安徽省江南十校2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版）

这是一份安徽省江南十校2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1. 如图中的曲线表示某振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率变化的关系。可以看出，驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐。当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致，后来把铜盘磨薄一些，它就不再自鸣了。你认为把铜盘磨薄的目的是（ ）
A. 减小铜盘固有振动的周期
B. 减小铜盘固有振动的振幅
C. 减弱皇宫敲钟引起的空气振动的强度
D. 减小皇宫敲钟引起的空气振动的频率
【答案】A
【解析】把铜盘磨薄一些，从而减小了铜盘的固有振动的周期，依据共振的特点，铜盘与皇宫早晚的钟声不再发生共振，即不再出现共鸣。
故选A。
2. 如图1所示，一半径为的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场磁感应强度的大小随时间变化的规律如图2所示。在的过程，该线圈中感应电动势大小为（ ）
A. 0
B. 感应电动势大小始终为
C. 感应电动势大小始终为
D. 感应电动势由零增大至
【答案】B
【解析】在的过程，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向；由于磁感应强度随时间均匀增大，所以感应电动势大小始终为
故选B。
3. 如图所示，是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源、为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），的振幅，的振幅。下列说法正确的是（ ）
A. 质点D是振动削弱点
B. 质点A是振动加强点
C. 再过半个周期，质点B、C是振动加强点
D. 质点C的位移始终为1cm
【答案】B
【解析】AB．A、D两点始终是波峰与波峰或波谷与波谷相遇点，是振动加强点，A错误，B正确；
C．B、C两点一定是波峰与波谷的相遇点，是振动削弱点，C错误；
D．当的波峰和的波谷到达C点时，C的位移为1cm；当的波谷和的波峰到达C点时，C的位移为-1cm，因此质点C的位移发生变化，D错误。
故选B。
4. 磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图（从车后朝前看）如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置的刹车原理，下列判断错误的是（ ）

A. 过山车进入停车区时其动能转化成电能
B. 把铜片换成有机玻璃片，也能达到相同的刹车效果
C. 过山车进入停车区的过程中两侧的铜片中会产生感应电流
D. 过山车进入停车区的过程中铜片受到的安培力使过山车减速
【答案】B
【解析】C．过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，铜片切割磁感线产生感应电流，故C正确，不符合题意；
D．根据上述，铜片切割磁感线产生感应电流，停车区的轨道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片有安培力的作用，铜片所受安培力是阻力，使过山车减速，故D正确，不符合题意；
A．根据上述，铜片切割磁感线产生感应电流，停车区的轨道两侧安装的强力磁铁产生的磁场对铜片有安培力的作用，铜片所受安培力是阻力，安培力做负功，可知过山车进入停车区时其动能转化成电能，故A正确，不符合题意；
B．有机玻璃片不是导体，当其进入停车区从强力磁铁间穿过时，不能发生电磁感应，达不到同样的刹车效果，故B错误，符合题意。
故选B。
5. 小河中有一个实心桥墩P，A为靠近桥墩浮在水面上的一片树叶，俯视图如图所示，小河水面平静。现在S处以某一频率拍打水面，要使形成的水波能带动树叶A振动起来，可以采用的方法是（ ）
A. 无论怎样拍打，A都能振动起来
B. 无论怎样拍打，A都不会振动起来
C. 降低拍打水面频率
D. 提高拍打水面的频率
【答案】C
【解析】要使树叶振动起来，需要波衍射到树叶处，因为障碍物的尺寸较大，所以要增加水面波的波长才能较好发生衍射，故可降低拍打水面的频率，故选C。
6. 如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮
B. 开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮
C. 开关S断开时， c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭
D. 开关S断开时，c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】A．开关S闭合时，b、c灯立即亮，因为线圈产生自感，会阻碍该支路电流的增大，所以a灯逐渐亮，A错误；
B．开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，则a与b并联，三个灯泡都有电流流过，a、b、c灯都亮，B错误；
