河南省驻马店市环际大联考试2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，1～6题只有一个选项正确；8～10题有多个选项正确，全部选对得5分，选对但选不全的得3分，选错或不答的得0分。
1. 对于下列所列的实验和生活用品，说法正确的是（ ）
A. 甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B. 乙图中，电线的两端与灵敏电流计相连，两学生摇动电线，电流计有示数，与奥斯特发现的电磁感应现象有关
C. 丙图中，电磁炉利用其线圈产生的涡流来加热食物
D. 图丁是磁流体发电机的结构示意图，可通过增大磁感应强度B来增大电源电动势
2. 如图所示，两个完全相同的环形线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，可自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是（ ）
A. 一起绕圆柱转动
B. 以大小相同的速度相向运动
C. 以大小不等的加速度相向运动
D. 以大小相等的加速度相背运动
3. 在某物理课堂上老师组织学生进行趣味小活动，让几位同学与一电动势为3V的干电池、开关、一个有铁芯的线圈按图示方式连接，实验中人会有轻微触电的感觉，若开关闭合且达到稳定后线圈中电流为，下列分析正确的是（ ）
A. 断开开关时线圈中的电流会逐渐减小
B. 断开开关后瞬间流过人体的电流小于
C. 人有触电感觉时流过人体的电流方向为A→B
D. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
4. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（ ）
A. 线框中磁通量变化率为B. 线框中产生顺时针方向的感应电流
C. AB边所受安培力方向向右D. 线框中感应电动势大小为
5. 由均匀的电阻丝制成的半径为r的圆形导线框，存在导线框平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，将P、Q两点接入如图示的电压恒定的电源两端，通电时电流表示数为I，则线框所受安培力大小为（ ）
A. BIrB. C. D.
6. 如图甲所示，空间中存在一匀强磁场，初始时方向竖直向上，其磁感应强度B随时间t变化，如乙图，磁场中放置一水平圆形金属环，已知金属环面积为，导体环的总电阻为R＝10Ω，。下列说法正确的是（ ）
A. t＝1s时，金属环中电流为零
B. 第1s和第2s，金属环中电流方向相反
C. 第3s内，导体环中电流的大小为0.1A
D. 第4s内，导体环中电流大小为0.01A
7. 将圆柱形强磁铁吸在干电池的负极，强磁铁的S极朝上N极朝下，金属导线折成上端有一支点，下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源的正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个导线框就可以绕电池旋转起来。下列判断正确的是（ ）
A. 导线框能旋转起来，是因为惯性
B. 若不计摩擦阻力，导线框将一直匀速转动
C. 俯视观察，导线框沿逆时针方向旋转
D. 电池输出的电功率一定大于导线框旋转的机械功率
8. 两列沿x轴传播的简谐横波a、b，x＝0.6m的P点为实线波a的波源，x＝-0.6m的Q点为虚线波b的波源，t＝0时刻两波源由平衡位置开始振动，t＝0.05s时两波源间的波形如图所示，分析错误的是（ ）
A. 两波源起振方向均沿y轴向上
B. 两波的波速大小均为20m／s
C. 再经过0.01s，x＝-0.2m处质点振幅为0m
D. x＝0.2m处的质点在前0.05s内运动的路程为60cm
9. 在固定直导线a、b两端分别接上如图甲、乙、丙、丁所示的导体，导体的材料相同、粗细均匀且相同，给导体通入的电流均为I。导体均处在磁感应强度大小为B、方向垂直导体或导体所在平面向里的匀强磁场中，甲、乙、丙、丁图中导体受到的安培力分别为、、、，则（ ）
A. B. C. D.
10. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A 当磁感应强度B减小时，污水流速不变
B. 当污水中离子浓度降低时，MN两点电压将减小
C. 只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U，就能够推算污水的流量
D. 当将MN接入外部回路，该装置将成为磁流体发电机，N点相当于电源的正极
二、实验题：本题共2小题，每空2分，共12分。
11. 如图甲，用“碰撞”实验验证动量守恒定律，用天平测得A、B球的质量分别为和，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为三个落点的平均位置.测出M、P、N与O的距离如图乙所示。
（1）为正确完成本实验，关于实验操作正确的是________。
A. 斜槽末端切线必须水平，斜槽必须光滑
B 入射球和被碰球必须大小质量相等
C. 重锤的作用是标定斜槽末端在白纸上的投影点
D. A球每次必须从同一位置由静止释放
E. 实验时白纸和复写纸可以随时调整位置
（2）在实验误差允许范围内，要验证两球碰撞前后在水平方向上动量守恒，要满足关系式________；（用m，s表示）
（3）若碰撞为弹性碰撞，则小球落点距离应满足的定量关系为________用（、、表示）。
12. 用如图所示的实验电路来观察灯泡的发光情况，已知A1和A2是两个同样规格的灯泡，A1和带有铁芯的线圈L串联，A2和滑动变阻器R串联。闭合开关S，调节变阻器R，使灯泡A1和A2亮度相同，再调节滑动变阻器R1，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。回答下列问题：
（1）当两个灯泡都正常发光，说明线圈L的电阻与滑动变阻器__________（填“R1”或“R”）的接入阻值相等。
（2）若重新闭合开关S，可观察到开关闭合的瞬间，灯泡__________（填“A1”或“A2”）逐渐变亮。
（3）闭合开关S稳定后，若突然断开开关S，灯泡A2__________（填“逐渐变暗”或“立即熄灭”）。
三、计算题：本题共3小题，共38分。解答时须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写明数值和单位。
13. 我国宇航员王亚平在进行太空授课时进行了一个小实验，在太空失重环境下，一水滴成为一形状规则的球体，当一束光照射到“水球”上时，会形成美丽的彩虹。如图为某均匀透明球形液滴截面图，半径为R＝0.5m，O为球心。一束光从空中（看作真空）平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB射向空中。C、D关于AOB对称。
（1）求液滴对该光折射率n；
（2）该光从C点射入经反射从D点射出在液滴内传播的时间。
14. 如图，两个定值电阻的阻值分别为和，直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为，板长为，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为、带电量为的小球以初速度沿水平方向从电容器下板左侧边缘点进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为，忽略空气阻力。
（1）求直流电源的电动势；
（2）求两极板间磁场的磁感应强度；
（3）在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值。
15. 如图所示，是两根足够长的光滑平行的金属导轨，导轨间距离，导轨平面与水平面的夹角，导轨上端连接一个阻值的电阻。整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。现有一根质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，金属棒从静止开始沿导轨下滑后达到匀速直线运动，且始终与导轨垂直。重力加速度g取，导轨电阻不计，求：
（1）金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值；
（2）金属棒沿导轨匀速下滑时两端的电压；
（3）金属棒从静止达到匀速的过程中，电阻产生的热量。