陕西省咸阳市秦都区咸阳市实验中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份陕西省咸阳市秦都区咸阳市实验中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），共25页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（共28分）
1. 关于振动，下列说法正确是（ ）
A. 受迫振动物体的振动频率与物体的固有频率无关
B. 阻尼振动的振幅和频率逐渐减小
C. 做简谐运动的同一水平弹簧振子，若振幅加倍，则周期加倍
D. 做简谐运动的同一水平弹簧振子，若振幅加倍，则通过平衡位置的速度变为原来的四倍
2. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C. 电磁波是横波，它的传播可以不需要介质
D. 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
3. 甲图表示LC振荡电路，乙图图像为其电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中（ ）
A. Oa段B. ab段C. bc段D. cd段
4. 某发电站高压输电示意图如图所示，发电站输出的电压不变，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A. 用户增多时，输电线损耗功率减少
B. ②为电压表，电压互感器是升压变压器
C. ②为电流表，电流互感器是升压变压器
D. 若输送功率一定，增加输电电压可以增大输电线中的电流
5. 如图所示，在匀强磁场中有电阻为r的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈的磁通量与时间t的变化规律为
B. 线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为
C. 线圈的热功率
D. 线圈在图中位置时，电流方向为
6. 由匝数为的原线圈和两个匝数分别为和的副线圈组成的理想变压器，如图所示。已知图中定值电阻，，电流表为理想交流电表。当原线圈接入电压恒定的正弦交变电流，开关、均闭合时电流表示数为仅闭合时的4倍，则为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图甲所示，悬挂在天花板上的轻弹簧下端连着物体M，M和物体N又通过轻绳相连，M、N两物体的质量相等，并且都处于静止状态。时刻轻绳断裂，不计空气阻力，之后M偏离平衡位置的位移x随时间t变化的关系如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A. 时刻M的回复力最大
B. 时刻弹簧的形变量为0
C. 时刻弹簧的弹性势能最大
D. 时刻M的加速度与重力加速度大小相等，方向相反
二、多选题（共18分）
8. 如图甲所示，为一台小型发电机构造示意图，当线圈逆时针转动，产生电动势随时间图象如图乙所示．发电机线圈的内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则（ ）
A. t=1.0×10－2s时，穿过线圈的磁通量最大
B. t=2.0×10－2s时，穿过线圈的磁通量变化率最小
C. t=3.0×10－2s时，小灯泡的功率为3.24W
D. t=4.0×10－2s时，电压表的示数为6.0V
9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数变小，电流表示数变大
B. 电源的输出功率变小
C. 当R=4时，电压表示数为108V
D. 当R=36时，R获得的功率最大
10. 如图所示，光滑斜面与水平面夹角为θ，斜面上质量为m物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现将A沿斜面向上推动至弹簧压缩量为处的C点无初速度释放，B为C关于O的对称点。关于物体A后续的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 物体A做简谐运动，振幅为
B. 物体A在B点时，系统弹性势能最大
C. 物体A速度最大值为
D. 物块在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B点时最小
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分）
11. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________较为合适
A．长度为1m左右的细线
B．长度为30cm左右的细线
C．直径为1.8cm左右的塑料球
D．直径为1.8cm左右的铁球
（2）如图甲所示小球直径读数为_________cm；用秒表测量小球多次摆动的总时间，如图丙所示，对应时间为______________s.
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2－L图象如图乙，此图线斜率的物理意义是________．
A．g B. C. D.
