山西省2021～2022學(xué)年度高二年級(jí)下學(xué)期第三次月考物理一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，第9～12題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.對(duì)光的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）A.光衍射現(xiàn)象證明了光的波動(dòng)性，同時(shí)否定了光的直線傳播B.墨鏡的原理是利用了光的偏振現(xiàn)象C.雙縫干涉現(xiàn)象中也有光衍射現(xiàn)象D.狹縫越小衍射條紋的間距越小【答案】C【解析】【詳解】A．當(dāng)障礙物較大時(shí)，光的衍射很弱，光幾乎沿直線傳播，即光的直線傳播只是特殊情況下的近似，二者是統(tǒng)一的，A錯(cuò)誤；B．墨鏡利用了金屬化合物在玻璃中變化，而形成的色彩，B錯(cuò)誤；C．雙縫干涉現(xiàn)象是光從每一個(gè)縫中穿過后傳播到了障礙物的后面，即發(fā)生了衍射，而兩列衍射波由于頻率相同相遇時(shí)發(fā)生疊加形成干涉現(xiàn)象，C正確；D．單縫寬度越小，衍射現(xiàn)象越明顯，條紋間距越大，D錯(cuò)誤。2.2022年2月20日，第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)閉幕，北京冬奧會(huì)成為歷史上首屆100％使用光伏風(fēng)電等綠色電能的奧運(yùn)會(huì)。利用風(fēng)能發(fā)電的某旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，若葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加到原來的2倍，其他條件不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為可知ω1=100πrad/s感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為若葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加到原來的2倍，角速度是ω2=200πrad/s電動(dòng)勢(shì)最大值也增加到原來的2倍，電動(dòng)勢(shì)最大值為則其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。3.如圖所示，在紙面內(nèi)邊長(zhǎng)為2a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)垂直紙面放置通電直導(dǎo)線1、2、3、4。導(dǎo)線1、2、3、4中的電流大小分別為，，，，電流方向在圖中已標(biāo)出，O為對(duì)角線的交點(diǎn)。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在其周圍激發(fā)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，其中k為常量，I為導(dǎo)線中電流的大小，r為場(chǎng)中某點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離，則O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）

A B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】由安培定則可知，1、3兩點(diǎn)的電流在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向由O點(diǎn)指向?qū)Ь€4；同理2、4兩點(diǎn)的電流在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向由O點(diǎn)指向?qū)Ь€1；則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為故選C。4.作為先進(jìn)的大都市，上海擁有許多非常高的建筑物，這些大樓不僅設(shè)計(jì)先進(jìn)，還安裝了風(fēng)阻尼器。已知風(fēng)阻尼器的截面積，風(fēng)速為25m/s，空氣密度，風(fēng)遇到風(fēng)阻尼器后速度立即減為零，則風(fēng)對(duì)風(fēng)阻尼器產(chǎn)生的作用力大小約為（）A.7500N B.750N C.300N D.900N【答案】A【解析】【詳解】設(shè)t時(shí)間內(nèi)吹到風(fēng)阻尼器上的空氣質(zhì)量為m，則有對(duì)t時(shí)間內(nèi)吹到風(fēng)阻尼器上的空氣，根據(jù)動(dòng)量定理有得代入數(shù)據(jù)解得根據(jù)牛頓第三定律，風(fēng)阻尼器受到的風(fēng)力為7500N。故選A5.在利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)波長(zhǎng)時(shí)，用波長(zhǎng)為的單色光實(shí)驗(yàn)，屏上的P點(diǎn)為中央亮條紋，Q點(diǎn)為第一級(jí)亮條紋，如圖所示。則下列說法正確的是（）A.用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P、Q一定為亮條紋B.用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一級(jí)亮紋向下稍微移動(dòng)一些C.用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，Q點(diǎn)仍為亮條紋D.用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P、Q間沒有亮條紋【答案】C【解析】【詳解】AB．P點(diǎn)為中央亮條紋，說明P點(diǎn)到兩狹縫的距離差等于0，Q為第一級(jí)亮條紋，說明Q點(diǎn)到a、b兩狹縫的距離差等于波長(zhǎng)的一倍，即為。用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，P點(diǎn)到兩狹縫的距離差仍為0，Q點(diǎn)到兩狹縫的距離差仍為，為半波長(zhǎng)的一倍，則Q點(diǎn)為暗條紋；第一級(jí)亮條紋應(yīng)向上移動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；CD．用波長(zhǎng)為的光實(shí)驗(yàn)時(shí)，Q點(diǎn)到兩狹縫的距離差仍為，且該距離差等于波長(zhǎng)的兩倍，此時(shí)Q點(diǎn)為第二級(jí)亮條紋，所以P、Q間還有一條亮條紋，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻，定值電阻，，滑動(dòng)變阻器R的調(diào)節(jié)范圍為，忽略導(dǎo)線的電阻。下列說法正確的是（）

