湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高二物理上學(xué)期12月階段性檢測試題含解析

2022級高二上期階段性檢測物理時(shí)量：75分鐘滿分：100分第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。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確）1.如圖所示，閉合圓形導(dǎo)體線圈放置在勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場平行，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增大時(shí)，以下說法正確的是()A.線圈中產(chǎn)生順時(shí)針方向感應(yīng)電流B.線圈中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流C.線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈面積有縮小的傾向【答案】C【解析】【詳解】由于線圈與磁場的方向平行，所以穿過線圈的磁通量為0．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，穿過線框的磁通量仍然為0，則線圈中不會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流．故只有C正確；故選：C。2.一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的線圈和一個(gè)固定的線圈互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通過如圖所示的電流時(shí)，從左向右看，則線圈將（）。A.不動(dòng) B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.向紙面內(nèi)平動(dòng)【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)安培定則可以判斷出線圈L2在L1所在平面上產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，根據(jù)左手定則可以分析出L1最上方所受安培力垂直紙面向外，最下方所受安培力垂直紙面向內(nèi)，則從左向右看，線圈L1將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。故選B。3.圖為顯像管原理示意圖，電子束經(jīng)電子槍加速后，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)。不加磁場時(shí)，電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)。若要使電子束打在熒光屏上位置由O逐漸向A移動(dòng)，則（）A.在偏轉(zhuǎn)過程中，洛倫茲力對電子束做正功B.在偏轉(zhuǎn)過程中，電子束做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)C.偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)逐漸變大D.偏轉(zhuǎn)磁場的方向應(yīng)垂直于紙面向內(nèi)【答案】C【解析】【詳解】A．由于洛侖茲力的方向與運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，對電子始終不做功，A錯(cuò)誤；B．電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力提供向心力，這樣力的方向始終改變，電子做變加速曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．若逐漸向上偏轉(zhuǎn)，即電子在磁場中軌道半徑越來越小，根據(jù)可知，磁感強(qiáng)度越來越大，C正確；D．電子束向上偏轉(zhuǎn)，根據(jù)右手定則可知，磁場方向垂直紙面向外，D錯(cuò)誤；故選C。4.如圖所示，一傾角為α的直角斜面體靜置于光滑水平面上，斜面體質(zhì)量為M，斜面長為L。今有一質(zhì)量為m的小物塊，沿光滑斜面下滑，當(dāng)小物塊從斜面頂端自由下滑到底端時(shí)，斜面體在水平面上移動(dòng)的距離是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】物體與斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒，設(shè)水平向右為正方向，則有mv1-Mv2=0運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，即有得ms1-Ms2=0由題圖可知s1+s2=Lcosα聯(lián)立解得斜面體在水平面上移動(dòng)的距離故選C。5.如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個(gè)D形金屬盒。在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時(shí)間，則下列判斷錯(cuò)誤的是（）A.在圖中應(yīng)有B.高頻電源的變化周期應(yīng)該等于C.粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動(dòng)能不一定越大D.要想粒子獲得最大動(dòng)能增大，可增加D形盒的半徑【答案】B【解析】【詳解】A．帶電粒子的回旋的周期可見粒子的回旋的周期不變，與粒子的速度無關(guān)，所以有故A正確；B．交流電源的周期必須和粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期一致，故電源的變化周期應(yīng)該等于故B錯(cuò)誤；CD．帶電粒子的在磁場中的半徑可知?jiǎng)t粒子的最大動(dòng)能與加速的次數(shù)無關(guān)，與D形盒的半徑以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，故CD正確。本題選錯(cuò)誤的，故選B。6.筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件。當(dāng)顯示屏開啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作：當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。如圖所示，一塊寬為、長為的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為的自由電子，通入方向向右的電流時(shí)，電子的定向移動(dòng)速度為。當(dāng)顯示屏閉合時(shí)元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓，以此控制屏幕的熄滅。則元件的（）A.前表面的電勢比后表面的低 B.前、后表面間的電壓與無關(guān)C.前、后表面間的電壓與成正比 D.