大通县朔山中学2023~2024学年度第二学期第二次阶段检测
高二物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：选择性必修第一册第一、二、三章，选择性必修第二册。
一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉.下列关于波的说法，正确的是（ ）
A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B.在干涉图样中，振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C.当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
2.如图所示，AC是一个用导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，圆弧半径为R，将其放置在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中.当在该导线中通以由A到C、大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是（ ）
A. BIR，垂直AC的连线指向左下方
B. ，垂直AC的连线指向右上方
C. ，垂直AC的连线指向左下方
D. ，垂直AC的连线指向右上方
3.自然界有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用共振现象.如图把一个筛子用四根弹簧支起来（后排的两根弹簧未画出），筛子上有一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成7次全振动用时21s，在某电压下，电动偏心轮转速是3Or/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，下列说法正确的是（ ）
A.筛子振动固有周期为2s偏心轮
B.电动偏心轮的转动周期为2s
C.要使筛子的振幅增大，增加筛子质量
D.要使筛子的振幅增大，提高输入电压
4.如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方.使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x0（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标分别为y0和y0.忽略一切阻力，重力加速度为g，则（ ）
A.该弹簧振子的振幅为2y0
B.该弹簧振子的振动周期为
C.激光笔在留下P、Q两点时所受的回复力相同
D.激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧的弹性势能增大了2mgy0
5.如图所示，一个质量为m1的玩具车初速度为零，静置于光滑水平面上，在玩具车车厢内的底板上有一质量为m2的小物块以速度v水平向右运动，小物块与车厢内壁来回碰撞几个来回后与车厢相对静止，则玩具车最终的速度是（ ）
A.大小为零 B.大小为，方向水平向右
C.大小为，方向水平向左 D.大小为，方向水平向右
6.利用质谱仪测量氢元素的同位素，如图所示，让氢元素的三种同位素氕、氘、氚（、、）的离子流从容器A下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条质谱线，以下说法正确的是（ ）
A. a质谱线对应的是氚离子
B.进入磁场时，氕、氘、氚速率相等
C.进入磁场时，氕离子的动量最大
D.氕、氘、氚在磁场中运动的时间相等
7.一列简谐横波沿x轴传播，图甲为该波在t=0时刻的波形图，M是平衡位置为x=10m处的质点，图乙为质点M的振动图像，则（ ）
A. t=0时刻质点M沿y轴正方向振动，该波沿x轴正方向传播
B.波的振幅为28cm，波长λ=10m
C.波的周期为1.8s，波的传播速度为12m/s
D. t=0时刻，x=0处的质点偏离平衡位置的位移大小为cm
8.如图甲所示，螺线管匝数n=100匝，横截面积S=10cm2，螺线管导线电阻r=1Ω，定值电阻R=4Ω，磁感应强度B的B-t图像如图乙所示（以向右为磁感应强度B的正方向），则（ ）
A.感应电动势大小为1V
B.感应电流大小为0.1A
C. 0~1s内，线圈截面有收缩趋势
D. 1~2s内，感应电流的方向为从C点通过R流向A点
9.实验小组组装一台简易发电机，如图所示，半径为r=10cm的圆形线圈共计25匝，置于磁感应强度的匀强磁场中，线圈围绕垂直磁场的转轴匀速转动，转速n=50转/秒，线圈电阻r0=5Ω，外接电阻R=15Ω，不计导线电阻，从线圈平面与磁场垂直开始计时，下列说法正确的是（ ）
A.线框中感应电动势表达式为
B. t=0时产生的电流瞬时值最大
C.使线圈匀速转动2s内外力做功为250J
D.外电阻1s内产生的热量为750J
10.如图所示，边长为L的正方形金属线框abcd从某一高度处由静止释放，在下落过程中经过一个有水平边界、宽度为L的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外.已知ab边进入磁场时线框刚好以速度v做匀速直线运动（整个下落过程中ab边始终水平），线框质量为m，电阻为R，重力加速度为g，忽略空气阻力.则下列说法中正确的是（ ）
A. cd边进入磁场时，线框中感应电流的方向为逆时针方向
B. ab边进入磁场时，ab两端的电压为
C.从ab边进入磁场至cd边离开磁场过程中，线框始终做匀速运动
D.线框穿越磁场的全过程中，产生的焦耳热为2mgL
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11.（6分）某同学做《用单摆测定重力加速度》实验的装置如图甲所示，请回答下面的问题：
（1）在实验中，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 .（填正确答案标号）
A.为了便于测量周期，可适当缩短摆线，从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线，密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，摆长是摆线长度和小球半径之和
D.测量周期时，当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动的时间算出周期
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d= mm.
