泉州市泉港区2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷
总分：100分，考试时间：75分钟
一、单选题：（本大题共4小题，共16分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1.如图所示，小船静止于水面上，站在船尾的人不断将船尾舱的鱼抛向左方船头的舱内，将一定质量的鱼抛完后，关于小船的速度和位移，下列说法正确的是( )
A. 向左运动，船向左移动了一些 B. 小船静止，船向左移动了一些
C. 小船静止，船向右移动了一些 D. 小船静止，船不移动
2.近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量的手机，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取重力加速度，下列分析正确的是( )
A. 手机对眼睛的冲量方向竖直向上
B. 手机对眼睛的作用力大小约为
C. 全过程手机重力的冲量大小约为
D. 全过程手机动量的变化量大小约为
3.如图为某鱼漂示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在点。用手将鱼漂往下按，使水位到达点。松手后，鱼漂会上下运动，水位在、之间来回移动，且鱼漂的运动是简谐运动。下列说法正确的是( )
A. 水位在点时，鱼漂的速度最大
B. 水位到达点时，鱼漂的位移向下最大
C. 水位到达点时，鱼漂具有向下的加速度
D. 之间的距离即鱼漂的振幅
4.如图所示，一宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。一边长为的正方形导线框，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域。在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，导线框中电流逆时针方向为正，在下图所示的图线中，能正确反映感应电流随时间变化规律的是( )
A. B.
C. D.
二、双选题：（本大题共4小题，共24分，在每个小题给出的四个选项中，每题有两项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈、两端输入如图乙所示正弦交流电压，副线圈、连接的电阻，下列说法正确的是( )
A. 理想电压表示数为
B. 理想电流表示数为
C. 电阻的电功率为
D. 原线圈输入的交变电压的瞬时值表达式为
6.如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像。已知甲、乙两个振子质量相等。则( )
A. 甲、乙两振子的振幅之比为
B. 甲、乙两振子的频率之比为
C. 前内甲、乙两振子的加速度均为正值
D. 时间内甲、乙两振子通过的路程之比为
7.质量为，速度为的球跟质量为的静止的球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后球的速度大小可能值为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，质量为、底边长为、倾角为的斜面体放在光滑的水平面上，质量为的物块在光滑斜面的顶端由静止释放，当物块滑到斜面底端时，斜面体向左移动的距离为，则下列说法正确的是( )
A. 、、一定，越大，越大 B. 、、一定，越大，越大
C. 、、一定，越大，越大 D. 、、一定，越大，越大
三、填空题、实验题：（本大题共4小题，第9、10题每空2分，第11、12题每空3分共26分，请按题目要求作答。）
9.如图和图所示，长都为的直导线中的电流强度都为，匀强磁场的磁感应强度都为，图的磁场方向水平向右，图中磁场方向垂直纸面向里，则图中导线所受的安培力大小为_____，图2中导线所受的安培力大小为________.
10.如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时极指向右端，则电源的端为_________极填“正”或“负”，螺线管的端为_________极填“南”或“北”．
11.某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律，让摆球在竖直平面内做摆动，用力传感器得到细线对摆球拉力的大小随时间变化的图线如图乙所示，且从最低点开始为计时起点由图乙中所给的数据结合力学规律可得。
该同学先用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示，其读数为___________；
由图像得该单摆的运动周期___________；
摆球的质量___________kg，g=10m/s2.
