广东省珠海市2021-2022学年高二（下）4月阶段测试物理试题【含答案】

广东省珠海市2021-2022学年高二（下）4月阶段测试物理试题题号一二三四总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上评卷人得分一、单选题1如图所示，一多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r=1.0 ，外电路电阻R=9.0。当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e=20sin10t（V）。闭合开关S，下列说法正确的是（）A线圈转到图示位置时电路中的电流最大B该交变电流的频率为10HzC电路中理想交流电流表的示数为2.0AD外接电阻R所消耗的电功率为18W2发电机的输出电压，通过匝数比为41的理想变压器给教学楼内若干盏（220V，40W）日光灯供电，如图所示，输电线总电阻r =10，为保证日光灯正常发光，接入电路的日光灯数量为（）A66B132C264D3303设一个50 g鸡蛋从25楼的窗户自由落下，与地面的碰撞时间约为，已知相邻楼层的高度差约为3m，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A10 NB102NC103ND104 N4一位同学从船尾走到船头停下。船后退的距离d，船长L。已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为（）ABCD5如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振动物体的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知（）At=0.2s时，振动物体的加速度方向向右Bt=0.6s时，振动物体的速度方向向右C在t=0.4s到t=0.8s时间内，振动物体的动能逐渐增大D在t=0到t=2.4s时间内，振动物体通过的路程是80cm6如图甲所示，在轴上有相距的两波源，一个在坐标原点、另一个在点，两波源都在垂直纸面方向上从时刻开始振动，振动图像分别如图乙、丙所示。在轴上有一点，如图丙所示，点与相距。已知两波的传播速度为，则以下说法不正确的是（）A两列波的波长相同B点振动的振幅C时，点的位移为0D时，点向上振动7关于波的现象，下列说法正确的是（）A两列相干波可能具有不同的频率B当障碍物的尺寸远大于波长时，就有明显的衍射现象C光可以发生折射现象，而机械波不能发生折射现象D持续鸣笛的汽车高速靠近观察者时，观察者听到音调可能比汽车静止时更高评卷人得分二、多选题8将一段裸铜导线弯成如图所示形状的线框，将它置于一节5号干电池上电动势为（线框上端的弯折处与正极接触良好），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端、与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会开始转动，成为一个“简易电动机”，如图所示。若整个电路电阻为，下列说法中正确的是（）A线框能够转动是因为受到了安培力B电池的输出功率等于线框转动的机械功率C如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向也随之改变D回路电流9如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置示意图。速度选择器（也称滤速器）极板长度为L，宽度为d，电场强度为E，方向竖直向下，磁感应强度B1方向垂直纸面向里，分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外，小孔A在速度选择器的中线上，其孔大小可以忽略。在S处有带电量为、质量为m的大量同种正离子向右以不同速率沿中线入射，有些粒子做匀速直线运动经过A孔、B2区域后打在接收板PQ上。下列说法正确的是（）A这些粒子在右侧磁场B2中运动的时间一定相同B这些粒子在右侧磁场B2中运动半径一定不同C粒子要在B1区域做匀速直线运动，速度必须满足D速度的粒子可能在B1区域做匀速直线运动10在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1000匝，横截面积S=20cm2。螺线管导线电阻r=1.0，R1=4.0，R2=5.0，C=30F。