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江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题原卷版docx、江西省吉安市多校联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：选择性必修第一册。选择性必修第二册第一章第1节至第二章第2节。
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题中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，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. 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
【答案】C
【解析】
【详解】A．只有频率相同时，两列波叠加才能发生稳定的干涉现象。故A错误；
B．干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，也可能为零。故B错误；
C．根据多普勒效应可知，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。故C正确；
D．如果障碍物的尺寸大于波长，也会发生衍射，但衍射不明显。故D错误。
故选C。
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30r/min，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
【答案】B
【解析】
【详解】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. 如图所示，两根通电导线、沿垂直纸面的方向放置，导线、中通有电流、，电流的方向图中未画出，点为两导线垂直纸面连线的中点，、两点关于点对称，、两点关于点对称，将一段通有垂直纸面向外的电流的直导线放在点时所受的磁场力为零，放在点时所受的磁场力水平向右，则下列说法正确的是（ ）
A. 中电流方向向外、中的电流方向向里
B.
C. 通电直导线垂直纸面放在点时所受的磁场力为零
D. 通电直导线垂直纸面放在、两点时所受的磁场力相同
【答案】A
【解析】
【详解】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. 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
【答案】C
【解析】
【详解】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. 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
【答案】B
【解析】
【详解】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. 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像。已知当地的重力加速度大小g=10m/s2，取π2=10，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x=0.07sin（2πt）m
C. 单摆的摆长为1m
D. t=1.5s时摆球在N点
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图乙知振幅A=0.07m，周期T=2s，则频率
A错误；
B．振动的表达式为
x=Asin2πft=0.07sinπtm
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，t=1.5s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. 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，假设其高度（）一时间（）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，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大小为299N
【答案】C
【解析】
【详解】A．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
故A错误；
B．t=3s时该图像切线的斜率即为t=3s时的速度大小，即
故B错误；
C．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
故C正确；
D．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，故D错误。
故选C。
8. 一列简谐横波沿轴传播，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，波沿轴正方向传播
B. 质点在时刻沿轴正方向运动
C. 处的质点的位移表达式为
D. 从时刻开始质点经1.6s通过的路程为152cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．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；
B．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；
C．由得
则
处的质点的位移表达式为
选项C错误；
D．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。
故选ABD。
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，电荷量均为的带正电的和，质量分别为和（），它们从容器下方的小孔进入电压为的加速电场（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的匀强磁场中，最后打到照相底片上，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
【答案】AD
【解析】
【详解】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
131I和127I电荷量相同，质量有，所以131I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．根据
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. 如图所示，边长为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、宽度为的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，已知边进入磁场时线框刚好以速度做匀速直线运动（整个下落过程中边始终水平），线框质量为，电阻为，重力加速度为，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
【答案】ACD
【解析】
【详解】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。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 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；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，、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、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______；
【答案】（1）针尖 （2） ①. 和 ②.
【解析】
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
[1][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。
12. 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”）。
【答案】 ①. BC##CB ②. 2.188##2.199##2.190##2.191##2.192 ③. ④. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]A．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；
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，故B正确；
C．n条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为
故C正确。
故选BC。
（2）[2]手轮上的刻度读数为
（3）[3]相邻两条亮纹间距为
其中
解得
（4）[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。
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 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B、C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=2kg，g取10，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？
【答案】（1）；（2）；（3）2.5m
【解析】
【详解】（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，A、B、C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
L=2.5m
14. 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内通过电阻的电荷量是多少？
（3）2s后撤去外力，从开始，全过程中金属杆上产生的焦耳热是多少？
【答案】（1），；（2）1C；（3）1.5J
【解析】
【详解】（1）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
15. 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下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）带正电粒子经过点进入半圆形区域，并沿竖直半径方向做直线运动，所以粒子所受洛伦兹力与电场力二力平衡，由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向水平向左，所以粒子所受电场力方向水平向右，电场强度的方向水平向右，粒子在半圆形区域内匀速运动的时间为，则速度为
根据平衡条件有
解得
（2）若仅将半圆形区域内的磁场撤去，粒子仍从S处静止释放，粒子在半圆形区域内做类平抛运动，粒子在垂直于MN方向上做匀速直线运动，在平行于MN方向上做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示
粒子运动到半圆形区域的a点，垂直于MN方向的位移大小为
由数学知识可得粒子在平行于MN方向上的位移大小为
粒子在平行于MN方向上做匀加速直线运，则有
，
结合上述解得粒子的比荷
粒子从S到O过程，根据动能定理有
结合上述解得S、之间的电势差
（3）将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S处静止释放，由
可知粒子进入半圆形区域的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令粒子从b点射出半圆形区域，如图所示
设粒子在半圆形区域内运动的圆心角为，由余弦定理有
解得
粒子在磁场中圆周运动的周期
结合上述解得
粒子在半圆形区域内运动的时间
结合上述解得
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：选择性必修第一册。选择性必修第二册第一章第1节至第二章第2节。
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题中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，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. 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
【答案】C
【解析】
【详解】A．只有频率相同时，两列波叠加才能发生稳定的干涉现象。故A错误；
B．干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移时大时小，也可能为零。故B错误；
C．根据多普勒效应可知，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。故C正确；
D．如果障碍物的尺寸大于波长，也会发生衍射，但衍射不明显。故D错误。
故选C。
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30r/min，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
【答案】B
【解析】
【详解】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. 如图所示，两根通电导线、沿垂直纸面的方向放置，导线、中通有电流、，电流的方向图中未画出，点为两导线垂直纸面连线的中点，、两点关于点对称，、两点关于点对称，将一段通有垂直纸面向外的电流的直导线放在点时所受的磁场力为零，放在点时所受的磁场力水平向右，则下列说法正确的是（ ）
A. 中电流方向向外、中的电流方向向里
B.
