湖南省长沙市麓山国际实验名校2023-2024学年高二下学期第一次阶段性检测物理试题

试卷更新日期：2024-04-23 类型：月考试卷

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一、单选题（每小题给出的答案中只有一项符合要求，请选择正确选项，每题4分，共24分）

1. 下列说法不正确的是（）

A、在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关 B、把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力 C、浸润现象中附着层分子间距大于液体内部分子间距 D、在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形，是由于液体表面张力的作用

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2. 光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若纤芯的折射率为 $n_{1}$ ，包层材料的折射率为 $n_{2}$ ，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足 $s i n C = \frac{n_{2}}{n}$ 。若光纤纤芯的半径为a，现有一细束单色光垂直于左端面沿轴线入射，为保证光信号一定能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤轴线的转弯半径不能低于（）

A、 $R = \frac{n_{2} a}{n_{1} - n_{2}}$ B、 $R = \frac{n_{1} a}{n_{1} - n_{2}}$ C、 $R = \frac{(n_{1} - 1) a}{n_{1} - n_{2}}$ D、 $R = \frac{(n_{2} - 1) a}{n_{1} - n_{2}}$

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3. 如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p 随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于 t轴，cb 的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（）

A、a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B、a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加 C、b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D、b→c过程，气体膨胀对外界做功，从外界吸热，内能增加

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4. 正方体 $a b c d - a_{1} b_{1} c_{1} d_{1}$ 的上表面水平，沿中心线 $O_{1} O_{2}$ 放置一根通有恒定电流I的长直导线，现使一闭合金属小圆环沿不同方向以相同速率做匀速直线运动，运动过程中圆环平面始终水平。下列说法正确的是（）

A、 $a_{1}$ 点与c点的磁感应强度相等 B、小圆环的圆心从ad边的中点竖直向上运动时，小圆环中无感应电流 C、小圆环的圆心从 $b_{1}$ 移到 $c_{1}$ 过程中，穿过小圆环的磁通量先增加后减少 D、小圆环的圆心从a移到d与从a移到c，小圆环的平均感应电动势相等

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5. 下面的左右两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（）

A、该波的周期是5s B、1s时P质点的速度为负的最大值 C、2s时Q质点的加速度为零 D、该波的波速是1.5m/s

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6. 如图，在均匀介质中存在两个点波源 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ ，都沿y轴方向振动。 $S_{1}$ 位于 $(- 3 m, 0)$ 处，其振动方程为 $y = 0.1 s i n (10 π t + \frac{π}{3})$ （m）； $S_{2}$ 位于 $(3 m, 0)$ 处，其振动方程为 $y = 0.1 s i n (10 π t - \frac{π}{6})$ （m）。已知波速为40m/s，则（）

A、波源 $S_{1}$ 的相位比波源 $S_{2}$ 的相位落后 $\frac{π}{2}$ B、 $Q (- 1 m, 0)$ 处为振动减弱处 C、坐标原点P处质点的振幅为0.2m D、 $t = 0$ 时刻波源 $S_{1}$ 和 $S_{2}$ 的加速度方向相同

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二、多选题（在每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错误答案得0分，共20分）

7. 随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某小型水电站的电能输送示意图如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16，输电线总电阻 $r = 8$ Ω，降压变压器的输出功率和输出电压分别为95kW和220V。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（）

A、通过输电线的电流为25A B、发电机的输出功率为98kW C、发电机的输出电压有效值为500V D、降压变压器的原、副线圈匝数比为190∶11

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8. 轻质细线吊着一质量为 $m = 0.5$ kg、半径为0.4m、电阻 $R = π$ （Ω）、匝数 $n = 100$ 的金属闭合圆环线圈。圆环圆心等高点的上方区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，不考虑金属圆环的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且圆环始终处于静止状态，重力加速度g取10m/s $^{2}$ 。则下列判断正确的是（）

A、线圈中的感应电流大小为0.8A B、0~2s时间内金属环发热的功率为0.8πW C、 $t = 0$ 时轻质细线的拉力大小等于17.8N D、线圈中感应电流的方向为顺时针

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9. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示（）

A、四种情况下流过ab边的电流的方向都相同 B、四种情况下ab两端的电势差都相等 C、四种情况下流过线框的电荷量都相等 D、四种情况下磁场力对线框做功的功率都相等

