河南省濮阳市部分学校2023-2024学年高二下学期3月第一次月考物理试题（含解析）

濮阳市部分学校2023-2024学年高二下学期3月第一次月考
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
B．若穿过闭合电路中的磁通量为零，则电路中的感应电流就为零
C．只要闭合电路中有磁通量穿过，闭合电路中就有感应电流产生
D．穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势越大
2．下列选项中，通电导线均置于匀强磁场中，其中导线受到的安培力方向向左的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，磁带录放机既可录音，也可放音，其主要部件为匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是（ ）
A．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应
C．放音的主要原理是电磁感应，录音的主要原理是电流的磁效应
D．录音和放音的主要原理都是电磁感应
4．如图所示，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，下列说法正确的是（ ）
A断开开关S时，B灯立即熄灭而A灯慢慢熄灭
B．断开开关S时，B灯一定会闪亮一下
C．断开开关S时，B灯可能会闪亮一下
D．闭合开关S时，B灯比A灯先亮，最后一样亮
5．如图所示，由均匀透明材料制成的半圆柱的截面为半圆ABC，O为圆心，半径为，AB为直径边界，ACB为半圆弧边界，该材料对红光的折射率，有一点光源嵌于S点，点光源在纸面内向各个方向发射红光。已知，且，若不考虑光在材料内部的反射，则（ ）
A．圆弧边界有光线射出的长度为
B．直径边界无光线射出的长度为
C．若改用紫光光源，有光射出的边界总长度将变长
D．若改用绿光光源，有光射出的边界总长度将不变
6．如图所示，在一固定水平放置的闭合导体圆环上方，一条形磁铁从离地面高h处由静止开始下落，最后落在水平地面上。磁铁下落过程中始终保持竖直，并从圆环中心穿过圆环，而不与圆环接触。若不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．以地面为参考平面，磁铁落地时的机械能为
B．在磁铁下落的整个过程中，圆环中的感应电流方向一直为逆时针（从上向下看圆环）
C．磁铁在整个下落过程中，所受圆环对它的作用力先竖直向上后竖直向下
D．若圆环不闭合，磁铁下落过程将做自由落体运动
7．某调查组在化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左、右两端开口，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上（图中未画出），在前、后两个内侧面a、c上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端的电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（ ）
A．若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比c侧电势低
B．污水中的离子浓度越高，a、c两端的电压U越大
C．测量管的长度L越大，a、c两端的电压U越大
D．显示仪器的示数
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8．粗细均匀的直导线ab悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置，如图所示，已知ab的质量，ab的长度，与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度。取，下列说法正确的是（ ）
A．若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由b到a、大小为
B．若使两根弹簧处于原长状态，则通过直导线的电流方向为由a到b、大小为
C．若导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过，两根弹簧均被拉长了，则弹簧的劲度系数为
D．当由b到a方向通过的电流时，两根弹簧均被拉长
9．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点P的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
甲 乙
A．该波的传播速率为
B．该波的传播方向沿x轴负方向
C．该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象
D．经过时间，质点P沿波的传播方向运动
10．如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为，AB棒长度为L，CD棒长度为，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，使CD棒向右运动，导轨足够长，磁场区域足够大。下列说法正确的是（ ）
A．稳定后，AB棒向左匀加速运动，CD棒向右匀加速运动，且AB棒的加速度大小是CD棒的加速度大小的2倍
B．稳定后，AB棒向左匀速运动，CD棒向右匀速运动，且AB棒的速度大小是CD棒的速度大小的2倍
C，如果F作用一段时间后，AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为，方向向右
D．当AB棒和CD棒的速度大小均为v时，撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为
