精品解析：浙江省湖州市某校2024-2025学年高二上学期12月阶段性测试物理试题

高二年级阶段性测试 物理学科 考生须知： （1）本卷设试题卷和答题卷，答案必须完成在答题卷上，否则无效。 （2）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页，满分100分。考试时间90分钟。 （3）本张试卷g均取10m/s2 一、选择题Ⅰ（本大题共13小题， 每小题3分， 共39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. 下列单位为韦伯(Wb)的物理量是（ ） A. 磁通量 B. 磁感应强度 C. 自感系数 D. 电动势 【答案】A 【解析】 【详解】A．磁通量的单位是韦伯（Wb），选项A正确； B．磁感应强度单位是特斯拉（T），选项B错误； C．自感系数单位是亨利（H），选项C错误； D．电动势单位是伏特（V），选项D错误。 故选A。 2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下不符合史实的是（　　） A. 安培发现了电流的磁效应 B. 法拉第发现了电磁感应现象 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在 D. 赫兹用实验证实了电磁波的存在 【答案】A 【解析】 【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误； B．法拉第发现了电磁感应现象，故B正确； C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故C正确； D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D正确。 本题选不符合史实，故选A。 3. 下列关于书中的几幅图片说法正确的是（　　） A. 真空冶炼炉是利用交变电流直接让线圈产生电热，从而融化炉内金属的 B. 运输毫安表时正负极连接导线是利用了电磁驱动 C. 显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在水平方向偏转 D. 根据穿过铅板的正电子的轨迹变化可以知道空间的磁场方向是垂直纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉是利用交变电流，使炉内金属中产生涡流，涡流产生热量融化炉内的金属，A错误； B．运输毫安表时正负极连接导线是利用了电磁阻尼，B错误； C．显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在竖直方向偏转，C错误； D．根据穿过铅板的正电子的轨迹变化可以知道正电子从上向下穿过铅板，根据左手定则，空间的磁场方向是垂直纸面向里，D正确。 故选D。 4. 如图是回旋加速器的示意图，加速电场场强大小恒定，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在磁场中做匀速圆周运动。经过半个圆周之后，当粒子再次到达两盒间的缝隙时，这时控制两盒间的电势差，使其恰好改变正负，于是粒子经过盒缝时再一次被加速，如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过盒缝，而两盒间的电势差一次一次地改变正负，粒子的速度就能够增加到很大。则下列说法错误的是（　　） A. 两盒间电势差的变化周期只与粒子的比荷有关 B. 粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 C. 带电粒子每运动一周被加速两次 D. 粒子第一次加速和第二次加速的半径之比为 【答案】A 【解析】 【详解】A．回旋加速器正常工作时，电势差的变化周期等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，即有 可知，两盒间电势差的变化周期与粒子的比荷、磁感应强度有关，A错误，符合题意； B．令D形盒的半径为R，则有 ， 解得 即粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关，B正确，不符合题意； C．由于回旋加速器正常工作时，电势差的变化周期等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，则带电粒子每运动一周被加速两次，C正确，不符合题意； D．粒子第一次加速有 ， 粒子第二次加速有 ， 解得 D正确，不符合题意。 故选A。 5. 关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（　　） A. 无线电波发射时，应使信号产生电谐振 B. 天线在接收到电磁波时，天线上不会产生感应电流 C. 音频信号在发射时，调频是调制的唯一方法 D. 要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程 【答案】D 【解析】 【详解】A．接收电路的固有频率与收到电磁波的频率相同时，才会产生电谐振，A错误； B．当电磁波到达天线时，由于电磁感应，天线中会产生相同频率的感应电流，B错误； C．调制的方法还有调幅，C错误； D．把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程称为调解，要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程，D正确。 故选D。 6. 如图中关于传感器的应用，说法错误的是（　　） A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断 B. 机器人的“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转化成电容这个电学量 【答案】C 【解析】 【详解】A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断。故A正确，与题意不符； B．遇到障碍物会绕开，说明机器人的“眼睛”看到了障碍物，利用了光传感器。