广东省部分学校2023-2024学年高二下学期期末阶段考试
物理试题
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图甲所示为医护人员利用“彩超”测定血管中血液的流速，图乙为波源S连续振动，形成的水波，靠近桥墩P时浮出水面的叶片A静止不动。下列说法不正确的是
A.图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理
B.若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大
C.乙图中，为使水波能带动叶片振动，可降低波源振动的频率
D.乙图中，为使水波能带动叶片振动，可减小波源距桥墩的距离
2.利用如图所示的电流天平，可以测量匀强磁场中的磁感应强度B。它的右臂挂着等腰梯形线圈，匝数为n，上下底边水平且ab长为，cd长为2，线圈一半的高度处于方框内的匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直。当线圈中通入电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；当线圈中通入大小不变、方向相反的电流I′时，在左盘中增加质量为m的砝码，两臂再次达到新的平衡，重力加速度为g。则方框内磁场的磁感应强度大小为
A. B. C. D.
3.如图甲所示是街头常见的降压变压器，图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压基本不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，电阻器R代表用户用电器的总电阻，不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是
A.用电器增加时，用户用电器的总电阻变大
B.用电器增加时，通过变压器副线圈的电流变小
C.用电器增加时，用户用电器两端电压变小
D.用电器增加时，输电线损耗的功率变小
4.主动降噪耳机能根据环境中的噪声（纵波）产生相应的降噪声波，如图所示，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是
A.主动降噪技术应用了波的衍射原理
B.降噪声波与环境噪声的波长必须相等
C.降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强
D.环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越大
5.图甲是某一交流发电机的示意图，两磁极N、S间存在可视为水平向右的匀强磁场，V为理想电压表，电阻R=9Ω，线圈内阻r=1Ω。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，通过线圈的电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是
A.电压表的示数为10V
B.线圈转动的角速度为50πrad/s
C.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量变化率为零
D.0～0.005s时间内，通过电阻R的电荷量为C
6.如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再次降压为动力系统供电。已知发电厂的输出功率为P，输电线的电阻为r，两变压器原副线圈的匝数如图所示。下列说法正确的是
A.通过输电线的电流为 B.输电线上损失的电压为
C.输电线上损失的功率为 D.动力系统两端的电压为
7.篮球运动在学校普遍受到学生的喜爱，为了检验一篮球的弹性性能，某同学让它从H1=1.8m高处自由下落，能够自由弹跳到H2=1.25m高度处。篮球和地面接触的时间△t=1.1×10-2s，不考虑篮球在运动中的转动和所受的空气阻力，篮球的质量为0.6kg，当地重力加速度g取10m/s2。若取向上为正方向，则
A.篮球在下落过程中，合力的冲量为1.8N·s
B.篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为6m/s
C.篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为0.6kg·m/s
D.篮球受到地面的平均冲击力大小为606N
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8.一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=1s时的波形图，图乙是x=2m处质点的振动图像，下列说法正确的是
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度大小为0.25m/s
C.t=0.5s时，x=4m处质点沿y轴正方向振动
D.1～1.5s时间内，x=1m处质点的路程大于10cm
9.下列说法错误的是
A.图甲是回旋加速器的示意图，粒子的最大动能与狭缝之间的电压U有关
B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势
C.图丙是速度选择器，粒子从P、Q两点进入后均能沿直线匀速通过速度选择器
D.图丁是质谱仪，电荷量相同的粒子（初速度为零）打在照相底片D的同一位置
10.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。电阻为、长度为r的金属棒ab一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以一定的角速度顺时针匀速转动，转动时棒与圆环接触良好，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和两板间距为d的平行板电容器C，质量为m、电荷量大小为q的颗粒在电容器两极板间恰好处于静止状态。重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，则
A.电容器两极板间的电压为 B.电容器两极板间的电压为
C.金属棒转动的角速度大小为 D.金属棒转动的角速度大小为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（7分）在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，小明同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究。
