182，黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

这是一份182，黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题，共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7小题只有一个选项符合题意，每小题4分；8-10小题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A图洛伦兹力水平向右；B图洛伦兹力水平向右；D图不受洛伦兹力．C正确
2. 如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为，仅改变下列某一个条件时，角相应变化情況正确的是（ ）
A. 仅金属棒质量变大，变大B. 仅两悬线等长变长，变大
C. 仅磁感应强度变大，变小D. 仅棒中的电流变小，变小
【答案】D
【解析】
【详解】导体棒受力如图所示
由几何关系可得
A．金属棒质量变大，θ角变小，故A错误；
B．两悬线等长变长，θ角不变，故B错误
C．磁感应强度变大，θ角变大，故C错误；
D．棒中电流I变小，θ角变小，故D正确。
故选D。
3. 两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中射入空气发生如图所示的折射现象（α＜β），下列说法正确的是（ ）
A. 随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射
B. 水对a的折射率比水对b的折射率小
C. a、b在水中的传播速度va小于vb
D. a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据折射定律
且，可知
根据
可知全反射临界角
所以随着a、b入射角度的逐渐增加，b先发生全反射，A错误，B正确；
C．根据
可得
C错误；
D．a、b入射角为0°时，则光线沿直线射入空气中，不偏折，D错误。
故选B。
4. 如图所示，真空中存在重力场及相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电液滴在此复合场空间中可能有不同的运动状态。下列关于带电液滴的电性和运动状态的说法中错误的是（ ）
A. 如果带正电，液滴可能处于静止状态
B. 如果带正电，液滴可能做匀速直线运动
C. 如果带负电，液滴可能做匀速直线运动
D. 如果带负电，液滴可能做匀速圆周运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．液滴静止说明不受洛伦兹力，如果带正电，电场力竖直向下，则重力和电场力不能相互抵消，所以不能静止，A错误，符合题意；
B．如果带正电，且液滴水平向右做匀速直线运动时，则受向下的重力，向下的电场力和向上的洛伦兹力，则液滴可能平衡，即做匀速直线运动，B正确，不符合题意；
C．如果带负电，且液滴水平向左（向右）做匀速直线运动，则受向下的重力，向上的电场力和向上（向下）的洛伦兹力作用，则液滴可能平衡，即做匀速直线运动，C正确，不符合题意；
D．如果带负电，若受到向上的电场力刚好等于向下的重力时，液滴可能只受洛伦兹力，即液滴可能做匀速圆周运动，D正确，不符合题意。
故选A。
5. 如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是（ ）
A. D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射
B 液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮
C. 液体的折射率为
D. 液体的折射率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．D发出的光照射到CB界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，故A错误；
B．由题知，发光点D发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面，可知点D发出的在垂直于BC以下的部分光不能射出液面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，故B错误；
CD．由几何关系可知，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC进入液体后，在上边的液面处的入射角等于，恰好不能射出液面，则临界角为，所以折射率
故C正确，D错误。
故选C。
【点睛】由几何关系求出光线在BC面上的入射角，作出光路图，光线恰好在水平液面上发生了全反射，入射角等于临界角C，根据折射定律和几何知识结合求解。
本题是几何光学问题，关键要掌握全反射条件及临界角与折射率的大小关系，结合几何关系帮助解答。
6. 目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度．磁强计的原理如右图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流．已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动．两电极M、N均与金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极M、N的正负为( )
A. ，M正、N负B. ，M正、N负
C. ，M负、N正D. ，M负、N正
【答案】C
【解析】
【分析】根据左手定则判断出电子的偏转方向，从而确定电势的高低．
抓住电子受到的洛伦兹力等于电场力，结合电流的微观表达式求出磁感应强度的大小．
【详解】根据左手定则知，电子向外侧偏转，则导体M极为负极，N极为正极．
自由电子做定向移动，视为匀速运动，速度设为v，则单位时间内前进的距离为v，对应体积为vab，此体积内含有的电子个数为：nvab，电量为：nevab
有,电子受电场力和洛伦兹力平衡，有 ,解得： ，故C正确，ABD错误；故选C．
【点评】解决本题的关键掌握左手定则判定洛伦兹力的方向，以及知道最终电子受电场力和洛伦兹力处于平衡．
7. 如图所示，气球下面有一根长绳，一个质量为的人抓住气球下方的长绳，气球和长绳的总质量为，长绳的下端刚好和水平面接触，当系统静止时人离地面的高度为。如果这个人开始沿绳向下滑，当他滑到绳下端时，气球上升的距离大约是（可以把人看作质点）（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设人的速度，气球的速度，根据人和气球动量守恒得
