广东省2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（解析版）

这是一份广东省2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（解析版），共17页。试卷主要包含了答题前，先将自己的姓名，选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 磁场是为研究物理问题而假想的，实际并不存在
B. 安培最早发现了电流周围存在磁场
C. 法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系
D. 麦克斯韦通过实验证明了光是一种电磁波
【答案】C
【解析】A．磁场是真实存在的物质，而磁感线是为研究物理问题而假想的曲线，故A错误；
B．奥斯特发现电流的周围存在磁场，故B错误；
C．法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，故C正确；
D．麦克斯韦预言光是一种电磁波，没有通过实验证明了光是一种电磁波，故D错误。
2. 生活中很多现象蕴含了物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 在发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的衍射现象
B. 在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的折射现象
C. 火车进站时，站台上的人听见火车鸣笛的音调会变高，出站时会变低，这是声波的干涉现象
D. 观看3D电影时观众所带的眼镜是一对透振方向相互垂直的偏振片
【答案】D
【解析】A．发声的音叉周围有些区域声音较强，有些区域声音较弱，这是声波的干涉现象，A错误；
B．在屋外看不见屋内的人，却能听见屋内人说话，这是声波的衍射现象，B错误；
C．火车进站时鸣笛的音调变化，是声波的多普勒效应，C错误；
D．观看3D电影时观众所带的眼镜是一对透振方向相互垂直的偏振片，D正确。
故选D。
3. 如图甲、乙所示，将完全相同的弹簧振子分别放在水平和倾斜的木板上，两图中小球位于A点时，弹簧均处于原长状态，图甲中小球从某位置由静止释放，小球经过B点时的速度为零，图乙中小球从A点由静止释放，点为平衡位置，小球经过点时的速度为零，且，不考虑一切摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A. 两图中，均由弹簧弹力提供小球振动的回复力
B. 图甲中，小球从A点向B点的运动过程中，小球的加速度先减小后增大
C. 两图中，小球振动时的机械能均守恒
D. 图甲中小球的最大动能大于图乙中小球的最大动能
【答案】D
【解析】A．图甲中，由弹簧弹力提供小球振动的回复力，图乙中，由弹簧弹力与重力的分力的合力提供小球振动的回复力，故A错误；
B．在图甲中，A点是平衡位置，从A点到B点的运动过程中，回复力一直增大，加速度一直增大，故B错误；
C．图甲和图乙中，振子做简谐振动，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故C错误；
D．由弹簧振子的分析可知，图甲的振幅是图乙的振幅的两倍，回复力的比例常数一样，振幅越大，弹簧振子的能量越高，小球的最大动能越大，故D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，在正方体空间的四条棱、、、处分别放置着相互平行的等长的通电长直导线，电流大小和方向如图乙（俯视图）所示。已知通电直导线周围的磁场大小满足，其中k为比例常数，r为该点到直导线的垂直距离，通电直导线A和通电直导线D间的安培力的大小为F，则通电直导线D受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设正方体的边长为，由题知，通电直导线A和通电直导线D间的安培力的大小为F，两导线的距离为，则通电直导线A在D处产生的磁感应强度为
则有
由几何关系，可知通电直导线B与通电直导线D之间的距离为
通电直导线B在D处产生的磁感应强度为
通电直导线B和通电直导线D间的安培力的大小为
由几何关系，可知通电直导线C与通电直导线D之间的距离为
通电直导线C在D处产生的磁感应强度为
通电直导线C和通电直导线D间的安培力的大小为
根据安培定则，可知A、B、C三根导线对导线D产生的安培力方向如图所示
则根据平行四边形定则进行合成可知，导线D受到的安培力大小为
故选C。
5. 如图所示，一束单色光从折射率为的透明介质射向折射率为的玻璃的表面，表示入射角，则下列说法正确的是（ ）
A. 若该光能射入玻璃，则光在介质和玻璃中的速度之比为
B. 无论入射角是多大，都会有光进入玻璃
C. 当时会发生全反射现象
D. 若该单色光从玻璃射向介质表面时，则可能会发生全反射
【答案】C
【解析】A．根据
可得
则有
故A错误；
BD．由发生全反射的条件可知，必须是光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角才能发生全反射，故BD错误；
C．由关系式
当刚好发生全反射时
解临界角
故C正确。
故选C。
6. 某小组制作了图甲所示的电磁枪，将待发射的金属子弹放在绝缘且内壁光滑的发射导管内，闭合开关S后，在内驱动线圈通入的电流随时间t的变化如图乙所示，则在内，下列说法正确的是（ ）
A. 驱动线圈内部的磁场方向水平向左
B. 金属子弹中产生的涡流的感应磁场方向水平向左
C. 时刻，金属子弹受到的安培力最大
D. 时刻，金属子弹中的感应电流最大
【答案】B
【解析】A．根据安培定则可知，驱动线圈内的磁场方向水平向右，故A错误；
B．由图乙可知，通过驱动线圈的电流增大，则其在金属子弹处产生的水平向右的磁场增强，根据楞次定律，金属子弹中产生的涡流的感应磁场方向水平向左，故B正确；
CD．时刻驱动线圈的电流变化最快，则此时通过金属子弹的磁通量变化最快，金属子弹中的感应电流最大，但此时驱动线圈产生的磁场最弱，故金属子弹受到的安培力不是最大值，同理，时驱动线圈产生的磁场最强，但金属子弹中的感应电流最小，故金属子弹受到的安培力也不是最大值，故CD错误。