（3）除了已测摆球直径d，还已知细线长98.99cm，完成35次全振动的时间是70s，由这些数据计算得重力加速度大小g= m/s2.（π取3.14，结果保留三位有效数字）
12.（8分）在探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系实验中：
（1）（多选）为了确保实验的安全，下列做法正确的是 .
A.为了人身安全，只能使用低压交流电源
B.连接好电路后，要检查电路是否正确，不能直接接通电源
C.因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱
D.为了多用表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最小量程挡试测
（2）实验时，保持学生电源的输出电压一定.首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压.并将相应数据记入表格中.上述探究中采用的实验方法是 （选填“控制变量法”或“理想化实验法”）.
（3）如图所示，当选择左侧线圈“0”、“16”间接入学生电源的“10V”交变电压挡位时，右侧线圈“0”、“4”接线柱间输出的电压最可能是 .请分析说明出现这种结果的原因 .
A.8.0V B.5.0V C.2.5V D.2.4V
三、计算题（本题共3小题，共计40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）如图所示，用0.5kg的铁锤钉钉子.打击前铁锤的速度为4m/s，打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为0.01s，g取10m/s2.
（1）不计铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
（2）考虑铁锤所受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大？
14.（12分）如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x=3m和x=6m处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播.t=0时刻，x=1m和x=2m处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：
（1）甲、乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程.
15.（18分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，在y>0区域存在着沿方向的匀强电场E1在区域内，存在着沿方向的匀强电场E2，且，在空间内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小，一质量，电量的带电粒子，从y轴上M点，以速度沿x轴正方向飞入，第一次通过x轴上N点时速度方向与x轴正方向夹角为30°，不计粒子重力，求：
（1）电场强度E1大小及N点坐标；
（2）粒子第一次在磁场中运动半径；
（3）粒子前两次穿过x轴的时间间隔.
大通县期山中学2023~2024学年度第二学期第二次阶段检测 高二
物理
参考答案、提示及评分细则
1.C 只有频率相同时，才能发生稳定的干涉现象，故A错误；干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，也可能为零，故B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；如障碍物的尺寸大于波长，也会发生衍射，但衍射不明显，故D错误.
2.C 根据F=BIL和左手定则，C正确.
3.B 在题设条件下，筛子振动固有周期，选项A错误；电动偏心轮的转动周期（对筛子来说是驱动力的周期），选项B正确；要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，减小输入电压使偏心轮转得慢一些，增大驱动力的周期；第二，减小筛子的质量使筛子的固有周期减小.选项C、D错误
4.D 白板做匀速运动，振子振动的周期等于白板运动位移2x0所用的时间，则周期，振幅为，A、B错误；加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，回复力大小相同，方向相反，C错误；在激光笔留下PQ段印迹的过程中，由机械能守恒可知，重力势能减小2mgy0，故弹性势能增加了2mgy0，D正确.
5.D 由动量守恒，，向右，选D.
6.A 根据动能定理有，进入磁场时动量为，因为氕、氘、氚三种离子电量相等，所以进入磁场时，动能相等，而质量不同，氕、氘、氚速率不同，氚离子质量最大，所以进入磁场时，氚离子动量最大，选项B、C错误；在磁场中，，得，，氕、氘、氚三种离子电量相等，氚离子质量最大，所以氚离子做圆周运动半径和周期最大，在磁场中运动的时间最长，对应的质谱线是a，选项A正确，D错误.
