广西示范性高中2023-2024学年高二下学期3月调研测试物理试卷（含答案解析）

2024年广西示范性高中高二3月调研测试物理科试卷（考试时间：75分钟满分：100分）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本大题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错的得0分；第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）1.下列说法正确的是（）A.19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场B.法拉第发现了“电生磁”现象，奥斯特发现了“磁生电”现象C.若一长为L、电流为I的电流元在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为D.静电屏蔽的本质原因是金属壳外电荷产生的电场无法进入壳内，使得金属壳内电场强度为零【答案】A【解析】【详解】A．19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场，A正确；B．奥斯特发现了“电生磁”现象，法拉第发现了“磁生电”现象，B错误；C．若长为L、电流为I的导线在某处受到的磁场力为F，该处的磁感应强度为的前提是导线与该处的磁场方向垂直，C错误；D．金属壳外电荷产生的电场可以进入金属壳内，静电屏蔽的本质原因是金属壳的自由电子在壳外电荷产生的电场力作用下定向移动，使得金属壳表面产生了感应电荷，感应电荷的电场与壳外电荷产生的电场在金属壳内处处等大反向，因此金属壳内合场强处处为零，D错误。故选A。2.在一水平桌面上放置一电流方向如图所示的通电直导线，将一环形线圈沿桌面从图中位置I水平向右平移至位置II，则该过程中线圈的磁通量变化情况是（）A.先增大后减小 B.先减小后增大C.先增大后减小再增大再减小 D.先减小后增大再减小再增大【答案】C【解析】【详解】线圈在图示位置a和位置c时，其磁通量皆为最大值，在位置b时，直导线左右两侧的磁场反向，线圈的磁通量为零，故从位置I到位置II，线圈的磁通量先增大后减小再增大再减小。故选C。3.两个完全相同的金属球甲和乙所带的电荷量分别为、，其中。现用一根导线将两金属球直接相连，经时间t，两小球的电荷分布稳定。则这段时间内，流经导线的平均电流为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】两完全相同的金属球相互接触后，电荷均分，故电荷分布稳定时，每个金属球的电荷量均为对甲球分析：甲球减少的电荷量即通过导线横截面的电荷量，为流过导线的平均电流为故选D。4.如图，两等量异号电荷、连线的中点为O，M、N、P、Q分别为正方形ABCD各边的中点，下列说法正确的是（）A.Q、N两点的电势相等 B.A、B两点的电场强度相同C.A、C两点的电场强度相同 D.【答案】C【解析】【详解】A．由等量异号电荷的电场线和等势线分布可知，Q、N两点的电势互为相反数，电势不相等,故A错误；BC．A、B两点的电场强度大小相等，但是方向不同。A、C两点的电场强度大小和方向均相同，故B错误，C正确；D．如图所示分别作出经过B点和N点的等势线，电场线由正电荷指向负电荷，沿电场线方向电势降低，则有B点电势高于N点，故故D错误。故选C。5.现有一质量分布均匀的圆柱形金属丝，其长度为L，在其两端加上恒定电压U后，金属丝中的电流为I，金属丝内的匀强电场的场强为E。若将金属丝拉伸至长度为2L，金属丝仍为圆柱形，其两端电压仍为U，则金属丝中的电流和电场强度分别为（）A.、 B.、 C.、 D.、【答案】B【解析】【详解】电阻丝的体积一定，长度加倍后，其横截面积减半。由可知，电阻丝的阻值变为原来的4倍，由欧姆定律可知，电流变为原来的倍。金属丝内的场强，因电压一定，金属丝的长度变为原来的2倍，故电场强度变为原来的一半。故B正确。6.在光滑水平地面上放置一质量为的物块，时刻将一水平方向的力F作用在物块上，力F随时间变化的图像如图所示。则时，物块的动量大小和方向分别为（）A.、沿力F的正方向 B.、沿力F的负方向C.、沿力F的正方向 D.、沿力F的负方向【答案】B【解析】【详解】图像的面积代表力F的冲量，由图可知，内，力F的冲量为与力F的正方向相反。物块在光滑地面上，受到水平力F的作用，力F的冲量即为物块合外力的冲量，由动量定理故物块在10s时的动量为，负号代表其方向与力F的正方向相反。