12.图甲为某同学在利用气垫导轨、滑块、数字计时器、光电门等器材验证动量守恒定律的实验装置图。该实验用到两个相同的光电门和及两个质量分别为和的滑块和，两滑块上分别固定有宽度相同、质量不计的长方形遮光片，滑块的右侧和滑块的左侧分别带有一个弹性片。
实验过程中，将气垫导轨调节水平后，滑块、分别被左右两侧的弹射架水平弹射出去，在两个光电门之间发生正碰后又分别经过光电门和而返回。
用精度为的游标卡尺测量遮光片的宽度，示数如图乙所示，测得本实验中遮光片的宽度__________。
某次测量中，数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块的速度大小为__________结果保留位有效数字。
若某次实验过程中，与光电门连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，与光电门连接的数字计时器先后两次记录的遮光时间分别为和，则验证动量守恒定律的表达式为__________用题目中的物理量符号表示。
三、计算题：（本大题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算过程，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）
13.（12分）如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。一根长度为、电阻的导体棒放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求：
导体棒产生的感应电动势
通过导体棒的电流，并说明通过导体棒的电流方向
导体棒两端的电压大小，并指出哪端电势高。
14.（10分）如图所示，光滑平台上有两个刚性小球和，质量分别为和，小球以速度向右运动并与静止的小球发生碰撞碰撞过程中不损失机械能，小球飞出平台后经时间刚好掉入装有沙子向左运动的小车中，小车与沙子的总质量为，速度为，小车行驶的路面近似看做是光滑的，求：
碰撞后小球和小球的速度大小；
小球掉入小车后的速度大小．
15.（14分）如图所示，平行倾斜光滑导轨与足够长的平行水平光滑导轨平滑连接，导轨电阻不计质量分别为和的金属棒和静止放在水平导轨上，、两棒均与导轨垂直。图中虚线往右有范围足够大、方向竖直向上的匀强磁场。质量为的绝缘棒垂直于倾斜导轨由静止释放，释放位置与水平导轨的高度差为。已知绝缘棒滑到水平导轨上与金属棒发生弹性正碰，金属棒进入磁场后始终未与金属棒发生碰撞重力加速度为求：
绝缘棒与金属棒发生弹性正碰后分离时两棒的速度大小；
金属棒进入磁场后，其加速度的最大值；
两金属棒、上最终产生的总焦耳热．泉州市泉港区2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷
【答案】
1. 2. 3. 4.
5. 6. 7.
8.
9. ； 正，南 变大；不变
10. 正
南
11. ；
；
12. ；
；
13. 解：导体棒运动产生的感应电动势为：；
根据右手定则可判断出，导体棒上的电流方向为从向
通过导体棒的电流：；
导体棒两端的电压：
根据右手定则可知端电势高。
答：导体棒产生的感应电动势为；
通过导体棒的电流为，通过导体棒的电流方向从向；
导体棒两端的电压大小为，端电势高。
14. 解：球与球碰撞过程中系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
碰撞过程中系统机械能守恒，则有：
联立解得：，，碰后球向左，球向右。
碰撞后小球和小球的速度大小分别为和
球掉入沙车的过程中系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
代入数据解得：
15. 解：棒机械能守恒
棒与棒发生弹性碰撞，由动量守恒：
机械能守恒：
解出：，；
棒刚进磁场的加速度最大；金属棒进入磁场后、受到的安培力为内力，、动量守恒：
设棒进入磁场后某时刻，棒的速度为，棒的速度为，则、组成的回路中的感应电动势，由闭合电路欧姆定律得，由安培力公式得，联立得。
故当棒加速度为最大值的一半时有
联立得 ；
最终、以相同的速度匀速运动。
由动量守恒
由能量守恒
解出 。
【解析】
1. 【分析】
船、人、鱼组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律分析答题。
解决本题的关键是掌握动量守恒定律的条件，以及知道在运用动量守恒定律时，速度必须相对于地面为参考系。
【解答】