12. 如图甲是某兴趣小组设计的测量人体重量的电子称的设计电路。已知电源电动势为E=12V，r=2Ω，理想电流表A量程为0~3A，踏板的质量可忽略不计。其中压力传感器R的阻值随压力变化的关系如图乙所示。兴趣小组将电流表A的刻度改成相应的踏板所受压力值即制成一个测量人体重量的电子称。
（1）该电子秤的零刻线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表的刻度盘______A处。（保留2位有效数字）
（2）该电子秤能测量的最大压力为______N。
（3）该电子秤压力刻度______。（填“均匀”或“不均匀”）
四、解答题（共40分）
13. 粗细均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，边长，总质量，总电阻R=0.01Ω。将其置于磁感应强度的水平匀强磁场上方处，磁场区域的上下水平边界之间的高度，如图所示；线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且cd边始终与磁场边界平行，取重力加速度，求：
（1）当线框刚进入磁场时dc两点电势差Udc；
（2）cd边通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q；
（3）线框通过磁场区域过程中cd边中产生的焦耳热Q。
14. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值；
（2）求输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
15. 如图所示，质量为M、倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。
（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量；
（2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；
（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？
咸阳实验中学2024-2025学年度第二学期阶段性检测（一）
高二物理试题
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（共28分）
1. 关于振动，下列说法正确的是（ ）
A. 受迫振动物体的振动频率与物体的固有频率无关
B. 阻尼振动的振幅和频率逐渐减小
C. 做简谐运动的同一水平弹簧振子，若振幅加倍，则周期加倍
D. 做简谐运动的同一水平弹簧振子，若振幅加倍，则通过平衡位置的速度变为原来的四倍
【答案】A
【解析】
【详解】A．受迫振动物体的振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，选项A正确；
B．阻尼振动的振幅逐渐减小，频率不变，选项B错误；
C．做简谐运动的同一水平弹簧振子的周期与振幅无关，选项C错误；
D．做简谐运动的同一水平弹簧振子，根据能量关系
若振幅加倍，则通过平衡位置的速度变为原来的2倍，选项D错误。
故选A。
2. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（ ）
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C. 电磁波是横波，它的传播可以不需要介质
D. 紫外线是一种波长比紫光更短电磁波，能够灭菌消毒
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，可知变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，而变化有均匀变化与非均匀变化，A正确；
B．麦克斯韦提出了完整的电磁场理论的假说，而赫兹通过实验证实了电磁波的存在， B错误；
C．电磁波是横波，它的传播可以不需要介质，C正确；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，D正确。
故选B。
3. 甲图表示LC振荡电路，乙图图像为其电流随时间变化的图像。在时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中（ ）
A. Oa段B. ab段C. bc段D. cd段
【答案】D
【解析】
【详解】在时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合图像可知，电流以逆时针方向为正方向。某段时间里，回路的磁场能在减小，是磁场能向电场能的转化过程，磁场能减小，电场能增大，说明回路中的电流在减小，电容器在充电，充电完毕时电流减小为0，而此时M板带正电，则电流方向为顺时针方向。因此这段时间内电流为负且正在减小，符合条件的只有图像中的cd段；
故选D。
4. 某发电站高压输电示意图如图所示，发电站输出的电压不变，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A. 用户增多时，输电线损耗功率减少
B. ②为电压表，电压互感器是升压变压器
C. ②为电流表，电流互感器是升压变压器
D. 若输送功率一定，增加输电电压可以增大输电线中的电流
【答案】C
【解析】
【详解】A．用户增多时，总功率将增大，根据可知，在电压不变的情况下，电流将增大，则输电线损耗的功率将增大，故A错误；
BC．电表②串联在输电线上，所以是电流表；根据图示的匝数关系可知电流互感器是升压变压器，故B错误、C正确；
D．若输送功率一定，增加输电电压，根据可知，可以减小输电线中的电流，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，在匀强磁场中有电阻为r的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈的磁通量与时间t的变化规律为
B. 线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为
C. 线圈的热功率
D. 线圈在图中位置时，电流方向为
【答案】C
【解析】
【详解】A．从图中开始计时，线圈的磁通量与时间t的变化规律为
故A错误；
