【物理】安徽省多校2024-2025学年高二下学期5月学情诊断检测试题(解析版)

2024~2025学年高二年级下学期五月份学情诊断检测物理考生注意：1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9~10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.2024年12月6日，中国无线电大会“强化监管能力保障电波秩序”技术应用交流会在四川资阳举办。关于无线电波的发射和接收、电磁振荡、电磁场与电磁波、电磁波谱，下列说法正确的是（）A.某广播频道FM97.5的频率为97.5MHz，在空气中，这个频道的波长约为3.08米B.恒定的磁场周围产生恒定的电场，恒定的电场周围产生恒定的磁场C.医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，它们都用到了γ射线D.LC振荡电路中磁场能转化成电场能时，电容器处在放电状态【答案】A【解析】A．根据电磁波在真空中的传播速度，根据可得波长为故A正确；B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场才能产生电场，变化的电场才能产生磁场。恒定的磁场，它不随时间变化，所以周围不会产生电场；同理，恒定的电场不随时间变化，其周围也不会产生磁场，故B错误；C．医学上用透视或“CT”来检查人体内部器官，透视用的是X射线，“CT”也是利用X射线，故C错误；D．LC振荡电路中磁场能转化成电场能时，电流在减小，电容器处在充电状态，故D错误。故选A。2.关于机械波的现象，下列说法正确的是（）A.多普勒效应，是波源的频率发生变化引起的B.波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化C.在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大D.发生明显衍射的条件是缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小【答案】D【解析】A．多普勒效应，是由于波源与观察者发生相对运动，导致观察者接受到的波的频率发生了变化，所以A错误；B．波的反射，发生在同一种介质中，所以波的频率不变，波长和波速也不变，所以B错误；C．在干涉现象中，振动加强点是指振幅最大的点，振动减弱点是指振幅最小的点，但是，加强点的位移不是总比减弱点的位移大，所以C错误；D．发生明显衍射的条件是，缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长小，所以D正确。故选D。3.如图所示，电流天平的右臂挂着匝数为10匝的矩形线圈，线圈的水平边长为，处于磁感应强度为的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈平面向里。当线圈中通以图示方向的电流时，调节砝码使两臂达到平衡，再使电流反向，大小变为，为使两臂达到新的平衡，应在左盘中增加砝码的质量为（重力加速度为）（）A. B. C. D.【答案】C【解析】当线圈中通过电流时，调节砝码使两臂达到平衡，此时使电流反向，大小变为，在左盘中增加砝码后达成新的平衡有联立解得故选C。4.将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，其振动图像如图所示，则（）A.在0.1～0.2s振子正在做加速度减小的加速运动B.在0.1～0.2s振子正在做加速度增大的减速运动C.在0.1～0.2s振子速度方向沿x轴正方向D.在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm【答案】B【解析】ABC．在0.1～0.2s，振子由平衡位置向负的最大位移处运动，加速度在增大，速度在减小，振子的速度方向沿x轴负方向，故AC错误，B正确；D．在0.1～0.2s内振子做加速度增大的减速运动，故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm，D错误。故选B。5.如图所示，导体AB的长为，绕点以角速度顺时针匀速转动，长为，且三点在一条直线上，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为，那么A、两端的电势差大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】导体AB切割磁感线产生的感应电动势大小为因导体AB上各点的角速度相等，由知与成正比，则平均速度联立可得故选B。6.一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（）A.该横波沿x轴负方向传播B.质点N该时刻向y轴负方向运动C.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同D.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动半个波长【答案】B【解析】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，A错误，B正确；C．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，C错误；D．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，D错误。故选B。7.如图所示，在原线圈两端加上有效值恒为U0的交流电压，变压器原、副线圈的电压有效值分别为、，电流有效值分别为、，两输电线上的定值电阻分别为R1、R2，当滑动变阻器滑片P向下移时（）A.变大；变大 B.变大；变小C.变小；变小 D.变小；变大【答案】C【解析】设滑动变阻器电阻为则由理想变压器可得，副线圈的电压为联立解得当滑动变阻器滑片P向下移时，减小，则原线圈电流增大，从而副线圈电流增大，由于电阻R1上分压增大，U0恒定，则原线圈电压减小，副线圈电压也减小，故变小。故选C。8.如图是我国首次进行立式风洞跳伞实验情景，风洞喷出竖直向上的气流使几个实验者悬在空中，若气流密度、气流速度大小均保持不变，气流吹到人身上后速度均变为零，其中甲、乙两人的质量分别为、，受风面积分别为、，下列关系式正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】根据题意，设气流密度为、气流速度为，时间为，由平衡条件可知，气流对人的作用为由牛顿第三定律可知，人对气流的作用力对气流，由动量定理有又有整理可得由于气流密度、气流速度大小均保持不变，则有故选B。9.