精品解析：广东省江门市第一中学2023-2024学年高二下学期第一次段考物理试题

江门一中2023-2024学年度第二学期第1次学段考试 高二级物理试卷 一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 在物理学的发展过程中，许多科学家做出了突出贡献，下列关于科学家和他们的贡献说法错误的是（　　） A. 最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特 B. 电磁感应现象是法拉第发现的 C. 建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D. 最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹 2. 在LG回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是　　 A. 电容器放电完毕时刻，回路中电流最小 B. 回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大 C. 电容器极板上所带电荷量最多时，电场能最大 D. 回路中电流值最小时刻，电容器带电量最大 3. 若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 (　　) A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B. 物体通过平衡位置时，所受合力为零，回复力为零，处于平衡状态 C. 物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 D. 物体的位移增大时，动能增加，势能减少 4. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的函数关系式为，则下列关于质点运动的说法正确的是（　　） A. 质点做简谐运动的振幅为 B. 质点做简谐运动的周期为 C. 在时质点的速度最大 D. 在时质点的加速度最大 5. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小 B. 该交变电动势的有效值为 C. 该交变电动势的瞬时值表达式为 D. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为60° 6. 关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是（　　） A. 经过调制后的高频电磁波在空间传播得更快 B. 使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 C. 把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调 D. 使接收电路产生电谐振的过程叫作调制 7. 如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A. 第一次灯泡两端的电压有效值是 B. 第二次灯泡两端的电压有效值是 C. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5 二、多项选择题（共3小题，每小题6分） 8. 一简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则（　　） A. 此波沿x轴负方向传播 B. 质点D此时向下运动 C. 质点B将比质点C先回到平衡位置 D. 质点E的振幅为零 9. 在张紧的绳子上挂了a、b、c、d四个单摆，摆长关系为Lc＞Lb=Ld＞La，如图所示，先让d摆动起来（摆角不超过5°，已知重力加速度为g），则下列说法正确的是（ ） A. b摆发生振动其余摆均不动 B. 所有的摆均以的周期振动 C. 所有的摆均以相同摆角振动 D. a、b、c中b摆振动幅度最大 10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，电阻，V是交流电压表，原线圈加上图示交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为 B. 原线圈电流的有效值为0.04A C. 在时，电压表的示数为0 D. 电阻R上消耗的电功率为0.8W 三、实验题（共16分） 11. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。 （1）将滑块放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨的调节旋钮，下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平__________。 A．当气垫导轨与桌面平行时 B．轻推滑块，经过两个光电门的时间相等 C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平 D．滑块能在气垫导轨上保持静止 （2）测出滑块和遮光条的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，两遮光条的宽度相同。将滑块静置于两光电门之间，将滑块静置于光电门1左侧，推动，使其获得水平向右的初速度，经过光电门1并与发生碰撞，碰撞后被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为、，光电门2记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足________（选㙋“>”“<”或“=”）。 （3）若碰撞过程中动量守恒，则满足的关系式是____________。 12. 某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。 （1）实验主要过程如下： ①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________； A. B. C. D. ②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径_______cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L； ③打开激光光源和手机传感器，运行软件； ④让单摆做简谐运动，采集数据； ⑤改变摆线长度l，重复步骤④； ⑥导出数据获得单摆振动周期T，从而得到对应的与L的数据如下表： 次数 数据 1 2 3 4 5 6 L/cm3 8.00 48.00 58.00 68.00 78.00 88.00 T/s 1.24 1.39 1.53 1.66 1.78 1.89 1.54 1.93 2.34 2.76 3.17 3.57 ⑦根据表中数据在坐标纸上描点并绘出图线，如图丙：根据图像求出当地的重力加速度_______。（取9.87，结果保留三位有效数字） （2）下列关于本实验的误差中，属于系统误差的有________。 A. 测量摆长引起的误差 B. 描绘图线引起的误差 C. 摆线具有伸缩性引起的误差 D. 利用手机测量周期引起的误差 四、计算题。（共36分） 13. 贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为0.6Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s，线圈中产生的感应电流为50A。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）求风力发电机的路端电压及线圈的输出功率P。 14. 我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图甲所示，一列超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图乙为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图，此时该波恰好传播至介质2中的B点，图丙为该时刻之后B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离0.75cm，波在介质2中的传播速度为。求： （1）该波在介质1中传播速度的大小； （2）从质点B开始振动到质点C第一次到达波谷经历的时间。 15. 如图所示，某发电站通过燃烧煤来发电。发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240V，升压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω ，用户需要的电压为220V。则： (1) 输电线上损失的电功率为多少？ (2) 降压器原、副线圈的匝数比为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江门一中2023-2024学年度第二学期第1次学段考试 高二级物理试卷 一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 在物理学的发展过程中，许多科学家做出了突出贡献，下列关于科学家和他们的贡献说法错误的是（　　） A. 最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特 B. 电磁感应现象是法拉第发现的 C. 建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦 D. 最早预见到有电磁波存在的科学家是赫兹 【答案】D 【解析】 【详解】A．奥斯特最早发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁关系的序幕，所以最早发现电和磁有密切联系的科学家是奥斯特，A正确，不符合题意； B．电磁感应现象是法拉第最早发现的，B正确，不符合题意； C．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦，C正确，不符合题意； D．最早预见到有电磁波存在的科学家是麦克斯韦，赫兹用实验验证了电磁波的存在，D错误，符合题意。 故选D。 2. 在LG回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是　　 A. 电容器放电完毕时刻，回路中电流最小 B. 回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大 C. 电容器极板上所带电荷量最多时，电场能最大 D. 回路中电流值最小时刻，电容器带电量最大 【答案】A 【解析】 【分析】在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少．从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加．从能量看：磁场能在向电场能转化． 【详解】电容器放电完毕时，带电量为零，电场能为零，电路中的感应电流最大，磁场能最大，A错误B正确；电容器充电完毕时，电量最多，电场能达到最大，C正确；回路中电流值最小时刻，磁场能最小，而电量最大，D正确． 【点睛】电容器充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0．放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大． 3. 若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 (　　) A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B. 物体通过平衡位置时，所受合力为零，回复力为零，处于平衡状态 C. 物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 D. 物体的位移增大时，动能增加，势能减少 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：一弹簧振子作简谐运动，若位移为负值，则速度不一定为正值，加速度一定为正值、振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最小、振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度不一定相同因为方向可能相反．