山东省菏泽市鄄城县2023-2024学年高二上学期1月月考物理试题（含答案）

鄄城县2023-2024学年高二上学期1月月考物理试题
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80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：选择性必修第一册第二章至第四章，选择性必修第二册第一章1、2节。
一、选择题（本题共16小题，共60分.在每小题给出的四个选项中，第1~10中只有一项符合题目要求，每小题3分，第11~16题有多项符合题目要求，全部选对的得5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
2.关于光的偏振、干涉与衍射、激光，下列说法正确的是（ ）
A.偏振是纵波特有的现象，光的偏振现象说明光是纵波
B.在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是不等的
C.自然界中某些天然物体也可以发出激光，激光不能发生衍射现象
D.泊松亮斑是衍射现象，用白光照射单缝时将得到彩色条纹
3.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
4.如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为.t=0时刻，一小球从距物块高h处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度，取重力加速度的大小g=10m/s2.以下判断正确的是（ ）
A. h=1.6m
B.简谐运动的周期是0.8s
C. 0.6s内物块运动的路程是0.2m
D. t=0.4s时，物块与小球运动方向相反
5.如图所示，由四段粗细相同的同种材料导体棒构成等腰梯形线框ABCD，其中AB=BC=AD，
∠A=∠B=120°，水平方向的匀强磁场垂直线框所在平面，当在线框中C、D两端加恒定电压时，水平导体棒CD受安培力大小为F0，以下说法正确的是（ ）
A.AB棒受安培力为，方向向上
B.AB棒受安培力为，方向向下
C.整个线框受的安培力大小为，方向向上
D.整个线框受的安培力大小为，方向向下
6.用某种单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝到光屏间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置.则双缝到光屏间的距离变为原来的（ ）
A.2倍 B.3倍 C. 倍 D. 倍
7.一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则（ ）
A.由Q振源产生的波先到达弹簧振子处
B.两列波可能形成干涉
C.由Q振源产生的波的波速较接近4m/s
D.绳上不会出现振动位移大小为2A的点
8.如图所示为固定的某介质半圆柱的横截面，O点为圆心，OO'为直径MN的垂线，足够大的光屏PQ紧靠半圆柱右侧且垂直于MN.一束绿光沿半径方向射向O点，入射光线与OO'的夹角θ=45°时，光屏出现两个光斑，两个光斑到N点的距离之比为1:；入射光线与OO'的夹角为α时，光屏上恰好只出现一个光斑.下列说法正确的是（ ）
A.该介质对绿光的折射率为
B.若θ减小，则光屏上两个光斑的距离会减小
C.如果换成红光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
D.如果换成紫光，以α角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑
9.如图所示的速度选择器两板间有互相垂直的匀强电场和磁场，电荷量为+q的带电粒子，以水平速度v0从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力，在其他条件不变的情况下（ ）
A.若仅改为电荷量q的粒子，将仍沿直线飞出
B.若仅将电荷量变为+2q，则不能沿直线飞出
C.若仅将该粒子改为从右侧射入，仍沿直线飞出
D.若仅将磁场方向反向，仍沿直线飞出
10.如图甲所示，一个带正电的小球M从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出，离开桌面后进入垂直纸面向外的匀强磁场，最后落到地板上，此过程中，M在水平方向的分速度一直向右；如图乙所示，一个带正电的小球N从光滑绝缘桌面的边缘以水平向右的速度v0抛出，离开桌面后进入水平向右的匀强电场，最后落到地板上.甲、乙两图，桌面离地的高度相同，两球的质量和电荷量均相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.M的落地时间比N长
B.M的落地速度比N大
C.M在水平方向的分速度越来越小，N在水平方向的分速度越来越大
D.落地时M、N的速度方向可能相同
11.如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，其中A、E摆长均为l，先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则（ ）
A.其他各摆振动周期跟A摆相同
B.其他各摆振动的振幅大小相等
C.其他各摆振动的振幅大小不同，E摆的振幅最大
D. B、C、D三摆振动的振幅大小不同，B摆的振幅最小
12.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动.取向右为正方向，弹簧振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. t=0.8s时，弹簧振子的速度方向向左
B. t=0.2s时，弹簧振子在O点右侧6cm处
C. t=0.4s和t=1.2s时，弹簧振子的加速度完全相同
D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，弹簧振子的速度逐渐增大
13.图甲表示一列简谐横波在t=17s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图像，由甲、乙两图中所提供的信息可知，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.该波的波长为1.5m
B.该波的振幅为0.1cm
C.该波的传播速度为0.5m/s，方向沿x轴正方向
D.质点P在t=4.25s时沿y轴负方向运动
14.如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层.用单色光从上面照射，在样板上方向下观测时，如果被测表面是平整的，干涉条纹就是一组平行的直线（如图甲），下列说法正确的是（ ）
A.该现象是因为样板下表面和被检查平面的上表面反射的两列光波发生了干涉
B.薄片越厚，观测到的条纹越宽
C.如果干涉条纹发生如图乙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向上凸
D.如果干涉条纹发生如图乙所示的弯曲，就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
15.A、B、C三条平行光线垂直于半圆柱体玻璃砖的截面直径从空气射向玻璃砖，如图所示，光线B正好过圆心O，光线A、C从光线B的两侧对称入射，光线A、C从玻璃砖右表面进入空气后与光线B交于D、E.下列说法正确的有（ ）
A.玻璃对A光的折射率大于对B光的折射率
B.玻璃对A光的折射率大于对C光的折射率
C.玻璃对三种光的折射率关系为nA>nB>nC
D.A光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比C光长
16.在垂直纸面向里的匀强磁场中放置一足够长的绝缘棒，棒与水平方向夹角为θ，将带电小球套在棒上，小球质量为m，带电量为q，小球与棒间动摩擦因数为μ，小球由静止开始下滑的过程中（ ）
A.先加速后匀速
B.先加速后减速最终匀速
C.最大加速度为gsinθ
D.最大速度为
二、实验题（本题共1小题，共8分）
17.（8分）某同学做《用单摆测定重力加速度》实验的装置如图甲所示，请回答下面的问题：
甲 乙
（1）在实验中，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是 .（填正确答案标号）
A.为了便于测量周期，可适当缩短摆线，从而减小测量周期的绝对误差
B.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线，密度大而直径较小的摆球
C.测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，摆长是摆线长度和小球半径之和
D.测量周期时，当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动的时间算出周期
（2）如图乙所示，用游标卡尺测得小钢球的直径d= mm.