故B正确，与题意不符； C．红外测温仪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的。故C错误，与题意相符； D．电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转化成电容这个电学量。故D正确，与题意不符。 本题选错误的，故选C。 7. 大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为 解得 则引起神经混乱时有 引起心肺功能衰竭时有 所以B正确；ACD错误； 故选B。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压u的有效值为灯泡额定电压的5倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　 　） A. 原、副线圈匝数之比为2∶1 B. 原、副线圈匝数之比为1∶2 C. 此时a和b的电功率之比为1∶1 D. 此时a和b的电功率之比为1∶4 【答案】D 【解析】 【详解】AB. 设灯泡额定电压为U，则输入电压u的有效值为5U，则变压器初级电压为4U，次级电压为U，可得原、副线圈匝数之比为 选项AB错误； CD. 变压器的输出功率等于b的电功率，此时a和b两灯泡均能正常发光，根据P=IU，则a和b两灯泡电功率之比为 IU:I∙4U=1∶4 选项C错误，D正确。 故选D。 9. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度 B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭 C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯发光，B灯不发光 D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，闭合开关S时，L是自感系数很大，对电流的阻碍能力较强，所以灯泡A逐渐变亮，B立即变亮，A错误； B．图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，自感线圈与灯泡A、B组成回路，回路中的电流逐渐减小，灯泡A、B逐渐变暗，最后熄灭，B正确； C．图乙中，闭合开关S足够长时间后，自感线圈相当于短路，灯泡A不发光，电容器充电完成，灯泡B发光，C错误； D．图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，电容器和灯泡B形成回路并开始放电，放电形成的电流与原本通过灯泡B的电流方向相同，电流的大小逐渐减小最后变为零，D错误。 故选B。 10. 某时刻，振荡电路中电流的方向与线圈中磁感线的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 若电容器的上极板带正电，则电容器正在充电 B. 若磁场正在减弱，则电容器的上极板带正电 C. 减小电容器两极板间距离，振荡周期将变小 D. 若在线圈中加一铁芯，则充放电过程会变慢 【答案】D 【解析】 【详解】A．图示电流沿顺时针方向，若电容器的上极板带正电，则电容器上极板的带电荷量减少，电容器正在放电，A错误； B．若磁场正在减弱，则电流在减小，磁场能减小，电场能增大，则电容器正在充电，电流沿顺时针方向，负电荷向上极板移动，则电容器的上极板带负电，B错误； C．振荡电路的周期为 根据电容的决定式 减小电容器两极板间距离，增大，振荡周期将变大，C错误； D．若在线圈中加一铁芯，线圈的自感系数L增大，振荡周期增大，充放电过程会变慢，D正确。 故选D。 11. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波，与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波，下图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　） A. 降噪声波与环境噪声的频率不相等 B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音 C. 降噪过程实际上是声波发生了干涉 D. P点经过一个周期传播的距离为一个波长 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由图看出，降噪声波与环境声波波长相等，又由于机械波传播的速度由介质决定，可知降噪声波与环境噪声的传播速度相等，则两列波频率相同，叠加时会产生干涉，由于两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，故A错误，C正确； B．降噪过程不能消除通话时的所有背景杂音，只能消除与降噪声波频率相同的杂音，故B错误； D．P点并不随波移动，故D错误。 故选C。 12. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁，分别标记为1，2，3……已知车的质量为40kg，每个沙袋质量为5kg。当车经过一人身旁时，此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以4m/s投入到车内，沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为10m/s，当车停止运动时，一共抛入的沙袋有（ ） A. 20个 B. 25个 C. 30个 D. 40个 【答案】A 【解析】 【详解】设一共抛入n个沙袋，这些沙袋抛入车的过程，满足动量守恒，可得 解得 即抛入20个沙袋，车恰好停止运动。 故选A。 13. 如图所示，KLMN是一个竖直的匝数为N的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度ω匀速转动。已知线框的总电阻为R且以逆时针方向（俯视）转动，在MN边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），则（　 　） A. 