（1）本实验中，除可拆变压器外，还需要的器材有__________。（多选）
A.低压直流电源 B.低压交流电源 C.交流电压表 D.开关、导线若干
（2）观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是__________。
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.互相绝缘的硅钢片叠成
（3）观察原、副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________（选填“多”或“少”）。
（4）小明正确选材并接线后，记录如下表所示的四组实验数据。
N1/匝 100 100 200 200
N2/匝 200 400 400 800
U1/V 2.10 1.95 5.22 2.35
U2/V 4.28 8.00 10.60 9.64
分析表中数据可知，N1一定是__________（选填“原”或“副”）线圈的匝数。
12.（9分）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中：
（1）实验发现，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转，电流由“一”接线柱流入时指针向左偏转；如图甲所示，实验发现指针向右偏转，则条形磁铁的N极________（选填“向上”或“向下”）运动。
（2）如图乙为另一种实验装置，开关闭合前小螺线管已插入到大螺线管中。
①请用笔画线代替导线，将电路图补充完整。
②在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。在开关闭合的状态下，将小螺线管迅速抽出时，灵敏电流计指针将向________（选填“左”或“右”）偏转；断开开关的瞬间，灵敏电流计的指针________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。
③将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，灵敏电流计指针将向________（选填“左”或“右”）偏转；进一步分析，滑动变阻器的滑片向左滑动的速度越大，电流表指针偏转角度________（选填“越大”或“越小”）。
13.（10分）真空区域有宽度为、磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。MN边界上有一个点状的粒子放射源S，它可以向各个方向发射质量为m、电荷量为+q（q>0）、速率为v（未知）的带电粒子。若粒子沿着与MN夹角为37°的方向射入磁场中，刚好未能从PQ边界射出，在磁场中运动时间t（未知）后从MN边界离开。不计粒子的重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）带电粒子在磁场中运动的速率v和时间t；
（2）PQ边界有粒子射出的长度x。
14.（13分）为了解决装卸货物时因抛掷而造成物品损坏的问题，某物流公司设计了如图所示的缓冲转运装置，卸货时缓冲装置A的左侧紧靠静止的物流大货车，其右侧紧靠转运车B，包裹C可以从缓冲装置A的光滑曲面的不同高度h处由静止滑下，滑上转运车B并最终停在转运车B上被运走。缓冲装置A的光滑曲面末端刚好与转运车B上表面相切。转运车B上表面D点左侧长度L=5m，包裹C与D点左侧之间的动摩擦因数μ=0.2，D点右侧光滑，转运车B右端固定一根轻弹簧，处于原长时弹簧左端刚好在D点。转运车B的质量M=60kg，与水平地面间的摩擦可忽略。包裹C可视为质点且无其他包裹影响，不计包裹C从缓冲装置A滑上转运车B过程中的机械能损失。取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧未超过弹性限度。若包裹C的质量m=20kg，求：
（1）为使包裹C能在转运车上静止，包裹C释放时的最大高度h；
（2）在（1）问包裹C从最大高度释放的前提下，弹簧最大的弹性势能Ep及整个运动过程中由于摩擦产生的热量Q。
15.（15分）如图甲所示，间距L=1m的足够长倾斜导轨倾角θ=37°，导轨顶端连接阻值R=1Ω的电阻。MN左侧存在一面积S=0.6m2的圆形磁场区域，磁场方向垂直于斜面向下，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。MN右侧存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B1=1T。一长L=1m、电阻r=1Ω的金属棒ab与导轨垂直放置，t=0至t=1s，金属棒ab恰好能静止在导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过足够长的距离经过EF，且在经过EF前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知EF左侧导轨均光滑，EF右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数μ=，不计导轨电阻与其他阻力，金属棒始终与导轨接触良好，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：
（1）0～1s内流过电阻的电流和金属棒ab的质量；
（2）金属棒ab经过EF后电阻R上产生的焦耳热；
（3）金属棒ab经过EF后通过电阻R的电荷量。
广东省部分学校2023-2024学年高二下学期期末阶段考试
物理参考答案及评分意见
1.D
【解析】图甲中，测定血管中血液的流速，利用了多普勒效应的原理，当波源与仪器相互靠近时，仪器接收到超声波的频率变大，A、B正确；乙图中，为使水波能带动叶片振动，可增大水波的波长，根据，波速不变，降低频率，波长增大，衍射现象更明显，C正确，D错误。
2.C
【解析】线圈一半处于匀强磁场中，则有效长度为，安培力大小为，电流反向时，需要在左盘中增加质量为的砝码，说明原来的安培力方向向上，当电流反向，安培力变为向下时，再次平衡，说明安培力等于的一半，即，得，C正确。
3.C
【解析】由于家庭电路是并联电路，各用电器都是并联的，用电器增加时，并联电阻越多，总电阻越小，相当于的值减小，变压器的匝数比没变，原线圈两端的电压没变，则副线圈的电压不变，当用电器增加时，通过副线圈的电流增大，A、B错误；根据可知，输电线两端电压变大，则用电器两端电压变小，C正确：由可知输电线损耗的功率增大，D错误。
4.B