A.定值電阻消耗的最大功率為B.滑片P位于正中央時(shí)定值電阻消耗的功率最大C.電源的最大輸出功率為D.當(dāng)時(shí)，電源的效率最大【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)當(dāng)電流最大時(shí)，電阻消耗的功率最大，故當(dāng)滑動(dòng)變阻器短路，電阻消耗的功率最大，最大功率是故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)當(dāng)兩端電壓最大時(shí)，消耗的功率最大，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，當(dāng)滑片P位于最左端時(shí)，兩端電壓最大，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，電源輸出功率最大，最大輸出功率故C錯(cuò)誤；D．電源效率路端電壓越大，電源效率越大，所以當(dāng)時(shí)，電源的效率最大，故D正確。故選D。7.某鄉(xiāng)村學(xué)校在距學(xué)校較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，輸電電路如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出功率為9kW，輸出電壓為500V，輸電線的總電阻為，允許線路損耗的功率為輸出功率的。不計(jì)變壓器的損耗，鄉(xiāng)村學(xué)校需要220V電壓時(shí)，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別為（）A.， B.，C.， D.，【答案】D【解析】【詳解】由%得則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比輸電線上電壓損失故降壓變壓器輸入電壓故降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比ABC錯(cuò)誤；D正確。故選D。8.如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，頂端接有電容為C的電容器。一質(zhì)量為m的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。由靜止釋放金屬棒ab，金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與兩導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，不計(jì)一切電阻，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）

A.金屬棒ab的加速度越來越小B.金屬棒ab加速度先變小后保持不變C.經(jīng)時(shí)間t金屬棒ab的速度為D.經(jīng)時(shí)間t電容器所帶的電荷量為【答案】C【解析】【詳解】AB．金屬棒沿光滑導(dǎo)軌下滑切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)給電容器充電，由牛頓第二定律有mgsinθ-BiL=ma而充電電流為聯(lián)立可得可知加速度恒定，即金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤；

C．金屬棒做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則經(jīng)過時(shí)間t的速度為v，有v=at聯(lián)立解得速度故C正確；

D．經(jīng)時(shí)間t電容器所帶的電荷量為故D錯(cuò)誤。

故選C。9.質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計(jì)，是分離和檢測(cè)不同同位素的儀器。如圖所示為質(zhì)譜儀的工作原理簡(jiǎn)化示意圖，從粒子源O出來時(shí)的粒子速度很小，可以看作初速度為零，粒子經(jīng)過電場(chǎng)加速后由M點(diǎn)垂直進(jìn)入有界的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后達(dá)到N點(diǎn)出口，測(cè)得M點(diǎn)到N點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，帶電粒子的電荷量和質(zhì)量的比值為k。不計(jì)粒子重力，則（）A.粒子一定帶正電 B.粒子一定帶負(fù)電C.L越大，k一定越小 D.L越大，k一定越大【答案】AC【解析】【詳解】AB．根據(jù)左手定則，知粒子帶正電，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)半徑公式知又聯(lián)立解得知L越大，電荷量和質(zhì)量的比值k越小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10.如圖所示為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形圖。圖中質(zhì)點(diǎn)P在時(shí)刻恰好處于波谷，則下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)P從時(shí)刻到圖示位置一定運(yùn)動(dòng)了個(gè)周期的時(shí)間B.如果波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P在圖示時(shí)刻向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.如果波沿x軸負(fù)方向傳播，最小的傳播速度為1m/sD.如果波沿x軸正方向傳播，0～1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的最短路程為15cm【答案】CD【解析】【詳解】A．因運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與周期關(guān)系不明確，波的運(yùn)動(dòng)方向也不明確，所以不能認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)P從波谷到圖示平衡位置一定運(yùn)動(dòng)了，A錯(cuò)誤；B．由同側(cè)原理，如果波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點(diǎn)P在圖示時(shí)刻沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．如果波沿x軸負(fù)方向傳播，則由圖可知波長(zhǎng)為4m可得所以最小速度為1m/s，C正確；D．由于振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在任意一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程都是，所以周期越小，在相等的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程越大，所以當(dāng)周期最大時(shí)，路程最??；由于波沿x軸正方向傳播，故當(dāng)時(shí)，周期最大，最大周期為，所以1s等于四分之三個(gè)周期；由于時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P位于負(fù)最大位移處，所以在個(gè)周期內(nèi)的路程為D正確。故選CD。11.如圖甲所示，某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線恰好與x軸重合，A點(diǎn)的坐標(biāo)為，一質(zhì)子從坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，電勢(shì)能增加了，x軸上各點(diǎn)電勢(shì)的變化規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）