人、船、鱼组成的系统动量守恒，开始时系统静止，动量为零，由动量守恒定律可知，最终，船是静止的；
在人将鱼向左抛出的而鱼没有落入船舱的过程中，鱼具有向左的动量，由动量守恒定律可知，船包括人具有向右的动量，船要向右移动，鱼落入船舱后船即停止运动，如此反复，在抛鱼的过程中船要向右运动，最终船要向右移一些；故ABD错误，C正确；
故选C。
2. 【分析】
根据自由落体求出落到人眼睛时的速度和所用的时间，再对砸眼睛过程分析由动量定理求作用力；全过程根据动量定理求出重力的冲量。
本题考查了自由落体运动的规律以及动量定理的应用，要注意动量定理的矢量性，在列式时不能忽略重力。
【解答】
A.由冲量定义式可知，手机对眼睛的冲量方向竖直向下，A错误；
B.手机做自由落体运动，设到达眼睛时的速度为，有，手机与眼睛作用过程，以手机为研究对象，取竖直向上为正方向，根据动量定理可得，联立可得，根据牛顿第三定律，手机对眼睛的作用力大小约为，B正确；
C.全过程由动量定理，所以全过程手机重力的冲量大小约为，C错误；
D.由题意可知无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，全过程初动量为，末动量为，手机动量的变化量大小为，D错误。
故选B。
3. 【分析】
当鱼漂静止时，水位恰好在点，鱼漂做的是简谐运动，平衡位置速度最大，知道简谐振动的特点及振幅的概念。
解决该题的关键是知道鱼漂做简谐振动需满足的条件，知道简谐振动的物体在平衡位置的速度最大。
【解答】点是平衡位置，根据简谐振动的特点可知，水位在点时，鱼漂的速度最大，故A正确；
B.水位由点到达点时，说明鱼漂向上运动，到达点时，位移方向向上且最大，速度为零，故B错误；
C.水位到达点时，鱼漂向下的位移最大，具有向上的加速度，故C错误；
D.鱼漂上下做简谐运动，偏离平衡位置的最大距离叫振幅，水位到达点或点时，位移最大，振幅是的长度或者的长度不变，故D错误。
故选A。
4. 【分析】
分析线圈进入磁场的过程、完全在磁场中过程、穿出磁场过程，由楞次定律可得出电流的方向变化，由可知电动势的变化，由欧姆定律可知电流的变化。
本题考查电磁感应中的图象问题，要注意判断电流的大小、方向的变化规律。
【解答】
线框进入磁场过程：时间为，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，为正方向，由于线圈匀速进入磁场，根据，可得感应电动势大小恒定，所以感应电流大小恒定；
线框完全在磁场中运动过程：磁通量不变，没有感应电动势和感应电流产生，经历时间为；
线框穿出磁场过程：时间为，由楞次定律可知，感应电流方向是顺时针方向，为负方向，由于线圈匀速出磁场，根据，可得感应电动势大小恒定，所以感应电流大小恒定。
故选C。
5. A.根据乙图可知原线圈输入电压的最大值为，根据最大值与有效值的关系可知，原线圈的有效值为
根据变压器原副线圈的电压与匝数的关系可知，副线圈输出电压
理想电压表示数为，A错误；
B.根据欧姆定律可知副线圈电流
根据变压器原副线圈功率相等可知
理想电流表示数为，B正确；
C.根据副线圈的电压和电流，可知电阻的电功率为
C正确；
D.根据乙图可知，原线圈输入的交变电压的周期为
所以原线圈输入的电压瞬时值表达式为
D错误。
故选BC。
6. 【分析】
由位移的最大值读出振幅，由图读出周期，由图读出位移，根据简谐运动的特征：，分析加速度的正负，根据质点的位置分析速度的大小，弹簧振子在一个周期内通过的路程为。
【解答】
A.根据甲、乙两个振子做简谐运动的图像可知，两振子的振幅，，甲、乙两振子的振幅之比为，故A正确；
B.甲振子的周期为，频率为，乙振子的周期为，频率为，甲、乙两振子的频率之比为，故B错误；
C.前内，甲的位移为正，加速度为负值，乙的位移为负，加速度为正值，故C错误；
D.这段时间内，甲振子运动了两个周期，通过的路程为，乙振子运动了一个周期，通过的路程为，所以路程之比为，故D正确。
7. 【分析】
本题考查了动量守恒定律、功能关系；本题抓住碰撞过程的两个基本规律：系统的动量守恒、总动能不增加进行判断。
碰撞过程遵守动量守恒，根据的速度，由此定律得到的速度，根据碰撞总动能不增加，分析是否可能。
【解答】
若两者为完全非弹性碰撞，则由动量守恒定律：；
解得：；
若两者为完全弹性碰撞，则由动量守恒定律：；
由能量关系： ；
联立解得：，；
则碰撞后球的速度大小范围是；
故A错误，BCD正确。
故选BCD。
8. 【分析】
物块在斜面上滑动的过程中，物块与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒，列出动量守恒方程，得出的表达式，分析即可解答。