（3）除了已测摆球直径d，还已知细线长98.99cm，完成35次全振动的时间是70s，由这些数据计算得重力加速度大小g= m/s2.（π取3.14，结果保留三位有效数字）
三、计算题（本题共2小题，共计32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）
18.（16分）如图所示，以原点O为界在x轴上有两段不同材料的绳子，波源S1和S2分别置于x=3m和x=6m处，同时产生两列简谐横波甲和乙，分别沿x轴正方向和x轴负方向传播.t=0时刻，x=1m和x=2m处的质点刚好开始振动，某时刻两列波恰好同时到达原点处的质点O，若从t=0开始到时间内P点经过的路程为3cm，求：
（1）甲，乙两波的频率之比；
（2）乙波在右侧绳子中的传播速度大小；
（3）从t=0到t=7s，原点处的质点O经过的路程.
19.（16分）间距为L的光滑平行导轨水平放置，导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连，右端与半径为L的两段光滑圆弧导轨相接，一根质量为m、电阻为R、长为L的导体棒ab，用长也为L的绝缘细线悬挂，如图所示，空间有竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，当闭合开关S后，导体棒沿圆弧摆动，摆到最大高度时细线水平，摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态，不考虑导体棒切割磁感线的影响，导轨电阻不计，重力加速度为g.
（1）磁场方向如何？
（2）求电源电动势E的大小.
（3）求导体棒在向上摆动过程中的最大动能是多大？
参考答案、提示及评分细则
1.C 只有频率相同时，才能发生稳定的干涉现象.故A错误；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；根据多普勒效应可知，当波源远离接收者时，接收者接收到的波的频率比波源频率低，故C正确；如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
2.D 光的振动方向与传播方向相垂直，故光的偏振现象说明光是横波，选项A错误；在双缝干涉现象里，亮条纹和暗条纹的宽度是相等的，选项B错误；激光是用人工方法激发的一种特殊的光，激光是一种电磁波，只要是波就能发生衍射现象，选项C错误；泊松亮斑是光绕过障碍物继续传播的现象，是衍射现象，用白光照射单缝，将得到彩色的衍射条纹，选项D正确.
3.C b光先发生全反射，b光折射率大，故I区域的某点b光折射角大，A、B错误；由，b光在水中传播速度小，C正确，全反射临界角为C，由，b光在水面发生全反射临界角小，D错误.
4.B 经0.6s小球下落高度为1.8m，物块下落0.1m，故初始高度h=1.7m，A错误；，s=0.8s，B正确；0.6s内物块路程为0.3m，C错误；0.4s时速度方向相同，D错误.
5.C 设导体棒AB=L，由几何关系得CD=2L，通过CD棒电流强度为I1，CD棒受安培力，，由于并联，则通过DABC棒电流强度，AB棒受的安培力，由左手定则，方向向上，A、B错误；则DABC棒的有效长度为2L，受的安培力，整个线框受的安培力大小，根据左手定则，安培力方向竖直向上，C正确，D错误.
6.A 根据双缝干涉的条纹间距与波长关系有，由题图知，则，故A正确.
7.C P先到达；频率不同无法干涉；，C正确；可能出现2A的点，D错误.
8.C 由题意知.当入射角为45°时，光屏上出现的两个光斑分别是反射光线和折射光线形成的如图所示，设折射角为，则由几何知识得，，又因为，解得，所以介质对绿光的折射率为，故A错误.若入射角减小，则反射角和折射角都变小，NE和NF都增大，即光屏上两个光斑的距离会增大，故B错误.由题意知当入射角为时，绿光恰好发生全反射，因为介质对绿光的折射率小于紫光折射率，大于红光折射率，故绿光发生全反射时，紫光一定发生全反射，红光没有发生全反射，故如果换成红光，以角沿半径方向射向O点，光屏上一定会出现两个光斑，而如果换成紫光，以角沿半径方向射向O点，光屏上一定会只出现一个光斑，故C正确，D错误.
9.A 由，可知，故与q无关，则A正确，B错误；由受力分析可知，C、D错误.
10.C M在下落过程中，在竖直方向，要受重力和洛伦兹力竖直向下分力共同作用，加速度大于重力加速度，N在下落过程中，在竖直方向，只受重力的作用，加速度等于重力加速度，下落的高度相同，初速度都为0，M的落地时间比N短，A错误；M在下落过程中只有重力做正功，N在下落过程中重力做正功，电场力做正功，初速度都为v0，下落的高度相同，由动能定理，M落地的动能比N小，M的落地速度比N小，B错误；M在下落过程中，洛伦兹力斜向左下方，重力竖直向下，水平方向减速，落地时水平方向的分速度小于v0，N在下落过程中，电场力水平向右，重力竖直向下，水平方向加速，落地时水平方向的分速度大于v0，落地时，M在竖直方向的分速度大于N在竖直方向的分速度，落地时M、N的速度方向不可能相同，C正确、D错误.
11.ACD A摆振动后迫使水平绳摆动，水平绳又迫使B、C、D、E四摆做受迫振动，由于物体做受迫振动的周期总是等于驱动力的周期，因此B、C、D、E四摆的周期跟A摆相同，故A正确.A摆的频率等于驱动力的频率，其余四摆的固有频率与驱动力的频率关系是：，，，，可见只有E摆的固有频率与驱动力的频率相等，它发生共振现象，其振幅最大，B、C、D三个摆均不发生共振，振幅各异，其中B摆的固有频率与驱动力的频率相差最大，所以它的振幅最小，故B错误，C、D正确.
12.AD 0.8s时向左运动，A正确；0.2s在cm处，B错误；0.4s和1.2s加速度方向相反，C错误；0.4s到0.8s向平衡位置运动，速度变大，D正确.
13.BC 由题图可知.波长λ=100cm=1m，振幅A=0.1cm，A错误，B正确；由题图乙可知，周期T=2s，故波速，时，质点P在平衡位置向下振动，故波向x轴正方向传播，C正确；根据题图乙可知，质点P在t=4.25s时位移为正，在沿y轴正方向运动，D错误.
14.AD 在样板下表面和被检测平面上表面发生干涉，A正确；薄片越厚，干涉条纹越窄，B错误；条纹左移，说明被检测平面对应位置向下凹，C错误，D正确.
15.BD 由于B光入射角为0°，故无法判断玻璃对B光的折射率大小，选项A、C错误；由图可知，A光和C光入射角相同，但A光折射角较小，根据折射率公式可知，玻璃对A光的折射率大于对C光的折射率，选项B正确；根据公式，由于A光的折射率大，则A光在玻璃中的传播速度较小，又由图可知A光在玻璃砖中的传播路径较长，故A光穿过该半圆柱体玻璃砖所需时间比C光长，选项D正确.
16.AC 小球下滑的开始阶段，速度较小，受力如图甲所示，由牛顿第二定律得：，随着速度增加，加速度增加；当时，杆的弹力N垂直杆向下，受力如图乙所示，由牛顿第二定律得：，随着速度增加，加速度减小，当加速度为零时，速度最大，此后受力平衡，匀速运动，故A正确，B错误；由上面的分析知，当时，杆的弹力N=0，摩擦力为零，加速度最大，，故C正确.由上面的分析知，当加速度为零时，即，速度最大，最大速度为，故D错误.
甲 乙
17.（1）BCD（2分） （2）20.2（3分） （3）9.86（3分）
解析：（1）由，可得，适当加长摆线，可增加单摆的周期，便于测量周期，从而减小测量周期的相对误差，故A错误；为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，为减小空气阻力对实验的影响，组装单摆需选用密度大而直径较小的摆球，故B正确；测摆长时，摆线应接好摆球，使摆球处于自然下垂状态，否则，摆长的测量不准确，摆长是摆线长度和小球半径之和，故C正确；当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30~50次全振动后停止计时，求出平均周期，故D正确.
（2）用游标卡尺测得小钢球的直径.
（3）由单摆的周期公式和，有.
18.解：（1）两列波同时传到O点，由得出
由
又
联立得
（2）由题可得，
（3），经过1s两列波均刚好到达O点
且两列波在O点叠加，故O点做振幅为4cm的振动，周期不变，故
19.解：（1）根据左手定则知磁场方向竖直向上
（2）导体棒从开始到细线水平的过程中有重力和安培力做功，由动能定理得
又F安=BIL，根据闭合电路的欧姆定律得
代入数据解得
（3）导体棒受力平衡时具有最大速度，设导体棒所在位置切线方向与水平方向夹角为时受力平衡则有
解得
设导体棒的最大速度为，由动能定理得
最大动能