甘肃省天水市张家川回族自治县2023-2024学年高一下学期6月联考物理试卷（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2．请将答案正确填写在答题卡上；
卷Ⅰ（选择题）
一、单项选择题（本题共计7小题，每题4分，共计28分）
1. 下列各图所描述的物理情境，正确的是（ ）

A. 图甲中线圈垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中有感应电流
B. 图乙中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大
C. 图丙中矩形线圈绕与匀强磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量的变化量不为零
D. 图丁中开关S闭合瞬间，线圈N中没有感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中线圈垂直于匀强磁场方向在磁场中向右平移时，线圈中的磁通量没有变化，没有感应电流，故A错误；
B．图乙中条形磁体附近的金属框从A位置向B位置运动过程中，穿过金属框的磁通量先减小后增大，故B正确；
C．图丙中矩形线圈绕与匀强磁场平行的水平轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量的变化量一直为零，故C错误；
D．图丁中开关S闭合瞬间，穿过线圈N的磁通量瞬间增大，N中有感应电流，故D错误；
故选B。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 变化的磁场激发变化的电场，变化的电场激发变化的磁场
B. 红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度
C. 若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去
D. 相同的单摆在地球纬度越高的地方，摆动的周期越大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据麦克斯韦电磁理论，非均匀变化的磁场激发变化的电场，非均匀变化的电场激发变化的磁场，A错误；
B．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度等于紫光的传播速度，都等于光速，B错误；
C．根据多普勒效应，若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去．C正确；
D．单摆周期公式为
由单摆周期公式可以看出：周期T只与l及g有关，从赤道到北极，g增大，周期变小，D错误。
故选C。
3. 传感器在日常生活中的应用随处可见，下列说法不正确的是（ ）
A. 血糖仪利用葡萄糖生物传感器制成
B. 可燃气体报警器利用电化学气体传感器制成
C. 电梯超出负载发出报警提示的报警器利用压力传感器制成
D. 全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用温度传感器制成
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．血糖仪利用葡萄糖生物传感器制成，A正确，不符合题意；
B．可燃气体报警器利用电化学气体传感器制成，B正确，不符合题意；
C．电梯超出负载发出报警提示的报警器利用压力传感器制成，C正确，不符合题意；
D．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置利用压力传感器制成，D错误，符合题意。
故选D。
4. 图甲为LC振荡电路，振荡电流随时间的变化规律如图乙所示，则（ ）
A. 时刻，电容器充电完毕
B. 时刻，线圈中的磁场最弱
C. 过程中，电容器极板间的电压变大
D. 过程中，线圈中的自感电动势变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．在振荡电路中，当振荡电流为零时，表示电容器充电结束，故A正确；
BC．过程中电容器放电，电场能向磁场能转化，时刻放电电流达到最大，此时电场能最小，电容器两极板间的电压最小，而线圈中的磁场能最大，故BC错误；
D．电流变化率越大自感电动势越大，反之电流的变化率越小自感电动势越小，在过程中，电流的变化率逐渐减小，则可知线圈的自感电动势逐渐减小，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，质量为3m的光滑曲面体A静止在光滑的水平面上，水平面和曲面最低点相切，质量为m的小球B从曲面的最高点由静止释放，小球沿曲面运动到底端的过程，合外力对小球的冲量大小为I；则小球沿曲面运动到底端的过程（ ）
A. 小球对曲面体的冲量大小也为IB. 曲面体对小球做功为I22m
C. 小球对曲面体做功为D. 曲面体的高为
