江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．2019年4月10日人类第一次发布了世界上首张黑洞图像，利用了射电望远镜对电磁波的捕捉。下列关于波的说法，正确的是( )
A.两列波叠加一定会出现稳定的干涉图样
B.在干涉图样中，振动加强区域质点的位移一定大于振动减弱区域质点的位移
C.当波源远离观察者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
D.只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生衍射
2．自然界有许多地方有共振的现象，人类也在其技术中利用共振现象。如图把一个筛子用四根弹簧支起来（后排的两根弹簧未画出），筛子上有一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成7次全振动用时21s，在某电压下，电动偏心轮转速是，已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列说法正确的是( )
A.筛子振动的固有周期为2s
B.电动偏心轮的转动周期为2s
C.要使筛子的振幅增大，需增加筛子质量
D.要使筛子的振幅增大，需提高输入电压
3．如图所示，两根通电导线P、Q沿垂直纸面的方向放置，导线P、Q中通有电流、，电流的方向图中未画出，O点为两导线垂直纸面连线的中点，两点关于O点对称，两点关于O点对称，将一段通有垂直纸面向外的电流的直导线放在c点时所受的磁场力为零，放在d点时所受的磁场力水平向右，则下列说法正确的是( )
A.P中的电流方向向外、Q中的电流方向向里
B.
C.通电直导线垂直纸面放在O点时所受的磁场力为零
D.通电直导线垂直纸面放在a、b两点时所受的磁场力相同
4．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是( )
A.a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，b光的折射角小
B.水对a光的折射率大于水对b光的折射率
C.a光在水中传播速度大于b光在水中传播速度
D.a光在水面发生全反射临界角小于b光在水面发生全反射临界角
5．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为，导体环的总电阻为。磁场向上为正，磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，。下列说法正确的是( )
A.时，导体环中电流为零
B.第2s内，导体环中电流为俯视顺时针方向
C.第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D.第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为零
6．某学习小组的同学在实验室用如图甲所示装置研究单摆的运动规律，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最远位置。取向右为正方向。图乙是单摆的振动图象。已知当地的重力加速度大小，取，下列说法中正确的是( )
A.单摆的振幅是0.14m，振动的频率是1Hz
B.振动的表达式为
C.单摆的摆长为1m
D.时摆球在N点
7．2023年6月2日下午，深圳龙岗区法治宣传走进校园，开展“杜绝高空抛物”专题活动.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪.假设质量为100g的梨子从离地面180m高的高楼窗户自由下落到地面，其高度（h）—时间（t）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，假设梨子可视为质点，不计空气阻力，则( )
A.当地重力加速度大小为
B.时该图像切线的斜率为速度大小，即40m/s
C.梨子落地时的速度大小为60m/s
D.梨子对地面平均作用力的大小为299N
二、多选题
8．一列简谐横波沿x轴传播，速度大小为5m/s，在时刻的波形图如图中实线所示，经0.2s后的波形如图中虚线所示，下列说法正确的是( )
A.经0.2s波传播的距离为1m，波沿x轴正方向传播
B.质点P在时刻沿y轴正方向运动
C.处的质点的位移表达式为
D.从时刻开始质点P经1.6s通过的路程为152 cm
9．2023年9月日本向太平洋排放核废水引起了我国的强烈抗议，核废水中包含了具有放射性的碘的同位素，利用质谱仪可分析碘的各种同位素.如图所示，电荷量均为q的带正电的和，质量分别为和（），它们从容器A下方的小孔进入电压为U的加速电场（初速度忽略不计），经电场加速后从小孔射出，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到照相底片D上，下列说法正确的是( )
A.磁场的方向垂直于纸面向外
B.在磁场中做圆周运动的半径更小
C.与在磁场中运动的时间差值为
D.打到照相底片上的与之间的距离为
10．如图所示，边长为L的正方形金属线框从某一高度处由静止释放，在下落过程中经过一个有水平边界、宽度为L的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，已知边进入磁场时线框刚好以速度v做匀速直线运动（整个下落过程中边始终水平），线框质量为m，电阻为R，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法中正确的是( )
A.cd边进入磁场时，线框中感应电流的方向为逆时针方向
B.边进入磁场时，两端的电压为
C.从边进入磁场至边离开磁场过程中，线框始终做匀速运动
D.线框穿越磁场的全过程中，产生的焦耳热为
三、计算题
11．如图所示，光滑水平面上有一矩形长木板A和静止的滑块C，滑块B置于A的最左端（滑块均可视为质点）。若木板A和滑块B一起以的速度向右运动，A与C发生时间极短的碰撞后粘在一起。已知木板A与滑块B间的动摩擦因数，且，，g取，求：
（1）长木板A与滑块C碰后瞬间，滑块C的速度大小；
（2）B最终与A相对静止时速度的大小；
（3）要使滑块B不从木板A上滑下，木板A至少多长？
12．如图所示，在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，有一水平放置的光滑金属框架，宽度为，框架上放置一质量为0.5kg、接入电路的阻值为的金属杆和一阻值为的定值电阻，金属杆长度也为0.5m且与框架垂直并接触良好，框架电阻不计，若杆在水平外力的作用下以恒定速度向右沿框架做匀速直线运动，并计时开始。则：
（1）在0~2s内平均感应电动势和水平外力分别是多少？
（2）在0~2s内通过电阻R的电荷量是多少？
（3）2s后撤去外力F，从开始，全过程中金属杆上产生的焦耳热是多少？
13．如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为.粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计.
