四川省雅安市联考2023-2024学年高二上学期12月月考物理物理试题（解析版）

PAGEPAGE1物理试卷第I卷（选择题共46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.我国研制的055新型防空驱逐舰采用“双波段（X波段和S波段）”雷达系统，雷达发射的X波段的频率为8GHz~12GHz，S波段的频率为2GHz~4GHz，下列说法正确的是（）A.在空气中X波段的传播速度大于S波段的B.在空气中S波段的波长比X波段的更短C.S波段和X波段的频率都比紫外线的小D.X波段能量子的能量比S波段能量子的能量小〖答案〗C〖解析〗A．X波段和S波段均为电磁波，它们在空气中的传播速度相同，故A错误；B．根据X波段的频率较大，可知在空气中S波段的波长比X波段的更长，故B错误；C．S波段和X波段的频率都比紫外线的小，故C正确；D．能量子的能量与其频率成正比，X波段能量子的能量大于S波段能量子的能量，故D错误。2.飞力士棒是一种物理治疗康复器材，利用该棒能有效锻炼躯干肌肉。标准型飞力士棒的整体结构如图所示，两端的负重头用一根软杆连接，中间有一握柄。锻炼时用双手握住握柄驱动飞力士棒振动，已知该棒的固有频率为8Hz，下列关于飞力士棒的认识正确的是（  ）A.双手驱动飞力士棒振动的频率越大，飞力士棒的振幅一定越大B.双手驱动飞力士棒振动的频率为10Hz时，飞力士棒振动的频率为8HzC.双手驱动飞力士棒振动的频率为8Hz时，飞力士棒会产生共振现象D.若负重头的质量减小，则飞力士棒的固有频率不变〖答案〗C〖解析〗B．飞力士棒振动的频率与双手驱动飞力士棒振动的频率相等，选项B错误；AC．飞力士棒振动的频率与该棒的固有频率相等时，会产生共振现象，此时飞力士棒的振幅最大，选项C正确、A错误；D．若负重头的质量减小，则飞力士棒的固有频率会发生变化，选项D错误。3.如图所示，电源的电动势和内阻恒定不变，R1、R2和R3都是定值电阻，R是滑动变阻器，V1、V2和A都是理想电表。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片自图示位置向左缓慢滑动时，下列说法正确的是（）A.电流表A示数减小B.流过电阻R2的电流减小C.电压表V1的示数减小D.电压表V2的示数增大〖答案〗B〖解析〗A．当滑动变阻器的滑片自题中图示位置向左缓慢滑动时，接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流增大，电流表的示数增大，故A错误；B．根据闭合电路欧姆定律可知，路端电压减小，则流过R2的电流减小，故B正确；C．根据并联电路电流特点可知，流过R3的电流增大，电压表V1的示数增大，故C错误；D．因两电压表示数之和等于路端电压，路端电压减小，电压表V1的示数增大，则电压表V2的示数减小，故D错误。4.如图所示，小鸭A（视为质点）在平静的河内戏水，在水面上形成一列稳定的水波，B为岸边飘落的树叶，已知水波的传播速度与水的深度成正比，下列说法正确的是（）A.树叶B会被水波推向岸边B.小鸭A的振动周期大于树叶B的振动周期C.在深水区，水波的频率变大D.在深水区，水波更容易发生衍射现象〖答案〗D〖解析〗A．水面上的树叶只会上下振动，不能随波迁移，不会被水波推向岸边，选项A错误；BC．水波传播过程中，各个质点与波源的振动频率和周期均相等，选项BC错误；D．根据波速公式结合波的传播速度与水的深度成正比的条件可知，深水区的水波速度更大，波长更长，更容易发生衍射现象，选项D正确。故选D。5.电容式位移传感器的示意图如图所示，A、B是平行板电容器两块正对的极板，A是固定的，B与被测物体C相连，A、B之间的距离随着C的上下移动而变化。如果A、B极板所带的电荷量恒定不变，当C向下移动时，下列说法正确的是（）A.A、B极板组成的电容器的电容减小 B.A、B两板之间的电压增大C.A、B两板之间的电场强度不变 D.A、B两板之间的电场强度增大〖答案〗C〖解析〗A．由平行板电容器电容的决定式可知，当C向下移动时，d减小，A、B极板组成的电容器的电容增大，A错误；B．由电容器电容的定义式可得，电容C增大，电荷量Q不变，A、B两板之间的电压U减小，B错误；CD．由电容器电容的定义式和决定式，可得可知A、B两板之间的电场强度不变，C正确，D错误。故选C。6.反射式速调管是常用元器件之一，反射式速调管内的x轴与管内静电场的方向平行，x轴上的电势随x的分布情况如图所示，A、B两点的坐标分别为xA=0.5cm、xB=0.25cm。一电子从x=-1.0cm处由静止释放，电子仅在电场力作用下在x轴上运动。下列说法正确的是（  ）A.电子在A、B两点的加速度大小相等B.电子运动过程中的最大速度为20eVC.A点到坐标原点和坐标原点到B点间的电场强度大小之比为1：2D.