此时导线框中产生的瞬时感应电动势e的大小是 B. 线框此时的电流方向为N→K→L→M→N C. 从此时转过60°的过程中通过线框上的电荷量为 D. 从此时转过一周需要外力做功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．导线框中产生的瞬时电动势的大小是 故A错误； B．由楞次定律可知，导线框中电流的方向是K→N→M→L→K，故B错误； C．导线框再转过60°时，导线框磁通量最大，电荷量为 故C正确； D．线圈产生感应电动势的有效值为 线圈转动的周期为 根据功能关系可知，外力做功等于系统产生的总焦耳热，则 故D错误。 故选C。 二、选择题Ⅱ（本大题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，漏选得1分，不选、错选均不得分） 14. 单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是（　　） A. 若使M振动起来，P不会振动 B. 若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2s C. 若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大 D. 若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若使M振动起来，其他小球也会振动，做受迫振动，故A错误； B．受迫振动的周期等于驱动力的周期，若使M振动起来，稳定时N振动的周期等于2s，故B错误； C．若使P振动起来，由于M的固有周期与驱动力的周期相同，M发生共振，稳定时M比N的振幅大，故C正确； D．O的周期为3s，使O振动起来，M做受迫振动，则振动周期为3s，故D正确。 故选CD。 15. 电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架，精密实验仪器的防震等。某减震座椅工作原理示意图如图所示，除了弹簧可减震之外，中间还有磁体和配套定子线圈，在震动过程中磁体可在定子线圈内上下移动。下列说法中正确的是（　　） A. 定子线圈的电阻越小，电磁阻尼现象越明显 B. 定子线圈的电阻越大，电磁阻尼现象越明显 C. 震动过程中减震系统会产生焦耳热 D. 震动过程中减震系统不会产生焦耳热 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．内部电阻越小，电流越大，安培力越大，阻尼现象越明显， B错误A正确； CD．减震过程中会产生电流，内部有电阻，就会产生焦耳热， D错误C正确。 故选AC。 三、实验题（本大题共2小题，第16题6分，第17题8分，共14分） 16. 某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。他进行了如下操作∶ ①将固定在铁架台上的斜槽轨道末端调整水平； ②将质量为m1的小球1从斜槽上适当的某点A由静止释放，离开斜槽末端时的速度记为v1； ③将质量为m2的小球2放在斜槽轨道末端并保持静止； ④小球1从斜槽上A点由静止释放，在斜槽末端与小球2碰撞，碰后小球1和小球2的速度分别记为v'1、v'2，并离开斜槽末端。实验原理表达式为m1v1=m1v'1+m2v'2。 （1）实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但只测量一个物理量就能间接地解决这个问题，这个物理量是　　　　（填选项前的字母）。 A. 小球1的释放点A离斜槽轨道末端上表面的高度 B. 斜槽轨道末端上表面距地面固定的白纸的高度 C. 小球做平抛运动的水平射程 （2）通过⑴解决了小球碰撞前后的速度问题，关于本实验的操作，下列说法错误的是 　　　　（填选项前的字母）。 A. 实验过程中需测量小球1和小球2的质量 B. 实验过程中需要利用重锤和重垂线记录斜槽末端在白纸上的投影位置 C. 实验中要用直径相同的小球1和小球2，同时m1应小于m2 D. 实验中要用直径相同的小球1和小球2，同时m1应大于m2 （3）在步骤④中，若小球1从斜槽开始滚下时的位置比A点低一些，这将影响原理表达式中哪些物理量的测量值____（请用题中实验原理表达式中的符号表达），并导致系统的碰后动量测量值____（选填“大于”“等于”或“小于”） 系统的碰前动量测量值。 （4）①某同学在做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验时，用学生电源提供给图甲所示变压器原线圈的电压为5 V，用演示电表交流50 V 挡测量副线圈电压时示数如图乙所示，则变压器的原、副线圈匝数之比是____（填选项前的字母）。  A.5∶8 B.5∶16 C.1∶14 D.1∶8 ②我们在街头见到的变压器通常是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则 ____（选填“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。 【答案】（1）C （2）C （3） ①. v1'和v2' ②. 小于 （4） ①. D ②. 副线圈 【解析】 【小问1详解】 两小球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得 直接测定小球碰撞前后的速度不容易，可以通过测量小球做平抛运动的射程，就能间接地解决这个问题。 故选C。 【小问2详解】 A B． 如果碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得： 小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得： 因此实验需要过程为：测量两球的质量、实验过程中需要利用重锤和重锤线记录斜槽末端在白纸上的投影位置来确定落点从而确定小球的水平位移，故AB正确； C D．同时为了保证发生对心碰撞，球的大小相同，防止入射球反弹，应保证m1应大于m2，故C错误，D正确。 选错误的，故选C。 【小问3详解】 [1]在步骤④中小球1从斜槽开始滚下时的位置比A点低一些，这将影响碰前小球的初速度，进而影响碰后速度，故会影响v'1和v'2。 [2]因为释放点低，根据动能定理可知，碰前速度减小，碰前总动量减小，则碰后总动量减小，故导致系统的碰后动量测量值小于系统的碰前动量测量值。 【小问4详解】 [1]根据电压表读数的方法可知，该变压器的输出电压为40V，所以变压器的原副线圈匝数之比： 故选D。 [2]理想变压器的电压与匝数成正比，当只有一个副线圈的时候，电流与匝数成反比，街头用电的变压器是降压变压器，可知副线圈的匝数比原线圈的匝数少，副线圈的电流较大，应该使用较粗的导线。 17. 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，进行下述操作时可能出现的情况是： （1）将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将________（选填“左偏”“不偏”或“右偏”）。 （2）将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将________（选填“左偏”“不偏”或“右偏”）。 （3）在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是_______（填图中仪器的字母）。 【答案】（1）右偏 （2）左偏 （3）B 【解析】 【小问1详解】 闭合开关时，感应线圈B内的磁通量变大，灵敏电流计的指针向右偏。将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，感应线圈B内的磁通量也变大，灵敏电流计的指针也应该向右偏。 【小问2详解】 将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电流减小，感应线圈B内的磁通量变小，灵敏电流计的指针应该向左偏。 【小问3详解】 在灵敏电流计所在的电路中，线圈B中的磁通量发生变化，所以为电路提供电流的是线圈B。 18. 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为Δt；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次测量游标卡尺的示数如图甲所示。 回答下列问题∶ （1）某同学用秒表测得单摆完成30次全振动的时间如图所示，则时间为____s。 （2）从甲图可知，摆球的直径为D=____mm。 （3）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出T2-L图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的T2-L图像是图乙中的____（选填“①”“②”或“③”），由图像可得当地重力加速度g=____；由此得到的g值会____（选填“偏小”“不变”“偏大”）。 【答案】（1）34.9 （2）16.5 （3） ①. ① ②. ③. 不变 【解析】 【小问1详解】 单摆完成30次全振动的时间为34.9s。 【小问2详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以 【小问3详解】 [1]小球直径当作半径来计算摆长，则 所以 由此得到的T2-L图像是图乙中的①； [2]结合图像可得 所以 [3]由于图线的斜率不变，则由此得到的g值不变。 四、计算题（本大题共4小题，18 题8分，19题、20题、21题各11分） 19. 如图所示，相距的两光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，在M、P两点间接一阻值为的电阻，在两导轨间的矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为的匀强磁场，磁感应强度。一质量、电阻的导体棒ab垂直的搁在导轨上，与磁场的上边界相距。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平），导轨电阻不计。g取，求： （1）棒ab离开磁场下边界的速度大小； （2）棒ab进入磁场瞬间的加速度大小和方向； （3）棒ab在通过磁场区域的过程中，电阻R上产生的焦耳热； （4）棒ab从静止释放到离开磁场所花的时间。 【答案】（1）；（2），方向向上；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）棒ab在离开磁场前已做匀速直线运动，则有 又 ， 联立解得 （2）棒ab进入磁场前做自由落体运动，则有 解得 根据牛顿第二定律可得 可得 方向向上。 （3）棒ab在通过磁场区域的过程中，根据能量守恒可得 解得 电阻R上产生的焦耳热为 （4）棒ab释放到离开磁场，由动量定理得 又 则有 带入数据解得 20. 如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=0.2s时刻的波形图。 （1）求此列波传播速度的可能值； （2）若波速为55m/s，求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向： （3）在t1到t2时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。 【答案】（1）沿x轴正向：；沿x轴负向；（2）质点M沿y轴负方向振动；（3）45m/s 【解析】 【详解】（1）（2）从波的图像可以看出，波长为 λ=4m 若波沿x轴正方向传播，波传播的距离为 波传播的速度为 无论n取值多少不能求出波速55m/s 若波沿x轴负方向传播，波传播的距离为 波传播的速度为 当，解得 则波沿x轴负方向传播，根据波与质点的振动方向的关系，则质点M沿y轴负方向振动。 （3）从波的图像可以看出振幅为 M通过的路程为1.8m，则经历的时间是两个周期再加四分之一周期，波传播的距离为 波速大小为 21. 如图a所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。如图b所示，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ两导轨的间距为，运输车的质量为m，横截面是半径为r的圆。