【解析】主动降噪技术应用了波的干涉原理，A错误；由于声波的波速只与介质有关，所以频率变化不影响波速，D错误：要想发生干涉，降噪声波与环境噪声的频率必须相同，由于波速大小相等，所以降噪声波与环境噪声的波长相等，B正确；降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，C错误。
5.D
【解析】由图乙可知，产生的电流最大值为，电流的有效值，电压表的示数，A错误；由图乙可知，周期为，则线圈转动的角速度，B错误；由图乙可知时，感应电流最大，此时穿过线圈的磁通量变化率最大，C错误；电动势的最大值，又，时间内，通过电阻的电荷量，解得，C，D正确。
6.C
【解析】根据电流与匝数关系可知，通过输电线的电流，A错误；输电线上损失的电压，B错误；输电线上损失的功率，正确；车厢内变压器原线圈两端电压，动力系统两端的电压，D错误。
7.D
【解析】篮球刚和地面接触时的速度大小为，合力的冲量等于篮球动量的变化量，则，A错误；由，解得篮球在与地面碰撞后瞬间的速度大小为，B错误；篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量，C错误；篮球和地面接触过程中，由动量定理可得，解得篮球受到地面的平均冲击力大小为，D正确。
8.AD
【解析】由图乙可知、时，处质点沿轴负方向振动，根据上下坡法可知波沿轴负方向传播，A正确；由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，波的传播速度大小为，B错误；时，处质点沿轴负方向振动，C错误；时间内，处质点振动了时，它正在向平衡位置方向振动，故时间内的路程大于一个振幅，即路程大于，D正确。
9.ACD
【解析】由洛伦兹力提供向心力可得，解得粒子经回旋加速器加速后的最大速度，则最大动能.可知粒子的最大动能与加速电压无关，A错误；对磁流体发电机有，解得，可通过增加磁感应强度来增大电源电动势，B正确；若粒子从右侧射入，根据左手定则与电场力方向特征，无论粒子带正电还是负电，粒子所受洛伦兹力方向与电场力方向相同，则粒子必定做曲线运动，即从右侧射入的粒子不能沿直线匀速通过速度选择器，错误；图丁是质谱仪，粒子在加速电场中加速，有，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则，联立解得.粒子经过相同的加速电场和偏转磁场，所以打到同一位置的粒子的比荷相同，D错误
10.AC
【解析】对电容器极板间的带电颗粒受力分析，根据平衡条件有，解得，A正确，B错误；金属棒转动切割磁感线产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律有，联立解得，C正确，D错误。
11.（1）BCD（2分，漏选给1分） （2）C（1分） （3）少（2分） （4）副（2分）
【解析】（1）本实验中应选用低压交流电源，用交流电压表测副线圈电压，实验还需要开关、导线若干、正确。（2）为了减小涡流.变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成，C正确。
（3）原、副线圈的导线粗细不同，匝数少的电流大，则导线粗。
（4）由表中数据可得，在误差允许范围内变压器原、副线圈的电压比等于匝数比，即，由于存在漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，则变压器的副线圈两端测得的电压略小于理想值，故可知一定是副线圈的匝数。
12.（1）向上（2分）
（2）①见解析图（2分） ②左（1分）向左（1分） ③右（1分）越大（2分）
【解析】（1）将条形磁铁的极从螺线管中拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流从上往下看沿顺时针方向，即电流由接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转。（2）①电路连接如图所示。
②闭合开关时，穿过大螺线管的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏。在开关闭合的状态下，将小螺线管迅速抽出时，穿过大螺线管的磁通量减少，感应电流与闭合开关瞬间方向相反，电流计指针将向左偏转：断开开关时，穿过大螺线管的磁通量减少，灵敏电流计指针向左偏转。
③将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电阻变小，流过小螺线管的电流变大，则穿过大螺线管的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏转：滑动变阻器的滑片向左滑动的速度越大，小螺线管的磁场变化越快，产生的感应电动势越大，电路中的感应电流越大，电流表指针偏转角度越大。
13.（1）
【解析】（1）粒子刚好未能从边界射出磁场，轨迹如图甲所示。
根据几何关系可知（1分）
解得
根据洛伦兹力提供向心力，有（2分）
解得（1分）
粒子运动的周期（1分）
粒子运动的时间（2分）
（2）当粒子初速度平行MN时，轨迹如图乙所示。根据几何关系可知（1分）
由图甲知，SA=Rsin37°=（1分）
则PQ边界有粒子射出的长度x=S′C+SA=（1分）
14.（1）m （2）200J 400J
【解析】（1）包裹C从最大高度释放时，刚好滑到转运车B的左端二者共速，根据能量守恒有
（2分）
根据动量守恒有mv=（m+M）v共（2分）
根据能量守恒有（2分）
解得（1分）
（2）弹簧最大的弹性势能（2分）
解得Ep=200J（1分）
整个运动过程中由于摩擦产生的热量Q=2μmgL（2分）
解得Q=400J（1分）
15.（1）0.3A 0.05kg （2）0.004 5J （3）0.03C
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律可得0～1s内回路中的感应电动势
（2分）
根据闭合电路欧姆定律可得流过电阻的电流
（2分）
设金属棒ab的质量为m，这段时间内金属棒ab受力平衡，即
（1分）
解得m=0.05kg（1分）
（2）设金属棒ab经过EF时的速度大小为v，此时回路中的感应电动势（1分）
回路中的电流（1分）
导体棒ab受力平衡，即B1I′L=mgsinθ（1分）
解得v=0.6m/s
设金属棒ab从经过EF到最终停下的过程中下滑的距离为x，根据功能关系有
（1分）
其中mgsinθ-μmgcosθ=0（1分）
电阻R上产生的焦耳热（1分）
（3）设金属棒ab从经过EF到最终停下的过程中，回路中的平均电流为，经历时间为t，对金属棒ab根据动量定理有（-B1L+mgsin0-μmgcosθ）t=0-mv（1分）
且q=t（1分）
解得q=0.03C（1分）