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球沿曲面运动到曲面底端的过程，合外力对小球的冲量大小为I，则合力对曲面体的冲量大小为I，故A错误；
B．曲面体的支持力和小球受到的重力对小球做功为
故B错误；
C．小球对曲面体做功等于其动能增量，即为
故C错误；
D．根据能量守恒
解得
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，曲线表示一列横波的传播，其中实线是t1=1s时的波形，虚线是t2=2.5s时的波形，且（t2-t1）小于一个周期，则可以判断（ ）
A. 这列波的波长为20cm
B. 这列波一定是向x轴正方向传播
C. 这列波的振幅为10cm
D. 这列波的周期可能为6s，也可能为2s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，这列波的波长是40cm，A错误；
B．由波形的平移得知，波不一定向x轴正方向传播，也可能向x轴负方向传播，B错误；
C．振幅是指偏离平衡位置的最大距离，由图可知，振幅为5cm，C错误；
D．若波向x轴正方向传播时，（t2−t1）小于一个周期，由波形的平移可知
解得周期为
T=4（t2−t1）=4×1.5s=6s
若波向x轴负方向传播时
解得周期为
T=2s
这列波的周期可能为6s，也可能为2s，D正确。
故选D。
7. 关于下列几幅图，描述正确的是（ ）
A. 由图甲共振曲线可知，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大
B. 图乙是双缝干涉示意图，若将单色光由红色光改为蓝色光，相邻亮条纹间距离变大
C. 图丙是检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，若将薄片向左移动，条纹间距将变大
D. 图丁中仅使N从图示位置绕水平轴转动的过程中，P上的光亮度保持不变
【答案】C
【解析】
详解】A．由图可知，当驱动力频率小于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越大，振动幅度越大；当驱动力频率大于振动系统固有频率时，驱动力频率越大，能量越小，振动幅度越小，故A错误；
B．根据条纹间距与波长的关系
若将单色光由红色光改为蓝色光，波长变短，两相邻亮条纹间距离将变小，故B错误；
C．若将薄片向左移动，即减小空气薄层厚度，导致同级的光程差的间距变大，则干涉条纹间距会变大，故C正确；
D．当M固定不动，缓慢转动N时，从图示位置开始转动90°的过程时，则M、N的振动方向垂直，此时光屏P上的光亮度最暗，故D错误。
故选C。
二、多选题（本题共计3小题，每题5分，共计15分，选不全得3分，不选或者选错不得分）
8. 下列说法正确的是（ ）

A. 如图甲所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U
B. 如图乙所示，是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负极
C. 如图丙所示，是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，即
D. 如图丁所示，是霍尔效应示意图，金属导体上表面的电势比下表面的低
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由洛仑兹力提供向心力可得
解得回旋加速器的最终速度公式
则动能为
可知粒子最终动能与加速电压无关，故A错误；
B．磁感线由N极指向S极，由左手定则可知带正电的等离子将向下偏转，所以B极板将聚集正电荷，是发电机的正极，故B错误；
C．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是电场力与洛仑兹力等大反向，即
解得
故C正确；
D．由左手定则可知自由电子向上偏转，即上表面将聚集负电荷，所以上表面的电势比下表面的低，故D正确。
故选CD。
9. 图甲为沿x轴传播的一列简谐横波时刻的波形图，并已知波源的起振方向为y轴负方向。坐标原点与之间第一次形成图甲所示波形，图乙为质点P的振动图像。则下列说法中正确的是（ ）
A. 该波沿x轴的负方向传播
B. 该波沿x轴的正方向传播
C. 此时波刚好传播到位置
D. 在到的时间内，处的质点走过的路程为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由图乙可得t=0时刻，质点P在平衡位置，且向下振动；故由图甲可得：波沿x轴的负方向传播，故A正确，B错误；
C．根据波源起振方向为y轴负方向可得：波前振动和t=0时刻质点P振动相同，故波前到P的距离为波长的整数倍；又有坐标原点与x=4m之间第一次形成图甲所示波形，故波前到P的距离为λ=4m，根据波沿x轴的负方向传播可得：此时波刚好传播到x=-2m位置，故C正确；