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是（）A螺线管中产生的感应电动势为0.8VB闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电C闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为2.5610-2WD闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经R2的电荷量为1.8102-2C11如图所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定放置，导轨所在平面的倾角，导轨下端接有阻值为R的电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B质量为m、长为L、电阻不计的金属棒刚好能够放在导轨上，在沿导轨平面且与棒垂直的拉力F作用下金属棒沿导轨向上做初速度为零、加速度为（重力加速度大小为g）的匀加速直线运动，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并与两导轨接触良好，金属导轨的电阻不计，取。则在金属棒沿导轨向上运动时间的过程中，下列说法正确的是（）A时刻，金属棒受到的安培力大小为B时刻拉力F的大小为C时间内通过电阻R的电荷量为D整个过程中，拉力F做的功大于电阻R上产生的焦耳热与金属棒动能增加量之和12如图所示，电灯A和B与固定电阻的电阻均为R，L是自感系数很大的线圈。当S1闭合、S2断开且电路稳定时，A、B亮度相同，再闭合S2，待电路稳定后将S1断开瞬间，下列说法正确的是（）AB立即熄灭BA灯将比原来更亮一些后再熄灭C有电流通过B灯，方向为cdD有电流通过A灯，方向为ab13A、B两物体在光滑水平面上沿同一直线运动，图表示发生碰撞前后的v-t图线，由图线可判断（）AA、B的质量比为3：2BA、B作用前后总动量守恒CA、B作用前后总动量不守恒D此碰撞属于弹性碰撞14图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，小于5且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母以及重力加速度g均为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法中正确的是（）A该单摆的周期为2t0B该单摆的摆长为C可以求出摆球质量D不可以求出单摆的最大速度15如图所示一简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，A、B是介质中的两质点，原点O是波源，以的规律做简谐运动。某时刻波刚传到A点，波形如图所示。已知OA的距离为0.5m，OB的距离为1.0m。下列说法正确的是（）AA质点将沿x轴的正方向振动BO点开始振动方向沿y轴正方向C这列波的周期为2.5sD这列波的传播速度为2.5m/s评卷人得分三、实验题16表面粗糙程度相同的斜面和水平面在B处平滑连接，如图所示。实验步骤如下：将一小物块a（可视为质点）从斜面上的某一点（记为A）由静止释放，a滑到水平面上的某一点（记为C）停下；用铅垂线测定A点在水平面的投影点O，用刻度尺测量AO的高度h、OC的长度x；请回答下列问题：（1）a与水平面间的动摩擦因数为_（用所测物理量的符号表示）。（2）已知a的质量为M，在B、C之间取一点D，使CD距离为x0，在D点放另一质量为m（m”、“=”或“”）。17实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。（1）实验过程有两组同学分别用了图2图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为_（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好；（2）在实验中，某同学用游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为_cm；（3）实验中，某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系中，图中各坐标点分别对应实验中5种不同摆长的情况。由图像可知重力加速度g = _m/s2；（结果保留2位有效数字）（4）实验中，三位同学作出的T2L图线分别如图6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线a和c，下列分析正确的是_（填选项前的字母）。A出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C图线c对应的g值小于图线b对应的g值评卷人得分四、解答题18如图所示，固定点O上系一长L=0.6 m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0 kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高h=0.80 m，一质量M=2.0 kg的物块开始静止在平台上的P点，现对M施予一水平向右的初速度v0，物块M沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A时，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移x=1.2 m，不计空气阻力，g=10 m/s2，求：（1）质量为M的物块落地时速度大小？