故选B。
7. 将一根长软绳的一端拴在门把上，用手握住另一端并上下摆动，使绳波向左（x轴负方向）传播。图中实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图。已知该波的周期，P、Q两个质点对应的平衡位置坐标分别为，，则下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期为2.4s，波速为0.5m/s
B. 时，质点P沿y轴正方向运动
C. 0~0.4s时间内，质点P经过的路程为2m
D. 时，质点Q到达波峰位置
【答案】D
【解析】A．题图可知波长，振幅，从两时刻的波形图可以看出，在时间内，波传播的距离
故传播时间
解得周期
波速为
故A错误；
B．同侧法可知，时刻质点沿轴负方向运动，则经过
可知质点沿轴负方向运动，故B错误；
C．，质点经过的路程为
故C错误；
D．经过，实线波形向轴负方向平移
处的波形刚好传到质点，此时质点到达波峰，故D正确。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，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. 如图甲所示，将带小灯泡的闭合矩形线圈从两块磁铁中间的正上方通过磁场（线圈不发生翻转，磁铁产生的磁场可视为匀强磁场）。如图乙所示为右视图，闭合线圈依次经过a、b、c三个位置，通过该实验观察现象并得出结论，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈经过位置a、c时小灯泡中有电流通过，线圈经过位置b时小灯泡中没有电流通过
B. 可得出的结论是：闭合线圈切割磁感线的同时磁通量也必须发生改变才可以产生感应电流
C. 可得出结论是：产生感应电流与闭合回路是否切割磁感线没有关系
D. 线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮一些，说明线圈在位置a减速，在位置c加速
【答案】AB
【解析】A．闭合线圈自高处落下，经过a、c位置时，线圈中的磁通量改变，经过b位置时线圈中的磁通量没有改变，故A正确；
BC．分析线圈在位置a、b、c的现象时，只能得出闭合线圈在切割磁感线的同时磁通量发生改变才可以产生感应电流的结论，无法得出不切割磁感线也能产生感应电流的结论，故B正确，C错误；
D．线圈在位置c时小灯泡的亮度比位置a亮，只能说明在位置c切割磁感线的速度比位置a大一些，而无法判断线圈的运动情况，故D错误。
故选AB。
9. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒构成，D形盒的半径为R，D形盒间的交变电压大小为U，其间留有空隙。现对氚核加速，所需的高频电源的频率为f。已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
A. 氚核的质量为
B. 氚核从D形盒中飞出的最大速度随U的增大而增大
C. 氚核被加速的次数为
D. 若保持磁感应强度B和频率f不变，则该加速器也可以对氦核进行加速
【答案】AC
【解析】A．根据周期公式
又
可知，故A正确；
B．设D形盒的半径为，则最终射出回旋加速器的速度满足
即有
最终射出回旋加速器的速度与电压无关，故B错误；
C．由动能定理得
解得，故C正确；
D．因为氚与氦核的比荷不同，在磁场中做圆周运动的周期不同，所以不能用来加速氦核，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，在矩形ACDE区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，4个带电粒子均从AC的中点O点以相同的速度垂直AC射入磁场后，产生4条运动轨迹，其中粒子1和粒子2从磁场下边界CD飞出磁场，且相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，不计粒子重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子1、2带正电，粒子3、4带负电
B. 粒子1、2在磁场中运动的半径之比为
C. 粒子1、2的比荷之比为
D. 粒子1、2在磁场中运动的时间之比为
【答案】CD
【解析】A．根据左手定则可知，粒子1，2带负电，粒子3，4带正电，故A错误；
B．令粒子1和粒子2的圆心分别为和，如图所示
则粒子1的半径
对于粒子2，由几何关系可得
解得
故粒子1、2的运动半径之比为，故B错误；
C．粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
结合上述解得粒子1、2的比荷之比为，故C正确；
D．粒子圆周运动的周期
故粒子1、2周期之比为，速度的偏转角等于圆心角，故粒子1的运动时间
粒子2的运动时间
故粒子在磁场中运动的时间之比为，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为探究影响感应电流方向的因素，某同学利用图所示电路进行实验。将条形磁铁S极向下插入螺线管，可观察到发光二极管______（填“”或“”）短暂发光。由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
【答案】 相反
【解析】[1][2]将条形磁铁S极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流方向沿螺旋管的外表面向左，可观察到发光二极管短暂发光。
由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。
12. 用插针法测定透明玻璃的折射率时，图中、、和是学生实验时插的针，则插针、的操作是______。
【答案】见解析
【解析】为了确定入射光线和出射光线，插针、的操作是：先竖直插上大头针，使挡住、的像；再竖直插上大头针，使挡住和、的像。
13. 某同学利用如图甲所示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）实验室有如下器材可供选用：