7.D 根据M点的振动图像可知，t=0时刻质点M沿y轴正方向振动，则该波沿x轴负方向传播，选项A错误；该波的振幅为A=14cm，波长λ=12m，选项B错误；周期T=1.2s，由可得该波的传播速度v=10m/s，选项C错误；波动图像的方程为，t=0时刻，x=0处的质点偏离平衡位置的位移大小为cm，选项D正确.
8. AC 感应电动势，，A正确，B错误；根据楞次定律，0~1s内，磁场变大，故线圈有收缩趋势，C正确；同理1~2s内，感应电流通过R的电流向左，D错误.
9.AC 线圈转动产生感应电动势最大值，从线圈平面与磁场垂直开始计时，线框中感应电动势表达式，A正确，t=0时电流为零，B错误；外力2s内做的功，C正确；外电阻1s内产生热量，D错误.
10.ACD 由楞次定律知，线框cd边进入磁场时感应电流的方向为逆时针方向，选项A正确；线框进入磁场时刚好做匀速直线运动，感应电动势E=BLv，ab两端的电压，选项B错误；线框进入磁场时刚好做匀速直线运动，有mg=FA，线框穿越磁场的过程中，一直做匀速直线运动，C正确；由能量转化和守恒定律知，系统减小的重力势能转化为内能，Q=2mgL，选项D正确.
11.（1）BCD（2分） （2）20.2（2分） （3）9.86（2分）
解析：（1）由，可得适当加长摆线，可增加单摆的周期，便于测量周期，从而减小测量周期的相对误差，故A错误；为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，为减小空气阻力对实验的影响，组装单摆需选用密度大而直径较小的摆球，轻且不易伸长的细线，故B正确；测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确，摆长是摆线长度和小球半径之和，故C正确；当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动后停止计时，求出平均周期，故D正确.
（2）用游标卡尺测得小钢球的直径d=20mm+0.1mm×2=20.2mm.
（3）由单摆的周期公式和，有.
12.（1）AB （2）控制变量法 （3）D 实际变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生（每空2分）
解析：（1）变压器的工作原理是互感，因此需要使用低压交流电源，选项A正确；连接好电路后，需要检查电路是否正确，再接通电源，选项B正确；实验过程中，为了确保安全、减小实验数据的误差，通电时不可用手直接接触裸露的导线、接线柱，选项C错误；实验过程中，为了多用表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，选项D错误.
（2）实验时，保持学生电源的输出电压一定.首先只改变副线圈的匝数，测量副线圈上的电压；再只改变原线圈的匝数，测量副线圈上的电压，即在研究两个物理量的关系时，先保持其它物理量一定，因此实验采用了控制变量法.
（3）左侧线圈为“0”、“16”，右侧线圈为“0”、“4”，输入电压10V，若为理想变压器，根据电压匝数比有，解得U=2.5V，由于实际变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生，故右侧输出电压应该小于2.5V，即右侧线圈“0”、“4”接线柱间输出的电压最可能是2.4V.选项D正确，导致右侧输出电压小于2.5V是因为变压器有漏磁，且线圈有焦耳热产生.
13.解：（1）打击时，铁锤受到重力和钉子对铁锤竖直向上的弹力，打击后铁锤的速度为0
设竖直向下为正方向.若不计铁锤所受的重力，根据动量定理有，解得F=200N
由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力为200N
（2）若考虑铁锤所受的重力，则有，解得F=205N
由牛顿第三定律知铁锤钉钉子的平均作用力为205N
14.解：（1）两列波同时传到O点，由x=vt得出
由
又
联立得
（2）由题可得，
（3）v甲=1m/s，经过1s两列波均刚好到达O点
且两列波在O点叠加，故O点做振幅为4cm的振动，周期不变，故s=12A=48cm
15.解：（1）粒子在电场E1中做类平抛运动，
，得，
粒子第一次通过x轴坐标，，N坐标为（30cm，0）
（2）进入磁场时速度
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由，则
（3）由几何关系知刚好沿方向进入E2电场
粒子在磁场中周期
粒子在磁场中转过60°角进入电场E2，用时
粒子进入E2电场后先做匀减速再返回做匀加速运动所需时间
，故两次时间间隔为