运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)如图c所示，当管道中的导轨平面与水平面成角时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车与导轨间的动摩擦因数μ； (2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力大小。 ①当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图d所示。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象） ②当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度v0从如图e通过距离D后的速度v。 【答案】(1) ；(2)①；② 【解析】 【详解】(1) 设轨道对运输车的支持力为N1、N2，在垂直斜面方向上，受力分析如图所示 则可知 在沿斜面方向上，对运输车进行受力分析可知 代入数据，整理得 (2)①运输车离站时，电路图如图所示 根据电阻的串关联关系，回路总电阻 总电流 1、2两导体棒受安培力方向相同，受到的合力 而 ， 根据牛顿第二定律 联立可得，加速度大小 ②运输车进站时，电路如图所示 当车速为v时，由法拉第电磁感应定律 根据闭合电路的欧姆定律 每个导体棒所受的安培力 代入数据，运输车所受的合力 选取一小段时间∆t，运输车速度的变化量为∆v，由动量定律 由于 上式变为 两边求和 解得 22. 如图所示，为研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在纸面内建立xOy坐标系。在第二象限存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。在该电场区域内存在一连续分布的曲线状离子源，它们可沿x轴正方向持续发射质量均为m、电荷量均为+q、速度大小均为v的离子，且离子源纵坐标的区间为。在x轴的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，在该磁场区域内有一足够长的探测板平行x轴放置，它与x轴的距离b可调。已知所有离子均能经过坐标原点O并射入磁场区域，速度大小为v的离子在磁场中做圆周运动的半径为R，不计离子重力及离子间相互作用力。 （1）求纵坐标为处的离子源发射的离子进入O点时的速度大小； （2）求离子源所在曲线的轨迹方程； （3）若，求离子打在探测板上的区域长度s； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从发射的离子进入磁场时 可得 经过O点时的速度 【小问2详解】 设某一离子源的坐标为，根据类平抛运动的规律， 可得离子源所在曲线的轨迹方程为 【小问3详解】 速度大小为v的离子在磁场中做圆周运动的半径为R，根据洛伦兹力提供向心力 可得 由（1）可知从发射的离子在磁场中运动的半径为2R，即 设从纵坐标为y的离子源发射的离子进入磁场时的速度与x轴正方向夹角为，则 所以该离子在磁场中运动半径 可见，所有离子在磁场中做圆周运动的轨迹圆心均在探测板上，由几何关系易知 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级阶段性测试 物理学科 考生须知： （1）本卷设试题卷和答题卷，答案必须完成在答题卷上，否则无效。 （2）本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页，满分100分。考试时间90分钟。 （3）本张试卷g均取10m/s2 一、选择题Ⅰ（本大题共13小题， 每小题3分， 共39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. 下列单位为韦伯(Wb)的物理量是（ ） A. 磁通量 B. 磁感应强度 C. 自感系数 D. 电动势 2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下不符合史实的是（　　） A. 安培发现了电流的磁效应 B. 法拉第发现了电磁感应现象 C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在 D. 赫兹用实验证实了电磁波的存在 3. 下列关于书中的几幅图片说法正确的是（　　） A. 真空冶炼炉是利用交变电流直接让线圈产生电热，从而融化炉内金属的 B. 运输毫安表时正负极连接导线是利用了电磁驱动 C. 显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在水平方向偏转 D. 根据穿过铅板的正电子的轨迹变化可以知道空间的磁场方向是垂直纸面向里 4. 如图是回旋加速器的示意图，加速电场场强大小恒定，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电势差U。A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，所以粒子在磁场中做匀速圆周运动。经过半个圆周之后，当粒子再次到达两盒间的缝隙时，这时控制两盒间的电势差，使其恰好改变正负，于是粒子经过盒缝时再一次被加速，如此，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过盒缝，而两盒间的电势差一次一次地改变正负，粒子的速度就能够增加到很大。则下列说法错误的是（　　） A. 两盒间电势差的变化周期只与粒子的比荷有关 B. 粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关 C. 带电粒子每运动一周被加速两次 D. 粒子第一次加速和第二次加速的半径之比为 5. 关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（　　） A. 无线电波发射时，应使信号产生电谐振 B. 天线在接收到电磁波时，天线上不会产生感应电流 C. 音频信号在发射时，调频是调制的唯一方法 D. 要使电视机的屏上有图像，必须要有解调过程 6. 