浙江省宁波市慈溪名校2023-2024学年高二下学期2月期初测试物理试卷

试卷更新日期：2024-04-10 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 有一种工程减振装置叫作调谐质量阻尼器，是目前大跨度、大悬挑与高耸结构振动控制中应用最广泛的结构被动控制装置之一。这种装置是一个由弹簧、阻尼器和质量块组成的振动控制系统，附加在需要振动控制的主结构上。主结构在外界驱动力的作用下产生振动时，会带动减振装置一起振动。当满足一定条件时，减振装置的弹性力与外来驱动力的方向相反，抵消了一部分驱动力，从而最大限度地降低主结构的振动，达到减振的效果。如图所示是调谐质量阻尼器的结构，关于调谐质量阻尼器，下列说法正确的是（　　），

A、其振动频率一定与外力的频率相等 B、其振动一定是简谐运动 C、其工作原理是共振的利用 D、质量块变化时，其随驱动力振动的频率也会跟着发生变化

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2. 随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注。其原理如图所示，将受电线圈安装在汽车的底盘上，供电线圈安装在路基中，当电动汽车行驶到供电线圈装置上方时，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充电。关于无线充电，下列说法正确的是（　　）

A、供电线圈接直流电源也可以实现无线充电 B、地面供电线圈中电流和车身底部受电线圈中电流的频率相同 C、地面供电线圈和车身底部受电线圈的磁通量变化率相同 D、若供电线圈和受电线圈均采用超导材料，则能量的传输效率可达到100%

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3. 水平地面上固定一段光滑绝缘圆弧轨道，过轨道左端N点的竖直线恰好经过轨道的圆心（图上未画出），紧贴N点左侧还固定有绝缘竖直挡板。自零时刻起将一带正电的小球自轨道上的M点由静止释放。小球与挡板碰撞时无能量损失，碰撞时间不计，运动周期为T，M、N间的距离为L并且远远小于轨道半径，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A、圆弧轨道的半径为 $\frac{g T^{2}}{4 π^{2}}$ B、空间加上竖直向下的匀强电场，小球的运动周期会增大 C、空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，若小球不脱离轨道，运动周期不变 D、 $\frac{1}{2}$ T时小球距N点的距离约为 $\frac{L}{2}$

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4. 如图所示，质量均为 $m = 2 k g$ 的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为 $l = 0.5 m$ 的细线，细线另一端系一质量为1kg的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。从开始释放C到A、B两木块恰好分离的过程，下列说法正确的是（　　）

A、两物块A和B分离时，A、B的速度大小均为 $\sqrt{2} m / s$ B、两物块A和B分离时，C的速度大小为 $2 \sqrt{2} m / s$ C、C球由静止释放到最低点的过程中，木块移动的距离为0.4m D、C球由静止释放到最低点，物体A、B和C球所组成的系统动量和机械能都守恒

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5. 生活中我们常用高压水枪清洗汽车。如图所示，水垂直车门喷射，出水速度为30m/s，水的密度为 $1.0 \times 1 0^{3} k g / m^{3}$ ，水碰到车后四面散开。则车门单位面积受到水的平均冲击力为多大（　　）

A、 $3 \times 1 0^{4} N$ B、 $9 \times 1 0^{5} N$ C、 $3 \times 1 0^{7} N$ D、 $9 \times 1 0^{8} N$

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6. 边长为 $L$ 的单匝正方形金属框，电阻为 $r$ ，在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中以恒定角速度 $ω$ 绕垂直磁场的 $O O^{'}$ 轴转动，外接电阻为 $R$ 。如图甲所示，第一次在发电机的矩形线框处加水平向右的匀强磁场开始计时；如图乙所示，第二次在矩形线框处加竖直向下的匀强磁场开始计时。下列说法正确的是（　　）

A、甲输出是交流电，转动一周的过程中电流的有效值为 $\frac{B L^{2} ω}{\sqrt{2} (R + r)}$ B、甲输出是直流电，转动一周的过程中流过电阻的电荷量 $q = \frac{4 B L^{2}}{R + r}$ C、乙输出是交流电，转动一周的过程中电阻 $R$ 上电压最大值为 $B ω L^{2}$ D、乙输出是直流电，转动一周的过程中电路的总功率为 $\frac{B^{2} L^{4} ω^{2}}{R + r}$

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7. 内径为 $\sqrt{2}$ $r$ 、外径为 $2 r$ 的透明介质半球壳的折射率 $n = 2$ ，如图所示为其截面示意图。现将点光源放在 $P$ 处， $P$ 点在 $O$ 点正上方内壳上，光射向外壳经过折射后射出球壳（不考虑光的反射），已知光在真空中的传播速度为 $c$ 。则介质球壳外表面发光区域在截面上形成的弧长为（　　）

A、 $\frac{π r}{3}$ B、 $\frac{\sqrt{2} π r}{3}$ C、 $\frac{π r}{6}$ D、 $\frac{\sqrt{2} π r}{6}$

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8. 对如图所示的图样、示意图或实验装置图，下列判断正确的是（　　）

A、甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑” B、乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果 C、丙图是双缝干涉原理图，若 $P$ 到 $S_{1}$ 、 $S_{2}$ 的路程差是波长的奇数倍，则 $P$ 处是暗纹 D、图丁中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动，绕水平转轴在竖直面内转动N 顺时针180°后，P上的光亮度不变