B．线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为
故B错误；
C．线圈的最大电动势为
电动势有效值为
线圈的热功率为
故C正确；
D．线圈在图中位置时，根据右手定则可知，边电流方向由，边电流方向由，则线圈中的电流方向为，故D错误。
故选C。
6. 由匝数为的原线圈和两个匝数分别为和的副线圈组成的理想变压器，如图所示。已知图中定值电阻，，电流表为理想交流电表。当原线圈接入电压恒定的正弦交变电流，开关、均闭合时电流表示数为仅闭合时的4倍，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
，
开关、均闭合时，，变压器输出功率为
仅闭合时，变压器输出功率为
又
联立解得
故选A。
7. 如图甲所示，悬挂在天花板上的轻弹簧下端连着物体M，M和物体N又通过轻绳相连，M、N两物体的质量相等，并且都处于静止状态。时刻轻绳断裂，不计空气阻力，之后M偏离平衡位置的位移x随时间t变化的关系如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A. 时刻M的回复力最大
B. 时刻弹簧的形变量为0
C. 时刻弹簧弹性势能最大
D. 时刻M的加速度与重力加速度大小相等，方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．由x-t图像可知时刻M处于平衡位置，此时回复力为零，故A错误；
B．时刻M处于平衡位置，即物块M能自由静止的位置，则此时弹簧处于伸长状态，故B错误；
C．因为 时刻弹簧处于负向最大位移处，且根据对称性，此时的加速度与正向最大位移处的加速度相等，由题意开始时物体加速度满足
而M、N两个物体等质量，故
所以解得
方向竖直向上，故在负向最大位移处加速度也为g，且方向竖直向下，故此时满足
故此时
即此时弹簧处于原长，故时刻弹簧的弹性势能为零，而时刻物块处于正向最大位移处，故此时M的加速度与重力加速度大小相等，方向相反，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题（共18分）
8. 如图甲所示，为一台小型发电机构造示意图，当线圈逆时针转动，产生的电动势随时间图象如图乙所示．发电机线圈的内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω，则（ ）
A. t=1.0×10－2s时，穿过线圈的磁通量最大
B. t=2.0×10－2s时，穿过线圈的磁通量变化率最小
C. t=3.0×10－2s时，小灯泡的功率为3.24W
D. t=4.0×10－2s时，电压表的示数为6.0V
【答案】AC
【解析】
【详解】A．t=1.0×10－2s时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，选项A正确；
B．t=2.0×10－2s时，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，选项B错误；
C．通过灯泡的电流有效值
小灯泡的功率为
选项C正确；
D．电压表的示数为有效值，则
选项D错误。
故选AC。
9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数变小，电流表示数变大
B. 电源的输出功率变小
C. 当R=4时，电压表示数为108V
D. 当R=36时，R获得的功率最大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
又
I1：I2=3：1
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以I1变大，由
可得I2变大，电流表示数变大，由
P=U0I1
知电源的输出功率变大，原线两端电压
因I1变大，所以U1减小，由
可得U2减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
即R=4Ω时，I2=2.7A，电压表示数为
U2=I2R=10.8V
故C错；
D．R获得的功率
当时，R获得的功率最大，此时有
R=9R0=36Ω
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为θ，斜面上质量为m物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。现将A沿斜面向上推动至弹簧压缩量为处的C点无初速度释放，B为C关于O的对称点。关于物体A后续的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 物体A做简谐运动，振幅为
B. 物体A在B点时，系统的弹性势能最大
C. 物体A速度的最大值为
D. 物块在C点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在B点时最小
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物体A在O点平衡位置，有
解得
弹簧处理拉伸状态，故OC之间的距离为
即振幅为；故A错误；
B．物体A在B点时，弹簧的形变量最大，系统的弹性势能最大，故B正确；
C．物体A在O点的速度最大，C点与O点的弹簧形变量一样，弹性势能相等，故有O点运动到C点，由动能定理得
解得
故C正确；
D．由物块与弹簧构成的系统势能指的是重力势能和弹性势能之和。根据机械能守恒定律，动能和势能之和不变，由物块与弹簧构成的系统中，动能越小，势能越大；系统在C点和B点动能为零，势能最大；系统在O点动能最大，势能最小，故D错误。
故选BC。
第II卷（非选择题）
三、实验题（共14分）
11. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________较合适
A．长度为1m左右细线
B．长度为30cm左右的细线
C．直径为1.8cm左右的塑料球
D．直径为1.8cm左右的铁球
（2）如图甲所示小球直径读数为_________cm；用秒表测量小球多次摆动的总时间，如图丙所示，对应时间为______________s.
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2－L图象如图乙，此图线斜率的物理意义是________．
A．g B. C. D.