如图中关于传感器的应用，说法错误的是（　　） A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断 B. 机器人的“眼睛”利用了光传感器 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转化成电容这个电学量 7. 大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压u的有效值为灯泡额定电压的5倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　 　） A. 原、副线圈匝数之比为2∶1 B. 原、副线圈匝数之比为1∶2 C. 此时a和b的电功率之比为1∶1 D. 此时a和b的电功率之比为1∶4 9. 如图所示，A、B是相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈，C是电容很大的电容器，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，闭合开关S时，A、B两灯立刻达到相同的亮度 B. 图甲中，闭合开关S足够长时间后再断开，A、B两灯逐渐变暗，同时熄灭 C. 图乙中，闭合开关S足够长时间后，A灯发光，B灯不发光 D. 图乙中，闭合开关S足够长时间后再断开，流过B灯中的电流反向并逐渐减小至零 10. 某时刻，振荡电路中电流的方向与线圈中磁感线的方向如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 若电容器的上极板带正电，则电容器正在充电 B. 若磁场正在减弱，则电容器的上极板带正电 C. 减小电容器两极板间距离，振荡周期将变小 D. 若在线圈中加一铁芯，则充放电过程会变慢 11. 某同学注意到手机摄像头附近有一个小孔，查阅手机说明后知道手机内部小孔位置处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪声相位相反的声波，与噪声叠加从而实现降噪的效果。若用简谐横波模拟声波，下图是理想情况下的降噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则（　　） A. 降噪声波与环境噪声的频率不相等 B. 降噪过程可以消除通话时的所有背景杂音 C. 降噪过程实际上是声波发生了干涉 D. P点经过一个周期传播的距离为一个波长 12. 如图是劳动者抛沙袋入车的情境图。一排人站在平直的轨道旁，分别标记为1，2，3……已知车的质量为40kg，每个沙袋质量为5kg。当车经过一人身旁时，此人将一个沙袋沿与车前进相反的方向以4m/s投入到车内，沙袋与车瞬间就获得共同速度。已知车原来的速度大小为10m/s，当车停止运动时，一共抛入的沙袋有（ ） A. 20个 B. 25个 C. 30个 D. 40个 13. 如图所示，KLMN是一个竖直的匝数为N的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴以角速度ω匀速转动。已知线框的总电阻为R且以逆时针方向（俯视）转动，在MN边与磁场方向的夹角到达30°的时刻（图示位置），则（　 　） A. 此时导线框中产生的瞬时感应电动势e的大小是 B. 线框此时的电流方向为N→K→L→M→N C. 从此时转过60°的过程中通过线框上的电荷量为 D. 从此时转过一周需要外力做功为 二、选择题Ⅱ（本大题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，漏选得1分，不选、错选均不得分） 14. 单摆M、N、O、P自由振动时，振动图像分别如图甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是（　　） A. 若使M振动起来，P不会振动 B. 若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2s C. 若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大 D. 若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3s 15. 电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架，精密实验仪器的防震等。某减震座椅工作原理示意图如图所示，除了弹簧可减震之外，中间还有磁体和配套定子线圈，在震动过程中磁体可在定子线圈内上下移动。下列说法中正确的是（　　） A. 定子线圈的电阻越小，电磁阻尼现象越明显 B. 定子线圈的电阻越大，电磁阻尼现象越明显 C. 震动过程中减震系统会产生焦耳热 D. 震动过程中减震系统不会产生焦耳热 三、实验题（本大题共2小题，第16题6分，第17题8分，共14分） 16. 某同学用如图所示的实验装置来验证动量守恒定律。他进行了如下操作∶ ①将固定在铁架台上的斜槽轨道末端调整水平； ②将质量为m1的小球1从斜槽上适当的某点A由静止释放，离开斜槽末端时的速度记为v1； ③将质量为m2的小球2放在斜槽轨道末端并保持静止； ④小球1从斜槽上A点由静止释放，在斜槽末端与小球2碰撞，碰后小球1和小球2的速度分别记为v'1、v'2，并离开斜槽末端。实验原理表达式为m1v1=m1v'1+m2v'2。 （1）实验中直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但只测量一个物理量就能间接地解决这个问题，这个物理量是　　　　（填选项前的字母）。 A. 小球1的释放点A离斜槽轨道末端上表面的高度 B. 斜槽轨道末端上表面距地面固定的白纸的高度 C. 小球做平抛运动的水平射程 （2）通过⑴解决了小球碰撞前后的速度问题，关于本实验的操作，下列说法错误的是 　　　　（填选项前的字母）。 A. 实验过程中需测量小球1和小球2的质量 B. 实验过程中需要利用重锤和重垂线记录斜槽末端在白纸上的投影位置 C. 实验中要用直径相同的小球1和小球2，同时m1应小于m2 D. 