（2）若平台表面与物块间动摩擦因数=0.5，物块M与小球的初始距离为x1=1.3 m，物块M在P处的初速度大小为多少？19如图所示，两个光滑金属导轨MN和PQ平行，间距L = 1.0m，与水平面之间的夹角 = 37，匀强磁场磁感应强度B = 2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R = 1.6的电阻，质量m = 1kg、电阻r = 0.4的金属杆ab垂直导轨放置，导轨足够长，sin37 = 0.6，g取10m/s2。求：（1）把金属杆由静止释放经过时间1s，金属杆下滑达到最大速度，求此过程中杆下滑的距离。（2）现用沿斜面向上的恒力F金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移s = 2m时恰好达到稳定速度，其速度为1m/s，求此过程金属杆中产生的焦耳热。答案：1D【详解】A图示位置是与磁场垂直的位置，此时通过线圈的磁通量最大，感应电流最小，故A错误；B由瞬时值的表达式可知则故B错误；C电流表的示数为故C错误；D外接电阻R所消耗的电功率为故D正确。故选D。2C【详解】发电机输出电压的有效值为保证日光灯正常发光，应使副线圈两端的电压为220V，由变压器原副线圈的电压比等于匝数比可得代入数据可得解得I1=12A由变压器原副线圈的电流比与匝数成反比可得解得设接入电路的日光灯数量为n，则有解得ABD错误，C正确。故选C。3C【详解】鸡蛋着地前，根据动能定理有鸡蛋与地碰撞过程，根据动量定理有根据牛顿第三定律有解得ABD错误，C正确。故选C。4B【详解】设同学在船上走动时船的平均速度大小为v，同学的平均速度大小为v，同学从船尾走到船头所用时间为t，则有取船的速度方向为正方向，由动量守恒定律可得则有解得船的质量为故选B5C【详解】At=0.2s时，振子位置由O点向右运动到OB中的某点，振子受到的回复力向左，所以加速度向左，故A错误；Bt=0.6s时，由图象知其x-t斜率为负，故其速度方向与正方向相反，因此速度向左，故B错误；Ct=0.4s到t=0.8s的时间内，图中斜率绝对值逐渐增大，因此可判断振子运动的速度增大，所以振子的动能逐渐增大，故C正确；D图中看出振子的周期为1.6s，t=0s到t=2.4s的时间内，振子振动了1.5个周期，振动物体通过的路程是故D错误。故选C。6B【详解】A由图乙、丙可以看出两列波的周期相等，波速都是，则波长故A正确；B点与相距，与M点相距，所以波M传到P点时（1T末），P点向下振动，而此刻波O点使P点向上振动，所以点是振动减弱点，振幅不为，故B错误； C时，两列波都恰好使出现在平衡位置，位移为0，故C正确；D时，波使向上振动，波还没有到点，故D正确。此题选择不正确的选项，故选B。7D【详解】A相干波是指频率相同，振动方向相同，相位差恒定的两列波，A错误；B当障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，B错误；C光和机械波都能发生折射现象，C错误；D由于多普勒效应，持续鸣笛的汽车高速靠近观察者时，因为声音的振动频率增大，观察者听到音调可能比汽车静止时更高，D正确；故选D。8AC【详解】A线框会转动是由于通电线框受到了安培力的作用，A正确；B电流通过线框，线框要产生热量，损失电能，则电池输出的电功率等于电路中的热功率和线框旋转的机械功率，故电池的输出功率大于线框转动的机械功率，B错误；C将磁铁的磁极调换后，磁场方向反向，电流的方向不变，根据左手定则，安培力方向也反向，故线框转动的方向将反向，C正确；D电源的电能部分转化为线框转动的机械能，电路不是纯电阻电路，不符合欧姆定律的使用条件，故回路电流不等于，D错误。故选AC。9AC【详解】CD粒子要在B1区域做匀速直线运动，则有可得即粒子要在B1区域做匀速直线运动，速度必须满足，故C正确，D错误；B这些粒子在右侧磁场B2中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有可得由于这些粒子进入磁场B2中的速度v相同，q和m也相同，所以这些粒子在右侧磁场B2中运动半径一定相同，故B错误；A这些粒子在右侧磁场做匀速圆周运动，运动时间都是半个周期，而粒子做匀速圆周的周期为由于m、q都相同，则周期相同，所以这些粒子在右侧磁场B2中运动的时间一定相同，故A正确。故选AC。