CD．开关S闭合，电路稳定后，因L的直流电阻忽略不计，b灯和电阻串联，则流过a灯的电流 大于b灯的电流 ，开关S断开时，c灯立即熄灭，线圈及b、a灯构成回路，线圈产生自感电流阻碍电流减小，流过b、a灯，则a灯逐渐熄灭，b灯闪亮一下再逐渐熄灭，C错误D正确。
故选D。
7. 一质量为m的烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空。当烟花弹上升到最高点时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为A和B两部分，A和B两部分获得的动能之和为2E，且A竖直向上运动。爆炸时间极短，A的质量为，B的质量为。重力加速度为g，不计空气阻力和火药的质量，则爆炸后A距地面的最大高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】设爆炸时烟花弹距地面的高度为h1，由机械能守恒定律有
火药爆炸后，A和B两部分均沿竖直方向运动，设爆炸后瞬间其速度分别为和，由题给条件和动量守恒定律有
由能量守恒定律有
由于烟花弹A和B两部分的速度方向相反，A做竖直上抛运动。设爆炸后A继续上升的高度为h2
由机械能守恒定律有
烟花弹向上运动部分距地面的最大高度为
联立解得
故选D。
8. 阿斯顿最早设计了质谱仪，并用它发现了氖20（20Ne）和氖22（22Ne），证实了同位素的存在。一种质谱仪的结构可简化为如图所示，半圆柱形通道水平放置，其上下表面内半径均为R、外半径均为3R，该通道内存在方向竖直向上的匀强磁场，正对着通道出口处放置一张照相底片，记录粒子从出口射出时的位置。粒子源释放出的20Ne和22Ne，加速后垂直通过速度选择器的正交电磁场，磁感应强度大小为B0、电场强度大小为E0，接着垂直于通道入口从中缝MN进入磁场区，其中20Ne恰能击中照相底片的正中间位置。已知20Ne质量为m1，22Ne质量为m2，带电量均为q（q>0），不计粒子重力，下列说法错误的是（ ）
A. 粒子通过速度选择器的速度
B. 通道中匀强磁场的磁感应强度的大小
C. 调节速度选择器的电场强度大小，可改变粒子击中照相底片的位置，为了保证两种粒子都能击中照相底片，电场强度可调节最大值的大小为
D. 粒子通过速度选择器的速度
【答案】D
【解析】A．在速度选择器中，粒子所受洛伦兹力与电场力相等，即
解得，A正确；
B．依题意知20Ne的轨道半径为
根据牛顿第二定律有
解得，B正确；
CD．根据B选项解析可知，当20Ne和22Ne以相同速度进入磁场区时，质量较大的22Ne轨道半径较大，所以在保证两种粒子都能击中照相底片的情况下，当22Ne恰好能够击中照相底片时，其速度最大，速度选择器的电场强度最大。同前理可得，
其中
联立解得，C正确，D错误。
此题选择错误的，故选D。
二、多选题
9. 如图所示，竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨上，垂直导轨平面水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计ab与导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若ab杆在竖直向上的外力F作用下匀速上升，则以下说法正确的是 ( )
A. 杆ab克服安培力做的功等于电阻R上产生的热量
B. 拉力F所做的功等于电阻R上产生的热量
C. 拉力F与重力做功的代数和等于电阻R上产生的热量
D. 电流所做的功等于重力势能的增加量
【答案】AC
【解析】根据功能关系知，杆ab克服安培力做功等于电阻R上产生的热量．故A正确．根据能量守恒定律知，拉力F做的功等于重力势能的增加量和电阻R上产生的热量之和．故B错误．根据动能定理知，拉力和重力做功等于克服安培力做功的大小，克服安培力做功等于电阻R上的热量．故 C正确．安培力的大小与重力的大小不等，则电流做的功与重力做功大小不等，即电流做功不等于重力势能的增加量．故D错误．
故选AC。
10. 如图为沿x轴方向传播的一列简谐横波，时的部分波形如图中的实线所示，时的部分波形如图中的虚线所示，已知该横波的传播周期大于。平衡位置在x=2m处的质点在的时间内的路程为6m。下列说法正确的是（ ）
A. 周期为0.8s
B. x=2m处的质点的振动方程为
C. 波速为10m/s
D. 波速为2m/s
【答案】ABC
【解析】CD．横波在时间内
根据波长公式；联立得
由题知，；代入得
由波动图分析可得波向x轴正方向传播，且
解得，C正确，D错误；
A．由以上分析可得周期，A正确；
B．处的质点在0.2s时在平衡位置向上振动，可得零时刻该质点在最低点。该质点在的时间内，即内运动的路程应为振幅A的倍，即10A=6m，则
综上该质点的振动方程
代入数据得，B正确。
故选ABC。
三、实验题
11. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，若已知双缝间的距离d。
（1）已知双缝到光屏之间的距离L=500mm，双缝之间的距离d=0.50mm，单缝到双缝之间的距离s=100mm，某同学在用测量头测量时，调整手轮，在测量头目镜中先看到分划板中心刻线对准A条亮条纹的中心，然后他继续转动，使分划板中心刻线对准B条亮条纹的中心，前后两次游标卡尺的读数如图所示。则入射光的波长λ=___________m（结果保留两位有效数字）。