A.x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都沿x軸負(fù)方向B.質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度越來越大C.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為D.質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為【答案】AD【解析】【詳解】A．由乙圖可知，從O點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)依次升高，根據(jù)“沿電場(chǎng)線方向，電勢(shì)逐點(diǎn)降低”可知x軸上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度都沿x軸負(fù)方向。故A正確；B．根據(jù)易知乙圖中圖線的斜率表示該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度，即為定值。由牛頓第二定律可得所以質(zhì)子沿x軸從O點(diǎn)到A點(diǎn)加速度保持不變。故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)又，聯(lián)立，可得，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為聯(lián)立，可得故D正確。故選AD。12.如圖所示，光滑的水平面上放置三個(gè)質(zhì)量均為的物塊甲、乙、丙，且物塊甲、乙間連接一輕彈簧（開始處于原長(zhǎng)），某時(shí)刻給物塊甲一水平向右的速度，當(dāng)彈簧第一次壓縮到最短時(shí)物塊乙和物塊丙恰好發(fā)生碰撞，且碰后物塊乙和物塊丙粘合在一起。已知從開始直至彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則下列說法正確的是（）。A.物塊乙和物塊丙碰撞瞬間彈簧的彈性勢(shì)能為144JB.物塊乙和物塊丙因碰撞而損失的能量為72JC.物塊乙、丙碰后彈簧的最大彈性勢(shì)能為192JD.物塊乙、丙碰后彈簧的最大彈性勢(shì)能為156J【答案】AD【解析】【詳解】A．由題意可知，物塊乙和物塊丙碰撞瞬間彈簧最短，則碰撞瞬間物塊甲和物塊乙具有相同的速度，對(duì)甲、乙由動(dòng)量守恒定律得解得該過程物塊甲、乙與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為代入數(shù)據(jù)解得故A正確；B．物塊乙和物塊丙碰撞的過程動(dòng)量守恒，則由解得物塊乙和物塊丙因碰撞而損失的能量為代入數(shù)據(jù)解得故B錯(cuò)誤；CD．當(dāng)三個(gè)物塊的速度相同時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒得解得物塊乙與物塊丙碰后，與物塊甲和彈性組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則物塊乙、丙碰后彈簧的最大彈性勢(shì)能為代入數(shù)據(jù)得故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共15分。13.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用單擺測(cè)量了當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢?shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行了如下操作：a.讓細(xì)線穿過小球上的小孔，制成一個(gè)單擺；b.將單擺上端固定在鐵夾上，使擺球自由下垂；c.用毫米刻度尺測(cè)出線長(zhǎng)（準(zhǔn)確到mm），并用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑d，則擺長(zhǎng)為；d.將擺線拉開一個(gè)角度，角度小于5°，由靜止釋放擺球，用秒表記錄單擺完成30次（或50次）全振動(dòng)的時(shí)間，求出周期；e.改變擺長(zhǎng)，重復(fù)d操作，記錄多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟c中，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)如圖甲所示，則擺球的直徑為___________mm；（2）步驟d中，開始計(jì)時(shí)時(shí)，擺球的位置應(yīng)在___________（填“最高點(diǎn)”或“最低點(diǎn)”），該小組的同學(xué)用秒表記錄了50次全振動(dòng)的時(shí)間，如圖乙所示，秒表的讀數(shù)為___________s；（3）同學(xué)利用步驟e中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出了圖像，如圖丙所示，由圖像可知，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮=___________（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。【答案】①.18.6②.最低點(diǎn)③.95.1④.9.86【解析】【詳解】解：（1）[1]游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為18mm，游標(biāo)尺的第6個(gè)刻度線與主尺的某刻度線對(duì)齊，讀數(shù)為6×0.1mm=0.6mm因此擺球的直徑為（2）[2]擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)小球速度最大，容易觀察和計(jì)時(shí)。