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间.
四、实验题
14．某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）.
（1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针、确定入射光线，并让入射光线过圆心O；在半圆形玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针，使挡住、的像，连接；实验中要求三枚大头针的______（选填“针帽”或“针尖”）在同一视线上；
（2）图中为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，、均垂直于法线并分别交法线于A、D点，设的长度为，的长度为，的长度为，的长度为，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，则玻璃砖的折射率可表示为______；
15．某同学用双缝干涉测量某种单色光的波长，其实验装置如图甲所示.
（1）下列说法正确的是___________.（填选项前的字母）
A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝
B.测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐
C.为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a，求出相邻两条亮纹间距
（2）做实验时，该同学先将测量头的分划板中心刻度线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条亮纹，此时手轮上的刻度如图乙所示，读数为____________mm.
（3）该同学接着转动手轮，当分划板中心刻度线与第6条亮纹中心对齐时，读数是14.690mm，已知装置中双缝间距为0.2mm，双缝到屏的距离是1.0m，则测得此单色光的波长为__________m（保留两位有效数字）.
（4）在其他条件不变的情况下，仅将光换成波长较长的光做实验，则光屏上相邻两亮条纹的中心间距_____（选填“变大”“变小”或“不变”）.
参考答案
1．答案：C
解析：两列波在同一空间相遇，需要波的频率相等，才能形成稳定的干涉图样，故A错误；在干涉图样中，振动加强区域的质点的振幅最大，振动减弱区域的质点的振幅最小，但所有的质点都在平衡位置附近振动，位移有大有小，两种质点的位移不能比较大小，则B错误；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；衍射是波特有的现象，只有障碍物或孔的尺寸与波长比较相差不多或小得多，波才能发生明显的衍射现象，故D错误。
2．答案：B
解析：A.由题意可知筛子振动固有周期为，故A错误；
B.电动偏心轮的转动周期为，故B正确；
CD.要使筛子振幅增大，就是使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，减小输入电压使偏心轮转得慢一些，增大驱动力的周期；第二，减小筛子的质量使筛子的固有周期减小；故CD错误。
故选B。
3．答案：A
解析：AB.因为一段通有垂直纸面向外的电流的直导线放在c点时所受的磁场力为零，则c点处的磁感应强度为零，即P、Q导线在c点产生的磁场等大反向，则P、Q导线的电流反向，又因为Qc大于Pc，所以Q中的电流大于P中的电流；通有垂直纸面向外的电流的直导线放在d点时所受的磁场力水平向右，根据左手定则，d点处的磁感应强度方向向下，又因为Pd大于Qd，且Q中的电流大于P中的电流，所以Q在d点处的磁感应强度向下，P在d点处的磁感应强度向上，根据安培定则，Q的电流方向向里，P的电流方向向外，故B错误，A正确；
C.因为Q中的电流大于P中的电流，PO等于OQ，则O点处的磁场竖直向上，则通电直导线垂直纸面放在O点时所受的磁场力不为零，故C错误；
D.根据对称关系可知，a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向不同，则通电直导线垂直纸面放在a、b两点时所受的磁场力大小相等，方向不同，故D错误。
故选A。
4．答案：C
解析：AB.b光先发生全反射，b光折射率大，故Ⅰ区域的某点倾斜射出时b光折射角大，故A、B均错误；
C.由可知，b光在水中传播速度小，故C正确；
D.设全反射临界角为C，由可知，b光在水面发生全反射临界角小，故D错误；
故选C。
5．答案：B
解析：A.时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，A错误;B.第2s内，向上穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向下，由安培定则可知，导体环中电流为俯视顺时针方向，B正确;C.第3s内，导体环中电流大小为，C错误;D.第3s内与第4s内产生的感应电流相同，则第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为，D错误;故选B。
6．答案：C
解析：A.由题图乙知振幅，周期，则频率
A错误；
B.振动的表达式为
选项B错误；
C.由单摆的周期公式
解得
C正确；
D.由题图乙知，时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以摆球在M点，选项D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：由图可知，前3s梨子下落的高度为，该处的重力加速度大小为，选项A错误；时该图像切线的斜率即为时的速度大小，即，选项B错误；根据题意可知，梨子下落的总高度为，则梨子落地时间为，梨子落地时的速度为，选项C正确；梨子与地面撞击时受到自身的重力mg和地面的弹力F，规定向上为正方向，由动量定理可知，解得，根据牛顿第三定律可知梨子对地面平均作用力的大小为301N，选项D错误.