D．由图甲可得波长λ=4m，由图乙可得周期T=1s；故波速
t=0时刻，波刚好传播到x=-2m位置，那么，波刚好传播到x=-18m位置的时间为
那么，在t=0s到t=6s的时间内，x=-18m处的质点振动时间为2T=2s，故质点运动路程为
故D错误；
故选AC。
10. 如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1=，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是（）
A. 初始时刻导体棒受到的安培力大小F =
B. 初始时刻导体棒加速度的大小
C. 导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热
D. 导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态
【答案】BD
【解析】
【详解】A．导体棒的初速度为v0，初始时刻产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得
E=BLv0
设初始时刻回路中产生的电流为I，由闭合电路的欧姆定律得
设初始时刻导体棒受到的安培力为F，由安培力公式得
F=BIL
联立上式得
F=
故A错误；
B．初始时刻，弹簧处于伸长状态，棒受到重力、向下的安培力和弹簧的弹力，所以
ma=mg+kx+F
得：
a=
故B正确；
C．导体棒直到最终静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，则
mg=kx2
得：
x2=
由于x1=x2，所以弹簧的弹性势能不变，由能的转化和守恒定律得
mg(x1+x2)+Ek=Q
解得系统产生的总热量
Q=
R上产生的热量要小于系统产生的总热量，故C错误；
D．从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能；当导体棒静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，所以弹簧处于压缩状态，故D正确.
故选BD．
卷Ⅱ（非选择题）
三、实验探究题（本题共计2小题，每空2分，共计18分）
11. 某实验小组利用图甲所示的双线摆来测量当地的重力加速度，已知图甲中细线长度均为L=100.00cm，与水平方向夹角均为θ=53°（sin53°=0.8）。
（1）关于本实验，下列说法正确的是____。
A．摆线上端直接绕在水平杆上即可
B．为便于观察摆球的运动，摆球应选择质量和体积都大些的球
C．为便于测量振动周期，应使摆球从摆角较大的位置释放
D．测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间
（2）小组成员先用游标卡尺测得摆球的直径如图乙所示，则该摆球的直径d=_________cm，双线摆的摆长l=_________cm；他们再将摆球沿垂直纸面向外拉开一个较小角度后释放，用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6s，则双线摆的振动周期T=_______s。
（3）实验中，他们同时改变两根细线的长度，测出多组双线摆的摆长l和对应振动周期T，作出l-T2图像如图丙所示，A、B为图像上的两点。根据图像可求得当地重力加速度g=_____m/s2（π2取9.87，计算结果保留三位有效数字）；图像不过坐标原点，则重力加速度的测量值_________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
【答案】 ①. D ②. 2.170 ③. 81.085 ④. 1.82 ⑤. 9.75 ⑥. 不变
【解析】
【详解】（1）[1] A．摆线上端直接绕在水平杆上，这样摆球在摆动时，摆线的长度会产生变化，实验误差会增大，因此摆线的上端应固定在悬点上，A错误；
B．为减小实验误差，摆球应选择质量大些和体积小些的球，B错误；
C．为便于测量振动周期，应使摆球从摆角较小的位置释放，以减小实验误差，C错误；
D．测量周期时应从摆球通过最低点开始计时，并记录多次全振动所用的总时间，D正确。
故选D。
（2）[2]游标卡尺的主尺读数为2.1cm，游标尺的第14条刻度线与主尺的某刻度线对齐，则读数为
14×0.05mm=0.70mm=0.070cm
则该摆球的直径
d=2.1cm+0.070cm=2.170cm
[3]由几何关系可得双线摆的摆长
[4]用秒表测出30次全振动的总时间t=54.6s，则双线摆的振动周期
（3）[5]由题意可知，单摆的摆长准确值为，由单摆的周期公式可得
整理可得
由斜率
解得重力加速度的测量值
[6]图像不过坐标原点，可图线斜率不变，则重力加速度的测量值不变。
12. 在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是_______。
A．必须选用上下表面平行的玻璃砖
B．选择的入射角应尽量小些
C．大头针应垂直地插在纸面上
D．大头针和及和之间的距离适当大些
（2）甲同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图所示，若他测得，，则可求出玻璃的折射率n= _________。
（3）乙同学使用同一个玻璃砖完成实验，却发现测出的折射率明显大于理论值，反复检查实验操作过程后认为是用铅笔描出玻璃砖上下表面时候出现了操作失误，由此可以判断该同学画出的两界面间距_______玻璃砖的实际宽度。（选填“大于”、“小于”）
【答案】 ① CD##DC ②. ##1.75 ③. 小于
【解析】
【详解】（1）[1]A．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，A错误；
B．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，B错误；
C．为了准确确定入射光线和折射光线，大头针应垂直地插在纸面上，C正确；
D．大头针和及和之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，D正确。
故选CD。
（2）[2]图中作为入射光线，是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为，折射角为，则由几何知识得到
，
又
则折射率
（3）[3]如果两界面间距偏大，则折射角比真实的折射角偏大，因此测得的折射率偏小，故应两界面间距小于玻璃砖的实际宽度。
四、解答题（本题共计3小题，13题10分，14题12分，15题17分，共计39分，写出必要的文字说明和解题过程，否则不给分）
13. 一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad宽为L，现从ad中点O垂直于磁场射入一带电粒子，速度大小为方向与ad边夹角为30°，如图所示。已知粒子的电荷量为q，质量为m（重力不计）。
（1）若粒子带负电，且恰能从d点射出磁场，求的大小；
（2）若粒子带正电，使粒子能从ad边射出磁场，求的最大值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）带电粒子带负电，其轨迹如图
由图可知
据牛顿第二定律
则
（2）带电粒子带正电，当最大值恰好和ab边相切，轨迹如图
由几何关系得
得
据牛顿第二定律
则
14. 如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每根导线电阻为4Ω，远距离输电线的输送电流为100A，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为720kW，在用户端起点接有交流电压表，求：
（1）升压变压器原副线圈匝数比；
（2）设降压变压器原副线圈匝数比，求用户端交流电压表的示数；
（3）若用户端全是照明用电，能使多少盏“220V、20W”的节能灯正常发光？
【答案】（1）；（2）220V；（3）32000盏
【解析】
【详解】（1）由题图可知，升压变压器的输入电压的有效值为
由于变压器为理想变压器，所以升压变压器的副线圈的功率也为720kW，有
升压变压器的原副线圈之比为
解得
（2）由于远距离输电线每根电阻为4Ω，而远距离输电需要两根输电线，所以输电线的总电阻为
降压变压器输入电压为
由于降压变压器，有
解得
（3）输电线上损耗功率为
降压变压器输出功率为
设共能点亮N盏节能灯，有
记得的
15. 如图所示，用长l=2m的绳子拴住一质量为m0=kg的小球，绳的一端固定在O点，起始时，小球位于O点竖直平面内右上方的A点，绳子处于绷直状态，OA与水平方向夹角为37°。给小球一向左的水平初速度v0，当绳子再次绷直时，小球刚好运动到O点左侧等高的B点（绳子绷直后立即在竖直平面内做圆周运动）。小球运动到最低点与地面上质量为M=1.5kg的木板发生弹性碰撞，木板最右端上静止有一质量为m=1kg的物块，板块间的动摩擦因数为0.1，木板与地面间的动摩擦因数为0.2。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2。
（1）求小球平抛出去的初速度大小v0；
（2）求小球与木板碰撞后的瞬间速度的大小；
（3）为使物块不掉落，木板的最小长度及物块最终静止位置与木板最右端的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）2.5m，
【解析】
【详解】（1）小球从A到B
由几何关系有、
解得
（2）小球到B点时，水平分速度因为绳子作用瞬间变为0，故小球到C点时
解得
小球与木板发生弹性碰撞，有
解得
（3）对木板M，有
对物块，有
解得
共速时，有
得
1s内，解得
木板至少长
共速后，对木板M，有
物块，有
距右端的距离