故选B。7.直流电动机在生产和生活中有着广泛的应用，但是电动机启动瞬间，转子还未转动，电动机的启动电流很大。为了减小启动电流，保护用电器，如图所示，将一线圈电阻为的电动机与电阻箱串联后接在电源电动势，内阻的电源两端，电压表可以视为理想表，现利用电动机竖直向上牵引一质量为的物体，已知重力加速度为。调节电阻箱至后，闭合开关S，电动机转子稳定转动时，物体以速度匀速上升，电压表示数为下列说法正确的是（）A.电动机的线圈电阻B.电动机转动稳定时，其输入电压为4VC.电动机转动稳定时，其输出功率为6WD.调节电阻箱至后，闭合开关S，电动机的启动电流为0.2A【答案】A【解析】【详解】电动机转子稳定时，输出功率电阻箱的电压的电流内阻的分压为则电动机的输入电压为由可得电动机的内阻电动机启动时，转子未转动，电动机为纯电阻元件，启动电流为故选A。8.同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A.甲、乙两单摆的摆长之比为B.单摆甲比单摆乙在平衡位置的速度大C.0-1s内，单摆甲、乙的加速度方向始终相反D.1s-2s内，单摆甲、乙的速度方向始终相反【答案】AC【解析】【详解】A．由图可知，单摆甲与乙的周期之比为，由可知：单摆甲与乙的摆长之比为,故A正确；B．单摆甲比乙的摆长短，单摆甲比乙的振幅小，故单摆甲的最高点距离平衡为位置的高度差h比乙小，设单摆在最低点的速度为v，对单摆从最高点至最低点的过程，由动能定理解得故单摆甲比单摆乙在平衡位置的速度小,故B错误；C．由图可知，0-1s内，单摆甲、乙分别沿正方向和负方向远离平衡位置，二者的位移方向始终相反，由可知，二者的加速度方向始终相反,故C正确；D．1s-2s内，图中甲、乙图像的切线斜率代表甲、乙的速度，显然，甲的图像切线斜率始终为负，代表其速度方向始终沿x轴负方向，乙的图像切线斜率先为负后为正，代表其速度方向先沿x轴负方向，后沿x轴正方向。即1s-2s内，单摆甲、乙的速度方向并不始终相反，故D错误。故选AC。9.某一场强沿x轴的静电场，其电势随坐标x的变化图像如图所示，现将一比荷的绝对值为的带负电的试探电荷在处由静止释放，不计重力下列说法正确的是（）A.试探电荷向右运动的最远点在处B.x轴负半轴与x轴正半轴的电场强度之比为C.在x轴负半轴的电场方向沿x轴正方向D.释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动的周期为【答案】AD【解析】【详解】A．试探电荷仅受电场力，由能量守恒定律可知，试探电荷的动能和电势能之和为定值，对比释放点和电荷向右运动的最远点，速度皆为零，故此两位置的电势能亦相等，由可知，此两位置的电势也相等，则由几何关系可知，轴正半轴处对应的电势与轴负半轴处对应的电势相等，由此可知试探电荷向右运动的最远点在处，故A正确；B．图像斜率的绝对值代表电场强度的大小，根据图像可知，x轴负半轴图像斜率的绝对值为x轴正半轴图像斜率的绝对值为由此可知x轴负半轴与x轴正半轴的电场强度之比为故B错误；C．沿电场线方向电电势低，则在x轴负半轴的电场方向沿x轴负方向，故C错误；D．释放试探电荷以后，试探电荷周期性往复运动，在x轴负半轴，解得在x轴正半轴，解得则往复运动的周期故D正确。故选AD。10.如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、弹簧和底部组成，头部的质量为m，底部质量为M，弹簧质量不计。初始时，“弹簧小人”静止于水平桌面上。现用手缓慢轻压头部至适当位置后由静止释放，头部不停上下振动，已知弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦力和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（）A.若刚释放头部时，头部的加速度大小为，则头部振动的振幅为B.若刚释放头部时，头部的加速度大小为，则用手缓慢轻压头部过程中，手对头部做的功为C.若头部在振动至最高点时底部恰好不离开桌面，则头部在最高点的加速度为D.若头部在振动至最高点时底部恰好不离开桌面，则刚释放头部时弹簧的压缩量为【答案】BC【解析】【详解】将弹簧小人简化为如图所示模型A．如图a对应弹簧小人静止时，如图b对应刚释放头部时，如图c对应头部到达最高点时。对图b中的头部其中解得振幅故A错误；B．将头部从平衡位置按压至最低点过程中，手对头部的压力与头部的回复力大小相等，此过程中，手对头部压力的平均值为则手对头部做功为故B正确；C．