[3]由圖乙所示秒表可知，分針示數(shù)為60s，秒針示數(shù)為35.1s，秒表讀數(shù)。（3）[4]由單擺的周期公式得由圖像可得可解得14.某同學(xué)測(cè)量量程為3mA的電流表G的內(nèi)阻，可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：A.電流表G（量程3mA。內(nèi)阻為100~150Ω）B.滑動(dòng)變阻器C.滑動(dòng)變阻器D.電阻箱（）E.電源E（電動(dòng)勢(shì)約為9V）F.開關(guān)、導(dǎo)線若干（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用______（填“”或“”）。（2）請(qǐng)根據(jù)電路圖連接圖乙中的實(shí)物圖。（）（3）將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端，閉合，斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置，使電流表G滿偏；閉合，保持滑動(dòng)變阻器滑片的位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表G的指針恰好半偏，這時(shí)電阻箱示數(shù)如圖丙所示，則電流表G的內(nèi)阻=______Ω。設(shè)電流表G的內(nèi)阻的真實(shí)值為，測(cè)量值為，則______（填“大于”“小于”或“等于”）。（4）利用圖丁所示的電路圖，將電流表G改裝成10mA、30mA的雙量程電流表，其中為單刀雙擲開關(guān)，則=______?！敬鸢浮竣?②.③.120.6④.小于⑤.1∶2【解析】【詳解】（1）[1]由提供的器材可知電路中總電阻最小值約為故選總阻值超過3000歐姆的滑動(dòng)變阻器。（2）[2]實(shí)物連線圖如下（3）[3][4]實(shí)驗(yàn)采用的是半偏法測(cè)電流表內(nèi)阻，當(dāng)電流表半偏時(shí)，與電流表并聯(lián)的電阻箱的阻值即認(rèn)為是電流表的內(nèi)阻（測(cè)量值），電阻箱示數(shù)為[4]電阻箱并聯(lián)之后，電路總電阻減小，總電流增大，當(dāng)電流表半偏時(shí)，通過電阻箱的電流大于電流表的電流，并聯(lián)電壓相等，所以電阻箱的阻值（電流表的測(cè)量值）小于電流表的內(nèi)阻（真實(shí)值），故有小于。（4）[5]根據(jù)電流表改裝為大量程電流表的工作原理（并聯(lián)分流原理），所并電阻阻值越小，并聯(lián)電路允許通過的總電流越大，即量程越大，所以在圖示電路中選擇開關(guān)接1時(shí)量程大，為30mA，接2時(shí)為10mA量程。有，其中，I1=30mA，I2=10mA，計(jì)算得三、解答或論述題：本題共4小題，共37分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。15.如圖所示，清澈的湖面下S處有一條小魚（視為質(zhì)點(diǎn)），S到水面的距離，已知水的折射率為。求：（當(dāng)很小時(shí)，）（1）在魚正上方向的水面上看到魚的視深；（2）在湖面上能看到魚的水域面積的半徑。（結(jié)果可保留根號(hào)）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）在魚正上方向的水面上看到魚時(shí)，光路如圖所示由折射定律可知由幾何關(guān)系可知解得（2）當(dāng)從S發(fā)出的光在N點(diǎn)處發(fā)生全反射時(shí)，有則解得16.某同學(xué)發(fā)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)可以作為發(fā)電機(jī)使用，把直流電動(dòng)機(jī)連接成如甲圖所示電路，若用機(jī)械帶動(dòng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，回路中便會(huì)產(chǎn)生電流。已知線框所處勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，線圈匝數(shù)為n，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，定值電阻的阻值為R，其他電阻不計(jì)。（1）在乙圖中畫出輸出的電壓u隨時(shí)間t變化規(guī)律的圖線；（2）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）;（2）【解析】【詳解】（1）線圈此時(shí)處于與中性面垂直的位置，則此時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，即產(chǎn)生余弦交流電，由于線圈輸出端是換向器，則輸出電流方向不變，故輸出的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖所示，其電動(dòng)勢(shì)的最大值為（2）輸出電壓的有效值為根據(jù)焦耳定律，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為17.如圖所示，質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝金屬線框abcd的ab邊恰好與有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界重合，現(xiàn)將線框由靜止釋放，當(dāng)下落高度為時(shí)線框開始做勻速運(yùn)動(dòng)。已知線框平面始終與磁場(chǎng)方向垂直，且ab邊始終水平，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，重