10AC【详解】A根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为故A正确；B根据楞次定律可以判断回路中感应电流的方向应为逆时针方向，所以电容器的下极板带正电，故B错误；C闭合K，电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为故C正确；D闭合K，电路中的电流稳定后电容器两端的电压为K断开后，流经R2的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量，即故D错误。故选AC。11CD【详解】A金属棒受到的安培力大小时刻金属棒的速度大小则故选项A错误；B以金属棒为研究对象，根据牛顿第二定律有时刻金属棒受到的安培力大小则时刻拉力F的大小为故选项B错误；C时间内金属棒沿导轨向上运动的距离通过电阻R的电量故选项C正确；D金属棒沿导轨向上运动时间的过程中，根据功能关系可知，拉力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热与金属棒增加的机械能的总和，故选项D正确。故选CD。12AD【详解】ACDS1闭合、S2断开且电路稳定时两灯亮度相同，说明L的直流电阻也为R。闭合S2后，L与A灯并联，R与B灯并联，它们的电流均相等，当断开S2后，L将阻碍自身电流的减小，即该电流还会维持一段时间，在这段时间里，因S2闭合，电流不可能经过B灯和R，只能通过A灯形成cLab的电流，故AD正确，C错误；B由于自感形成的电流是在L原来电流的基础上逐渐减小的，并没有超过A灯原来的电流，故A灯虽推迟一会熄灭，但不会比原来更亮，故B错误。 故选AD。13ABD【详解】A根据动量守恒定律得解得A正确；BCA、B作用前后总动量守恒，B正确，C错误；D因为此碰撞属于弹性碰撞，D正确。故选ABD。14ABC【详解】A小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律可知该单摆的周期为，故A正确；B根据单摆周期公式求得故B正确；CD当摆球在最高点时，沿绳方向根据平衡条件在最低点，根据牛顿第二定律由最高点到最低点过程，根据动能定理联立解得同时，根据以上也可以求出最大速度v，故C正确，D错误；故选ABC。15BD【详解】A波沿x轴正向传播，根据同侧法可知，A质点将沿y轴的正方向振动，选项A错误；B因A质点开始起振的方向为y轴正向，可知O点开始振动方向沿y轴正方向，选项B正确；C这列波的周期为选项C错误；D这列波的传播速度为选项D正确。故选BD。16 =【详解】1（1）设斜面夹角为，根据动能定理即解得2（2）a、b碰撞动量守恒碰前对a根据动能定理碰后对a、b 分别由动能定理解得a、b碰撞动量守恒满足的表达式是3若 a与b发生的是弹性碰撞，则满足机械能守恒 解得需满足4（3）拿走小物块b，改变小物块a的释放点，根据动能定理增大斜面倾角化简得解得 17 图3 2.240 9.9 B【详解】（1）1单摆稳定摆动时，要求摆长不发生变化，用图2方式悬挂时在小球摆动过程摆长会发生变化，图3方式悬挂时，绳子末端固定，避免摆长发生变化，故图3悬挂方式较好。（2）2根据游标卡尺读数规则，可读出小球直径为d = 22mm + 8 0.05mm = 22.40mm = 2.240cm（3）3根据单的周期公式，变形得可知T2L图像斜率为由图5可求得联立可得g = 2 = 9.9m/s2（4）4A若误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则应满足图线应与b平行且在b的下方，A错误；B实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，则图线c的斜率偏小，图线c符合题意，B正确；C由（3）解析可得，当地的重力加速度的表达式为由图可知，图线c对应的斜率k偏小，则图线c对应的g值大于图线b对应的g值，C错误。故选B。18（1）5.0 m/s；（2）7.0 m/s【详解】（1）碰后物块M做平抛运动，设其平抛运动的初速度为v3h=gt2x=v3t得v3=x=3.0 m/s落地时的竖直速度为vy=4.0m/s所以物块落地时的速度大小v=5.0 m/s（2）物块与小球在B处碰撞，设碰撞前物块的速度为v1，碰撞后小球的速度为v2，由动量守恒定律Mv1=mv2Mv3碰后小球从B处运动到最高点A过程中机械能守恒，设小球在A点的速度为vA； 小球在最高点时依题给条件有2mg=m解得v2=6.0 m/sv1=6.0 m/s物块M从P运动到B处过程中，由动能定理解得v0=7.0 m/s19（1）1.5m；（2）0.7J【详解】（1）当ab杆受到的合力为零时，杆达到稳定，由平衡条件得代入数值解得ab杆下滑到达到最大速度的过程，根据动量定理有代入数值解得x = 1.5m（2）恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，达到稳定速度时有代入数值解得F = 8N此过程根据功能关系有代入数值解得Q = 3.5J杆中产生的焦耳热为