三、非选择题：共54分。
11．（6分）用如图所示的装置探究“影响感应电流的因素”，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下。
请回答下列问题：
（1）（多选）要使灵敏电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小明进行了下列四种操作，其中可行的是_________。
A．螺线管不动，磁铁放在螺线管中不动 B．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
C．螺线管不动，磁铁加速插人或拔出螺线管 D．螺线管和磁铁一起向上匀速运动
（2）在（1）的研究中，小明发现灵敏电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据（1）中的操作，则感应电流方向与下列哪些因素有关_________。
A．磁铁的磁场方向 B．磁铁的磁性强弱
C．磁铁运动的加速度大小 D．磁铁运动的速度大小
（3）（多选）小明又将实验装置改造，如图所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与灵敏电流计构成闭合电路。螺线管B套在螺线管A的外面。为了探究影响感应电流大小和方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是_________。
A．滑片移动的速度大小影响指针摆动幅度的大小 B．滑片移动的速度大小影响指针摆动的方向
C．滑片移动的方向影响指针摆动幅度的大小 D．滑片移动的方向影响指针摆动的方向
12．（9分）为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，不计空气阻力，按下述步骤做了实验。
①按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端
②先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置
③将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。
④用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中点D、E、F是该同学记下的小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为。
根据该同学的实验，回答下列问题：
（1）将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平的原因是__________________．
（2）把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点是图中的_________点；
（3）为了验证碰撞中的动量守恒，实验中还需要测量的物理量是__________________．
（4）若碰撞过程中动量守恒，则__________________成立。若该碰撞为弹性碰撞，则还有__________________成立。[用（3）中所测物理量及表示]
13．（11分）如图甲所示，对角线长，长宽比为的矩形金属线框所在平面存在匀强磁场B，其方向与线框平面垂直、大小随时间变化的关系如图乙所示，
甲 乙
求：
（1）时通过线框的磁通量；
（2）线框中的感应电动势E。
14．（12分）如图所示，在第一象限存在垂直x轴向上的匀强电场，在x轴下方有垂直平面向外的匀强磁场，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。一负粒子的质量为m、电荷量为q，从坐标原点沿y轴负半轴以速度v开始运动，不计粒子受到的重力，
求：
（1）粒子纵坐标的最大值；
（2）粒子第5次经过x轴正半轴时运动的总时间t；
（3）粒子第n次经过x轴正半轴时运动的总路程s。
15．（16分）如图所示，小球a系在细绳上，物块b静置于悬挂点O的正下方，将细绳拉开偏离竖直方向后由静止释放小球a，两物体发生弹性正碰，碰撞时间极短，已知绳长，，取重力加速度大小，两物体都可看成质点，物块b与水平地面间的动摩擦因数，，，。
（1）求小球a与物块b碰前瞬间的速度大小v；
（2）求碰后瞬间，小球a、物块b的速度大小、；
（3）小球做小角度摆动（）时的运动可看成简谐运动，试判断小球a碰后的运动是不是可看成简谐运动，如果是，求出小球a第一次摆到左端最高点时，物块b的位移大小x。
物理参考答案
1．D【解析】根据法拉第电磁感应定律，电动势的大小取决于磁通量变化的快慢，所以感应电流的大小与磁通量变化率有关，即使磁通量为零，若磁通量的变化率不为零，则感应电流不为零，选项D正确。
2．A【解析】根据左手定则，选项A中导线受到的安培力方向向左，选项B中导线受到的安培力方向向右，选项C中导线与磁场方向平行，不受安培力，选项D中导线受到的安培力方向垂直纸面向里，选项A正确。
3．C【解析】录音过程中，电信号转变为磁信号，而放音过程中，磁带上的磁信号转变为电信号，故放音过程磁生电是电磁感应，录音过程电生磁是电流的磁效应，选项C正确。
4．D【解析】断开开关S的瞬间，线圈与两灯一起构成一个新的自感回路，通过线圈的电流将要逐渐减小，由于自感作用，两灯同时缓慢熄灭。由于线圈的电阻可以忽略，断开开关前两灯电流大小相同，因此B灯一定不会闪亮，选项A、B、C均错误；开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光。由于线圈的自感电动势阻碍电流的增加，因此A灯逐渐变亮，由于线圈的电阻可以忽略，最后A灯会和B灯一样亮，选项D正确。
5．A【解析】由全反射临界角的计算可知，选项A正确、B错误；若改用绿光、紫光，绿光、紫光的频率均比红光的频率高，该材料对光的折射率变大，则临界角较小，结合题图可知，有光射出的边界总长度将变短，选项C、D错误。