图c状态时底部恰不离开桌面，则其他状态时底部也不离开桌面。设此时弹簧的伸长量为，头部的加速度为，对M对m解得由简谐运动的对称性可知，头部在最低点和最高点的加速度大小相等、方向相反，故C正确；D．图b中m的加速度大小也为设此时弹簧的压缩量为，对m解得故D错误。故选BC。二、实验题（本大题共2小题，第11题6分，第12题8分，共14分。）11.某实验小组利用如图甲所示装置验证斜槽末端小球碰撞时动量守恒。（1）利用托盘天平测出甲、乙两小球的质量分别为、，测得，则应选________（填“甲”或“乙”）球作为入射小球。（2）甲、乙两小球的半径应相等，其目的是________________________（3）安装好实验仪器后，将铅垂线在白纸上的投影点记为O点。不放被撞小球，每次让入射小球从斜槽上某固定高度处自由滚下，重复10次，确定10次实验小球落点的平均位置P。把被撞小球放在斜槽末端，每次让入射小球从斜槽同一高度自由滚下，使它们发生碰撞，重复实验10次。确定10次实验入射小球和被撞小球，小球落点的平均位置M、N。确定小球落点的平均位置时需要用的实验器材是________【答案】（1）甲（2）保证两球发生一维碰撞或保证两球是对心碰撞（3）圆规【解析】【小问1详解】为防止入射小球反弹，入射小球质量应大于被撞小球，则应选甲球作为入射小球。小问2详解】若两小球的半径不等，入射小球的速度方向将不沿两小球的球心连线，两小球发生的将是二维碰撞，不符合实验要求，所以甲、乙两小球的半径应相等，其目的是保证两球发生一维碰撞或保证两球是对心碰撞。【小问3详解】确定10次落点的平均位置时，应用圆规画一尽可能小的圆，将落点圈在圆内，圆心即为落点的平均位置。12.为了“描绘小灯泡的伏安特性曲线”，某同学所用器材如下：A.待测小灯泡一个：额定电压3V，电阻约为几欧B.电压表一块：量程为3V，内阻约为3kΩC.电流表一块：量程为0.6A，内阻约为D.滑动变阻器一个，干电池两节，开关一个，导线若干（1）甲图是某同学画出的该实验的原理图，但原理图不完整，请在图甲中补充完整；（2）图甲中开关S闭合之前，滑动变阻器的滑片应置于________（选填“A端”、“B端”或“AB正中间”）；（3）图乙是某同学画出的伏安特性曲线，由图可知，小灯泡的额定功率为________W；（结果保留三位有效数字）（4）若将该灯泡与的定值电阻，、的电源构成闭合电路，如图丙所示，则此时该灯泡的电功率为________W。（结果保留两位有效数字）【答案】（1）（2）B端（3）156（4）0.19【解析】【小问1详解】小灯泡阻值很小，电流表采用外接，如图甲所示【小问2详解】描绘小灯泡的伏安特性曲线需要电压从零开始增加，故开关S闭合之前，应将滑片置于B端。【小问3详解】小灯泡的电阻由伏安特性曲线可知，随着电压的增加，R增大；时，小灯泡的电流为0.52A，故小灯泡的额定功率为【小问4详解】由闭合电路欧姆定律得在图乙中作出该函数的图像如图所示交点的电压、电流记为此时小灯泡的工作电压、电流，则三、计算题（本大题共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分）13.如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：（1）O、M两点间的距离；（2）弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式；（3）该振子在0-5s的总路程。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）O、M两点间距离即位弹簧振子的振幅A，由图乙可知（2）振子的振动周期为简谐运动的位移与时间的关系式为由图乙可知，时代入位移与时间的关系式得故（3）时0-4s的路程为4s-5s的路程为，故0-5s的总路程为14.如图所示，水平地面上有一半径的四分之一光滑固定圆弧轨道AB，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，长木板与地面间的的摩擦因数为，长木板的质量。现将质量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，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。【答案】（1）；（2）【解析】详解】（1）对甲由动能定理可得解得以水平向右为正方向，对甲乙碰撞过程有解得，对