡位置，故此时质点O在平衡位置向上振动，故D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 物理兴趣小组利用“插针法”测量玻璃的折射率，设计了甲、乙两种方案。
（1）下列说法正确的是________（填正确答案标号）。
A. 在甲、乙方案中，可以将玻璃砖界面当尺子画界线
B. 在乙方案中，插上大头针，使挡住和，的像
C. 在甲方案中，若光线的入射角较大，有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到、的像
（2）在图甲方案中，为避免笔尖触划玻璃砖的界面，画出的比实际向外侧平移了一些，如图丙所示，其他操作均正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率将________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（3）在物理兴趣小组正确完成乙方案的上述操作后，在纸上标出大头针。、的位置（图中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干条辅助线，如图丁a、丁b所示。能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图________（填“丁a”或“丁b”），所测玻璃折射率的表达式________（用代表线段长度的字母ED、FG表示）。
【答案】（1）B （2）偏小 （3）丁b
【解析】（1）A．实验中，不能将玻璃砖界面当尺子画界线，故A错误；
B．根据题意可知，在乙方案中，插上大头针，使挡住和、的像，从而确定出射光线，故B正确；
C．在甲方案中，由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于在下表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的下表面发生全反射，故C错误。
故选B。
（2）如图所示
作图得到的光路图和实际光路图相比，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，由可知折射率偏小。
（3）[1]根据题意，过、作一条直线与AC边相交于H，并以入射点O为圆心作一个圆，与入射光线相交于D，与OH连线的延长线相交于G，过O点作法线，过D点作法线的垂线交于E，过G点做法线的垂线交于F，由图可知，，
可得仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率，题图丁b所示正确。
[2]根据几何关系可得，折射率为
12. 某同学利用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）实验室有如下器材可供选用：
A.长约1m的细线系着直径约2cm的均质钢球
B.长约20cm的细线系着直径约2cm的均质钢球
C.长约1m的细线系着直径约5cm的均质钢球
D.长约1m的细线系着直径约2cm的均质木球
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米米尺
实验小组的同学应选用的器材为______（填写器材前面的字母序号）。
（2）该同学用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球的直径______mm，摆长______（用字母l、d表达）。
（3）该同学通过多次实验得出数据并画出摆长L和周期图像，如图丙所示，斜率为k，根据图像求出重力加速度______（用含k、表示）。
（4）若某同学利用单摆测重力加速度的大小，某次测得的g值与真实值相比偏大，可能的原因是______（填正确答案标号）。
A. 测摆长时记录的是摆线的长度
B. 开始计时时，停表过早按下
C. 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了
D. 实验中误将29次全振动数记为30次
【答案】（1）AEG （2）12.0 （3） （4）D
【解析】（1）实验中优先选用的摆球是钢球，因为钢球密度大，空气阻力影响较小，同时摆线长度要合适，使该装置接近理想单摆模型，还需要用秒表计时、用米尺测量摆长，故应选用的器材为AEG。
（2）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以摆球的直径
摆长应等于摆线长与摆球半径之和，即。
（3）根据单摆周期公式
可得
结合图像可得
解得
。
（4）A．根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式
若将摆线的长误认为摆长，即摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故A错误；
B．开始计时时，停表过早按下，导致周期的测量值大于真实值，重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆长L的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故C错误；
D．设单摆29次全振动的时间为t，则单摆的周期，若误计为30次，则，即周期的测量值小于真实值，重力加速度的测量值偏大，故D正确。
故选D。
13. 如图甲所示为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置位于处的质点，Q是平衡位置位于处的质点。如图乙所示为质点Q的振动图像，求：
（1）该列波的波速v；
（2）在时，质点P的位置坐标；
（3）从到的过程中，质点Q的路程s。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由图甲和图乙可得，波长
周期
波速
解得
（2）由同侧法可知，该列波沿x轴正方向传播
由可知，时，平衡位置位于处的质点的振动形式传播到质点P处，即时质点P的位移为0。
则时，质点Q的位置坐标为
（3）由图甲可知，振幅
从到的过程中，质点Q运动的时间
时质点Q位于平衡位置，质点Q在一个周期内的路程为4A，
14. 如图所示为圆柱形陶瓷鱼缸的截面图，水深为h，在鱼缸底部的正中央O点有一点光源，会观察到水面有一亮斑，其在水面的半径为R。
（1）求水的折射率n；
（2）已知鱼缸的高度为d，鱼缸口的直径为L，青蛙可在鱼缸底部活动，且不计青蛙大小。若将鱼缸充满水，求与鱼缸中无水相比青蛙能看到的视野的张角增大了多少（结果可以用三角函数表示，若，则可表示为）。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由题意可知，能看见光亮的圆锥体，是因为从光源O发出的光在水面处发生了全反射，光路图如图甲所示
由几何关系可得
根据折射定律可得
联立可得
（2）鱼缸灌满水后，青蛙在鱼缸底部活动时，能够看到的最大张角的光路图如图乙所示
由几何关系可得
根据折射定律可得
联立解得
青蛙能看到的张角增大的角度为
15. 如图甲所示是航空母舰携带的歼-20战机，其起飞时采用电磁弹射技术，可将该技术的原理简化为如图乙所示。假设航空母舰静止在海面上，歼-20的质量为m，恒压电源的电压为E，电容器的电容为C，水平导轨MN、PQ的间距为L，电阻忽略不计。已知歼-20在起飞过程中受到跑道的阻力恒为f，忽略空气阻力，重力加速度为g。
（1）若不采用电磁弹射技术，起飞前歼-20受到的牵引力恒为F，离开跑道时的速率为v，则跑道的长度x要满足什么条件？（将歼-20视为质点）
（2）我国在歼-20起飞时采用电磁弹射技术，可以在无牵引力的情况下实现起飞。具体操作为：在导轨MN、PQ间施加垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），然后使开关S接1给电容器充电，待电路稳定后将开关S接至2，歼-20将实现弹射起飞。假设歼-20在跑道间的等效电阻大小为R，歼-20经过时间t达到最大速度，离开跑道，求：
①电磁弹射起飞的过程中歼-20的最大加速度大小；
②歼-20离开导轨时的速度大小；
③当歼-20达到最大速度时，电容器C上剩余的电荷量。
【答案】（1） （2）①；②；③
【解析】（1）设不采用电磁弹射技术时起飞前歼-20的位移为s，由题意可得
联立解得
（2）①当歼-20采用电磁弹射技术时，在开关S由1接到2的瞬间，电路中的最大电流为
最大安培力为
此时根据牛顿第二定律可得
联立解得
②歼-20在导轨上做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时速度达到最大
此时电流为，最大速度为，电容器两极板电压为，则
由动量定理可得
通过歼-20的电荷量
联立解得
③由以上可求得
又
解得