湖南省長沙市麓山國際共同體2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期12月月考物理試卷

2023—2024—1麓共體高二年級12月學(xué)情檢測物理試卷總分：100分時量：75分鐘第Ⅰ卷選擇題(共44分)一、單選題(本題共6小題，每小題4分，共24分，只有一個選項符合題目要求)1.如圖為水面上的兩列相干波在某時刻的疊加情況，以波源S1、S2為圓心的兩組同心圓弧分別表示該時刻兩列波的波峰(實線)和波谷(虛線)，已知S1的振幅為4cm，S2的振幅為5cm，下列說法正確的是()A.質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為9cmB.再過半個周期，質(zhì)點B是振動加強點C.質(zhì)點C的振幅為1cmD.S1的振動頻率小于S2的振動頻率2.如圖所示，圖甲為以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為該彈簧振子的振動圖像，由圖可知下列說法中正確的是()A.彈簧振子受重力、支持力、彈簧的彈力、回復(fù)力B.t=0.1s時，彈簧振子的位移為cmC.從t=0到t=0.2s的時間內(nèi)，彈簧振子的動能持續(xù)地增加D.在t=0.2s與t=0.6s兩個時刻，彈簧振子的回復(fù)力相同3.如圖所示，有一足夠長的絕緣圓柱形管道水平固定，內(nèi)有帶負電小球，小球直徑略小于管道直徑。小球質(zhì)量為m，電荷量為q，與管道的動摩擦因數(shù)為，空間中有垂直向外、大小為B的勻強磁場。現(xiàn)對物塊施加水平向右的恒力F，使物塊自靜止開始運動，已知重力加速度為g，對物塊運動過程的判斷正確的是()A.小球一直做加速度減小的運動B.小球最大加速度為C.小球穩(wěn)定時速度為D.從開始運動到最大速度時F做的功為4.如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd，在細長磁鐵的N極附近豎直下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，從圖中位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到達位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在這個過程中，線圈中感應(yīng)電流()A.沿abcda流動B.沿adcba流動C.由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流動D.由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流動，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流動5.如圖所示，一個圓形線圈的匝數(shù)n＝100，線圈面積S＝200cm2，線圈的電阻r＝1Ω，線圈外接一個阻值R＝4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。下列說法中正確的是()A.線圈中的感應(yīng)電流方向為順時針方向B.電阻R兩端的電壓恒為0.1VC.線圈電阻r消耗的功率為2×10－4WD.前4s內(nèi)通過R的電荷量為0.08C6.新型冠狀病毒主要傳播方式為飛沫傳播，佩戴口罩可以有效預(yù)防新冠病毒的感染。小明某次打噴嚏時氣流噴出的速度是40m/s，共噴5.0×105m3的空氣，用時約0.013s。已知空氣的密度為1.3kg/m3，則小明打這次噴嚏受到的平均反沖力約為()A.0.2NB.2.0NC.0.3ND.3.0N二、單選題(本題共4小題，每小題5分，共20分，有多個選項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)7.如圖所示，圖甲是t=5s時刻一簡諧橫波沿x軸正方向傳播的波形圖，圖乙為這列波上某質(zhì)點的振動圖像，則()A.該列波的波速為2m/sB.圖乙可能是質(zhì)點b的振動圖像C.質(zhì)點c的振動方程為cmD.t＝10s時，a點的振動方向向上8.勞倫斯和利文斯設(shè)計的回旋加速器如圖所示，真空中的兩個D形金屬盒間留有平行的狹縫，粒子通過狹縫的時間可忽略。勻強磁場與盒面垂直，加速器接在交流電源上，若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子可在盒間被正常加速。下列說法正確的是()A.雖然逐漸被加速，質(zhì)子每運動半周的時間不變B.只增大交流電壓，質(zhì)子可獲得更大的出口速度C.只增大磁感應(yīng)強度，仍可能使質(zhì)子被正常加速D.只增大交流電壓，質(zhì)子在盒中運行總時間變短9.長為l的水平極板間有垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，磁感應(yīng)強度為B，板間距離也為l，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是()A.使粒子的速度B.使粒子的速度C.使粒子的速度D.使粒子的速度滿足10.如圖所示，質(zhì)量為m、長度為L的一導(dǎo)體棒用細線懸掛在勻強磁場中，磁場方向平行于紙面.導(dǎo)體棒中通有垂直紙面向里的恒定電流I，細線偏離豎直方向θ=60°靜止()A.若磁場方向豎直向下，則磁感應(yīng)強度B.若磁場方向平行于細線向下，則磁感應(yīng)強度C.若磁場方向水平向左，則磁感應(yīng)強度D.磁感應(yīng)強度B的最小值為第Ⅱ卷非選擇題(共56分)三、實驗題(本大題共2小題，共16分，每空2分)11.