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10. 如图所示，一根足够长的光滑绝缘杆MN，与水平面的夹角为37°，固定在竖直平面内，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时，对杆有垂直杆向下的压力作用，压力大小为0.4mg。已知小环的电荷量为q，重力加速度大小为g， $s i n 37 ° = 0.6$ ，下列说法正确的是（）

A、小环带正电 B、小环滑到P处时的速度大小 $v_{p} = \frac{2 m g}{5 q B}$ C、当小环的速度大小为 $v^{'} = \frac{4 m g}{5 q B}$ 时，小环对杆没有压力 D、当小环与杆之间没有正压力时，小环到P的距离 $L = \frac{2 m^{2} g}{5 q^{2} B^{2}}$

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三、实验题（每空，共计14分）

11. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。

(1)、第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
①实验过程中，下列操作正确的是。（填正确答案标号）
A．应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B．实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C．推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器
D．实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定
②实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中的后阶段环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强p和体积V的数据，则实验得到的 $p - \frac{1}{V}$ 图像应为下图中的。（填正确答案标号）

(2)、第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出 $V - \frac{1}{p}$ 图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是；图丙中 $V_{0}$ 的物理含义是。

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12. 李鑫同学带领他的实验小组在实验室进行“用双缝干涉测量光的波长”的实验，其中部分器材如下：
A．白炽灯 B．凸透镜 C．双缝片 D．滤光片 E．测量头 F．单缝片

(1)、请帮助实验小组，按照合理顺序将以上器材安装在光具座及遮光筒上（填字母）A、B、、E。

(2)、按正确顺序安装并正确操作，白炽灯发出的光经蓝色滤光片后，从目镜中可以观察到干涉条纹。若想减少从目镜中观察到的条纹个数，该同学可（）

A、将屏向远离双缝的方向移动 B、使用间距更大的双缝 C、增大单缝和双缝之间的距离 D、将蓝色滤光片换成红色滤光片

(3)、该实验小组用某种单色光照射双缝得到干涉条纹，在用测量头测量第1条至第6条亮条纹之间的距离时，游标卡尺的示数分别如下图所示。
可求得相邻两亮条纹间距 $Δ x =$ mm。

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四、解答题（解答题需要写出必要的解题过程，只写出最后结果者不得分，13题1，14题1，15题18分）

13. 如图所示，水平地面上有一半径 $R = 0.8 m$ 的四分之一光滑固定圆弧轨道 $A B$ ，其圆心为 $O$ ，圆弧轨道末端 $B$ 处与长木板上表面平滑连接但不粘连，将质量为 $m = 3 k g$ 的物块乙静置于长木板的最左端。已知物块乙与长木板间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.2$ ，长木板与地面间的的摩擦因数为 $μ_{2} = 0.1$ ，长木板的质量 $M = 1 k g$ 。现将质量 $m_{0} = 1 k g$ 的物块甲从光滑圆弧轨道的上端 $A$ 处由静止释放，物块甲与乙在 $B$ 处发生弹性碰撞，当物块甲返回至最高点时将其取走，最终物块乙没有滑离长木板。重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，忽略空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块甲、乙均视为质点。求：

(1)、物块甲与乙碰撞后瞬间，物块甲对圆弧轨道的压力大小；

(2)、物块乙运动的总位移。

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14. 如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为 $m_{0}$ ，此时活塞静止，距缸底高度为H。在活塞上放置质量为 $m_{1}$ （未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为 $H^{'} = \frac{2}{3} H$ ，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为 $p_{0}$ ，外界温度为27℃，重力加速度为g，汽缸始终保持竖直。

(1)、求物块质量 $m_{1}$ ；

(2)、活塞上仍放质量为 $m_{1}$ 物块，为使得活塞回到距缸底为H的高度，求密封气体的热力学温度T应缓慢上升为多少；若此过程中气体内能增加了 $Δ U$ ，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。

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15. 如图所示，静止于A处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中 $\frac{1}{4}$ 圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁场方向如图所示，其中CNQD为匀强磁场的边界）。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压为U，圆弧虚线的半径为R，粒子质量为m、电荷量为q， $Q N = 2 d$ ， $P N = 3 d$ 。粒子重力不计。

(1)、求粒子刚进入静电分析器时的速度大小；

(2)、求粒子在辐向电场时其所在处的电场强度E；

(3)、要求带电粒子最终能打在QN上，求磁场磁感应强度大小B的取值范围。

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