本题考查某一方向上的动量守恒定律，考查考生的理解能力、推理能力和科学探究。
【解答】
物块在斜面上滑动的过程中，物块与斜面体组成的系统在水平方向上动量守恒，则，则，即，解得，由此分析可知BD正确，AC错误。
9. 【分析】
当与不垂直时，安培力，由左手定则判断安培力的方向垂直纸面向外。中与方向垂直，故F，由左手定则判断方向垂直导线向下。
【解答】
当与不垂直时，安培力代入数据得：由左手定则判断安培力的方向垂直纸面向外中与方向垂直，故F由左手定则判断方向垂直导线向下。
故填：；。
【分析】
根据小磁针的指向，通过安培定则判断出螺线管电流的流向，从而知道电源的正负极螺线管等效为条形磁铁，根据内部磁场的方向得出螺线管的极性。
【解答】
小磁针静止时极指向右端，所以螺线管内部的磁场方向水平向右，根据安培定则，知螺线管中的电流从左侧流进，右侧流出，实验端为电源的正极。内部的磁场由指向，端为南极。
故填：正；南。
10. 【分析】
本题考查了反向电压与光电子的频率关系，掌握光电流与光的强度有关，而与光的频率无关的内容，同时理解图象的含义是解题的关键。
反向截止电压大的光电子的初动能大，初动能大的入射光频率高，通过图象判定、两种单色光谁的频率大，再依据光电流的大小，从而确定光的强弱。
质量数守恒、电荷数守恒是解决核反应方程的基本规律；另外核反应遵循能量守恒、动量守恒。
在衰变方程中遵循质量数守恒、电荷数守恒，由此可以得出衰变方程；
在衰变过程中另外遵循能量守恒、动量守恒，光子的动量，根据动量守恒即可求得波长。
【解答】
由题意可得光照射光电管时遏止电压大，使其逸出的光电子最大初动能大，所以光光子的频率大；由图可知，光的饱和光电流较大，因此光的光强大于光；
在衰变和核反应方程中遵循质量数守恒、电荷数守恒，所以生成物中粒子的质量数为，电荷数为，即粒子，该衰变方程为
在衰变和核反应中另外遵循动量守恒，根据动量守恒以的方向为正方向
，
得。
故答案为：大于；大于；
；。
11. 【分析】
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；
当单摆经过最低点是速度最大，绳的拉力最大，一个周期单摆两次经过最低点；
根据圆周运动规律、动能定理求解；
【解答】
由图示游标卡尺可知，其示数为：；
当单摆经过最低点是速度最大，绳的拉力最大，一个周期单摆两次经过最低点；
结合图乙可知，；
设最大摆角为，有
从最高点到最低点由动能定理得
联立解得。
12. 【分析】
本题主要考查验证动量守恒定律的实验相关知识。
游标卡尺读数等于主尺读数及游标尺读数之和；
滑块的速度大小根据求出；
取水平向右为正方向，得出两滑块碰前的总动量及碰后的总动量，即可得出验证动量守恒定律的表达式。
【解答】
游标卡尺读数等于主尺读数及游标尺读数之和，主尺读数为，游标尺读数为，则遮光片的宽度为；
数字计时器记录的遮光片通过光电门的遮光时间为，则滑块的速度大小为；
两滑块碰前碰后的速度大小根据求出，取水平向右为正方向，则两滑块碰前的总动量为：，两滑块碰后的总动量为：，
则可得验证动量守恒定律的表达式为：。
13. 根据计算导体棒产生的感应电动势；
根据右手定则判断电流方向，根据闭合电路的欧姆定律求解通过导体棒的电流；
根据欧姆定律计算导体棒两端的电压，根据右手定则判断电势的高低。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相对于电源，根据电路连接情况，结合法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律列方程求解。
14. 本题考查动量守恒定律的用，分析清楚物体运动过程，明确、两小球碰撞为弹性碰撞，小球与小车碰撞为完全非弹性碰撞，应用动量守恒定律与机械能守恒定律即可正确解题。
小球与小球碰撞过程不损失机械能，两球碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以求出碰撞后的速度；
小车与小球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可以求出小车速度。
15. 本题分析时定要注意题中条件：导轨足够长，根据系统的动量守恒和系统的能量守恒定律解题，难度较大，要求会对系统综合分析。
棒由静止释放机械能守恒，可求出棒碰前的速度，绝缘棒与金属棒发生弹性正碰动量守恒、机械能守恒可求分离时两棒的速度；
金属棒进入磁场后、受到的安培力为内力，系统的动量守恒，棒刚进磁场的加速度最大，可求其加速度为其最大加速度的一半时的速度；
两金属棒、上最终产生的总焦耳热为系统机械能的减少量。
