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

雅安市联考2023-2024学年高二上学期12月月考
物理试卷
考生注意：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容；教科版必修第三册，选择性必修第一册第二、三章。
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
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8Hz
C.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
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，、和都是理想电表。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.电流表的示数减小 B.流过电阻R2的电流减小
C.电压表的示数减小 D.电压表的示数增大
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
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增大
D.A、B两板之间的电场强度不变
6.反射式速调管是常用的元器件之一，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20eV
C.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
D.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
7.如图所示，真空中的为等边三角形，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Q1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Q2的点电荷。则Q1:Q2为（ ）
A.2：1 B.1： C. ：1 D.3：1
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
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
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12Hz
C.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
第II卷（非选择题 共54分）
三、非选择题：共54分。
11.（6分）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l0；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d= mm。
甲 乙 丙
（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g= （用题目中的物理量d、l0、t0和π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
12.（9分）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。
甲 乙 丙
（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比的内阻略小，则应选用的量程为 （填“0~0.6”或“0~3”）A，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，记录下此时的示数I1和的示数I0，则的内阻为 （用I1、I0和R0表示）。
（2）若实验小组在上述实验中测得的内阻为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U-I图线如图丙所示。由此可知该石墨烯电池的电动势E= V、内阻r= Ω。（计算结果均保留一位小数）
13.（10分）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。
14.（13分）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x=2m，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0.2m/s，B、C两质点的振动始终同步，且t=4.2s时B、C两质点间有两个波谷，求B、C平衡位置间的距离。
甲 乙
15.（16分）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），B（L，0）、D（L，0）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q（q>0）的带电小球（可视为质点），从A（0，L）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、二象限中匀强电场的电场强度大小E；
（3）N点的坐标。
物理试卷参考答案
1.C【解析】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，选项A错误；根据可知，在空气中S波段的波长比X波段的更长，选项B错误；S波段和X波段的频率都比紫外线的小，选项C正确；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，选项D错误。
2.C【解析】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；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；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.B【解析】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，选项A错误；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，选项B正确；根据并联电路电流特点可知，流过R3的电流增大，电压表的示数增大，选项C错误；因两电压表示数之和等于路端电压，路端电压减小，电压表的示数增大，则电压表的示数减小，选项D错误。
4.D【解析】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B错误；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A、C均错误；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。
5.D【解析】根据电容的决定式可知，当物体C向下移动时，电容增大，选项A错误；而所带电荷量不变，结合电容的定义式可知，两板间的电压减小，选项B错误；在匀强电场中，综合前述有，则电容器所带电荷量不变，电场强度的大小与板间距无关，即电场强度不变，选项D正确、C错误。
6.C【解析】图像斜率的物理意义“”，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；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；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；电子从A点到坐标原点和从坐标原点到B点，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.A【解析】设OD=r，根据几何关系可知AO=BO=CO=2r，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，解得，选项A正确。
8.BC【解析】螺线管内部的小磁针的N极水平向右，则螺线管内部的磁场方向水平向右，即通电螺线管的a端是S极、b端是N极，选项B正确、A错误；根据右手螺旋定则可知，电流在螺线管中的方向为从c到d，则电源的c端为正极、d端为负极，选项C正确、D错误。
9.BD【解析】根据焦耳定律和功率定义可知，电动机的热功率P热=I2R1，选项B正确；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P=UI>I2R1，变形可知选项A错误；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U端小于或等于Ur，结合闭合电路欧姆定律可知，电源电动势E>2U，选项C错误；若电路中电流可在间变化，结合输出功率可知，电源的最大输出功率为，选项正确。
10.AD【解析】根据同侧法可知，质点P在t=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；根据题意有，解得，该简谐横波的频率，选项B错误；该简谐横波的传播速度，选项D正确；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。
11.（1）11.75（2分）
（2）（2分）
（3）AD（2分。选对1项得1分，选错不得分）
【解析】（1）根据题图乙所示游标卡尺可知，其精度是0.05mm，该摆球的直径。
（2）根据题图丙可知，单摆的周期，单摆的摆长，结合单摆周期公式，解得当地的重力加速度。
（3）根据单摆周期公式，变形有，若以摆线长作为摆长来计算，摆长L偏小，g的测量值偏小，选项A正确；以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算，摆长L偏大，g的测量值偏大，选项B错误；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，选项C错误；摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现了松动，使摆线长度增加了，摆长的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故选项D正确。
12.（1）0~3（2分） （2分）
（2）12.6（2分） 1.6（3分）
【解析】（1）定值电阻R0比电流表的内阻略小，则流过R0的电流比流过电流表的电流大，则干路中的电流表应选用的量程为0~3A；根据并联电路的特点有，解得电流表的内阻。
（2）根据闭合电路欧姆定律有，变形可得，结合题图丙可知，U—I图像的纵轴截距等于电动势E=12.6V，U—I图像的斜率的绝对值为，则内阻r=1.6Ω。
13.解：（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.解：（1）由题图可知，该简谐横波的周期T=4s
设波长为λ，根据题图可知A、B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.解：（1）小球释放后在竖直方向上做自由落体运动，设小球到达B点时竖直方向的分速度为vy，根据运动规律有
根据几何关系有
解得。
（2）小球从A点运动到B点的过程中，根据动能定理有
解得。
（3）设N点的坐标为，小球从D点运动到N点的时间为t，小球从D点运动到N点的过程中，竖直方向做竖直上抛运动，根据运动规律有
小球从D点运动到N点的过程中，水平方向做匀加速直线运动，设其水平方向的分加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
根据运动规律有
解得N点的坐标为。