A.长约1m的细线系着直径约2cm的均质钢球
B.长约20cm的细线系着直径约2cm的均质钢球
C.长约1m的细线系着直径约5cm的均质钢球
D.长约1m的细线系着直径约2cm的均质木球
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米的米尺
实验小组的同学应选用的器材为______（填写器材前面的字母序号）。
（2）该同学用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则摆球的直径______mm，摆长______（用字母l、d表达）。
（3）该同学通过多次实验得出数据并画出摆长L和周期图像，如图丙所示，斜率为k，根据图像求出重力加速度______（用含k、表示）。
（4）若某同学利用单摆测重力加速度的大小，某次测得的g值与真实值相比偏大，可能的原因是______（填正确答案标号）。
A. 测摆长时记录的是摆线的长度
B. 开始计时时，停表过早按下
C. 摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了
D. 实验中误将29次全振动数记为30次
【答案】（1）AEG （2）12.0 （3） （4）D
【解析】（1）实验中优先选用摆球是钢球，因为钢球密度大，空气阻力影响较小，同时摆线长度要合适，使该装置接近理想单摆模型，还需要用秒表计时、用米尺测量摆长，故应选用的器材为AEG。
（2）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以摆球的直径
摆长应等于摆线长与摆球半径之和，即。
（3）根据单摆周期公式
可得
结合图像可得
解得。
（4）A．根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式
若将摆线的长误认为摆长，即摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故A错误；
B．开始计时时，停表过早按下，导致周期的测量值大于真实值，重力加速度的测量值偏小，故B错误；
C．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆长L的测量值偏小，重力加速度的测量值偏小，故C错误；
D．设单摆29次全振动的时间为t，则单摆的周期，若误计为30次，则，即周期的测量值小于真实值，重力加速度的测量值偏大，故D正确。
故选D。
14. 如图所示，倾角为的绝缘斜面上水平放置着一根质量为m、长度为L的金属棒，整个空间存在着竖直向上的匀强磁场，金属棒未通电时恰好静止；现给金属棒通入如图所示方向的电流，当电流为I时，金属棒恰要滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：
（1）金属棒和斜面间的动摩擦因数；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）金属棒未通电时，其受力分析如图甲所示
根据正交分解和平衡条件得，
又
联立解得
（2）当金属棒通电后，仍受力平衡，对金属棒受力分析如图乙所示
根据正交分解和平衡条件得，
又，
联立解得
15. 如图甲所示为质谱仪工作的原理图。从放射源O点释放出的初速度可忽略不计的带正电粒子，经电势差为U的加速电场加速后，由小孔进入有磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场的速度选择器，两极板的间距为d，极板间的电压可调节。粒子沿着直线运动，从小孔垂直进入磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场中，最后打在照相底片上的点，且。通过测量得到x与的关系如图乙所示，已知斜率为k，忽略粒子重力。求：
（1）该粒子的比荷；
（2）该粒子离开加速电场速度v与加速电压U的关系；
（3）速度选择器的可调电压与加速电压U的关系。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得
解得
粒子直线通过速度选择器，由力与运动的关系可知，粒子做匀速直线运动
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
可得
则有
可知图像的斜率为
可得粒子的比荷为
（2）结合所以分析可知，粒子经过加速电场过程可得速度
因为
联立解得
（3）在速度选择器中做匀速直线运动得
因为
联立可得
16. 如图甲所示是航空母舰携带的歼-20战机，其起飞时采用电磁弹射技术，可将该技术的原理简化为如图乙所示。假设航空母舰静止在海面上，歼-20的质量为m，恒压电源的电压为E，电容器的电容为C，水平导轨MN、PQ的间距为L，电阻忽略不计。已知歼-20在起飞过程中受到跑道的阻力恒为f，忽略空气阻力，重力加速度为g。
（1）若不采用电磁弹射技术，起飞前歼-20受到牵引力恒为F，离开跑道时的速率为v，则跑道的长度x要满足什么条件？（将歼-20视为质点）
（2）我国在歼-20起飞时采用电磁弹射技术，可以在无牵引力的情况下实现起飞。具体操作为：在导轨MN、PQ间施加垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），然后使开关S接1给电容器充电，待电路稳定后将开关S接至2，歼-20将实现弹射起飞。假设歼-20在跑道间的等效电阻大小为R，歼-20经过时间t达到最大速度，离开跑道，求：
①电磁弹射起飞的过程中歼-20的最大加速度大小；
②歼-20离开导轨时的速度大小；
③当歼-20达到最大速度时，电容器C上剩余的电荷量。
【答案】（1） （2）①；②；③
【解析】（1）设不采用电磁弹射技术时起飞前歼-20的位移为s，由题意可得
联立解得
（2）①当歼-20采用电磁弹射技术时，在开关S由1接到2的瞬间，电路中的最大电流为
最大安培力为
此时根据牛顿第二定律可得
联立解得
②歼-20在导轨上做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时速度达到最大
此时电流为，最大速度为，电容器两极板的电压为，则
由动量定理可得
通过歼-20的电荷量
联立解得
③由以上可求得
又
解得