精品解析：安徽省A10联盟2024-2025学年高二下学期3月阶段考（C）物理试卷

A10联盟2023级高二下学期3月阶段考 物理试题C 满分100分，考试时间75分钟．请在答题卡上作答． 一、选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的． 1. 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。这是应用了波的什么原理（　　） A. 波干涉 B. 波的衍射 C. 波的叠加 D. 波的多普勒效应 2. 如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动。小球从B点向O点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球所受回复力越来越大 B. 小球加速度越来越大 C. 小球速度越来越小 D. 小球加速度方向跟速度方向相同 3. 某同学利用电容式传感器设计了一款水箱水量监测系统，如图所示。极板MN组成的电容器视为平行板电容器，充电后与电源断开，M板固定，N板通过一绝缘轻杆与漂浮在水面上的浮子Q相连，浮子Q上下移动带动N板上下移动，可通过测量电容器极板间的电压来监测水量。下列说法正确的是（　　） A. 如果水箱的水量增加，则该电容器电容变小 B. 如果水箱的水量增加，则该电容器极板间的电压变小 C. 如果水箱的水量减少，则该电容器极板的电荷量变小 D. 如果水箱的水量减少，则该电容器极板间的电场强度变小 4. 如图所示为两列同频率的简谐波在时刻的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为，波速为，波长为，C点是BE连线和FQ连线的交点，下列说法正确的是（　　） A. D、Q两点振动加强点 B. 时刻，A、B两点的竖直高度差为 C. 时，C点正向下振动 D. 时，B点位于平衡位置处 5. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护，如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=1.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞，以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述，已知头锤质量M=3kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为66N·s C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 6. 如图甲所示，电动势E=12V、内阻不计的电源为电动机M供电，闭合开关S，电动机开始转动，连接电流传感器的计算机上显示电流I随时间t变化的图像如图乙所示，当电流稳定时，电动机正常工作．忽略温度对电阻的影响，关于电动机正常工作时下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈的电阻为8Ω B. 电动机消耗的电功率为4.8W C. 电动机的输出功率为3.6W D. 电动机线圈的发热功率为1.2W 7. 竖直平面内有一电场，电场线分布如图所示，Ox轴竖直向下。一带负电的小球从O点由静止释放沿Ox轴正向运动，从O到A运动的过程中，下列关于小球的机械能EJ、动能Ek、电场的电势φ及电场强度E随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 在一次射击游戏中，子弹以某一水平初速度击中静止在光滑水平地面上的木块，进入木块一定深度后与木块相对静止。设木块对子弹的阻力大小恒定，子弹从进入木块到刚与木块相对静止的过程中，下列四幅图中子弹与木块可能的相对位置是（　　） A. B. C. D. 二、选择题：本大题共2小题，每小题5分，共10分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 9. 图甲为一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿x轴正方向 B. 在t=0.15s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向 C. 从t=0.1s到0.15s，质点Q运动路程为10cm D. 质点Q做简谐运动的表达式为 10. 如图甲所示，质量m=2kg的小物块（可视为质点）以初速度v0=4m/s经过光滑水平面上的O点开始计时，并同时给物块施加一沿水平方向的拉力F，F随时间t变化的规律如图乙所示（沿x轴正方向时F取正值），则下列说法正确的是（　　） A. 物块在第5s末的速度大小为2m/s B. 物块在第2s内与第3s内通过的位移大小之比为3:1 C. 物块在第4s内与4~6s内通过的位移大小之比为1:2 D. 物块在0~3s内的位移大小为15m 三、实验题：本大题共2小题，共16分． 11. 某同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。 （1）用游标卡尺测出小球下面的遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度d=______mm； （2）先让小球自然悬挂，记录这时力传感器的示数F0；将图甲装置中小球拉开一定的角度，让小球在竖直面内做摆动，记录小球运动过程中最大拉力F及小球通过最低点时遮光片的挡光时间t，多次改变小球拉开的位置进行重复实验，测得多组F和t，作图像，得到图像的斜率为k，重力加速度用g表示，则等效摆长可表示为L=______；（用F0、k、g、d表示） （3）将图甲中小球做小角度摆动，小球第一次经过最低点时光电计时器开始计时，至此后小球第n次经过光电门时，记录运动的总时间为t，则当地的重力加速度为g=______。（用n、t、F0、k、d表示） 12. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池，他们测量水果电池电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻、量程为，电阻箱R阻值的变化范围为。 （1）连接电路后，开关闭合前电阻箱的阻值应调节到______（填“最大”“最小”或“任意”）值； （2）调节电阻箱R，改变电路中的电流I，利用测量数据作出图像，其中电压U为电阻箱两端电压； （3）保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变，依次增加铜片与锌片的间距，先后得到图像如图乙中（a）、（b）、（c）、（d）所示； （4）由图乙可知：在该实验中，随电极间距的增大，该水果电池的电动势______，内阻______；（均填“增大”“减小”或“不变”） （5）曲线（c）对应的水果电池电动势______V，内阻______Ω。（均保留3位有效数字） 四、计算题：本大题共3题，共42分． 13. 甲、乙两列横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，振幅分别为A1=2cm，A2=4cm，波速均为v=1m/s，t=0时刻两波在x=5m处相遇，波形如图所示，P、Q分别为平衡位置位于x=5m、x=6m处的两质点，求： （1）t=1s时，P偏离平衡位置的位移； （2）在0~7s内，Q通过的路程。 14. 光滑水平台面上有一滑块，滑块右侧面是半径为R的圆弧，圆弧面与水平台面相切．小球从滑块的最高点沿圆弧面由静止释放，已知小球和滑块的质量分别为m、3m，重力加速度为g，小球可视为质点，在小球滑到圆弧面底端的过程中，求： （1）小球的水平位移大小； （2）小球刚滑到圆弧面底端时，滑块的速度大小； （3）小球刚滑到圆弧面底端时，小球对圆弧面底端的压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ A10联盟2023级高二下学期3月阶段考 物理试题C 满分100分，考试时间75分钟．请在答题卡上作答． 一、选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的． 1. 交通警察向行进中的车辆发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度。这是应用了波的什么原理（　　） A. 波的干涉 B. 波的衍射 C. 波的叠加 D. 波的多普勒效应 【答案】D 【解析】 【详解】多普勒效应是指波源或观察者发生移动，而使两者间的位置发生变化，使观察者收到的频率发生了变化，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度，其工作原理利用的是多普勒效应。 故选D。 2. 如图所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动。小球从B点向O点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球所受回复力越来越大 B. 小球加速度越来越大 C. 小球速度越来越小 D. 小球加速度方向跟速度方向相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由B点向O点运动的过程中，振子的位移减小，回复力减小，加速度减小，故AB错误； CD．由B点向O点运动的过程中，加速度方向与速度方向相同，均向左，小球速度越来越大，故C错误，D正确。 故选D。 3. 某同学利用电容式传感器设计了一款水箱水量监测系统，如图所示。极板MN组成的电容器视为平行板电容器，充电后与电源断开，M板固定，N板通过一绝缘轻杆与漂浮在水面上的浮子Q相连，浮子Q上下移动带动N板上下移动，可通过测量电容器极板间的电压来监测水量。下列说法正确的是（　　） A. 如果水箱的水量增加，则该电容器电容变小 B. 如果水箱的水量增加，则该电容器极板间的电压变小 C. 如果水箱的水量减少，则该电容器极板的电荷量变小 D. 如果水箱的水量减少，则该电容器极板间的电场强度变小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．充电后与电源断开，则电容器带电量一定，如果水箱的水量增加，则两板间距减小，根据 则该电容器电容变大，根据Q=CU可知，该电容器极板间的电压变小，选项A错误，B正确； CD．如果水箱的水量减少，因电容器带电量一定，则根据， 可得 该电容器极板的电荷量不变，电容器极板间的电场强度不变，选项CD 错误。 故选B。 4. 如图所示为两列同频率的简谐波在时刻的叠加情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为，波速为，波长为，C点是BE连线和FQ连线的交点，下列说法正确的是（　　） A. D、Q两点是振动加强点 B. 时刻，A、B两点的竖直高度差为 C. 时，C点正在向下振动 D. 时，B点位于平衡位置处 【答案】C 【解析】 【详解】A．