6．D【解析】磁铁在整个下落过程中，由于受到磁场力的作用，磁铁落地时的机械能小于，选项A错误；当条形磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为逆时针（从上向下看圆环），当条形磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可判断圆环中感应电流的方向为顺时针（从上向下看圆环），选项B错误；根据楞次定律的推论“来拒去留”原则，可判断磁铁在整个下落过程中，受圆环对它的作用力始终竖直向上，选项C错误；若圆环不闭合，圆环中不会产生感应电流，磁铁不受到圆环的作用力，故磁铁做自由落体运动，选项D正确。
7．D【解析】由左手定则可知，污水中正离子受到洛伦兹力作用偏向c，负离子受到洛伦滋力作用偏向a，c侧为高电势，所以a侧电势比c侧电势低，与污水中正、负离子的数量无关，选项A错误；显示仪器显示污水流量，而，解得，即U与污水流量Q成正比，与污水中的离子浓度无关，与L无关，选项B、C均错误；由及，可得，选项D正确。
8．BC【解析】要使两根弹簧能处于原长状态，根据平衡条件有，得，安培力方向向上，由左手定则知电流方向为由a到b，选项A错误、B正确；当导线中有方向为从a到b、大小为的电流通过时，安培力方向向上，根据平衡条件有，得，选项C正确；当由b到a方向通过的电流时，安培力方向变为向下，根据平衡条件有，k未知，无法求，选项D错误。
9．AC【解析】由题图甲可知，，由题图乙可知，，则，选项A正确；由题图乙知，时P在平衡位置，接下来会向y轴正方向运动，由上下坡法，知P在题图甲中必处于下坡位置，则该波的传播方向沿x轴正方向，选项B错误；由于该波的波长为，则该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象，选项C正确；P只会在平衡位置上下移动，不会随波迁移，选项D错误。
10．AD【解析】本题考查电磁感应，目的是考查学生的创新能力。F作用后CD棒开始向右加速运动，切割磁感线产生感应电流，AB棒受安培力向左加速运动，已知AB棒长度为L，则回路中，总电动势，开始一段时间CD棒的速度比AB棒的速度增大得快，所以E增大，I增大，两棒所受安培力增大，AB棒做加速度增大的加速运动，CD棒做加速度减小的加速运动，当CD棒加速度等于AB棒加速度的一半时，E不变，电路中电流不变，二者匀加速运动，选项A正确、B错误。如果F作用一段时间后AB棒和CD棒的速度大小均为v时撤去拉力F，CD棒减速，AB棒加速，AB棒速度为CD棒速度的2倍时，整个回路电动势为零，二者匀速运动。从撤去拉力到二者匀速过程，对于AB棒，由动量定理有；对于CD棒，由动量定理有，解得，又因为，所以，选项C错误。撤去拉力后到二者匀速过程，由能量守恒定律有，选项D正确。
11．（1）BC（2分） （2）A（2分） （3）AD（2分）
【解析】（1）螺线管不动，磁铁放在螺线管中不动，穿过螺线管的磁通量不发生变化，电流计指针不发生偏转，选项A错误；螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，选项B正确；螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过螺线管的磁通量发生变化，电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，选项C正确；螺线管和磁铁一起向上匀速运动。穿过螺线管的磁通量不发生变化，电流计指针不发生偏转，选项D错误。
（2）感应电流方向与磁铁的磁场方向和磁铁运动的方向有关，与磁铁的磁性强弱、磁铁运动的速度、磁铁运动的加速度大小无关，选项A正确。
（3）滑片移动的速度影响螺线管A的磁性强弱变化快慢，根据法拉第电磁感应定律，影响指针摆动幅度的大小，选项A正确，选项B错误；滑片移动的方向会使螺线管A的磁性变强或变弱，根据楞次定律，可知影响指针摆动的方向，选项C错误，选项D正确。
12．（1）确保小球做平抛运动（1分）
（2）D（2分）
（3）小球a、小球b的质量、（2分）
（4）（2分）或（2分）
【解析】（1）确保小球做平抛运动。
（2）不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，小球在斜面上的落点位置为E点，将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，小球a和b在斜面上的落点位置分别为D点和F点。
（3）要验证动量守恒，需要测量小球a、小球b的质量、。
（4）对小球a单独下滑后平抛的过程，用运动学的公式有，综合上述两式得；同理可求得碰后瞬间a、b的速度分别为，；由动量守恒定律有，可得；由机械能守恒定律有，可得。
13．解：（1）由题可得矩形线框长，宽（1分）
S=ab（1分）
（2分）
解得。（2分）
（2）由法拉第电磁感应定律得（2分）
（2分）
解得。（1分）
14．解：（1）由牛顿第二定律得（1分）
粒子在电场中做匀减速直线运动（1分）
（1分）
粒子在磁场与电场中做周期性运动。（1分）
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动（1分）
（1分）
在电场中（1分）
（1分）
解得。（1分）
（3）粒子在磁场中运动半圆的周长（1分）
（n是奇数）（1分）
（n是偶数）。（1分）
15．解：（1）小球a下摆过程中机械能守恒（1分）
（1分）
解得。（1分）
（2）两物体发生弹性碰撞
（1分）
（1分）
解得。（1分）
（3）小球a碰后，机械能守恒
（1分）
解得（1分）
（1分）
小球a碰后的运动可看成简谐运动
（1分）
（1分）
对物块b，由牛顿第二定律得（1分）
假设物块b经时间停了下来
（1分）
因为（1分）
（1分）
解得。（1分）