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，某實驗小組在測量單擺的周期時，從單擺運動到最低點開始計時，且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過最低點所用的時間為t；在測量單擺的擺長時，先用毫米刻度尺測得懸掛擺球后的擺線長為l，再用游標卡尺測得擺球的直徑為d。(1)該單擺的擺長為________。(2)該單擺的周期為________。(3)用上述物理量的符號寫出求重力加速度的一般表達式g＝________。(4)實驗結(jié)束后，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測得的重力加速度的值總是偏大，其原因可能是下述原因中的__________。A.單擺的懸點未固定緊，擺動中出現(xiàn)松動，使擺線增長了B.把n次擺動的時間誤記為(n＋1)次擺動的時間C.以擺線長作為擺長來計算D.以擺線長與擺球的直徑之和作為擺長來計算12、在“用雙縫干涉測量光的波長”的實驗中，請按照題目要求回答下列問題：(1)圖中甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是________(填“甲”或“乙”).(2)將下表中的光學(xué)元件放在下圖所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測量光的波長的實驗裝置，并用此裝置測量紅光的波長.元件代號ABCDE元件名稱光屏雙縫白光光源單縫透紅光的濾光片將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，從左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為C________.(填寫元件代號)(3)已知該裝置中雙縫間距d＝0.50mm，雙縫到光屏的距離l＝0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖(a)所示，分劃板中心刻線在圖中A位置時游標卡尺如圖(b)所示，則其示數(shù)為________mm；在B位置時游標卡尺如圖(c)所示.由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為________m(保留2位有效數(shù)字).四、計算題(本題共3個小題，共40分，第13題12分，第14題14分，第15題14分)13、(12分)如圖所示，OBCD為半圓柱體玻璃的橫截面，OD為直徑，半徑大小為R，一束由紫光和紅光組成的復(fù)色光沿AO方向從真空射入玻璃，入射角為i，紫光、紅光分別從B、C點射出。光在真空中的速度為c，設(shè)紫光由O到B的傳播時間為tB，紅光由O到C的傳播時間為tC，試求tB、tC的表達式，并比較它們的大小。14、(14分)光滑水平軌道上放置長板A(上表面粗糙)和滑塊C，滑塊B置于A的左端，三者質(zhì)量分別為mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。開始時C靜止，A、B一起以=5m/s的速度勻速向右運動，A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動，經(jīng)過一段時間，A、B再次達到共同速度一起向右運動，且恰好不再與C碰撞。求：(1)A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小(2)A、B接觸面之間因摩擦生熱產(chǎn)生了多少內(nèi)能？15、(14分)如圖甲所示，光滑的金屬導(dǎo)軌MN和PQ平行，間距L=1m，與水平面之間的夾角=37°，勻強磁場磁感應(yīng)強度B=2.0T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值的電阻R=1.6Ω，質(zhì)量m=0.5kg，電阻r=0.4Ω的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置?，F(xiàn)用和導(dǎo)軌平行的恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，使其由靜止開始運動，當金屬桿沿導(dǎo)軌向上的位移s=3.8m時達到穩(wěn)定狀態(tài)，對應(yīng)過程的圖像如圖乙所示。取g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長。Sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)恒力F的大??；(2)從金屬桿ab開始運動到剛達到穩(wěn)定狀態(tài)的過程，金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱Q；(3)0～1s內(nèi)金屬桿ab運動的位移x。2023—2024—1麓共體高二年級12月學(xué)情檢測物理試卷參考答案一、二選擇題題號12345678910答案CBCADAACADABBC1、C【詳解】A.兩列波疊加，A、D均為振動加強的點，在該時刻，A在波峰，位移+9cm，D在波谷，位移9cm，故質(zhì)點A、D在該時刻的高度差為18cm。A錯誤；BC.質(zhì)點B、C始終是振動減弱的點，振幅為1cm，B錯誤，C正確；D.兩列波為相干波，S1的振動頻率等于S2的振動頻率，D錯誤。故選C。2、B【詳解】A.彈簧振子受重力、支持力、彈簧彈力，彈簧彈力提供回復(fù)力，回復(fù)力是效果力，故A錯誤；B.由圖乙知T0.8s則振動圓頻率為rad/s振子的振幅為5cm，所以其振動方程為(cm)所以在t=0.1s時，振子的位移為cm=cm，故B正確；C.