【答案】 ①. （1）AD ②. （2）1.60 ③. 117.4 ④. （3）C
【解析】
【分析】为了减小误差，摆球选择质量大一些体积小一些的，摆线选择1m左右的细线；实验时用游标卡尺测量摆球的直径，游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数；秒表读数等于小盘读数加上大盘读数；根据单摆周期公式求出图象的函数表达式，然后根据图象分析；
【详解】(1)为减小实验误差，应选择1m左右的摆线，为减小空气阻力影响，摆球应选质量大而体积小的金属球，因此需要的实验器材是AD；
(2)游标卡尺的固定刻度读数为16mm，游标读数为0.1×0mm=0.0mm，所以最终读数为；秒表读数时先看内小表盘，再读外面的大表盘的示数，由图可知内表盘读数1min，外表盘读数为57.4s，故秒表读数为1min+57.4s=117.4s；
(3) 由单摆的周期公式，则，图线的斜率为，故C正确，A、B、D错误；
故选C．
12. 如图甲是某兴趣小组设计的测量人体重量的电子称的设计电路。已知电源电动势为E=12V，r=2Ω，理想电流表A量程为0~3A，踏板的质量可忽略不计。其中压力传感器R的阻值随压力变化的关系如图乙所示。兴趣小组将电流表A的刻度改成相应的踏板所受压力值即制成一个测量人体重量的电子称。
（1）该电子秤的零刻线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表的刻度盘______A处。（保留2位有效数字）
（2）该电子秤能测量的最大压力为______N。
（3）该电子秤压力刻度______。（填“均匀”或“不均匀”）
【答案】（1）0.38
（2）2800 （3）不均匀
【解析】
【小问1详解】
踏板空载时。压力为0，根据图乙可知，压力传感器的电阻为30Ω，根据闭合电路欧姆定律有
【小问2详解】
压力越大，压力传感器电阻越小，电路电流越大，电流表量程为3A，则压力传感器允许接入的最小电阻为
此电阻对应的压力为最大值，则有
解得
【小问3详解】
根据闭合欧姆定律有
根据图乙有
解得
可知，图像不是呈现线性关系，即该电子秤压力刻度不均匀。
四、解答题（共40分）
13. 粗细均匀导线制成的单匝正方形闭合线框，边长，总质量，总电阻R=0.01Ω。将其置于磁感应强度的水平匀强磁场上方处，磁场区域的上下水平边界之间的高度，如图所示；线框由静止自由下落，线框平面保持与磁场方向垂直，且cd边始终与磁场边界平行，取重力加速度，求：
（1）当线框刚进入磁场时dc两点电势差Udc；
（2）cd边通过磁场区域过程中通过其横截面的电荷量q；
（3）线框通过磁场区域过程中cd边中产生的焦耳热Q。
【答案】（1）-0.15V；（2）0.5C；（3）0.05J
【解析】
【详解】（1）线框自由下落
边切割磁感线，产生感应电动势
dc边相当于电源，dc两点间电压为路端电压，c点电势高于b点电势，解得
E=0.2V
（2）根据
得，线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量
（3）线框刚进入磁场时，所受安培力为
可得
F=1N=mg
因线框的宽度等于磁场的宽度，则线圈经过磁场时做匀速运动，线框通过磁场区域的整个过程中产生的焦耳热
cd边中产生的焦耳热为
14. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值；
（2）求输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）电动势的最大值为
（2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
由于
解得
所以输电线路上损耗的电功率为
（3）由于
可得
升压变压器副线圈两端电压为
又由
可得
电动势有效值为
则交流发电机线圈电阻r电压为
根据升压变压器副线圈电流关系
可得
则，交流发电机线圈上的热功率为
15. 如图所示，质量为M、倾角为的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，物块在斜面上做简谐运动且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态。重力加速度为g。
（1）求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量；
（2）求物块的振幅和弹簧的最大伸长量；
（3）使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为Δl，则由题意得
解得
（2）物块做简谐运动的振幅为
由简谐运动的对称性可知，弹簧的最大伸长量为
（3）以物块的平衡位置为原点、沿斜面向下为位移正方向建立坐标系，设某时刻物块位移x为正，斜面受到弹簧沿斜面向下的拉力F、地面的水平向右的摩擦力f，如图所示
由于斜面受力平衡，则有，在水平方向上
在竖直方向上
又
联立可得
为使斜面始终处于静止状态，结合牛顿第三定律，应满足
所以
因
所以当x=-A时，上式右端达到最大值，于是有
【另解】对由斜面、物块、弹簧组成的系统受力分析，受重力（M＋m）g、地面的支持力N和水平方向的静摩擦力f作用，如图所示
建立图示直角坐标系，根据牛顿第二定律可知，在水平方向上
在竖直方向上有
其中，静摩擦力
f≤fm＝μN
又因弹簧振子有
kx=-ma
且
联立以上各式，解得