则有
由几何关系
气球上升的距离为
故选C。
8. 回旋加速器的工作原理示意图如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比
B. 质子被加速后的最大速度不可能超过
C. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器的最大动能不变
D. 质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意，由
解得
质子离开回旋加速器时的最大动能
可知，最大动能与加速电压U无关，若不改变磁感应强度B和交流电频率f，D形盒半径改变，则最大动能改变，故AC错误；
B．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为，则有
故B正确；
D．质子电场中被加速，由动能定理得
可得，质子第一次和第二次经过D形盒狭缝后的速度比为，由
解得
可知，质子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为，故D正确。
故选BD。
9. 一列简谐横波，在t=0.6s时刻的图像如下图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为 -1cm，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A. 这列波沿x轴正方向传播
B. 这列波的波速是m/s
C. 从t=0.6 s开始，紧接着的Δt=0.6 s时间内，A质点通过的路程是10m
D. 从t=0.6 s开始，质点P比质点Q早回到平衡位置
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由A质点的振动图像可知，在t=0.6s时刻质点A向下振动，结合波形图可知，这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；
B．这列波的波速是
选项B正确；
C．从t=0.6 s开始，紧接着的Δt=0.6 s=0.5T时间内，A质点通过的路程是2A=4cm，选项C错误；
D．从t=0.6 s开始，质点P沿y轴正向振动，质点Q沿y轴负向振动，则质点P比质点Q早回到平衡位置，选项D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直于纸面向里的水平匀强磁场。在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球。O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，b、O、d三点在同一水平线上。已知小球所受的电场力与重力大小相等。现将小球从环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（ ）
A. 小球能越过d点并继续沿环向上运动
B. 当小球运动到d点时，不受洛伦兹力
C. 小球从b点运动到c点的过程中，经过弧中点时速度最大
D. 小球从a点运动到b点的过程中，重力势能减少，电势能增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方45°，由于合力是恒力，故类似于新的重力，所以ad弧的中点相当于竖直平面圆环的“最高点”，关于圆心对称的位置（即bc弧的中点）就是“最低点”，速度最大；由于a、d两点关于新的最高点对称，若从a点静止释放，最高运动到d点，故A错误，C正确；
B．当小球运动到d点时，速度为零，故不受洛伦兹力，故B正确；
D．小球从a点运动到b点过程中，高度减小，重力势能减少，电场力做正功，电势能减小，故D错误。
故选BC。
二、实验题（ 共16分）
11. “用双缝干涉测量光的波长”的实验装置如图甲所示。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。
(1)如图乙所示，移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数x1，转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数为x2，如图丙所示，则读数x2=_______mm；
(2)已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式λ=_________；（用题目中给出的字母表示）
(3)对于某种单色光，为增加相邻亮纹间的距离，可采取___________或_________的方法。
【答案】 ①. 1.700 ②. ③. 减小双缝间距离 ④. 增大双缝到屏的距离
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]固定部分读数为1.5mm，可动部分读数为，总的读数为1.700mm；
(2)[2]条纹间距为
据条纹间距与单色光波长关系，有即
(3)[3][4]据可知，要增加条纹间距离，可以减小双缝间距离d和增加屏和缝之间的距离L。
12. 某同学利用气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。
（1）下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通入压缩空气；
③接通光电计时器；
④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；
⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧（未画出）的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动；
⑦读出滑块通过光电门的挡光时间分别为：滑块1通过光电门1的挡光时间，通过光电门2的挡光时间，滑块2通过光电门2的挡光时间；
⑧测出挡光板的宽度，测得滑块1的质量为，滑块2（包括弹簧）的质量为。
（2）数据处理与实验结论：
①实验中气垫导轨作用是：__________________________（写出一条即可）
②碰撞前滑块1的速度v1为_______ m/s； （结果均保留两位有效数字） ；碰撞后滑块2的速度v3表达式为_____________ （用题中给定的字母表示） ；
③在误差允许的范围内，通过本实验，可以探究出下面哪些关系式成立_________。
A．
B.