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9. 如图所示，均匀介质中振动情况完全相同的两波源 $S_{1} 、 S_{2}$ 分别位于 $x_{1} = - 0.2 m$ 和 $x_{2} = 1.2 m$ 处。 $t = 0$ 时刻以频率为 $f = 10 H z$ 同时开始向上振动，振幅为 $A = 2 c m$ ，波的传播速度为 $v = 4 m / s$ ， $P 、 M 、 Q$ 三质点的平衡位置离 $O$ 点距离分别为 $O P = 0.2 m 、 O M = 0.5 m 、 O Q = 0.8 m$ 。则下列关于各质点运动情况判断正确的是（　　）

A、 $t = 0.1 s$ 时刻质点 $Q$ 开始沿 $y$ 轴负方向运动 B、经 $t = 0.175 s$ ，质点 $P$ 通过的路程为 $14 c m$ C、 $t = 0.275 s$ 时刻，质点 $M$ 恰好经平衡位置沿 $y$ 轴正方向运动 D、 $t = 0.35 s$ 时刻， $S_{1} S_{2}$ 之间（不包括 $S_{1} 、 S_{2}$ ）振动位移为零的点共有8处

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10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为6m/s，t=0时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（　　）

A、该简谐横波的周期为2.5s B、该时刻质点R沿y轴正方向运动 C、t=4.5s时刻，质点Q加速度最大 D、0~1.5s时间内，质点P沿x轴正方向平移9m

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二、解答题

11. 如图所示，水平地面上固定着一足够长的木板，板上静置 $b 、 c$ 两小球。一轻质弹簧的左端固定在球 $b$ 上，右端与球 $c$ 接触但未连接。一带有圆弧轨道的小车 $d$ 紧靠木板放置，其轨道底端的切线与木板上表面重合，紧靠车左端有一挡板 $e$ 。现让小球 $a$ 从车轨道上距轨道底端高度为 $H = 5 m$ 处静止滑下，当球 $a$ 离开车后，立即撤去挡板。球 $a$ 与球 $b$ 碰撞时间极短，碰后球 $a$ 返回到车轨道底端时的速度大小为 $5 m / s$ 。已知球 $a 、 b$ 、 $c$ 及车的质量分别为 $m_{a} = 1 k g 、 m_{b} = 3 k g 、 m_{c} = 2 k g 、 m_{d} = 4 k g$ 。小球均可视为质点，不计所有阻力，弹簧始终处于弹性限度内。求：

(1)、球 $a 、 b$ 碰撞结束时球 $b$ 的速度大小；

(2)、当球 $c$ 与弹簧分离时，球 $b 、 c$ 的速度大小；

(3)、球 $a$ 冲上车的最高点距轨道底端的高度。

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12. 如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 中，第Ⅰ象限内存在匀强电场，电场方向沿y轴负方向，第Ⅱ象限内存在垂直于xOy平面、半径为R的有界圆形匀强磁场，边界线与x轴相切于A点、与y轴相切于M点，第Ⅳ象限存在矩形边界的匀强磁场（图中未画出），第Ⅱ、Ⅳ象限匀强磁场的磁感强度大小相等、方向相反。有一电荷量为q、质量为m的带正电的离子从P点（-R，2R）以初速度 $v_{0}$ 向着圆心方向射入磁场，从M点进入电场，从x轴上的N（2R，0）点进入第Ⅳ象限矩形边界的匀强磁场内，经磁场偏转后，粒子打到-y轴上的Q点时速度方向与-y轴成45°角，粒子重力不计。求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度和匀强电场的电场强度分别为多大；

(2)、第Ⅳ象限内矩形磁场面积的最小值；

(3)、若在第Ⅳ象限整个区域分布着匀强磁场，磁感应强度大小为第Ⅱ象限磁场的2倍，方向垂直平面向外，求粒子经过电场第三次进入磁场时离O点的距离 $x_{1}$ 。

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13. 某同学设计了一个电磁击发装置，其结构如图所示。间距为d=1m的平行长直导轨置于水平桌面上，导轨中NO和 $N^{'} O^{'}$ 段为绝缘材料，其余部分均为导电金属材料，两种材料平滑连接。导轨左侧与圆形线圈相连，线圈匝数为500匝、半径为5cm，线圈内存在垂直线圈平面竖直向上的匀强磁场。电容器通过单刀双掷开关与导轨相连，其电容为C=1F。在 $M M^{'}$ 与 $N N^{'}$ 区域及 $O O^{'}$ 右侧宽度L=1m范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，方向如图所示。初始时金属棒a处于 $N N^{'}$ 左侧某处（紧靠 $N N^{'}$ ）， $m_{a} = 0.1 k g$ ，金属棒b静止于磁场右侧某处， $m_{b} = 0.2 k g$ ， $R_{b} = 1 Ω$ 。当开关与1连接时，圆形线圈中磁场随时间均匀变化，变化率为 $\frac{Δ B}{Δ t} = \frac{4}{π} T / s$ 。稳定后将开关拨向2，金属棒a以 $v_{0} = 4 m / s$ 的速度向右弹出，穿过磁场区域后与金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，除金属棒b外其余电阻均不计，不计金属棒与导轨间摩擦。求：

(1)、当开关与1连接时，电容器所带电荷量q；

(2)、电容器所剩电荷量 $q^{'}$ ；

(3)、金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热Q；

(4)、金属棒a最终停在距 $O O^{'}$ 多远处。

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