D、Q两点分别为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，故A错误； B．时刻，A点在该时刻波峰与波峰叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为8cm，B点在该时刻波谷与波谷叠加，振动加强，偏离平衡位置的位移为-8cm，则A、B两点在该时刻的竖直高度差为16cm，故B错误； C．波传播的周期 在时刻C点在平衡位置向上振动，在 C点正在向下振动，故C正确； D．在时刻B点在波谷处，时，B点位于波峰处，故D错误。 故选C。 5. 安全气囊是汽车重要的被动安全装备，能够在车辆发生碰撞时迅速充气弹出，为车内乘客提供保护，如图甲所示，在某安全气囊的性能测试中，可视为质点的头锤从距气囊上表面高H=1.8m处由静止释放，与正下方的气囊发生碰撞，以头锤到气囊上表面为计时起点，气囊对头锤竖直方向作用力F随时间t的变化规律可近似用图乙所示的图像描述，已知头锤质量M=3kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 头锤落到气囊上表面时的速度大小为4m/s B. 碰撞过程中F的冲量大小为66N·s C. 碰撞结束后头锤上升的最大高度为1m D. 碰撞过程中系统损失的机械能为30J 【答案】D 【解析】 【详解】A．设头锤落到气囊上表面时的速度大小为v0，由自由落体运动公式得 解得 故A错误； B．F-t图像与坐标轴围成的面积表示冲量，由图像可知碰撞过程中F的冲量大小为 故B错误； C．以竖直向上为正方向，头锤与气囊作用过程，由动量定理得 设上升的最大高度为h，由动能定理得 解得 故C错误； D．碰撞过程中系统损失的机械能为 故D正确。 故选D。 6. 如图甲所示，电动势E=12V、内阻不计的电源为电动机M供电，闭合开关S，电动机开始转动，连接电流传感器的计算机上显示电流I随时间t变化的图像如图乙所示，当电流稳定时，电动机正常工作．忽略温度对电阻的影响，关于电动机正常工作时下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈的电阻为8Ω B. 电动机消耗的电功率为4.8W C. 电动机的输出功率为3.6W D. 电动机线圈的发热功率为1.2W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知电动机刚开始转动时的电流 由欧姆定律得电动机的电阻 故A错误； B．由图乙可知电动机正常工作时电流 则电动机消耗的电功率 故B正确； CD．电动机正常工作时的发热功率 电动机正常工作时的输出功率 故CD错误。 故选B。 7. 竖直平面内有一电场，电场线分布如图所示，Ox轴竖直向下。一带负电的小球从O点由静止释放沿Ox轴正向运动，从O到A运动的过程中，下列关于小球的机械能EJ、动能Ek、电场的电势φ及电场强度E随小球运动的位移x变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】D．从O到A运动过程中，随小球运动的位移x变化，电场强度E先增大后减小，且O和A点的电场强度不为零，故D错误； A．小球受到竖直向上的电场力先增大后减小，还受到重力，电场力一直做负功，故小球的机械能减小，小球的机械能EJ随位移x变化的图像的斜率 故A正确； B．小球动能Ek随位移x变化的图像的斜率 小球合力先变小后变大，故B错误； C．沿着电场线方向，电势一直降低，故C错误。 故选A。 8. 在一次射击游戏中，子弹以某一水平初速度击中静止在光滑水平地面上的木块，进入木块一定深度后与木块相对静止。设木块对子弹的阻力大小恒定，子弹从进入木块到刚与木块相对静止的过程中，下列四幅图中子弹与木块可能的相对位置是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】子弹打击木块过程，系统动量守恒，则有 对木块，根据动能定理有 解得木块的位移 对子弹，根据动能定理有 解得子弹的位移 比较可知 它们的相对位移 它们位移的大小关系是 故选A。 二、选择题：本大题共2小题，每小题5分，共10分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分． 9. 图甲为一列简谐横波在t=0.1s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 该波的传播方向沿x轴正方向 B. 在t=0.15s时，质点P的加速度方向沿y轴负方向 C. 从t=0.1s到0.15s，质点Q运动的路程为10cm D. 质点Q做简谐运动的表达式为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，t=0.1s时，质点Q沿y轴负方向运动，根据“上下坡”法可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．在t=0.1s时，质点P在x轴上方沿y轴正方向运动，由乙图知 所以0.15s时质点P在x轴上方沿y轴负方向运动，加速度方向沿y轴负方向，故B正确； C．从t=0.1s到0.15s，质点Q沿y轴负方向运动，运动的时间为，运动的路程为10cm，故C正确； D．t=0时质点Q由平衡位置沿y轴正方向运动，初相位为零，则质点Q做简谐运动的表达式为 故D错误。 故选BC 10. 如图甲所示，质量m=2kg的小物块（可视为质点）以初速度v0=4m/s经过光滑水平面上的O点开始计时，并同时给物块施加一沿水平方向的拉力F，F随时间t变化的规律如图乙所示（沿x轴正方向时F取正值），则下列说法正确的是（　　） A. 