位移增大时，恢复力做负功，动能减小，势能增大，ABD错；故选C 考点：考查机械振动 点评：本题难度较小，掌握机械振动中回复力、位移、加速度、速度的关系，巧妙应用对称性理解和分析问题 4. 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的函数关系式为，则下列关于质点运动的说法正确的是（　　） A. 质点做简谐运动的振幅为 B. 质点做简谐运动的周期为 C. 在时质点的速度最大 D. 在时质点的加速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由位移的表达式可知质点做简谐运动的振幅为，A错误； B．由位移的表达式可知圆频率为，则质点做简谐运动的周期为 B错误； C．在时质点的位移 说明质点通过平衡位置，速度最大，C正确； D．在时质点通过平衡位置，加速度最小，D错误。 故选C。 5. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小 B. 该交变电动势的有效值为 C. 该交变电动势的瞬时值表达式为 D. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为60° 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知t＝0.01s时，感应电动势最小，此时线圈位于中性面，磁通量最大，故A错误； B．该交变电动势的有效值为 故B错误； C．由图乙可知角速度 该交变电动势的瞬时值表达式为 故C正确； D．电动势瞬时值为22V时，代入瞬时值表达式可知，线圈平面与中性面的夹角为45°，故D错误。 故选C。 6. 关于电磁波的发射和接收，下列说法正确的是（　　） A. 经过调制后的高频电磁波在空间传播得更快 B. 使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐 C. 把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调 D. 使接收电路产生电谐振的过程叫作调制 【答案】C 【解析】 【详解】A．经过调制后的高频电磁波在空间传播速度不变，故A错误； B．使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故B错误； C．把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫作解调，故C正确； D．使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示，第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　） A. 第一次灯泡两端的电压有效值是 B. 第二次灯泡两端的电压有效值是 C. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5 【答案】D 【解析】 【详解】第一次灯泡两端电压的有效值为 功率 第二次，设灯泡两端电压的有效值为U2，则 解得 功率 则 P1∶P2＝1∶5 故ABC错误；D正确。 故选D。 二、多项选择题（共3小题，每小题6分） 8. 一简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则（　　） A. 此波沿x轴负方向传播 B. 质点D此时向下运动 C. 质点B将比质点C先回到平衡位置 D. 质点E的振幅为零 【答案】AB 【解析】 【详解】A．简谐横波沿x轴传播，此时质点F的运动方向向下，由波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确； B．质点D此时的运动方向与质点F的运动方向相同，即向下运动，故B正确； C．此时质点B向上运动，而质点C已经在最大位移处，将向下运动，直接回到平衡位置，则质点C先回到平衡位置，故C错误； D．此时质点E的位移为零，但振幅不为零，各个质点的振幅均相同，故D错误。 故选AB。 9. 在张紧的绳子上挂了a、b、c、d四个单摆，摆长关系为Lc＞Lb=Ld＞La，如图所示，先让d摆动起来（摆角不超过5°，已知重力加速度为g），则下列说法正确的是（ ） A. b摆发生振动其余摆均不动 B. 所有的摆均以的周期振动 C. 所有的摆均以相同摆角振动 D. a、b、c中b摆振动幅度最大 【答案】BD 【解析】 【详解】d摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、c三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、c三摆做受迫振动，a、b、c三摆做受迫振动的频率等于驱动力的周期，由于驱动力周期相同，则a、b、c三摆均以相同周期振动，据振动周期公式可知d摆的周期 T= 由于b摆的固有频率与驱动力频率相同，故b摆的振幅最大，即振动的摆角不同；故AC错误，BD正确。 故选BD。 10. 如图所示，理想变压器的原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，电阻，V是交流电压表，原线圈加上图示交流电，则下列说法正确的是（　　） A. 加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为 B. 原线圈电流的有效值为0.04A C. 在时，电压表的示数为0 D. 电阻R上消耗的电功率为0.8W 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图知原线圈交流电周期，原线圈上交流电压瞬时值的表达式 故A错误； B．由图知原线圈的电压有效值 由理想变压器的特点知 副线圈电压 副线圈电流 又 得 故B正确； C．电压表的示数是有效值，始终为4V，故C错误； D．电阻R上消耗的电功率 故D正确。 故选BD。 三、实验题（共16分） 11. 某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。 （1）将滑块放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨的调节旋钮，下列哪些选项说明气垫导轨已调到水平__________。 A．当气垫导轨与桌面平行时 B．轻推滑块，经过两个光电门的时间相等 C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平 D．滑块能在气垫导轨上保持静止 （2）测出滑块和遮光条的总质量为，滑块和遮光条的总质量为，两遮光条的宽度相同。将滑块静置于两光电门之间，将滑块静置于光电门1左侧，推动，使其获得水平向右的初速度，经过光电门1并与发生碰撞，碰撞后被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为、，光电门2记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足________（选㙋“>”“<”或“=”）。 （3）若碰撞过程中动量守恒，则满足的关系式是____________。 【答案】 ①. BD##DB ②. ③. 【解析】 【详解】. （1）[1]A．由于桌面不一定是水平的，则当气垫导轨与桌面平行时，气垫导轨不一定水平，故A错误； B．轻推滑块，经过两个光电门的时间相等，说明滑块A做匀速运动，则气垫导轨水平，故B正确； C．直接用眼睛观察气垫导轨是否水平，误差太大，故C错误； D．滑块能在气垫导轨上保持静止，说明受力平衡，则气垫导轨水平，故D正确。 故选BD。 （2）[2]实验过程中，滑块A与滑块B碰撞后反向弹回，则有 （3）[3]根据题意可知，滑块A碰撞之前的速度大小为 碰撞之后的速度大小为 滑块B碰撞之后的速度大小为 若系统动量守恒，则有 整理可得 即满足上式，则碰撞过程动量守恒。 12. 某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。 （1）实验主要过程如下： ①按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是________； A. B. C. D. ②如图乙，用游标卡尺测出摆球的直径_______cm；用刻度尺测出摆线长度l，算出摆长L； ③打开激光光源和手机传感器，运行软件； ④让单摆做简谐运动，采集数据； ⑤改变摆线长度l，重复步骤④； ⑥导出数据获得单摆振动周期T，从而得到对应的与L的数据如下表： 次数 数据 1 2 3 4 5 6 L/cm3 8.00 48.00 58.00 68.00 78.00 88.00 T/s 1.24 1.39 1.53 1.66 1.78 1.89 1.54 1.93 2.34 2.76 3.17 3.57 ⑦根据表中数据在坐标纸上描点并绘出图线，如图丙：根据图像求出当地的重力加速度_______。（取9.87，结果保留三位有效数字） （2）下列关于本实验的误差中，属于系统误差的有________。 A. 测量摆长引起的误差 B. 描绘图线引起的误差 C. 摆线具有伸缩性引起的误差 D. 利用手机测量周期引起的误差 【答案】（1） ①. B ②. 1.14 ③. 9.67 （2）CD 【解析】 【小问1详解】 [1]单摆的悬点要固定，应用铁架夹住细线，摆线用质量小不易拉伸的细丝线避免单摆在摆动过程中摆长发生变化，摆球应选小而重的铁球。 故选B。 [2]游标卡尺读数为 [3]根据单摆周期公式 可得 则图像的斜率表示 解得 【小问2详解】 AB．测量摆长引起的误差和描绘图线引起的误差是由于不稳定随机因素造成，属于偶然误差，AB错误； CD．摆线具有伸缩性和手机测量周期引起的误差是由于仪器不完善、测量方法不准确等因素造成的，属于系统误差，CD正确。 故选CD。 四、计算题。（共36分） 13. 贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为0.6Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s，线圈中产生的感应电流为50A。求： （1）线圈中感应电动势的有效值E； （2）求风力发电机的路端电压及线圈的输出功率P。 【答案】（1）（2）， 【解析】 【详解】（1）电动势的最大值 有效值 代入数据得 （2）风力发电机的路端电压 则线圈的输出功率 14. 我国科学家首创的超声消融术是一种超声波聚焦病灶部位进行照射治疗的先进技术。如图甲所示，一列超声波从介质1进入介质2中继续传播，A、B、C为传播方向上的三个点。图乙为时刻A质点右侧介质1中的部分波形图，此时该波恰好传播至介质2中的B点，图丙为该时刻之后B点的振动图像。已知B、C两质点间的距离0.75cm，波在介质2中的传播速度为。求： （1）该波在介质1中传播速度的大小； （2）从质点B开始振动到质点C第一次到达波谷经历的时间。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）超声波在介质2中传播时 在两种介质中传播时周期不变，则在介质1中传播时 （2）超声波从B传到C的时间为 波传到C点时开始起振的方向向下，则到达波谷时还需要 则质点C第一次到达波谷的时间为 15. 如图所示，某发电站通过燃烧煤来发电。发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240V，升压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω ，用户需要的电压为220V。则： (1) 输电线上损失的电功率为多少？ (2) 降压器原、副线圈的匝数比为多少？ 【答案】(1)4000W；(2)290:11 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据得，升压变压器的输出电压 U2==25×240=6000V 则输电电流 I2===20A 则输电线上损耗的功率 P损==400×10=4000W (2)降压变压器的输入电压 U3=U2-I2R=6000-200=5800V 则降压变压器原副线圈的匝数比 =290:11 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $