福建省泉州市泉港区第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份福建省泉州市泉港区第一中学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，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示为某一时刻某简谐波的图像，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是( )
A.质点a的振幅大于质点b的振幅
B.该时刻质点b、e的速度相同
C.该时刻质点c、d的加速度为零
D.该时刻质点d正在向下运动
2．一列简谐横波在时的波形图如图所示，介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，关于这列简谐波，下列说法正确的是( )
A.周期为4.0s
B.振幅为20cm
C.传播方向沿x轴正向
D.传播速度为1m/s
3．两个小球在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，B球在前，A球在后，，，，，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球速度可能为( )
A.，
B.，
C.，
D.，
4．如图所示，在匀强磁场中，光滑导轨abcd平行放置，与水平面的夹角为θ，间距为，质量为m，长为的导体棒MN，垂直搁在两平行导轨上，通以大小为I由N流向M的电流时，恰好处于静止状态.下列关于磁感应强度B的大小及方向的说法正确的是( )
A.B的最小值为，方向垂直于导轨平面向上
B.B的最小值为，方向垂直于导轨平面向下
C.B的最小值为，方向垂直于水平面向上
D.B的最小值为，方向垂直于水平面向下
5．如图所示，水平放置平行金属板间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一带电量为，质量为m的粒子不计重力以速度v水平向右射入，粒子恰沿直线穿过，则下列说法正确的是( )
A.若只将带电粒子带电量变为，粒子将向下偏转
B.若只将带电粒子带电量变为，粒子仍能沿直线穿过
C.若只将带电粒子速度变为2v且粒子不与极板相碰，则从右侧射出时粒子的电势能减少
D.若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过
6．如图甲所示，长木板静止在光滑水平地面上，质量为m的滑块以水平初速由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止。若将木板分成长度相等的两段（如图乙），滑块仍以从木板左端开始滑动，已知滑块运动过程中所受摩擦力不变。则下列分析正确的是( )
A.滑块滑到木板的右端后飞离木板
B.滑块滑到木板的右端前就与木板保持相对静止
C.两过程滑块的动量变化相同
D.两过程系统产生的热量相等
二、多选题
7．如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，A摆与C摆的摆长相等，D摆的摆长最长，B摆最短.先将A摆拉离平衡位置后释放(摆角不超过5°)，则下列说法中正确的是( )
A.所有摆都做自由振动
B.所有摆均以相同摆角振动
C.所有摆均以相同频率振动
D.C摆振幅最大
8．如图所示，长直导线MN中通有竖直向上的电流I，其附近有一个矩形线框ABCD，线框与导线始终在同一个平面内。则下列说法中正确的是( )
A.若I恒定，将矩形线框向右平移，线框内产生方向的感应电流
B.若I恒定，将导线MN向左平移，线框内产生方向的感应电流
C.若使MN中的电流突然为零，线框内产生方向的感应电流
D.若使MN中的电流突然反向，线框内产生方向的感应电流
9．如图所示，一个质量为m的带电小球从M点自由下落，M点距场区水平边界PQ的高度为h，边界PQ下方有方向竖直向下、大小为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的大小为B的匀强磁场。小球从边界上的a点进入复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出。重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.小球带负电，电荷量大小
B.匀强磁场方向垂直于纸面向外
C.小球从a运动到b的过程中，小球的电势能先减小后增大
D.小球在复合场中做匀速圆周运动的半径
10．如图所示，当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时，线圈A向右摆动，则( )
A.ab只能向右做匀加速运动
B.ab向左或向右做减速运动
C.电容器C上的电荷量保持不变
D.电容器C上的电荷量在减小
三、填空题
11．如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷.已知两列波的振幅都为10cm，C点为AB连线的中点。图中A、B、C、D、E五个点中，振动减弱的点是_____，A点的振幅为_____cm。
12．以15m/s的速度平抛一个小球，小球的质量为1kg，经2s小球落地，不计空气阻力，g取。小球落地时的速度大小为_____m/s，在这一过程中，小球的动量变化的大小为____。
四、实验题
13．研究两个小球在轨道水平部分碰撞的规律（动量守恒定律）：先安装好如图实验装置，在地上铺一张白纸。白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。之后的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
(1)上述实验中小球1和小球2应选择_______。
A.相同大小的铁球
B.相同大小的塑料球
C.小球1铁球，小球2塑料球，大小相同
D.小球1塑料球，小球2铁球，大小相同
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有_______。
A.A、B两点间的高度差
B.B点离地面的高度
C.小球1和小球2的质量、
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足___________时（用所测物理量的字母表示），说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
14．在用单摆测定重力加速度的实验中
(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径________mm；
(2)接着测量了摆线的长度为，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式_______（用题目中的物理量表示）；
(3)某小组改变摆线长度，测量了多组数据，把摆线长度当成了摆长，作出图象后求出斜率，然后算出重力加速度。这样数据处理的方法对结果的影响是：________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
五、计算题
15．如图，实线为时刻一列沿x轴传播的简谐横波的图像，虚线为时刻波的图像。求：
(1)若波沿x轴正方向传播，波的速度；
(2)若波沿x轴负方向传播，波的速度；
16．如图所示，abc是光滑的轨道，其中ab水平，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆轨道，半径。质量的小球A静止在轨道上，另一质量、速度的小球B与小球A正碰。已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为处，重力加速度g取。
求：碰撞结束时，小球A和B的速度大小。
17．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框架，宽度为，如图所示，框架上放置一质量为0.05kg、电阻为1Ω的金属杆cd，框架电阻不计。若杆cd以恒定加速度由静止开始做匀加速运动，则：
(1)在前5s内，平均感应电动势是多少？
(2)在第5s末，回路中的电流有多大？
(3)在第5s末时，作用在cd杆上的水平外力有多大？
18．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.静止的带电粒子带电荷量为，质量为m不计重力，从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L，当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：
(1)两板间电压的最大值；
(2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s；
(3)粒子在磁场中运动的最长时间。
参考答案
1．答案：D
解析：因为是简谐波，所有质点振幅相同，所以质点的振幅相等，故A错误；波的传播方向沿x钟正方向，利用“上下坡法”可知该时刻质点b向上振动，而e向下振动，质点b、e的速度方向相反，所以该时刻质点b、e的速度不相同，故B错误；该时刻质点c在波谷，加速度最大，d在平衡位置，加速度为零，故C错误；波的传播方向沿x轴正方向，利用“上下坡法”可知质点d正在向下运动，故D正确；故选D。
2．答案：C
解析：A.质点P的振动方程，则周期为：；故A错误。B.D由波的图象得，振幅，波长，故波速为。故B错误，D也错误。
C.根据振动方程时刻位移为零，此后先变为正，说明时刻P点在平衡位置且向方向运动；再结合波形微微平移方法得到波向正x方向传播。故C正确。故选C。
3．答案：B
解析：两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得
代入数据解得，如果两球发生完全弹性碰撞，有：
由机械能守恒定律得：
代入数据解得：，则碰撞后的速度：
故选B。
4．答案：A
解析：对导体棒受力分析，根据平衡条件，导体棒所受支持力与安培力的合力与重力等大反向，根据矢量三角形合成法则作出三种情况的合成图如图
由图可以看出当安培力F与支持力垂直时有最小值，F沿斜面向上。
根据安培力的公式：，所以磁感应强度B的最小值：，方向垂直于导轨平面向上。
故选A。
5．答案：B
解析：A.粒子恰沿直线穿过，电场力和洛伦兹力均垂直于速度，故合力为零，粒子做匀速直线运动；根据平衡条件，有
解得
只要粒子速度为，就能沿直线匀速通过选择器；若带电粒子带电量为，速度不变，仍然沿直线匀速通过选择器，A错误；
B.若带电粒子带电量为，只要粒子速度为，电场力与洛伦兹力仍然平衡，仍然沿直线匀速通过选择器，B正确；
C.若带电粒子速度为，电场力不变，洛伦兹力变为2倍，故会向上偏转，克服电场力做功，电势能增加，C错误；
D.若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，D错误。故选B。
6．答案：B
解析：滑块在第一次运动过程中，滑块与木板之间的摩擦力使整个木板一直加速，第二次滑块先使整个木板加速，运动到右半部分上后左半部分停止加速，只有右半部分加速，加速度大于第一次的对应过程，故第二次滑块与右边木板将更早达到速度相等，所以滑块还没有运动到最右端，就与木板保持相对静止，故A错误，B正确；根据动量守恒定律可知两过程中滑块最后的速度不同，则两过程滑块的动量变化不同，故C错误；摩擦力乘以相对位移等于产生的热量，滑块第二次在木板上运动的相对位移没有第一次在木板上运动的相对位移大，所以滑块第一次在木板上运动产生的热量小于第二次在木板上运动产生的热量，故D错误。
7．答案：CD
解析：ABD.A摆摆动起来后，通过水平绳子对B、C、D三个摆施加周期性的驱动力，使B、C、D三摆做受迫振动，BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于C与A的摆长是相等的，所以C的固有频率与A相等，C做共振，振幅最大.故AB错误，D正确；
C.BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆均以相同频率振动，故C正确。故选CD。
8．答案：AD
解析：A.若恒定，根据右手螺旋定则可知，导线右侧磁场垂直纸面向里，且离导线越远磁场越弱，将矩形线框向右平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是，A正确；
B.若恒定，将导线向左平移，则穿过线框的磁通量向里且逐渐减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是，B错误；
C.若使中的电流突然为零，则穿过线框的磁通量向里且减小，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框内产生的感应电流方向是，选项C错误；
D.若使中的电流突然反向，则穿过线框的磁通量由向里变为向外，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，线框中产生的感应电流方向是，D正确。故选AD。
9．答案：AD
解析：A.因小球在混合场中做匀速圆周运动，故电场力和重力平衡，电场力向上，故粒子带负电；由可知，，故A正确；
B.由图可知，圆周运动的圆心在上方，故洛伦兹力向上，由左手定则可知，磁场向里，故B错误；
C.小球从a到b的过程中，电场力先做负功再做正功，故电势能先增大后减小，故C错误；
D.粒子进入混合场时的速度由机械能守恒得：
由可得，半径
故D正确；故选AD。
10．答案：BD
解析：A.导线向右加速运动时，导线中产生的感应电动势和感应电流增加，螺线管产生的磁场增大，穿过环A中的磁通量增大，则环A远离螺线管，以阻碍磁通量的增加.故A错误；
B.导线不论是向左还是向右做匀速运动时，导线中产生的感应电动势和感应电流不变，螺线管产生的磁场不变，穿过环A中的磁通量不变，则环A静止不动.故B正确；
C.由上可知，当电容器的电荷量不变时，则电压不变，因此环A不会运动.故C错误；
D.电容器C上的电荷量在减少，说明电压在减小，则线圈中的磁通量在减小，环A为阻碍减小，则向右摆动，故D正确；故选BD。
11．答案：D，E；20
解析：两列波相遇时根据两列波各自振动情况的不同会出现不同情况，两列波振动情况相同时振动加强，而振动情况相反时振动则减弱。两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱。D、E两点位振动情况不同的两列波相交的点，其振动减弱；而A点为波峰与波峰相遇，振幅为两列波之和。
12．答案：25；20
解析：小球落地时的竖直分速度：
小球的落地速度：
由动量定理可得， 在这一过程中， 小球动量的变化量：
故答案为25，20。
13．答案：(1)C(2)C(3)
解析：(1)上述实验中小球1和小球2半径应该相等，以保证两球发生正碰；同时为防止入射球1反弹，则小球1的质量应该大于被碰球2的质量，故选C。
(2)因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，要验证的关系是：
将速度换成位移，则所测物理量满足表达式为
则上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量、，故选C；
(3)由以上分析可知，当所测物理量满足
说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
由功能关系可知，只要
成立则机械能守恒，故若
说明碰撞过程中机械能守恒。
14．答案：(1)14.15(2)(3)无影响
解析：(1)20分度的游标卡尺精确度为，读数为
(2)由图可知单摆的周期为
根据单摆的周期公式有
解得
(3)乙同学由可知
可知图象的斜率为
把摆线长度当作摆长作出的图象的斜率不受影响，所测重力加速度g不受影响。
15．答案：(1)
(2)
解析：(1)根据题意，结合图像可知，若波沿x轴正方向传播，则有
可得该波的周期
根据波的波形图可得其波长
则由波长、周期与波速之间的关系可得
(2)根据题意，结合图像可知，若波沿x轴负方向传播，则有
可得该波的周期
则由波长、周期与波速之间的关系可得
16．答案：6m/s；3.5m/s
解析：小球A从轨道最高点飞出后做平抛运动，水平方向有
竖直方向有联立可得
设A球被碰后的速度为，从b到c的过程，由机械能守恒可得设B球碰后的速度为，B球与A球碰撞过程，由动量守恒
联立上述各式，代入数据可解得A、B球碰后的速度分别为
17．答案：(1)0.4V(2)0.8A(3)0.164N
解析：(1)
(2)第末金属杆的速度：，此时回路中的瞬时感应电动势，故回路中的感应电流
(3)杆撤匀加速运动时，由牛顿第二定律得：，代入数据解得
18．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在板上，所以圆心在C点，如图所示，
故半径
又因为
且，所以
(2)设粒子在磁场中运动的轨迹与板相切于K点，此轨迹的半径为，设圆心为A，在中
解得，即
所以板上可能被粒子打中的区域的长度，即
(3)打在间的粒子在磁场中运动的时间最长，均为半个周期，所以