如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（）A.LC振荡电路的周期B.当时，电容器上极板带正电C.当时，电路中电流方向为逆时针D.当时，电场能正转化为磁场能【答案】AC【解析】A．LC振荡电路周期公式选项A正确；B．当时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误；C．当时，是之间，电容器正在放电，所以电流方向为逆时针，选项C正确；D．当时，介于之间，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，选项D错误。故选AC。10.如图所示，空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为，磁场方向垂直于纸面向里，一电荷量为的小球，在与磁场垂直的平面内沿直线运动，该直线与电场方向夹角为，、（图中未标出）为直线轨迹上的两点，两点间距离为。已知重力加速度为，小球在点的速度大小为，则下列说法正确的是（）A.小球质量为B.磁感应强度大小为C.小球由运动到的时间为D.小球由运动到的过程中电场力做功的大小为【答案】ACD【解析】AB．带电小球做直线运动，合力方向沿直线或合力为零，洛伦兹力与速度方向垂直，大小与速度成正比，重力及电场力均恒定，若速度大小变化必为曲线运动，所以小球只能做匀速直线运动，受力情况如图所示由平衡条件有，解得，故A正确，B错误；C．小球由a运动到b的时间为故C正确；D．电场力方向与电场方向相同，小球一定带正电，根据左手定则可知，小球一定斜向右上方运动，由a到b的过程中，电场力做正功故D正确。故选ACD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲所示），并选用缝间距为d的双缝。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。（1）组装仪器时，图甲中a为______缝，b为______缝（均选填“双”或“单”）。（2）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______；A.观察不到干涉条纹B.可观察到明暗相间的白条纹C.可观察到彩色条纹（3）若实验中在屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中c、d位置时，游标卡尺的读数分别为、（），则入射的单色光波长的计算表达式为λ=______。【答案】（1）单双（2）C（3）【解析】（1）[1][2]该实验为双缝干涉实验，组装仪器时，需要先利用单缝获得线状光源，可知，图甲中a为单缝，b为双缝。（2）若取下红色滤光片，则出现白光干涉，白光的干涉图样为彩色条纹。故选C。（3）由图乙可知，相邻明条纹间距根据解得12.某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示，d=_______mm。（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（）A.磁通量的变化量 B.磁通量的变化率 C.磁通量（3）得到多组△t与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标作出图像，发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内___。（4）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率_____（选填“增大”“不变”或“减小”）。【答案】（1）5.661##5.662##5.663（2）A（3）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。（4）增大【解析】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度d=5.5mm+0.01mm×16.2=5.662mm（2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故A正确，BC错误。故选A。（3）根据线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。（4）根据其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率变大。三、计算题（本题共3小题，共计42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图甲所示，电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能武器，与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。图乙为电磁炮的原理示意图，若某水平发射轨道长，宽，发射的炮弹质量为，炮弹被发射时从轨道左端由静止开始加速。电路中的电流恒为，轨道间匀强磁场的磁感应强度，不计空气及摩擦阻力。求：（1）炮弹的加速度；（2）炮弹在轨道中加速的时间；（3）炮弹发射过程中安培力的最大功率。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）根据牛顿第二定律有解得（2）根据位移公式有解得（3）炮弹发射过程中的最大速度炮弹发射过程中安培力的最大功率解得14.如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点垂直于面入射，。求：（1）光从棱镜第一次射入空气时的折射角；（2）光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间。（光在真空中的传播速度为）【答案】（1）45°；（2）。【解析】（1）光路如图所示i1=60°，设玻璃对空气的临界角为C，则：i1＞45°，发生全反射i2=i1-30°=30°＜C由折射定律有所以r=45°（2）棱镜中的光速所求时间解得15.如图所示，两间距为L的平行光滑金属长导轨固定在水平面上。导轨间有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。材质相同的圆柱形金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、4m，长度均为L，a棒的电阻为R，导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，b棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右的初速度，a棒向右减速滑动，当a棒速度减为时，