自由電子受到的洛倫茲力大小為【答案】D【解析】【詳解】由圖知電流從左向右流動(dòng)，因此電子的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閺挠蚁蜃?，根?jù)左手定則可知電子偏轉(zhuǎn)到后面表，因此前表面的電勢比后表面的高，故A錯(cuò)誤，電子在運(yùn)動(dòng)過程中洛倫茲力和電場力平衡，有，故，故D正確，由則電壓，故前后表面的電壓與速度有關(guān)，與a成正比，故BC錯(cuò)誤．二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，選錯(cuò)或不選的得0分）7.以下關(guān)于物理學(xué)知識(shí)的敘述，其中正確的是（）A.在太陽底下晾曬被褥，利用了紫外線的消毒殺菌作用B.圓盤衍射圖像中央會(huì)出現(xiàn)泊松亮斑C.光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率小D.用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的偏振【答案】AB【解析】【詳解】A．紫外線有殺菌消毒的作用，被褥在陽光下殺菌主要是利用了陽光中的紫外線，A正確；B．泊松亮斑出現(xiàn)在圓盤衍射圖像中，B正確；C．光導(dǎo)纖維絲是利用光的全反射制成的，根據(jù)全反射的條件可知：光導(dǎo)纖維內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大，C錯(cuò)誤；D．用透明的標(biāo)準(zhǔn)樣板和單色光檢查平面的平整度是利用了光的干涉，D錯(cuò)誤。故選AB。8.如圖所示為半圓形玻璃磚的橫截面，直徑MN與水平面平行。由紅、綠兩種單色光組成的細(xì)光束沿aM從MN邊射入玻璃磚，細(xì)光束進(jìn)入玻璃磚后分成兩束光分別打到玻璃磚截面的b、c兩點(diǎn)處，b、c兩點(diǎn)分別位于玻璃磚截面最低點(diǎn)的左右兩側(cè)。下列說法正確的是（）A.b、c兩點(diǎn)處分別對應(yīng)綠光、紅光B.在玻璃中，綠光的速度比紅光小C.射到c點(diǎn)的光在c點(diǎn)會(huì)發(fā)生全反射D.光從M點(diǎn)到c點(diǎn)的傳播時(shí)間大于從M點(diǎn)到b點(diǎn)的傳播時(shí)間【答案】AB【解析】【詳解】A．根據(jù)電磁波譜可知，綠光折射率大于紅光折射率，所以b、c兩點(diǎn)分別對應(yīng)綠光、紅光，故A正確；B．根據(jù)在玻璃中綠光的速度比紅光小，故B正確；C．由圖可知設(shè)光在M點(diǎn)的入射角和折射角分別為，在c點(diǎn)的入射角和折射角分別為，則有由可知，因此故射到c點(diǎn)的光在c點(diǎn)沒有發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；D．假設(shè)截面半圓半徑為R，以b為研究對象，如圖所示則在玻璃中的光程為s=2Rsinα根據(jù)折射率公式又有聯(lián)立可得同理可得所以光從M點(diǎn)到c點(diǎn)的傳播時(shí)間與從M點(diǎn)到b點(diǎn)的傳播時(shí)間相等，故D錯(cuò)誤。故選AB。9.一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，如圖所示，實(shí)線為某時(shí)刻的波形，虛線為從該時(shí)刻起0.1s后的波形。下列判斷正確的是（）A.當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，這列波的波速為B.當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，這列波的波速為C.若波沿x軸負(fù)方向傳播，則波的最大周期為2sD.若這列波的波速為110m/s，則波的傳播方向沿x軸正方向【答案】ABD【解析】【詳解】AB．由圖可知，波長為當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，這列波的波速為當(dāng)波沿x軸正方向傳播時(shí)，這列波的波速為AB正確；C．當(dāng)波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，這列波的最小波速為波沿x軸負(fù)方向傳播，則波的最大周期為C錯(cuò)誤；D．若波的傳播方向沿x軸正方向，當(dāng)時(shí)的速度為D正確。故選ABD。10.某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力。其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長的平直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強(qiáng)磁場B1和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實(shí)驗(yàn)車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當(dāng)磁場B1和B2同時(shí)以速度v沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)。金屬框受到磁場力，并帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)車沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，已知金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R，列車與線框的總質(zhì)量m，，懸浮狀態(tài)下，實(shí)驗(yàn)車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為其對地速度的K倍。則下列說法正確的是（）A.列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框中的電流方向一直不變B.列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流為C.列車最后能達(dá)到的最大速度為D.列車要維持最大速度運(yùn)動(dòng)，它每秒鐘消耗的磁場能為【答案】BC【解析】【詳解】A．當(dāng)磁場向右運(yùn)動(dòng)過程中，穿過閉合線框中的磁場有時(shí)垂直于紙面向外的磁場增大，有時(shí)垂直于紙面向內(nèi)的磁場增大，根據(jù)楞次定律可知列車在運(yùn)動(dòng)過程中金屬框中的電流方向一直改變，A錯(cuò)誤；B．金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，最大的感應(yīng)電動(dòng)勢為根據(jù)閉合電路歐姆定律可知B正確；C．列車速度最大為，此時(shí)切割磁感線的速率為，金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為通過線框的電流為列車所受合外力為0時(shí)，速度最大，即所受安培力等于阻力解得C正確；D．列車要維持最大速度運(yùn)動(dòng)，每秒消耗的磁場能為D錯(cuò)誤。