广西2023-2024学年高二下学期3月联考物理试卷（原卷版+解析版）

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(考试范围：选择性必修一、选择性必修二 全卷满分100分，考试时间75分钟)
本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第1~10小题答案用2B铅笔填涂在答题卷选择题方框内，第11~15小题用0.5mm黑色签字笔写在答题卷上各题的答题区域内，在试题卷上答题无效！
第Ⅰ卷(选择题46分)
一、选择题：本题共有10小题，第1~7题是单选题，每小题4分，共28分。第8~10题是多选题，每小题6分，共18分，选对但不全得3分，选错或不选得0分。
1. 钢琴的“中央C”即为C调d，频率约为261.2Hz，下列说法正确的是( )
A. 当听众走向钢琴时，钢琴发出的琴声频率会升高
B. 当障碍物尺寸接近波长或小于波长时，才能发生衍射现象
C. 隔着门缝听到琴声，是由于衍射现象造成的
D. 假如琴边古筝也有一根调到C调d的弦，由于构造不同，它们无法发生共振
【答案】C
【解析】
【详解】A．当听众走向钢琴时，钢琴发出的琴声频率不会变化，但听众会感觉琴声频率升高，故A错误；
B．波在任何情况下都能发生衍射，但当障碍物尺寸接近波长或小于波长时才能发生明显的衍射，故B错误；
C．隔着门缝听到琴声，是由于衍射现象造成的，C正确；
D．若古筝也有一根调到C调d的弦，则两者频率相同，可以发生共振，故D错误。
故选C。
2. 在赤道上空，有一条沿东西方向水平架设的导线，当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，导线受到地磁场的作用力的方向为（ ）
A. 向北B. 向南C. 向上D. 向下
【答案】D
【解析】
【详解】当导线中的自由电子自西向东沿导线做定向移动时，则导线中的电流方向由东向西。在赤道上空，地磁场的方向从南向北，根据左手定则可判断安培力的方向竖直向下。
故选D。
3. 如图所示，一个导电圆环静止在绝缘水平桌面上，其圆心O正上方有一N极朝下的条形磁铁正在竖直方向运动，某时刻圆环产生了如图所示方向的电流I(俯视图逆时针)，则此时( )
A. 磁铁的运动方向竖直向上B. 圆环对磁铁的作用力方向向下
C. 导电圆环有收缩的趋势D. 导电圆环对桌面的压力小于重力
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，磁铁的运动方向竖直向下，选项A错误；
BD．根据“来拒去留”可知，圆环对磁铁的作用力方向向上，磁铁对圆环的作用力方向向下，则圆环对桌面的压力大于重力，选项BD错误；
C．根据“增缩减扩”可知，导电圆环有收缩的趋势，选项C正确。
故选C。
4. 某品牌照明灯相关电路图如图所示，自感线圈自感系数足够大且内阻不计，三个电灯泡的内阻相同，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S，灯泡a、c先亮，灯泡b慢慢变亮
B. 断开开关S，灯泡c先灭，灯泡b闪亮后再熄灭
C. 闭合开关S，灯泡a、b先亮，灯泡c慢慢变亮
D. 断开开关S，灯泡b、c先灭，灯泡a闪亮后再熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】AC．闭合开关S，灯泡a与自感线圈串联，则灯泡b、c先亮，灯泡a慢慢变亮，AC错误；
BD．断开开关S，灯泡c先灭。由于定值电阻与灯泡b串联，则灯泡b的电流小于灯泡a的电流，而自感电流的瞬时值与灯泡a的电流相等，则自感电流通过灯泡b时，使灯泡b闪亮，然后灯泡a和b逐渐熄灭，B正确，D错误。
故选B。
5. 在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电表均为理想电表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，在原线圈a、b两端接入正弦式交流电，则下列判断正确的是（ ）
A. 将开关S由1合向2，电流表的示数变小、电压表的示数变大
B. 将开关S由1合向2，电流表的示数变大、电压表的示数变小
C. 将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小、电压表的示数变大
D. 将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变大、电压表的示数变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．将开关S由1合向2，由电压关系
可知原线圈匝数增大，副线圈两端电压减小，电压表示数变小，由
可知副线圈电路消耗的功率变小，原线圈输入功率减小，则电流表示数减小，故AB错误；
CD．将滑动变阻器的滑片P向下移，副线圈电路中的总电阻增大，副线圈两端电压不变，电流减小，R1两端电压减小，R2两端电压增大、电压表示数变大，根据电流关系可知，原线圈中电流减小，电流表示数减小，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，光滑圆弧轨道的半径为，圆弧底部中点为O，两个大小可忽略质量分别为和的小球A和B，A在离很近的轨道上某点，B在点正上方处，现同时释放两球（不计空气阻力），使两球在A小球第5次通过O点时恰好相碰，则应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球在离很近轨道上某点静止释放，小球相当于做摆长为的单摆运动，小球运动的周期为