电子从A点到坐标原点和从坐标原点到B点，所受电场力的冲量大小之比为2：1〖答案〗C〖解析〗C．图像斜率的物理意义电场强度，即A点到坐标原点和坐标原点到B点间的电场均为匀强电场，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed可知，A点到坐标原点和坐标原点到B点间的电场强度大小之比为1：2，选项C正确；A．电子受到的电场力F=Eq，结合牛顿第二定律可知，电子在A、B两点的加速度大小之比为1：2，选项A错误；B．电子从A点到坐标原点，根据动能定理可知电子运动过程中的最大动能为20eV，选项B错误；D．电子从A点到坐标原点和从坐标原点到B点，电势变化量大小相等，则动能变化量大小相等，速度变化大小相等，动量变化量大小相等，根据动量定理可知两过程中电子所受电场力的冲量大小之比为1：1，选项D错误。7.如图所示，真空中的△ABC为等边三角形，D点为AB边的中点。分别在A、B、C三点固定三个电荷量的绝对值均为的点电荷，固定在A、B点的点电荷带正电，固定在C点的点电荷带负电。为使三角形的中心O点的电场强度为零，应在D点固定电荷量的绝对值为的点电荷。则为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗设OD=r，根据几何关系可知则固定在A、B点的点电荷在O点的电场强度大小均为；由于固定在A、B点的点电荷在O点的电场强度方向的夹角为120°，则固定在A、B点的点电荷在O点的电场强度的和也为，固定在D点的点电荷在O点的电场强度大小为，该电场方向与固定在A、B点的点电荷在O点的电场强度的和方向相反，则有解得二、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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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.如图所示，将螺线管与电源连接起来，接通电路后，放在通电螺线管内部中间处的小磁针静止时N极指向图示位置，下列说法正确的是（）A.通电螺线管的a端为N极B.通电螺线管的b端为N极C.电源的c端为正极，d端为负极D.电源的d端为正极，c端为负极〖答案〗BC〖解析〗小磁针N极指向右侧，可知螺线管内部磁场方向由左向右，根据安培定则可知b端为通电螺线管的N极、c端为电源的正极，d端为负极。故选BC。9.在如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器接入电路中的电阻为R2时，电动机恰好正常工作，电源的输出功率恰好最大。已知电动机的额定电压为U，额定电流为I，电动机线圈的内阻为R1，下列说法正确的是（）A.电动机线圈的内阻B.电动机的热功率为C.电源电动势D.若电路中的电流可在变化，则电源的最大输出功率为〖答案〗BD〖解析〗AB．根据焦耳定律和功率定义可知，电动机的热功率电动机消耗的电功率一部分为热功率，另一部分为输出的机械功率，即可得故A错误，B正确；C．电源的输出功率此时恰好最大，结合题意显然有R2>0，则此时路端电压小于或等于，因为，结合闭合电路欧姆定律可知，电源电动势E>2U，故C错误；D．若电路中电流可在间变化，结合输出功率可知，当电流为时电源达到最大输出功率为，故D正确。10.一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图如图所示，质点Q的平衡位置为x=4m，t=3s时质点Q恰好处于波谷位置，简谐横波的周期T>6s，下列说法正确的是（  ）A.质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动 B.该简谐横波的频率为12HzC.质点P在0~3s内通过的路程为0.3m D.该简谐横波的传播速度为〖答案〗AD〖解析〗A．根据同侧法可知，质点Pt=0时刻沿y轴正方向振动，质点Q在t=0时刻沿y轴负方向振动，选项A正确；B．根据题意有解得该简谐横波的频率选项B错误；D．该简谐横波的传播速度选项D正确；C．质点P在t=0时刻沿y轴正方向振动且位于平衡位置上方，则质点P在0~3s内通过的路程大于0.1m小于0.2m，选项C错误。三、非选择题：共54分。11.小明同学利用力传感器做测定重力加速度的创新实验，请回答下列问题：（1）按照图甲所示的装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度；用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径_________mm。（2）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。则当地的重力加速度可表示为___________（用题目中的物理量d、、表示）。（3）在实验中测得的g值偏小，可能的原因是___________。A.以摆线长作为摆长来计算B.以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算C.测摆线长时摆线拉得过紧D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了〖答案〗（1）11.75（2）（3）AD〖解析〗（1）[1]该摆球的直径（2）[2]由图丙可知，周期为单摆周期联立可得（3）[3]A．由上式可知，以摆线长作为摆长来计算，测量值偏小，故A正确；B．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算，测量值偏大，故B错误；C．测摆线长时摆线拉得过紧，则摆长的测量值偏大，所以重力加速度的测量值偏大，故C错误；D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了，摆长的测量值偏小，所以重力加速度的测量值偏小，故D正确。12.实验小组的同学正在测定某石墨烯电池的电动势E和内阻r，已知该电池的电动势在11V~13V之间，内阻小于2Ω。为了尽量减小实验误差，同学们经过讨论设计的实验电路如图甲所示。（1）实验用的电流表的量程为0~0.6A，为了精确测量该电流表的内阻，实验小组的同学又向实验室申领了定值电阻R0和另一个电流表，实验电路如图乙所示。已知定值电阻R0比电流表的内阻略小，则电流表应选用的量程为________A（填“0～0.6”或“0～3”），正确连接电路后闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片使两表均有适当的示数，记录下此时电流表的示数和电流表的示数，则电流表的内阻为________（用、和表示）。（2）若实验小组在上述实验中测得电流表的内阻为3.0Ω，他们接着连接图甲电路并正确操作，多次改变滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，得到多组数据，根据实验数据绘制的图线如图丙所示。由此可知该石墨烯电池的电动势________V、内阻________Ω。（计算结果均保留一位小数）〖答案〗（1）0~3（1）12.61.6〖解析〗（1）[1]定值电阻R0比电流表A的内阻略小，则流过R的电流比流过电流表A的电流大，则干路中的电流表A1应选用的量程为0~3A；[2]根据并联电路的特点有解得电流表A的内阻为（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有可得可知图丙中图像的纵轴截距等于电动势，则有图像的斜率绝对值为解得内阻为13.如图所示，在A点固定一点电荷，它所带的电荷量为+Q（Q>0），B点和C点均为A点正上方的点。将质量为m、带电荷量为q的带正电小球（可视为点电荷）放置于B点时，小球恰好能保持静止。静电力常量为k，重力加速度大小为g，不计空气阻力。（1）求A、B两点间的距离x；（2）若小球所带的电荷量，在外界作用下将小球从B点移至C点，该过程中小球的电势能减小了，求B、C两点间的电势差UBC。〖答案〗（1）；（2）15V〖解析〗（1）带电小球放置于B点时恰好能保持静止，根据受力平衡有F库=mg根据库仑定律有解得（2）根据电势能变化量和电场力做功的关系有B、C两点间的电势差解得14.一简谐横波在均匀介质中沿水平方向直线传播，介质中A、B两个质点平衡位置间的距离，它们振动的图像分别如图甲和乙所示。（1）求该简谐横波传播速度的可能值；（2）若波速为，B、C两质点的振动同步，且时B、C两质点间有两个波谷，求B、C平衡位置间的距离。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由题图可知，该简谐横波周期设波长为，根据题图可知两点间的距离满足根据波长、波速和周期的关系解得。（2）此时该波的波长根据题意可知解得15.如图所示，竖直平面内有平面直角坐标系xOy，在第一、二象限中有水平向右的匀强电场。一内壁光滑的绝缘圆管BCD固定在竖直平面内，圆管的半径（圆管的内径忽略不计），、两点在x轴上且圆管BCD关于y轴对称。一质量为m、电荷量为的带电小球（可视为质点），从点无初速度释放，经过一段时间后，小球恰好从管口B处无碰撞地进入圆管，然后从管口D离开圆管，一段时间后到达最高点N（图中未标出）。重力加速度大小为g。求：（1）小球到达B点时的速度大小v；（2）第一、二象限中