[物理]广西桂林市2023-2024学年高二下学期阶段性联合质量检测月考试卷(解析版)

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1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册，选择性必修第二册前三章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求。每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（ ）
A. 回复力一定与位移方向相反B. 回复力不可能等于零
C. 回复力最大时，物体的速度最大D. 回复力方向不一定指向平衡位置
【答案】A
【解析】A．只有满足F=-kx，才做简谐运动的物体，因此所受回复力的方向与位移的方向一定相反，故A正确；
B．简谐运动的物体在平衡位置回复力等于零，故B错误；
C．回复力最大时，物体的速度最小，故C错误；
D．由简谐振动的特点可知，回复力的方向总指向平衡位置，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，矩形导线框ABCD水平放置，当垂直线框平面向上的磁场的磁感应强度逐渐变大时（ ）
A. 线框中有感应电流，方向为D→C→B→A→D
B. 线框中无感应电流
C. 线框中有感应电流，方向D→A→B→C→D
D. 无法确定线框中有无感应电流
【答案】C
【解析】由楞次定律可知，磁通量增加，线框中感应电流阻碍磁通量增加，由安培定则可知感应电流方向为D→A→B→C→D。
故选C。
3. 我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由动量守恒定律可知
解得火箭的速度大小
故选A。
4. 带电粒子在匀强磁场中不可能做的运动是（ ）
A. 匀速圆周运动B. 匀速直线运动
C. 曲线运动D. 平抛运动
【答案】D
【解析】AC．当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，故AC不符合题意；
B．当带电粒子的速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力做匀速直线运动，故B不符合题意；
D．洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，带电粒子在匀强磁场中不可能做平抛运动，故D符合题意。
故选D。
5. 一滑块做直线运动，在前一段时间内速度由v增大到 2v，在随后的一段时间内速度由2v变为，前后两段时间内，合外力对滑块的冲量大小分别为和，下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】取初速度的方向为正方向，由动量定理可得
则两冲量的大小满足。
故选B。
6. 磁场中某区域的磁感线如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. a、b两处的磁感应强度大小满足
B. 正电荷在a、b两处受到的洛伦兹力的方向即是该处磁场方向
C. 一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小一定满足
D. 正电荷在b处由静止释放，一定会沿磁感线运动到a处
【答案】A
【解析】A．因ｂ处磁感线较a点密集，可知a、b两处的磁感应强度大小满足，选项A正确；
B．正电荷在a、b两处受到的洛伦兹力的方向与该处的磁场方向垂直，选项B错误；
C．一通电直导线分别放在a、b两处，所受的安培力大小与导线放置的方式有关，则受安培力大小不能确定，即不一定满足，选项C错误；
D．正电荷在b处由静止释放不受洛伦兹力作用，则不会沿磁感线运动到a处，选项D错误。
故选Ａ。
7. 如图所示电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管，则下列说法正确的是（ ）
A. 当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮
B. 当S闭合时，L1、L2都逐渐变亮
C. 当S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
D. 当S断开时，L1、L2都突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
【答案】C
【解析】AB．当S闭合时，给二极管加的是反向电压，由于二极管具有单向导电性，二极管截止，L1一直不亮，由于电感L产生自感电动势阻碍电流增大，L2逐渐变亮，AB错误；
CD．当S断开时，由于电感L产生自感电动势阻碍电流减小，电感L产生的自感电动势右端电势高于左端，因此在闭合电路L2→L1→D→L中产生电流，L1突然变亮，L2亮度不变，然后都逐渐变暗至熄灭，C正确，D错误。
故选C。
8. 一列简谐横波在时刻的波形如图甲所示，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为、，质点Q的振动图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）。
A. 波的传播方向沿x轴正方向
B. 波的传播方向沿x轴负方向
C. 时，质点P在平衡位置向y轴负方向振动
D. 时，质点P在平衡位置向y轴正方向振动
【答案】BD
【解析】AB．由图乙可知质点Q在平衡位置向y轴负方向运动，结合图甲可知波的传播方向沿x轴负方向，故A错误，B正确；
CD．由题图甲可知
由题图乙可知
可得波速为
在t=0.88s时刻，波在图示位置又向左传播的距离
此时P点恰好经平衡位置向y轴正方向振动，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，矩形线圈的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电流表A和阻值为R的定值电阻相连，ab边与滑环E相连，cd边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置线圈平面恰好与磁感线平行。以下说法正确的是（ ）