C. 通电直导线垂直纸面放在点时所受的磁场力为零
D. 通电直导线垂直纸面放在、两点时所受的磁场力相同
【答案】A
【解析】
【详解】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. 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
【答案】C
【解析】
【详解】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. 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
【答案】B
【解析】
【详解】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. 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像。已知当地的重力加速度大小g=10m/s2，取π2=10，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x=0.07sin（2πt）m
C. 单摆的摆长为1m
D. t=1.5s时摆球在N点
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图乙知振幅A=0.07m，周期T=2s，则频率
A错误；
B．振动的表达式为
x=Asin2πft=0.07sinπtm
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，t=1.5s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. 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，假设其高度（）一时间（）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，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大小为299N
【答案】C
【解析】
【详解】A．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
故A错误；
B．t=3s时该图像切线的斜率即为t=3s时的速度大小，即
故B错误；
C．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
故C正确；
D．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，故D错误。
故选C。
8. 一列简谐横波沿轴传播，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，波沿轴正方向传播
B. 质点在时刻沿轴正方向运动
C. 处的质点的位移表达式为
D. 从时刻开始质点经1.6s通过的路程为152cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．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；
B．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；
C．由得
则
处的质点的位移表达式为
选项C错误；
D．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。
故选ABD。
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，电荷量均为的带正电的和，质量分别为和（），它们从容器下方的小孔进入电压为的加速电场（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的匀强磁场中，最后打到照相底片上，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
【答案】AD
【解析】
【详解】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
131I和127I电荷量相同，质量有，所以131I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．根据
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. 如图所示，边长为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、宽度为的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，已知边进入磁场时线框刚好以速度做匀速直线运动（整个下落过程中边始终水平），线框质量为，电阻为，重力加速度为，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
【答案】ACD
【解析】
【详解】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。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11. 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；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，、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、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______；
【答案】（1）针尖 （2） ①. 和 ②.
【解析】
【小问1详解】
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。
【小问2详解】
[1][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。
12. 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”）。
【答案】 ①. BC##CB ②. 2.188##2.199##2.190##2.191##2.192 ③. ④. 变大
【解析】
【详解】（1）[1]A．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；
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，故B正确；
C．n条亮纹之间有个间距，相邻条纹的间距为
故C正确。
故选BC。
（2）[2]手轮上的刻度读数为
（3）[3]相邻两条亮纹间距为
其中
解得
（4）[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。
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 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B、C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=2kg，g取10，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？
【答案】（1）；（2）；（3）2.5m
【解析】
【详解】（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，A、B、C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
L=2.5m
14. 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内通过电阻的电荷量是多少？
（3）2s后撤去外力，从开始，全过程中金属杆上产生的焦耳热是多少？
【答案】（1），；（2）1C；（3）1.5J
【解析】
【详解】（1）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
15. 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下方的电场强度增大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间。
【答案】（1），水平向右；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）带正电粒子经过点进入半圆形区域，并沿竖直半径方向做直线运动，所以粒子所受洛伦兹力与电场力二力平衡，由左手定则可知粒子所受洛伦兹力方向水平向左，所以粒子所受电场力方向水平向右，电场强度的方向水平向右，粒子在半圆形区域内匀速运动的时间为，则速度为
根据平衡条件有
解得
（2）若仅将半圆形区域内的磁场撤去，粒子仍从S处静止释放，粒子在半圆形区域内做类平抛运动，粒子在垂直于MN方向上做匀速直线运动，在平行于MN方向上做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示
粒子运动到半圆形区域的a点，垂直于MN方向的位移大小为
由数学知识可得粒子在平行于MN方向上的位移大小为
粒子在平行于MN方向上做匀加速直线运，则有
，
结合上述解得粒子的比荷
粒子从S到O过程，根据动能定理有
结合上述解得S、之间的电势差
（3）将虚线下方的电场强度增大到原来的16倍，粒子仍从S处静止释放，由
可知粒子进入半圆形区域的速度为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
令粒子从b点射出半圆形区域，如图所示
设粒子在半圆形区域内运动的圆心角为，由余弦定理有
解得
粒子在磁场中圆周运动的周期
结合上述解得
粒子在半圆形区域内运动的时间
结合上述解得
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