实验中要用直径相同的小球1和小球2，同时m1应大于m2 （3）在步骤④中，若小球1从斜槽开始滚下时的位置比A点低一些，这将影响原理表达式中哪些物理量的测量值____（请用题中实验原理表达式中的符号表达），并导致系统的碰后动量测量值____（选填“大于”“等于”或“小于”） 系统的碰前动量测量值。 （4）①某同学在做“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”实验时，用学生电源提供给图甲所示变压器原线圈的电压为5 V，用演示电表交流50 V 挡测量副线圈电压时示数如图乙所示，则变压器的原、副线圈匝数之比是____（填选项前的字母）。  A.5∶8 B.5∶16 C.1∶14 D.1∶8 ②我们在街头见到的变压器通常是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则 ____（选填“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。 17. 如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，进行下述操作时可能出现的情况是： （1）将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将________（选填“左偏”“不偏”或“右偏”）。 （2）将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将________（选填“左偏”“不偏”或“右偏”）。 （3）在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是_______（填图中仪器的字母）。 18. 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为Δt；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次测量游标卡尺的示数如图甲所示。 回答下列问题∶ （1）某同学用秒表测得单摆完成30次全振动的时间如图所示，则时间为____s。 （2）从甲图可知，摆球的直径为D=____mm。 （3）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出T2-L图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的T2-L图像是图乙中的____（选填“①”“②”或“③”），由图像可得当地重力加速度g=____；由此得到的g值会____（选填“偏小”“不变”“偏大”）。 四、计算题（本大题共4小题，18 题8分，19题、20题、21题各11分） 19. 如图所示，相距的两光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，在M、P两点间接一阻值为的电阻，在两导轨间的矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为的匀强磁场，磁感应强度。一质量、电阻的导体棒ab垂直的搁在导轨上，与磁场的上边界相距。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平），导轨电阻不计。g取，求： （1）棒ab离开磁场下边界的速度大小； （2）棒ab进入磁场瞬间的加速度大小和方向； （3）棒ab在通过磁场区域的过程中，电阻R上产生的焦耳热； （4）棒ab从静止释放到离开磁场所花的时间。 20. 如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=0.2s时刻的波形图。 （1）求此列波传播速度的可能值； （2）若波速为55m/s，求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向： （3）在t1到t2时间内，x=5m处的质点M通过的路程为1.8m，求波的传播速度。 21. 如图a所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。如图b所示，已知管道中固定着两根平行金属导轨MN、PQ两导轨的间距为，运输车的质量为m，横截面是半径为r的圆。运输车上固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。 (1)如图c所示，当管道中的导轨平面与水平面成角时，运输车恰好能无动力地匀速下滑。求运输车与导轨间的动摩擦因数μ； (2)在水平导轨上进行实验，不考虑摩擦及空气阻力大小。 ①当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图d所示。求刚接通电源时运输车的加速度的大小；（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象） ②当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度v0从如图e通过距离D后的速度v。 22. 如图所示，为研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在纸面内建立xOy坐标系。在第二象限存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。在该电场区域内存在一连续分布的曲线状离子源，它们可沿x轴正方向持续发射质量均为m、电荷量均为+q、速度大小均为v的离子，且离子源纵坐标的区间为。在x轴的下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，在该磁场区域内有一足够长的探测板平行x轴放置，它与x轴的距离b可调。已知所有离子均能经过坐标原点O并射入磁场区域，速度大小为v的离子在磁场中做圆周运动的半径为R，不计离子重力及离子间相互作用力。 （1）求纵坐标为处的离子源发射的离子进入O点时的速度大小； （2）求离子源所在曲线的轨迹方程； （3）若，求离子打在探测板上的区域长度s； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $