广东省2023-2024学年高二下学期阶段考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1广东地区高二阶段性考试物理试题考试时间为75分钟，满分100分注意事项：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。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【答案】D【解析】AB．“彩超”利用的是多普勒效应原理，“彩超”工作时，向人体内发射频率已知的超声波，若波源与仪器相互靠近，仪器接收到超声波的频率变大，故AB正确；CD．降低波源振动的频率，根据波速不变，频率减小，波长增大，衍射现象明显，水波能带动叶片振动，减小波源距桥墩的距离并不能使水波能带动叶片振动，故C正确，D错误；本题选择错误选项，故选D。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l，cd长为2l，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.【答案】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m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，即得故选C。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【答案】C【解析】由于原线圈输入电压不变，原副线圈匝数不变，则副线圈输出电压不变，当用电器增加时，用户用电器的总电阻变小，即电阻器R减小，根据欧姆定律可得可得通过副线圈电流增大；两端电压增大，则用户用电器两端电压变小；根据可知输电线损耗的功率变大。故选C。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【答案】B【解析】AB．降噪声波与环境噪声叠加后实现降噪，根据波的干涉条件可知，降噪声波与环境噪声频率相同，速度相同，波长相同，相位相反，故A错误，B正确；C．降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动减弱，故C错误；D．声波传播的速度取决于介质，与其频率无关，故D错误。故选B5.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，线圈内阻。线圈绕垂直于磁场的水平轴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B.线圈转动的角速度为C.时，穿过线圈的磁通量变化率为零D.时间内，通过电阻R的电荷量为【答案】D【解析】A．由图乙可知，电流有效值为电压表的示数等于两端电压有效值，则有故A错误；B．由图乙可知，周期为则线圈转动的角速度为故B错误；C．由图乙可知，时，感应电流最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，故C错误；D．电动势最大值为根据可得时间内，磁通量变化为则通过电阻R的电荷量为故D正确。故选D。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【答案】C【解析】ABC．牵引变电所的理想变压器副线圈电压为则通过输电线的电流为输电线上损失的电压为输电线上损失的功率为故AB错误，C正确；D．动力车厢内的理想变压器原线圈电压为则动力系统两端的电压为故D错误。故选C。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，某同学让它从高处自由下落，能够自由弹跳到高度处。篮球和地面接触的时间，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，当地重力加速度g取。若取向上为正方向，则（）A.篮球在下落过程中，合力的冲量为B.篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为C.篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为D.篮球受到地面平均冲击力大小为【答案】D【解析】A．篮球在下落过程中，根据解得下落时间为篮球在下落过程中，合力的冲量为故A错误；B．设篮球与地面碰撞后瞬间的速度大小为，根据可得故B错误；C．篮球与地面碰撞前瞬间的速度大小为则篮球在与地面碰撞过程中，动量改变量为故C错误；D．篮球在与地面碰撞过程中，根据动量定理可得解得篮球受到地面的平均冲击力大小为故D正确。故选D。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，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，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/sC.时，处质点沿y轴正方向振动D.1~1.5s时间内，处质点的路程大于10cm【答案】AD【解析】A．由图乙可知，时，处质点沿y轴负方向振动，根据上下坡法可知波沿x轴负方向传播，A正确；B．由图甲可知波长为8m，由图乙可知周期为2s，波的传播速度大小为B错误；C．时，处质点沿y轴负方向振动，C错误；D．1~1.5s时间内，处质点振动了，时，它正在向平衡位置方向振动，故1~1.5s时间内的路程大于一个振幅，即路程大于10cm，D正确。故选AD。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【答案】ACD【解析】A．图甲是回旋加速器示意图，当粒子轨迹半径等于D形盒子半径时，粒子的动能最大，由洛伦兹力提供向心力可得解得则最大动能为可知粒子的最大动能与狭缝之间的电压U无关，故A错误，满足题意要求；B．图乙是磁流体发电机的结构示意图，根据可得则可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势，故B正确，不满足题意要求；C．图丙是速度选择器，粒子从Q点进入，受到的电场力和洛伦兹力方向一定相同，粒子不可能能沿直线匀速通过速度选择器，故C错误，满足题意要求；D．图丁是质谱仪，粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得可得粒子进入磁场，由洛伦兹力提供向心力得联立可得电荷量相同的粒子（初速度为零），如果质量不相等，则粒子在磁场中的半径不相等，打在照相底片D的不同位置，故D错误，满足题意要求。故选ACD。10.如图所示，固定在水平面上的半径为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、长度为的水平金属棒ab一端固定在竖直导电转轴上，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的颗粒在电容器极板间恰好处于静止状态。重力加速度为，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【答案】AC【解析】AB．颗粒在电容器极板间恰好处于静止状态，受力分析可得电容器极板间电场的电场强度电容器两极板间的电压故A正确，B错误；CD．电容器并联在电阻R两端，电阻R两端的电压与电容器两极板间的电压相等，由串联电路的分压可知，金属棒ab切割的感应电动势大小金属棒ab切割的感应电动势的表达式金属棒转动的角速度大小故C正确，D错误；故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.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______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、副线图的导线，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。匝100100200200匝2004004008002.101.955.222.354.288.0010.609.64分析表中数据可知，一定是______（选填“原”或“副”）线圈的匝数。【答案】（1）BCD（2）C（3）少（4）副【解析】（1）[1]本实验中应选用低压交流电源，用交流电压表测副线图电压，实验还需要开关、导线若干。故选BCD。（2）[2]为了减小涡流，变压器的铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成。（3）[3]原、副线圈的导线粗细不同，匝数少的电流大，则导线粗。（4）[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，则变压器的副线图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.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“-”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”）。【答案】（1）向上（2）左向左右越大【解析】（1）实验发现指针向右偏转，则电流从下端流入电流计，螺线管中的感应电流从上到下，根据楞次定律，则条形磁铁的N极向上运动。（2）①[1]用笔画线代替导线，将电路图补充完整②[2][3]在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明磁通量增加时电流计指针右偏。在开关闭合的状态下，将小螺线管迅速抽出时，则磁通量减小，则灵敏电流计指针将向左偏转；断开开关的瞬间，则磁通量减小，灵敏电流计的指针向左偏转。③[4][5]将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，滑动变阻器阻值减小，电流变大，磁通量增加，则灵敏电流计指针将向右偏转；进一步分析，滑动变阻器的滑片向左滑动的速度越大，磁通量增加的越快，感应电流越大，即电流表指针偏转角度越大。13.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。【答案】（1），（2）【解析】（1）粒子刚好未能从边界射出磁场，轨迹如图所示根据几何关系可知解得根据洛伦兹力提供向心力，有解得粒子运动的周期粒子运动的时间（2）当粒子初速度平行MN时，轨迹如图所示根据几何关系可知由图甲知则PQ边界有粒子射出的长度14.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，卸货时固定的缓冲装置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，包裹C与D点左侧之间的动摩擦因数，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，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，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，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及整个运动过程中由于摩擦产生的热量Q。【答案】（1）；（2），【解析】（1）当包裹C滑上转运车B且压缩弹簧，被弹簧弹回最终相对静止在转运车B的左端时，包裹C释放时的高度最大，则