（2）实验中发现条纹太密，难以测量，可以采用的改善办法有（ ）
A．改用波长较长的光（如红光）作为入射光 B．增大双缝到屏的距离
C．增大双缝到单缝的距离 D．增大双缝间距
【答案】（1）6.4×10-7 （2）AB
【解析】（1）[1]游标卡尺读数精确度为0.1mm，A位置读数为
x1=11mm＋1×0.1mm=11.1mm
B位置读数为
x2=15mm＋6×0.1mm 15.6mm
则条纹间距为
Δx=≈0.64mm
根据，可得
（2）[2]由可知，要增大条纹间距，可用波长更长入射光或增大双缝到屏的距离或减小双缝间距。
故选AB。
12. 同学们利用单摆测定当地的重力加速度。
（1）如图1所示，在测量单摆的周期时甲同学用秒表记下的单摆做30次全振动的时间为__________s。
（2）乙同学测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是___________（选填选项前的字母）。
A．单摆的振幅较小
B．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间
C．测量摆长时，误将摆线长与小球直径之和记为摆长
（3）丙同学改进处理数据的方法。他测量得到5组摆长（摆线长与小球半径之和）和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图2所示。则当地重力加速度的表达式__________处理完数据后，该同学发现小球质量分布不均匀，这对他利用图像计算重力加速度的结果____________（选填“有影响”或“无影响”）。
【答案】（1）67.5 （2）B （3） 无影响
【解析】（1）[1]秒表的读数
（2）[2]根据
可得
A．对重力加速度的测量，有影响的是摆长l和周期T，与振幅无关，A错误；
B．若将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，则测量的周期偏大，从而测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值，B正确；
C．若误将摆线长与小球直径之和记为摆长，则摆长测量值偏大，从而测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，C错误。
故选B。
（3）[3]根据
整理得
可知图像的斜率
解得
[4]无论小球是否均匀，的差值与小球是否均匀无关，因此小球质量分布不均匀对测量结果无影响。
四、解答题
13. 如图所示，透明液体中有一点光源O，位于液面下深度为d处，点光源向周围发出单色光，在液面形成一个半径为的圆形透光区域。
（1）求该液体的折射率；
（2）当点光源竖直向下运动时，经观察发现圆形透光区域的边缘背离圆心以速度v做匀速运动，试判断点光源O的运动性质并准确描述。
【答案】（1）；（2）竖直向下匀速运动
【解析】（1）圆形透光区域的边缘即为刚好发生全反射的位置，有
解得
又
解得
（2）圆形透光区域的边缘背离圆心以速度v做匀速运动，设圆形透光区域半径为r，则
设点光源O与液面的距离为x，则
由数学知识可知点光源O以速度竖直向下匀速运动。
14. 如图，平行光滑金属双导轨和，其中和为的光滑圆轨道，和为对应圆轨道的圆心，、在、正下方且为圆轨道和水平轨道的平滑连接点，和为足够长的水平轨道，水平轨道处于竖直向上的匀强磁场中，导轨间距；两导体棒a、b始终垂直于两导轨且与导轨接触良好；a、b的质量均为，电阻均为1Ω，导轨电阻不计。初始时刻，b静止在水平导轨上，a从与圆心等高的处静止释放，a、b在以后运动的过程中不会发生碰撞（）。求：
（1）导体棒a从进入磁场时，导体棒中电流大小；
（2）最后导体棒a、b的速度大小；
（3）整个过程中，通过导体棒b的电荷量为多少。
【答案】（1）2A；（2）2m/s；（3）2C
【解析】（1）导体棒下降过程由动能定理可得
解得
a刚进入匀强磁场时，由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路欧姆定律得感应电流大小为
（2）当a进入磁场后至a、b导体棒稳定时，由动量守恒定律可得
解得
（3）整个过程中，对b导体棒由动量定理得
解得通过导体棒b的电荷量为
15. 如图所示，在Oxy平面内，第一和第二象限分布着垂直纸面向外的匀强磁场，第四象限分布着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m，电荷量为+q（q>0）的带电粒子以初速度v0从坐标原点O垂直进入匀强磁场，方向与y轴正方向的夹角为θ=45°，粒子在磁场中运动一段时间后从x轴上的M点进入匀强电场，最后从y轴上的N点沿x轴负方向离开匀强电场，已知OM=2ON=2d，不计粒子所受的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）匀强电场的电场强度大小E；
（3）带电粒子从O点运动到N点的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）带电粒子运动轨迹如图所示
带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
由几何关系可得
联立解得匀强磁场的磁感应强度大小为
（2）粒子在电场中，沿轴方向有
沿轴方向有
，
联立解得
（3）带电粒子在磁场中运动的时间为
带电粒子在电场中运动的时间为
则带电粒子从O点运动到N点的时间为