物块在第5s末的速度大小为2m/s B. 物块在第2s内与第3s内通过的位移大小之比为3:1 C. 物块在第4s内与4~6s内通过的位移大小之比为1:2 D. 物块在0~3s内的位移大小为15m 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．如图乙所示，由动量定理有 代入数据解得，， 由平均速度可得， 所以 故AB错误； C．第4s内物块通过的位移 4~6s内物块通过的位移 则物块在第4s内与4~6s内通过的位移大小之比为1:2，故C正确； D．0~1s物块通过的位移 故在0~3s内物块通过的位移 故D正确。 故选CD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分． 11. 某同学用如图甲所示装置测量当地的重力加速度。 （1）用游标卡尺测出小球下面的遮光片的宽度，示数如图乙所示，则遮光片的宽度d=______mm； （2）先让小球自然悬挂，记录这时力传感器的示数F0；将图甲装置中小球拉开一定的角度，让小球在竖直面内做摆动，记录小球运动过程中最大拉力F及小球通过最低点时遮光片的挡光时间t，多次改变小球拉开的位置进行重复实验，测得多组F和t，作图像，得到图像的斜率为k，重力加速度用g表示，则等效摆长可表示为L=______；（用F0、k、g、d表示） （3）将图甲中小球做小角度摆动，小球第一次经过最低点时光电计时器开始计时，至此后小球第n次经过光电门时，记录运动的总时间为t，则当地的重力加速度为g=______。（用n、t、F0、k、d表示） 【答案】（1）6.25 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 游标卡尺测得遮光片的宽度 【小问2详解】 由牛顿第二定律可得 因此 又 故 【小问3详解】 由于 则单摆的周期 根据单摆周期公式 联立解得 12. 某实验小组利用铜片、锌片和苹果制作了一个水果电池，他们测量水果电池的电动势E和内阻r，并探究电极间距对E和r的影响．实验电路图如图甲所示。已知电流表的内阻、量程为，电阻箱R阻值的变化范围为。 （1）连接电路后，开关闭合前电阻箱的阻值应调节到______（填“最大”“最小”或“任意”）值； （2）调节电阻箱R，改变电路中的电流I，利用测量数据作出图像，其中电压U为电阻箱两端电压； （3）保持铜片和锌片插入苹果中的深度不变，依次增加铜片与锌片的间距，先后得到图像如图乙中（a）、（b）、（c）、（d）所示； （4）由图乙可知：在该实验中，随电极间距的增大，该水果电池的电动势______，内阻______；（均填“增大”“减小”或“不变”） （5）曲线（c）对应的水果电池电动势______V，内阻______Ω。（均保留3位有效数字） 【答案】 ①. 最大 ②. 不变 ③. 增大 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]为了电路安全，开关闭合前电阻箱接入电路的阻值要调至最大。 （4）[2][3]电压U为电阻箱两端电压，根据闭合电路欧姆定律可得 可知图像中的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源内阻和电流表内阻之和，所以由图乙可知在该实验中，随电极间距的增大，电动势不变，内阻逐渐增大。 （5）[4]由曲线（c）的纵截距可知电动势大小为 [5]曲线（c）的斜率绝对值为 可得 四、计算题：本大题共3题，共42分． 13. 甲、乙两列横波在同一均匀介质中沿x轴相向传播，振幅分别为A1=2cm，A2=4cm，波速均为v=1m/s，t=0时刻两波在x=5m处相遇，波形如图所示，P、Q分别为平衡位置位于x=5m、x=6m处的两质点，求： （1）t=1s时，P偏离平衡位置的位移； （2）在0~7s内，Q通过的路程。 【答案】（1）6cm （2）16cm 【解析】 【小问1详解】 由图得甲、乙波的波长均为 周期均为 时，甲波使P偏离平衡位置的位移 乙波使P偏离平衡位置的位移 两列波在P点均向上振动，P偏离平衡位置的位移 【小问2详解】 甲波经传到Q点，则 在时间内，Q点回到平衡位置，走过的路程为 此时甲波在Q点引起的振动方向向上，乙波在Q点引起的振动方向向下，故振幅为 之后走过的路程为 全程Q通过的路程为 14. 光滑水平台面上有一滑块，滑块右侧面是半径为R圆弧，圆弧面与水平台面相切．小球从滑块的最高点沿圆弧面由静止释放，已知小球和滑块的质量分别为m、3m，重力加速度为g，小球可视为质点，在小球滑到圆弧面底端的过程中，求： （1）小球的水平位移大小； （2）小球刚滑到圆弧面底端时，滑块的速度大小； （3）小球刚滑到圆弧面底端时，小球对圆弧面底端的压力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球对地水平分速度大小为v1，滑块对地速度大小为v2，水平位移大小分别为x1、x2，在小球下滑过程，小球和滑块组成的系统水平方向动量守恒，有 整理后有 由几何关系有 解得 【小问2详解】 当小球滑到圆弧面底端时，小球速度大小为v3，滑块的速度大小为v4，满足动量守恒、机械能守恒，有， 解得， 【小问3详解】 小球在圆弧面最底端时相对于圆弧的速度 根据牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可得小球对圆弧面底端的压力大小 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$