河南省安阳市林州市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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物理
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 电磁波为信息的传播“插上了翅膀”。广播、电视、移动通信等通信方式，使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实，下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦提出，变化的磁场一定产生变化的电场
B. 电磁波是一种物质，具有能量，且能量是量子化的
C. 赫兹提出能量量子化假说，认为光是由一个个不可分割的能量子组成的
D. 电磁波的频率越高，其能量子的能量越大，在真空中传播的速度越大
2. 如图所示，三根垂直于纸面且相互平行放置长直导线A、B、C，通有大小相等、方向如图所示的电流，它们所在位置的连线构成等腰直角三角形，D点是A、B连线的中点。下列说法正确的是（ ）
A. D点的磁场方向沿着DB方向
B. C点的磁场方向沿着CD方向
C. 导线C受到的安培力方向沿着CD方向
D. 导线A受到的安培力水平向左
3. 如图所示，某透明柱体的横截面是半径为R的半圆，圆心为O，AB为水平直径。现有一单色细光束从C点垂直AB界面射入，光束恰好在圆弧界面发生全反射，O、C间的距离为，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A. 该透明柱体的折射率为
B. 光线在柱体内共发生两次全反射
C. 最终出射光线与入射光线平行
D. 光在柱体内传播的速度为
4. 半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着总电量为Q的正电荷，点A、B、C将圆环三等分。若取走A处弧长为的小圆弧上的电荷，圆环上剩余电荷的分布不变，静电力常量为k，则（ ）
A. O点场强的方向为OA的反方向
B. O点场强的大小为
C. 再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强方向沿OC方向
D. 再取走B处弧长为的小圆弧上的电荷，O点场强大小为
5. 带电金属杆在空间中形成的等势面如图中虚线所示，相邻等势面的电势差相等。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b为运动轨迹和等势面的两个交点，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 粒子在a点的加速度大于b点的加速度
C. 粒子在a点的动能小于b点的动能
D. 粒子在a点的电势能小于b点的电势能
6. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子a、b都带负电
B. 粒子a、b的比荷之比为
C. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2
D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3
7. P、Q两波源分别位于x轴-10m和10m处，产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，振幅分别为15cm和30cm。t=0时刻两波源同时开始起振，t=3s时的波形图如图所示，此刻平衡位置在x轴-4m和4m处的两质点刚要开始振动。质点M、N的平衡位置分别为坐标原点和x=2m处，则（ ）
A. 两波源的起振方向均沿y轴负方向
B. 两列简谐横波的波速均为
C. 0~5s内质点N运动的路程为30cm
D. 0~10s内质点M运动路程为4.5m
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 上海磁悬浮列车是目前世界上最快速、最先进磁悬浮列车之一，从上海市中心到浦东机场，只需要短短的8分钟时间，让人们的出行更加便捷。某磁悬浮列车的刹车原理可以简化为如图所示，将匝数为N的矩形线框固定在车身下方，当线框进入磁场时，会受到安培力的作用，这种力会辅助列车进行刹车。已知列车的质量为m，线框的长为s，ab和cd的长度均为L（L小于磁场的宽度），线框的总电阻为R。车站轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力为f，最终列车全部进入磁场，运动一段时间后停止，列车进磁场过程中水平方向只受安培力和阻力f，下列说法正确的是（ ）
A. 列车进磁场过程做匀减速直线运动
B. 列车进磁场过程通过线框横截面的电荷量为
C. 列车完全在磁场里运动时，ab两端的电压为零
D. 列车减少的动能大于线框中产生的热量
9. 如图所示，电路中、均为定值电阻，R为滑动变阻器，电源的内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置，闭合开关S，带电油滴刚好悬浮在两板之间静止不动。现将滑动变阻器的触头向b端滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 定值电阻消耗的功率减小
B. 定值电阻消耗的功率减小
C. 带电油滴将向上运动
D. 通过滑动变阻器R的电流增大
10. 如图所示，宽度为d的匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B，一“日”字形金属线框从图示位置向上匀速穿过磁场区域。金属线框由同一均匀金属丝制成，AB=BC=CD=DE=EF=AF=d，通过磁场的过程中AF边始终与磁场的水平边界平行。以AF边刚进入磁场为计时起点，通过AF的电流规定向右为正方向，则通过AF的电流I、AF两端的电压随时间t的变化图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组验证动量守恒定律。主要实验器材有：两个质量不同的滑块、天平、两个相同的轻弹簧、两个压力传感器及其配件、气垫导轨及其配件。
用天平测出两个滑块的质量分别为、，用充气泵给气垫导轨充气，调节气垫导轨使其水平，并将两劲度系数均为k的轻质弹簧水平固定在压力传感器上，如图所示。水平向右推滑块，使右侧弹簧适当压缩并锁定，压力传感器A记录最大压力为，静止释放，与发生碰撞后粘在一起向左运动，并压缩左侧弹簧，压力传感器B记录最大压力为。回答以下问题：
（1）已知弹簧的弹性势能表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的压缩量），则释放后，右侧弹簧对做的功为________（用k和表示）。
（2）若和碰撞前后动量守恒，则应满足关系式________（用、、和表示），碰撞过程损失的机械能为________（用k、和表示）。
12. 一同学测量某电源的电动势和内阻时，因为电压表和电流表内阻的影响，分别用图1和图2两个电路实验，得到的图像如图3所示。
（1）根据图线求得电源电动势E＝________V，内阻r＝________Ω（结果均保留3位有效数字）。
（2）综合考虑，若电表内阻均未知，只能选择一种接法，应选择图________（填“1”或“2”）电路图测量更合适。
13. 如图所示，静置于光滑水平地面上的质量为M＝2kg的轨道ABC由粗糙水平轨道AB和圆心角的光滑圆弧轨道BC组成，O点为圆弧轨道的圆心，OB竖直。一质量为m＝1kg的小滑块（可视为质点）以水平初速度滑上水平轨道的最左端，小滑块与水平轨道AB之间的动摩擦因数为0.4，水平轨道AB的长度为L＝2m，滑块始终没有脱离轨道ABC，重力加速度g取，，。
（1）求圆弧轨道的最小半径；
（2）求最终小滑块到A点距离。
14. 如图所示，xOy坐标平面内，第二象限有沿y轴负方向的匀强电场（场强大小未知），第四象限矩形区域OMNP内有垂直坐标平面向外的匀强磁场（磁感应强度大小未知），OP＝L，OM＝2L。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子自电场中的A点以大小为的速度沿x轴正方向发射，恰好从O点处进入磁场，A点的坐标为（，），不计粒子的重力。
（1）求电场强度的大小；
（2）若粒子正好从M点射出磁场，求磁感应强度的大小。
15. 如图1所示，水平地面上固定放置着间距为L＝1m的两平行光滑金属直导轨，两导轨间连接有阻值为R＝1Ω的电阻，电阻两端连接电压传感器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻R两端的电压。两导轨间存在大小为B＝1T、方向垂直导轨平面的匀强磁场。一质量为m＝1kg、长为L＝1m的导体棒在水平外力作用下运动，导体棒的电阻r＝0.5Ω，导轨电阻不计，导体棒始终垂直导轨运动。
（1）若电压传感器显示的电压随时间变化的图像如图2所示，求导体棒运动的速度大小；
（2）若电压传感器显示的电压随时间变化的图像如图3所示，求在0～1s时间内通过电阻R的电荷量；
（3）若电压传感器显示电压随时间变化的图像是如图4所示的正弦曲线，已知导体棒在0～0.25s时间内运动的位移，求在0～0.25s时间内外力F的冲量大小。