两球在小球第5次通过点时恰好相碰，则小球和运动的时间为
所以小球下落的高度为
故选C。
7. 在某一均匀介质中，由波源O发出的简谐横波沿x轴正、负方向传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5cm/s，下列说法正确的是( )
A. 波的频率与波源的频率无关
B. 此时P、Q两质点振动方向相同
C. 再经过0.5s，波恰好传到坐标为(-5cm，0)的位置
D. 这两列波均为横波，频率为3Hz
【答案】B
【解析】
【详解】A．波的频率由波源的振动频率决定，所以波的频率与波源的频率相同，A错误；
B．根据同侧法可知，此时、，两质点的振动方向相同，均沿y轴负方向，B正确；
C．由图知波长，周期为
经过时间
波传播的距离
再经过0.5s，波恰好传到坐标为或的位置，C错误；
D．这两列波的传播方向与振动方向垂直，则均为横波，该波的频率为
D错误。
故选B。
8. 在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场B的方向如图所示，且磁感应强度正在减弱，则（ ）
A. 若俯视，此时线圈中的电流方向为顺时针方向
B. 电容器正在充电
C. 此时电容器的上极板带正电
D. 若增大电容器两板距离，LC振荡频率增大
【答案】BD
【解析】
【详解】B．电流减小，磁场才会减弱，说明电容器正在充电，选项B正确；
AC．根据安培定则知，线圈中的电流方向为逆时针方向，电容器上极板带负电，选项AC错误；
D．电容器两极板距离增大，电容减小，根据LC振电路频率
知，LC振荡频率增大，选项D正确。
故选BD。
9. 如图所示，固定在水平面内的两根平行长直粗糙金属导轨的间距为，其一端接有阻值为的电阻，整个装置处在垂直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，一质量为（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，现杆在垂直于杆的恒力作用下从静止开始沿导轨向左运动距离时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为，导轨电阻不计，导体杆与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则在这一过程中（ ）
A. 杆的速度最大值为
B. 整个回路产生焦耳热为
C. 流过电阻的电荷量是
D. 杆的速度达最大时电阻上电功率为
【答案】AB
【解析】
【详解】A．当导体杆的速度达到最大时，由平衡条件得
代入数据可解得
故A正确；
B．根据题意，由能量守恒定律有
解得
故B正确；
C．根据题意，由、和可得，通过电阻R的电荷量
故C错误；
D．杆的速度达最大时，感应电动势为
感应电流为
电阻R上电功率
联立解得
故D错误。
故选AB。
10. 如图所示为电流天平，它两臂等长。右臂下方挂着矩形线圈，线圈匝数为n，水平边长为L，线圈下部处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向垂直线圈平面向里。当线圈中通过电流Ⅰ时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中移走质量为的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡。则（ ）
A. 电流反向前，线圈所受安培力的方向向上
B. 电流反向前，线圈中的电流方向从外向里看为顺时针方向
C. 移走的砝码质量
D. 移走的砝码质量
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．电流反向后需要在左盘中移走质量为的砝码，才能使两臂再次达到新的平衡，可知电流反向后安培力向上，则电流反向前，线圈所受安培力方向应当向下，由左手定则可知，电流方向为顺时针方向，故A错误，B正确；
CD．由题意有
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
第II卷(非选择题) 共54分
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)
11. 某同学利用图甲装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹数，该同学可______
A. 将单缝向双缝靠近B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动D. 使用间距更小的双缝
（2）调节分划板的位置，使分划板中心刻线对齐某条亮条纹（并将其记为第一条）的中心，如图乙所示，此时手轮上的读数为______mm；转动手轮，使分划线向右侧移动到第四条亮条纹的中心位置，读出手轮上的读数，并由两次读数算出第一条亮条纹中央到第四条亮条纹中央之间的距离，又知双缝间距，双缝到屏的距离，则对应的光波的波长为______m（保留三位有效数字）。
【答案】（1）B （2） ① 1.180 ②.