從t=0到t=0.2s的時間內(nèi)，彈簧振子的位移越來越大，彈簧的彈性勢能越來越大，振子動能越來越小，故C錯誤；D.在t=0.2s與t=0.6s兩個時刻，彈簧振子的回復(fù)力均指向平衡位置O點，大小相等，方向相反，則回復(fù)力不相同。3、C【詳解】ABC.對小球受力分析，小球從靜止開始運動，則在豎直方向上當，水平方向上，解得從靜止開始，速度逐漸增加，則加速度逐漸增大，當加速度達到最大值，為隨著速度的增加，豎直方向上受力情況變?yōu)椋獾么藭r的加速度為，隨著速度的繼續(xù)增大，小球加速度減小，當，物體加速度為0，開始做勻速直線運動，速度穩(wěn)定達到最大值為，則加速度先增加，后減小，故AB錯誤，C正確；D.從開始運動到最大速度的過程中，根據(jù)動能定理可得，即，故D錯誤。故選C。4、A【詳解】根據(jù)題意，由條形磁鐵的磁場分布情況可知，線圈在Ⅱ位置時穿過線圈的磁通量最少，線圈從Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿過線圈自下而上的磁通量減少，由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場阻礙其減少，則在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為abcda，線圈從Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿過線圈自上而下的磁通量在增加，感應(yīng)電流的磁場阻礙其增加，由楞次定律可知感應(yīng)電流的方向仍然是abcda。5、D【詳解】由楞次定律可知，線圈中的感應(yīng)電流方向為逆時針方向，選項A錯誤；由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為＝0.1V，電阻R兩端的電壓不隨時間變化，分壓為0.08V，選項B錯誤；回路中電流＝0.02A，線圈電阻r消耗的功率為＝4×10=40W，選項C錯誤；前4s內(nèi)通過R的電荷量為q＝It＝0.08C，選項D正確。6、A【詳解】打一次噴嚏噴出的空氣質(zhì)量為m=ρV=1.3×5.0×105kg=6.5×105kg，設(shè)打一次噴嚏噴出的空氣受到的作用力為F，根據(jù)動量定理得，解得N=0.2N，根據(jù)牛頓第三定律可得人受到的平均反沖力為：F′=F=0.2N故A正確，BCD錯誤。7、AC【詳解】由題圖甲可得λ＝8m，由題圖乙可得T＝4s，所以該簡諧橫波的波速為＝2m/s，故A正確；由題圖甲可知，t＝5s時，質(zhì)點b位于平衡位置且向上振動，由題圖乙可知，5s時該質(zhì)點處于波峰位置，故B錯誤；由題圖甲可知，質(zhì)點c的振動方程為cm，故C正確；t＝5s時質(zhì)點a處于波峰位置，經(jīng)過5s＝(1＋)T，質(zhì)點a運動到平衡位置且向下振動，故D錯誤.8、AD【詳解】質(zhì)子在D形盒中運動的周期，半個周期為，粒子的比荷不變，則質(zhì)子每運動半周的時間不變，故A正確；設(shè)D形盒的最大半徑為RD，質(zhì)子可獲得更大的出口速度滿足，可得，與電壓無關(guān)，故B錯誤；由可知，若磁感應(yīng)強度B增大，則T會減小，只有交流電頻率增大，才能正常工作，故C錯誤；質(zhì)子在電場中加速，根據(jù)，，聯(lián)立可得，增大交變電壓，質(zhì)子運動的半徑增大，則質(zhì)子在回旋加速器中加速的次數(shù)減少，又因為周期不變，則運行時間會變短，故D正確。9、AB【詳解】帶電粒子剛好打在極板右邊緣，有，又因，解得；粒子剛好打在極板左邊緣，有，解得，故A、B正確。10、BC【詳解】A.磁場方向豎直向下，由左手定則可知，安培力水平向左，根據(jù)平衡，解得，A錯誤；B.若磁場方向平行于細線向下，由左手定則可知，安培力垂直繩子斜左向上，根據(jù)平衡，解得，B正確；C.若磁場方向水平向左，由左手定則可知，受安培力豎直向上，根據(jù)平衡，繩子拉力為零，，解得，C正確；D.根據(jù)三力平衡，當安培力垂直于繩子方向時，安培力最小，磁感應(yīng)強度B的最小，根據(jù)選項B可知，最小值為，D錯誤。11、(1)；(2)；(3)；(4)BD【詳解】到第n次經(jīng)過最低點所用的時間的周期數(shù)為，該單擺的周期為。由單擺周期公式，，聯(lián)立解得。若單擺的懸點未固定緊，擺動中出現(xiàn)松動，使擺線增長了，測量的周期增大，即t增大，由此可知，測得的重力加速度的值偏小，選項A錯誤；若把n次擺動的時間誤記為(n＋1)次擺動的時間，由可知測得的重力加速度的值總是偏大，選項B正確；若以擺線長作為擺長來計算，由可知測得的重力加速度的值總是偏小，選項C錯誤；以擺線長與擺球的直徑之和作為擺長來計算，由可知測得的重力加速度的值總是偏大，選項D正確。12、(1)甲；(2)EDBA；(3)111.15；6.1×107【詳解】(1)題圖甲中的條紋間距和亮度相同，是干涉圖樣，題圖乙是衍射圖樣。(2)光源發(fā)出的白光，各種頻率都有，加上E后通過的只有紅光了，變成單色光，加上D和B，就得到兩列頻率相同、步調(diào)一致的相干光，最后放置光屏，干涉條紋呈現(xiàn)在光屏上，所以順序為EDBA。(3)A位置的示數(shù)為111.15mm，B位置的示數(shù)為115.45mm，題圖(a)中A、B之間的距離為(115.45－111.15)mm＝4.30mm，則相鄰條紋的間距為mm，再根據(jù)公式，代入數(shù)據(jù)得波長為λ≈6.1×107m.13、解析：如圖，設(shè)折射角為r，光在玻璃中傳播的路程為s。光在玻璃中的速度為…………………3分由幾何知識得………4分光在玻璃內(nèi)傳播的時間，…………………3分由折射定律的，解得.…………………2分綜上所述，紫光和紅光在玻璃中傳播的時間相等。14、答