A. 线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为
B. 线圈在图示位置时，通过电阻R的电流方向为自N流向M
C. 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为
D. 线圈在图示位置时电流表的示数为
【答案】AC
【解析】A．线圈自题中图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为
A正确；
B．线圈在题中图示位置时，由右手定则可知通过电阻R的电流方向为自M流向N，B错误；
C．线圈转动一周的过程中克服安力做的功为
，
得
C正确；
D．电流表显示的是有效值
D错误。
故选AC。
10. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示。设D形盒的半径为R，若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f，则下列说法正确的是（ ）
A. 不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速粒子
B. 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C. 只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值
D. 质子被加速后的最大速度不可能超过
【答案】BD
【解析】A．此加速器加速质子时电场周期与磁场周期相同
加速器加速粒子时需要电场、磁场的周期
两个周期不同，所以不能加速粒子，故A错误；
B．由，得
当时，最大
由此可知质子的最大速度只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，与加速电场的电压大小无关，故B正确；
C．考虑到狭义相对论，任何物体速度不可能超过光速，故C错误；
D．由，得
当时，最大
质子被加速后的最大速度不可能超过，故D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某研究小组通过实验验证“动量守恒定律”。
（1）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是______（填字母代号）；
（2）实验中，对产生误差的主要原因分析正确的是______；
A.碰撞前入射小球的速度方向与碰撞后两小球的速度方向不在同一直线上
B.轨道的倾斜部分不光滑，与入射小球存在摩擦力作用
C.没有测量小球平抛下落的高度算出具体的平抛时间
【答案】（1）C （2）A
【解析】（1）[1]如果用画圆法确定钢球的落点，应该让所画的圆尽可能把大多数落点包进去，且圆的半径最小，这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置，故选C。
（2）[2]A．用此实验装置验证动量守恒定律时，应保证两小球碰撞前后瞬间的速度方向在同一直线上，否则会引起较大的误差，故A正确；B．轨道的倾斜部分对A小球有摩擦力作用，但只要A小球每次都从同一位置由静止向下运动，即可保证碰撞前瞬间A小球的速度相同，故B错误；C．小球的水平射程与其初速度成正比，故不需要通过测量轨道水平部分的高度，算出小球做平抛运动的时间，故C错误。
12. “祖冲之”实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________。
A．干电池 B．学生电源 C．电流表 D．多用电表
（2）关于本实验，下列说法正确的是___________。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．因为使用的电压较低，所以通电时可直接用手接触裸露的导线
C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈
【答案】（1）BD##DB （2）C
【解析】（1）[1]实验探究“变压器的电压与匝数的关系”需使用交流电源，故需使用学生电源，需使用多用电表测量交流电压，不需要使用干电池、电流表。
故选BD。
（2）[2]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，况且这样无形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确，故B错误；
C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，故D错误。
故选C。
13. 如图所示，三根导体棒组成直角三角形OAB，，，，在导体棒中通有的电流，空间存在垂直导体棒所在平面向上、大小为5T的匀强磁场B，求：
（1）AB边受到的安培力F；
（2）两直角边受到的安培力的合力大小。
【答案】（1）0.5N，与AB垂直斜向下；（2）0.5N
【解析】（1）由，解得AB边受到的安培力大小为
由左手定则可知AB边受到的安培力与AB垂直斜向下
（2）两直角边受到的安培力的合力大小
14. 图为一透明均匀玻璃球的横截面，O为圆心，AB为直径，，一束光以从A点入射，出射的光与AB平行，光在真空中传播的速度为c，不考虑光在玻璃球中的反射，求：
（1）玻璃球对该光的折射率n；
（2）光在玻璃球中的传播时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由折射定律得
，
解得
（2）根据
解得
15. 如图甲所示，一个阻值为R圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为2r，在线圈中存在垂直于线圈平面向里的半径为r的圆形匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，图中B0和t0已知，导线电阻不计。求：
（1）0至t0时间内，电阻R1两端的电压U；
（2）0至t0时间内，通过电阻R1的电荷量q；
（3）0至t0时间内，电阻R1上的热功率P。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为
电阻R1两端的电压
（2）设通过R1的电荷量为q，则有
（3）根据焦耳定律可得电阻R1上的热功率为