安徽省蚌埠市蚌埠铁路中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

这是一份安徽省蚌埠市蚌埠铁路中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速约为，产生的推力约为，则它在时间内喷射的气体质量约为（ ）
A．B．C．D．
2．下列说法正确的是（ ）
A．物体做受迫振动达到稳定后，其振动频率一定大于驱动力频率
B．光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为波长奇数倍处呈现暗条纹
D．当波源远离接收者时，观察者接收到的波的频率比波源频率低
3．一列简谐横波沿轴正方向传播，在时波形如图所示，已知波速为，则时正确的波形是图中的（ ）
A．B．
C．D．
4．半径为的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场；重力不计、电荷量一定的带电粒子以速度正对着圆心射入磁场，若粒子射入、射出磁场点间的距离为，则粒子在磁场中的运动时间为（ ）
A．B．C．D．
5．在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈相接，如图所示．导轨上放一根导线，磁感线垂直于导轨所在平面．当导线向右加速运动时，所包围的小闭合线圈产生的感应电流方向，及所具有的形变趋势是（ ）
A．有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势
B．有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势
C．有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势
D．有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势
6．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈平面垂直于磁感线B．时，线圈中的电流改变方向
C．时，线圈中磁通量的变化率最大D．时，线圈中的感应电流最大
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
7．质量为的矩形木块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为的子弹以速度水平射向木块，若射击下层，子弹刚好不射出，若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较（ ）
A．子弹对木块做功一样多B．子弹对木块做的功不一样多
C．系统产生的热量一样多D．系统产生的热量不一定多
8．一个带电微粒在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知轨迹圆的半径为，电场强度的大小为，磁感应强度的大小为，重力加速度为，则（ ）
A．该微粒带正电B．带电微粒沿逆时针旋转
C．带电微粒沿顺时针旋转D．微粒做圆周运动的速度为
9．如图所示，是自感系数很大的线圈，它的电阻可忽略不计，二极管的正向导电电阻为0，和是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是（ ）
A．闭合，先亮，逐渐变亮
B．闭合，不亮，逐渐变亮
C．断开，不亮，亮，然后慢慢熄灭
D．断开，亮，然后和同时慢慢熄灭
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
10．图甲、乙和丙所示均为教材中的演示实验实物图。在电路连接正确的情况下，回答下列问题：
（1）图甲中，将条形磁铁插入线圈和拔出线圈时，灵敏电流计指针偏转方向________（填“相同”或“相反”）。
（2）图乙中，导体棒以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，灵敏电流计指针偏转大小________（填“相同”或“不同”）。
（3）图丙中，下列操作能使灵敏电流计指针偏转的是________。（填选项前的字母）
A．闭合开关的瞬间
B．保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片
C．保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片
11．如图1所示，在“验证动量守恒定律”实验中，、两球半径相同。先让质量为的球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的球放在水平轨道末端，让球仍从位置由静止滚下，球和球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。、、为三个落点的平均位置，未放球时，球的落点是点，点是轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图2所示。
（1）为了尽量减小实验误差，球碰后要沿原方向运动，两个小球的质量应满足______（选填“>”或“<”）。
（2）实验中，不容易直接测定小球碰撞前后的速度。但是，可以通过仅测量______（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度
B．小球抛出点距地面的高度
C．小球做平抛运动的水平位移
（3）关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是______。
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端必须水平
C．球每次的落点一定是重合的
D．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动
（4）已知、两个小球的质量、，三个落点位置与点距离分别为、、．在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
12．如图甲所示是一个单摆振动的情形，是它的平衡位置，、是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图象．根据图象回答：（）
（1）单摆振动的频率是多大？
（2）若当地的重力加速度为，试求这个摆的摆长是多少？
（3）如果摆球在处绳上拉力，在处绳上拉力，则摆球质量是多少？