8．答案：ABD
解析：由图可知该波波长，经0.2s波传播的距离，经0.2s波传播的距离为，根据波形的平移规则可知，这列波应沿x轴正方向传播，选项A正确；根据波的传播方向与波动规律可知，时刻质点P沿y轴正方向运动，选项B正确；由得，，处的质点的位移表达式为，选项C错误；从时刻经1.6s时，由于，所以质点通过的路程等于，选项D正确。
9．答案：AD
解析：A.由于粒子向左偏转，根据左手定则可知磁场的方向垂直于纸面向外，故A正确;B.对碘在加速度电场中，由动能定理可得，碘在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有，联立有，和电荷量相同，质量有，所以的半径更大，故B错误;C.由图可知，两个粒子在磁场中都恰好运动了半个周期，因此运动的时间差值为,故C错误;D.碘131在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力,其中,代入可得，碘131在磁场中运动的轨道半径为,同理可得，碘127在磁场中运动的轨道半径为,由于两个粒子在磁场中都恰好运动了半个圆周，则打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为,故D正确;故选AD.
10．答案：ACD
解析：A.cd边进入磁场时，切割磁感线，根据安培定则可知，线框中感应电流的方向为逆时针方向，故A正确;B.ab边进入磁场时，产生的感应电动势为,则ab两端的电压为,故B错误;CD.线框进入磁场时刚好做匀速直线运动，重力和安培力平衡,线框穿越磁场的过程中，一直做匀速直线运动，由能量转化和守恒定律知，系统减小的重力势能转化为内能,故CD正确。故选ACD。
11．答案：（1）2.5m/s（2）3m/s（3）2.5m
解析：（1）A与C碰撞过程中，动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得
解得
（2）B在A上滑行，组成的系统动量守恒，以向右为正，根据动量守恒定律得
解得
（3）根据能量守恒定律得
解得长木板A的长度最小值
12．答案：（1）0.25N（2）1C（3）1.5J
解析：（1）在0~2s内金属杆向右沿框架做匀速直线运动，可知平均电动势等于瞬时电动势，则有
根据闭合电路欧姆定律可得
根据受力平衡可得
（2）在0~2s内通过电阻R的电荷量为
（3）在0~2s内金属杆上产生的焦耳热为
2s后撤去外力，从撤去外力后到金属杆停下过程，根据能量守恒可得回路产生的总焦耳热为
则从撤去外力后到金属杆停下过程，金属杆上产生的焦耳热为
从开始，全过程中金属杆上产生的焦耳热为
13．答案：（1）见解析（2）（3）
解析：（1）设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子进入半圆区域的速度大小为v.由左手定则可知，粒子所受的洛伦兹力水平向左，粒子沿直线离开圆形区域，则粒子在该区域受力平衡，所以电场力水平向右，电场强度的方向水平向右.
电场力与洛伦兹力平衡，有
又
解得
（2）若半圆区域仅有电场，粒子在匀强电场中做类平抛运动，粒子的轨迹如图甲所示.
在竖直方向上有
则
设水平方向的位移为x，因射出位置在半圆形区域边界上，由几何关系
由牛顿第二定律得
在水平方向上
解得
粒子由S到O的过程中，由动能定理得
解得
（3）若半圆区域仅有磁场，且将虚线下侧的电场强度增大到原来的16倍，由公式可知两点之间的电压增大到原来的16倍，由动能定理得
得
粒子在半圆区域的匀强磁场中做匀速圆周运动，作出粒子在该区域的运动轨迹，如图乙所示，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有
解得
由几何关系
解得
粒子在磁场中运动周期
则粒子在磁场中运动时间
整理得
14．答案：（1）针尖（2）和；
解析：（1）实验中要求三枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽，针帽的在视线方向上的横截面积比较大，会带来较大误差。
（2）光线的入射角和折射角的正弦值分别为,根据光的折射定律可知玻璃砖的折射率,因此只需测量和即可。
15．答案：（1）BC（2）2.190（2.188~2.192都正确）（3）（4）变大
解析：（1）调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，不需放单缝和双缝，故A错误；测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐，故B正确；n条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为，故C正确.
（2）手轮上的刻度读数为（2.188～2.192mm都正确）.
（3）相邻两条亮纹间距为，解得 .
（4）根据，在其他条件不变的情况下，光的波长增大，相邻两亮条纹的中心间距变大.