故選BC。第Ⅱ卷非選擇題（共56分）三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空2分，共14分，將答案填寫在答題卷中）11.由于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障，物理實(shí)驗(yàn)小組用圖甲所示的裝置來測量滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度。將一較長且下端系著盛有有色液體的小漏斗（可視為質(zhì)點(diǎn)）的細(xì)線，上端固定在拉力傳感器上。置于水平桌面上的滑塊用細(xì)繩跨過定滑輪與鉤碼相連，做合適的調(diào)節(jié)后使滑塊拖動(dòng)固定在其后面的寬紙帶一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，使漏斗在垂直于滑塊運(yùn)動(dòng)方向的豎直平面內(nèi)做擺角很?。ㄐ∮?°）的擺動(dòng)。漏斗中漏出的有色液體在寬紙帶上留下如圖乙所示的痕跡。拉力傳感器獲得漏斗擺動(dòng)時(shí)細(xì)線中拉力F的大小隨時(shí)間t的變化圖像如圖丙所示，重力加速度為g，完成以下問題：（1）圖乙中測得A，C兩點(diǎn)間距離為，A，E兩點(diǎn)間距離為。則液體滴在D點(diǎn)時(shí)滑塊速度的大小______，在A、E兩點(diǎn)間滑塊加速度的大小為______。（從題給物理量符號(hào)、、、g及中選擇你需要的符號(hào)來表示）（2）根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，可知系著小漏斗（可視為質(zhì)點(diǎn)）的細(xì)線長度______。（從題給物理量符號(hào)、、、g及中選擇你需要的符號(hào)來表示）【答案】①.②.③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)圖丙可知漏斗振動(dòng)的周期由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得液體滴在D點(diǎn)時(shí)滑塊速度的大小[2]由即解得（2）[3]根據(jù)單擺的周期公式可得擺長12.在“用雙縫干涉測量光的波長”實(shí)驗(yàn)中，將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫中心間距為d的雙縫屏。從儀器注明的規(guī)格可知，毛玻璃屏與雙縫屏間的距離為L。接通電源使光源正常工作，發(fā)出白光。（1）組裝儀器時(shí)，若將單縫和雙縫均沿豎直方向分別固定在a處和b處，則________。A．可觀察到水平方向的干涉條紋B．可觀察到豎直方向的干涉條紋C．看不到干涉現(xiàn)象（2）若取下濾光片，其他實(shí)驗(yàn)條件不變，則在目鏡中_________。A．觀察不到干涉條紋B．可觀察到明暗相間的白條紋C．可觀察到彩色條紋（3）若實(shí)驗(yàn)中得到的干涉圖樣如圖2所示，毛玻璃屏上的分劃板刻線在圖2中A、B位置時(shí)，手輪上的讀數(shù)分別為x1、x2，則入射的單色光波長的計(jì)算表達(dá)式為_________。分劃板刻線在某條亮條紋位置時(shí)手輪上的示數(shù)如乙所示，則讀數(shù)為__________?！敬鸢浮竣?B②.C③.④.13.870【解析】【詳解】[1]因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)是雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a是單縫，b是雙縫，單縫是豎直放置，則雙縫也需要豎直放置，觀察到是豎直方向的干涉條紋，故B正確，AC錯(cuò)誤。故選B。[2]因?yàn)榘坠馐歉鞣N色光混合而成的，當(dāng)它們發(fā)生雙縫干涉時(shí)，其干涉圖樣明暗部分間距不同，不能重新混合成白光，所以若取下紅色濾光片，白光干涉條紋是彩色的，故C正確，AB錯(cuò)誤。故選C。[3]從圖2可以看出，條紋間距干涉條紋間距與單色光波長的關(guān)系為解得[4]螺旋測微器固定刻度為13mm，半刻度為0.5mm，可動(dòng)刻度為0.370mm，所以其讀數(shù)為四、計(jì)算題（本題共3小題，解答須寫出必要的文字說明，規(guī)律公式，只有答案沒有過程計(jì)0分，請將解題過程書寫在答卷中。其中13、14題各12分，15題18分，共42分）13.如圖所示，兩足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導(dǎo)體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I．整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im．【答案】(1)(2)(3)【解析】【詳解】(1)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)導(dǎo)體棒受到的重力和安培力平衡，則有：解得：(2)感應(yīng)電動(dòng)勢：感應(yīng)電流：解得：(3)由題意得導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場時(shí)的速度最大，設(shè)為vm由機(jī)械能守恒定律得：感應(yīng)電動(dòng)勢最大值：感應(yīng)電流最大值解得：則流經(jīng)電流表電流最大值．14.如圖，在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外．一帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電壓U加速后，沿平行于x軸的方向射入磁場；一段時(shí)間后，該粒子在OP邊上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出．已知O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，N點(diǎn)在y軸上，OP與x軸的夾角為30°，粒子進(jìn)入磁場的入射點(diǎn)與離開磁場的出射點(diǎn)之間的距離為d，不計(jì)重力．求（1）帶電粒子的比荷；（2）帶電粒子從射入磁場到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間．【答案】（1）（2）【解析】【詳解】（1）粒子從靜止被加速的過程，根據(jù)動(dòng)能定理得：，解得：根據(jù)題意，下圖為粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，由幾何關(guān)系可知，該粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為：粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，即：聯(lián)立方程得：（2）根據(jù)題意，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡為四分之一圓周，長度粒子射出磁場后到運(yùn)動(dòng)至軸，運(yùn)動(dòng)的軌跡