13．如图所示，匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，边正转出纸外、边转入纸里．求：
（1）感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转一圈外力做的功；
（3）从图示位置转过的过程中流过电阻的电荷量．
14．如图，在平面直角坐标系内，第I象限存在沿轴负方向的匀强电场，第IV象限以为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电的粒子，自轴正半轴上处的点，以速度垂直于轴射入电场。经轴上处的点进入磁场，最后垂直于轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求：
（1）电场强度大小；
（2）粒子在磁场中运动的轨道半径；
（3）粒子在磁场运动的时间。
蚌埠铁路中学高二下学期月考
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1．【答案】B
【解析】【分析】
以气体为研究对象，根据动量定理列方程求解时间内喷射的气体质量。
本题主要是考查动量定理，利用动量定理解答问题时，要注意分析运动过程中物体的受力情况，知道合外力的冲量才等于动量的变化。
【解答】
以气体为研究对象，设内喷出的气体质量为，根据动量定理可得：
其中
解得：，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了共振及其应用、光导纤维及其应用、光的双缝干涉、波的叠加等；本题包含的知识点较多，熟练掌握基本规律是解答的基础。
物体做受迫振动，振动频率与固有频率无关；
光导纤维是利用全反射原理；
杨氏双缝干涉实验中，在距离双缝的路程差为半波长奇数倍处呈现暗条纹；
根据多普勒效应判断。【解答】
A．物体做受迫振动达到稳定后，其振动的频率等于驱动力的频率，故A错误；
B．光导纤维利用的是光的全反射原理，根据产生全反射的必要条件：光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B错误；
C．当光屏上的点到双缝的路程差是半波长的偶数倍，出现明条纹；路程差是半波长的奇数倍，出现暗条纹，故C错误；
D．当波源相对于介质不动，观察者向波源运动时，观察者在每秒中接收到的频率大于波源频率，当观察者远离波源时，观察者接收到的频率小于波源频率，故D正确。
3．【答案】C
【解析】【分析】
先根据图象得到波长，根据波长和波速的关系求出周期，进而即可求解。
本题采用波形平移法研究波形图的变化，是经常运用的方法．抓住波形经过一个周期向前平移一个波长。
【解答】
根据图象可知，波长，所以，
所以时，波形向右平移个波长，所以C正确。
故选C。
4．【答案】D
【解析】【分析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，画出轨迹，求解出半径，然后根据牛顿第二定律列式分析即可。
本题关键是结合几何关系得到轨道半径，画出轨迹是基础，根据牛顿第二定律列式可以求解粒子的运动时间。
【解答】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹，如图所示：
故轨道半径：
由几何关系可知，粒子运动轨迹对应的圆心角为，
故粒子在磁场中的运动时间：
，故D正确，ABC错误。
5．【答案】C
【解析】【分析】
由右手定则判断出切割磁感线产生的感应电流方向，然后应用楞次定律判断中电流方向与形状变化趋势。
本题考查了判断感应电流方向与线圈性质变化趋势问题，应用右手定则与楞次定律即可正确解题，正确理解并应用楞次定律是正确解题的关键。
【解答】
向右运动时，由右手定则可知，感应电流由流向，
加速运动，感应电动势：变大，感应电流：变大，
穿过的磁通量增大，为阻碍磁通量的增加，由楞次定律可知，有收缩的趋势，
由楞次定律可知，中感应电流沿逆时针方向，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．【答案】D
【解析】【分析】
本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：一是线圈与磁场垂直位置是磁通量最大的位置，该位置是电流方向改变的转换点，此时感应电流为0；二是线圈与磁场平行位置，该位置磁通量为零，感应电流最大。
根据图象得到时穿过线圈平面的磁通量大小，由此确定线圈的位置；根据图象斜率确定感应电流方向和时感应电动势大小；时，线圈磁通量为零，据此判断感应电流。
【解答】
A．根据图像可知，在时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，故A错误；
B．每经过中性面一次电流方向改变一次，故时，磁通量为0，故此时电流方向没有改变，故B错误；
C．时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率为零，故C错误；
D．时，线圈磁通量为零，磁通量的变化率最大，则此时线圈中的感应电流最大，故D正确。
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
7．【答案】AC
【解析】【分析】根据动量守恒定律确定子弹与木块最终达到共同速度；根据动能定理确定子弹对木块做功；根据系统损失的机械能转化为热量可确定热量。
【解答】子弹两次都没射出，则子弹与木块最终达到共同速度，设为，由动量守恒定律可得，解得；子弹对木块所做的功等于木块获得的动能，故选项A正确；系统损失的机械能转化为热量，故选项C正确。
8．【答案】BD
【解析】【分析】
带电粒子在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而判断电场力的方向，结合电场的方向便可知粒子的电性；
根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断粒子的旋转方向；
根据重力与电场力平衡以及带电粒子在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度。
【解答】
A．带电粒子在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，可知，带电粒子受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知带电粒子带负电荷，故A错误；
BC．磁场方向向外，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断粒子的旋转方向为逆时针，故B正确，C错误；