C.
【答案】 ①. 大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差；保证两个滑块的碰撞是一维的 ②. 0.50 ③. ④. AB
【解析】
【详解】[1]滑块在导轨上运动能保证两个滑块的碰撞是一维的；气垫导轨能够大大减小因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差，回答一个即可。
[2]碰前滑块1 的速度为
[3] 碰后滑块2的速度为
[4]由于没有外力作用，在误差允许的范围内，两滑块碰撞前后动量守恒，即
由于滑块2左侧带有固定弹簧，所以在碰撞过程中可认为弹性碰撞，在误差允许的范围内能量守恒，有
故选AB。
三、计算题（本题共3小题，共38分。请写出必要的文字说明、物理公式及重要的演算步骤；按题目要求书写数值的有效位数及单位）
13. 一列横波在x轴上传播，t1=0和t2=0.005s时的波形，如图所示的实线和虚线，求：
(1)设周期大于，求波速；
(2)设周期小于，并且波速为6000m/s，求波速的传播方向．
【答案】(1)周期大于,波右传时,速度为400 ;左传时,波速为1200 . (2)波的传播方向向左(x轴负方向).
【解析】
【详解】当波传播时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离；
由图知，波长
(1)因所以波传播的距离可以直接由图读出，若波向右传播，则在0.005s内传播了2m，故波速为
；
若波向左传播，则在0.005s内传播了6m，故速度为
(2)因，所以波传播的距离大于一个波长，在0.005s内传播的距离为
因，即
因此可得波的传播方向沿x轴的负方向．
14. 如图（1）所示，在光滑的水平面上有甲、乙两辆小车，质量为30kg的小孩乘甲车以5m/s的速度水平向右匀速运动，甲车的质量为15kg，乙车静止于甲车滑行的前方，两车碰撞前后的位移随时间变化图象如图（2）所示．
求：（1）甲乙两车碰撞后的速度大小；
（2）乙车的质量；
（3）为了避免甲乙两车相撞，小孩至少以多大的水平速度从甲车跳到乙车上？
【答案】（1）甲车的速度大小为，乙车的速度大小为v2=3m/s
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）由图可知，碰撞后甲车的速度大小为 （1分）
乙车的速度大小为v2="3m/s " （1分）
（2）在碰撞过程中，三者组成系统满足动量守恒．
（2分）
解得： （1分）
（3）设人跳向乙车的速度为v人,由动量守恒定律得
人跳离甲车： （1分）
人跳至乙车： （1分）
为使二车避免相撞，应满足 （2分）
取“=”时，人跳离甲车的速度最小， （2分）
15. 平面直角坐标系xOy中，第I象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子电场中的Q点以速度 v0沿x轴正方开始运动。Q点坐标为（ -2L， -L）。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力。
（1）求粒子到达O点时速度的大小和方向；
（2）求电场强度和磁感应强度的大小之比。
‍
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动的规律可知速度的反向延长线交水平位移的中点，如图所示
则速度与x轴的夹角
到O点时的速度
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
解得
在电场中，由动能定理得
解得
电场强度和磁感应强度的大小之比