【解析】
【小问1详解】
（1）根据若想增加从目镜中观察到的条纹数，则需要减小条纹间距∆x，则
A．将单缝向双缝靠近对条纹间距无影响，选项A错误；
B．将屏向靠近双缝的方向移动，则l减小，∆x减小，选项B正确；
C．将屏向远离双缝的方向移动，则l增大，∆x增大，选项C错误；
D．使用间距更小的双缝，则d减小，∆x增加，选项D错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]手轮上的读数为1mm+0.01mm×18.0=1.180mm；
[2]条纹间距
根据
可得
12. 某同学用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”实验。图中O是斜槽水平末端在记录纸上的垂直投影点，P为未放被碰小球时入射小球m1的平均落点，M为与被碰小球碰后入射小球m1的平均落点，N为被碰小球m2的平均落点。
（1）下列说法正确的是 。(多选，填序号)
A. 为完成此实验，必须使用的测量器材有天平、秒表、刻度尺
B 安装轨道时，轨道末端必须水平
C. 同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
D. 入射小球的质量小于被碰小球的质量，两球的半径相同
（2）实验中，除测量平抛射程OM、ON、OP外，还需要测量的物理量有 。(填序号)
A. 入射小球m1开始释放高度h
B. 抛出点距地面的高度H
C. 入射小球质量m1和被碰小球质量m2
（3）图乙是被碰小球的多次落点痕迹，刻度尺的0刻度与O点对齐，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为__________cm；若测量的物理量满足关系式__________________(用所测物理量的字母表示)，则入射小球和被碰小球碰撞前后的总动量不变。
【答案】（1）BC （2）C
（3） ①. 55.50（55.47~55.52均可） ②.
【解析】
【小问1详解】
A．小球碰撞后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球水平位移与初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验要测量小球的质量与水平位移，需要刻度尺与天平，本实验不需要测量时间，不需要秒表，故A错误；
B．要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；
C．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的速度相同，故C正确；
D．为防止入射小球碰后反弹，则入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
小球碰撞后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球水平位移与初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验要测量小球的质量与水平位移。
故选C。
【小问3详解】
[1]由图乙可得落点的平均位置所对应的读数为55.50mm；
[2]如果碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得
即为
三、解答题(本大题共3小题，共40分)
13. 如图所示，一玻璃砖的截面由半圆和等边三角形ABC组成，O点为圆心，半圆的直径BC长为2R，半圆上的D点到BC的距离为。一束光射到D点，入射角为60°，折射光线与BC垂直。已知光在真空中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖的折射率n；
（2）光在玻璃砖中的传播时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）半圆上的D点到BC的距离为，则有
可得折射角为
则玻璃砖的折射率为
（2）光射到AC边时的入射角为，发生全反射的临界角为
则有
故光在传播到AC边后发生全反射，光路图如图所示
光在玻璃砖中的路程为
光在玻璃砖中的传播速度为
则光在玻璃砖中的传播时间为
14. 如图所示，光滑水平面上放置静止的木板A和物块B，A、B质量均为2kg，A的右端与B的距离为L。质量为4kg的物块C以8m/s的速度从左端滑上木板A，C与A间的动摩擦因数μ=0.2. 当A的速度为4m/s时，与B发生弹性碰撞，碰撞时间极短。B、C均可看作质点，g=10m/s2。求：
（1）A、B碰撞后的瞬间，A、B、C的速度大小；
（2）A的右端与B的距离L；
（3）若木板足够长，通过计算，判断A、B能不能再次碰撞。
【答案】（1）0；4m/s；6m/s；（2）2m；（3）不能
【解析】
【详解】（1）对AC系统，从开始运动到A将要与B碰撞过程，由动量守恒定律
解得
v1=6m/s
然后AB碰撞过程中动量守恒，C的速度不变，则对AB系统
解得
v3=0
v4=4m/s
（2）从开始运动到A将要与B碰撞过程，对A由动能定理
解得
L=2m
（3）因A与B碰后A的速度减为零，则当AC再次共速时
解得
v=4m/s=v4
可知AB不可能再次相碰。
15. 如图，在直角坐标xOy平面内，存在半径为R圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场边界与x、y轴分别相切于a、b两点，ac为圆形边界的直径。质量为m、电荷量为的带电粒子从b点以某一初速度沿平行于x轴方向射入磁场，粒子从a点垂直于x轴离开磁场，不计粒子重力。
（1）求初速度；
（2）若粒子以某一初速率在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，粒子从a点射出磁场时离b点最远，求粒子初速率的大小；
（3）若粒子以大小的速率在xOy平面内从b点沿各个方向射入磁场，求粒子在磁场中运动的最长时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则有
由几何关系得
解得
（2）根据题意，设粒子在磁场中运动半径为，粒子运动轨迹如图所示
则有
由几何关系得
解得
（3）若粒子以大小的速度射入磁场，设粒子在磁场中运动半径为，粒子在磁场中运动时间最长时的运动轨迹如图
则有
解得
由几何关系可得，圆弧所对圆心角为，则有
，
解得