D．由粒子做匀速圆周运动，得知电场力和重力大小相等，得：；带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为：，联立得：，故D正确。
9．【答案】BD
【解析】AB、闭合开关的瞬间，由于二极管具有单向导电性，所以无电流通过，由于线圈中自感电动势的阻碍，灯逐渐亮，故A错误，B正确．
CD、闭合开关，待电路稳定后断开开关，线圈产生自感电动势，两灯串联，所以突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭．故C错误，D正确．
故选：BD．
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律，以及二极管具有单向导电性进行分析．
对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源；同时要注意二极管的作用．
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
10．【答案】（1）相反；
（2）不同；
（3）AB
【解析】【分析】
本题知道感应电流产生的条件、影响感应电流方向的因素即可正确解题。
【解答】
（1）将条形磁铁插入线圈时，穿过线圈的磁通量增强，拔出线圈时穿过线圈的磁通量减弱，所以灵敏电流计指针偏转方向相反；
（2）导体棒以大小不同的速度沿相同方向切割磁感线时，产生的感应电动势不同，回路感应电流大小不同，所以灵敏电流计指针偏转大小不同；
（3）A．闭合开关的瞬间，线圈中磁场从无到有，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，电流表指针偏转，故A正确；
B．保持开关闭合，快速移动滑动变阻器的滑片，线圈中磁场发生变化，线圈中磁通量发生变化，产生感应电流，电流表指针偏转，故B正确；
C．保持开关断开，快速移动滑动变阻器的滑片，线圈中没有磁场，所以线圈中磁通量没有变化，不产生感应电流，指针不偏转，故C错误。
故选AB。
11．【答案】（1）>；（2）C；（3）B；（4）
【解析】【分析】
（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量。
（2）小球离开斜槽后做平抛运动，球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度成正比，可以用球的水平位移代替其初速度。
（3）小球离开斜槽后做平抛运动，斜槽末端切线应水平，根据实验注意事项分析答题。
（4）根据题意应用动量守恒定律求出实验需要验证的表达式。
该题考查用“碰撞试验器”验证动量守恒定律，该实验中，虽然小球做平抛运动，但是却没有用到速度和时间，而是用位移来代替速度，成为是解决问题的关键；要注意理解该方法的使用。
【解答】
（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即；
（2）小球离开斜槽后做平抛运动，球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，水平位移与初速度成正比，可以把小球做平抛运动的时间作为时间单位，用球的水平位移代替其初速度，可见实验不需要测量小球释放点的高度与抛出点的高度，只要测出小球做平抛运动的水平位移即可，故选：C；
（3）A、实验时只要从相同高度由静止释放入射球即可保证入射球到达斜槽末端的速度相等，斜槽轨道不必光滑，故A错误；
B、为使小球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故B正确；
C、每次实验时球每次的落点不一定是重合的，故C错误；
D、为准确测出小球做平抛运动的水平位移，实验过程中，白纸不可以移动，故D错误。
故选：B；
（4）两球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：，
小球做平抛运动抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，方程两边同时乘以得：
，则：。
故答案为：（1）>；（2）C；（3）B；（4）。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
12．【答案】解：（1）由图乙可知：
则
（2）由，得：．
（3）在点，摆球沿绳子方向受力平衡，有：
在点有：
从点到点根据机械能守恒有：
联立可得摆球质量：
答：（1）单摆振动的频率是；
（2）这个摆的摆长是；
（3）摆球质量是．
【解析】本题关键是明确摆球的运动学规律和动力学规律，然后结合牛顿第二定律和机械能守恒定律列式分析，不难。
13．【答案】解：（1）的转速匀速转动，所以线圈的角速度为：
感应电动势的最大值为：
所以感应电动势的瞬时值表达式为：；
（2）电动势的有效值：，
线圈匀速转动的周期：，
线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即：，
代入数据得：；
（3）线圈由如图位置转过的过程中，，
通过的电量为：
【解析】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定，而通过某一电量时，则用平均值来求。
（1）根据感应电动势的瞬时值表达式即可求解；
（2）先求电动势有效值，根据求线圈转动一圈整个电路中产生的电热；
（3）线圈由如图位置转过的过程中，，通过的电量为。
14．【答案】解：（1）设粒子在电场中运动的时间为，根据类平抛规律有：，
根据牛顿第二定律可得：
联立解得：
（2）粒子进入磁场时沿方向的速度大小：
粒子进入磁场时的速度：，方向与轴成角
根据洛伦兹力提供向心力可得：
解得：
（3）粒子在磁场中运动的周期：
根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的圆心角：
则粒子在磁场中运动的时间：
【解析】本题考查带电粒子在复合场中运动，粒子在磁场中的运动运用洛伦兹力提供向心力结合几何关系求解，类平抛运动运用运动的合成和分解牛顿第二定律结合运动学公式求解，解题关键是要作出临界的轨迹图，正确运用数学几何关系，分析好从电场射入磁场衔接点的速度大小和方向。
（1）粒子在电场中做类平抛运动，利用运动的合成和分解、牛顿二定律结合运动学规律，联立即可求出电场强度大小；
（2）利用类平抛规律求出粒子进入磁场时的速度大小和方向，粒子在磁场中做匀速圆周运动，利用洛伦兹力提供向心力即可求出粒子在磁场中运动的轨道半径；
（3）利用周期公式，结合粒子在磁场中转过的圆心角，即可求出粒子在磁场运动的时间。