【物理】山西省部分学校2024-2025学年高二下学期3月月考试题（C卷）（解析版）

这是一份【物理】山西省部分学校2024-2025学年高二下学期3月月考试题（C卷）（解析版），共15页。试卷主要包含了 答题前，考生务必用直径0， 本卷命题范围，48kJ等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2. 答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4. 本卷命题范围：必修第三册（20％）、选择性必修第一册第一章至第二章第3节（30％）、选择性必修第二册（50％）。
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. 关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（ ）
A. 简谐运动的回复力一定是合力
B. 做简谐运动的物体，每次经过平衡位置合力一定为零
C. 做简谐运动的物体的回复力方向与偏离平衡位置的位移方向总是相反
D. 简谐运动的回复力公式中，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度
【答案】C
【解析】A．简谐运动回复力不一定是合力，如单摆，A错误；
B．做简谐运动的物体，每次经过平衡位置合力不一定为零，如单摆，B错误；
C．做简谐运动的物体的回复力方向与偏离平衡位置的位移方向总是相反，C正确；
D．简谐运动的回复力公式中，k是比例系数，x是物体相对平衡位置的位移，D错误。
2. LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器上的自由电荷在增加
B. 电路中电流沿顺时针方向
C. 电路中磁场能正在向电场能转化
D. 电路中电流沿逆时针方向
【答案】D
【解析】BD．由螺线管中电流产生的磁场方向向上，根据右手螺旋定则知，电路中电流沿逆时针方向，故D正确，B错误；
AC．根据平行板电容器内场强的方向可知，上极板带正电，下极板带负电，而电流沿逆时针方向，电容器正在放电，电容器上的自由电荷在减少，电场能正在向磁场能转化，故AC错误。
故选D。
3. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 时，质点的位移大小为
B. 在内，质点经过的路程为
C. 在末，质点的加速度为零，速度最大
D. 和这两时刻，质点的位移大小相等
【答案】CD
【解析】A．如图所示
质点的振动方程为
时，质点的位移大小
A错误；
B．由题图简谐运动的图像可知，质点振动的周期内质点经过的路程
B错误；
C．在末，质点运动到平衡位置处，故加速度为零，速度最大，C正确；
D．如图所示，在和这两时刻，质点的位移大小相等、方向相同，D正确。
故选CD。
4. 某品牌的手机充电器铭牌如表所示，用该充电器在正常工作状态下给容量为4200mA·h、额定电压为4V的手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A. 该充电器的额定输出功率为12.5W
B. 该充电器输入交流电压的最大值为240V
C. 手机电池充满电需要约1.68小时
D. 手机电池充满电储存的电能为60.48kJ
【答案】D
【解析】A．该充电器的额定输出功率为
故A错误；
B．该充电器输入交流电压的最大值为
故B错误；
C．手机电池充满电需要约
故C错误；
D．手机电池充满电储存的电能为
故D正确。
5. 如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的横截面积为S，水流喷出的速度为v，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下，不考虑水在空中的速度变化，已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设∆t时间内水枪射出水的质量为∆m，则有
以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，根据动量定理有
联立解得
6. 如图所示，线圈匝数为n=100匝，横截面积为S=3×10-3m2，线圈电阻为r=1Ω，处于一个向右与线圈平面垂直的均匀增强磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k=2T/s，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈产生的感应电动势在均匀增大
B. 线圈右端电势高于左端
C. 通过线圈的电流大小为0.2A
D. 定值电阻R1的发热功率为0.03W
【答案】C
【解析】A．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为
故A错误；
B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，则线圈左端电势高于右端，故B错误；
C．通过线圈的电流大小为
故C正确；
D．定值电阻R1的发热功率为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示为特高压直流输电线路的简化示意图，升压变压器，降压变压器均视为理想变压器，整流及逆变的过程均不计能量损失且电压有效值不变。直流输电线的总电阻，的匝数比为，结合图中信息可知，该输电工程输送的总电功率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】降压变压器T2的匝数比
降压变压器的输入电压
输电线上损失的电压
所以输电线上的电流
所以输电功率。
故选D。
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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一个用于加速粒子的回旋加速器，其核心部分如图所示，D形盒半径为R，垂直D形盒底面的匀强磁场的磁感应强度为B，两盒分别与电源相连，下列说法正确的是
A. 两盒连接的电源可以是直流电源
B. D形盒内没有电场，只有磁场
C. 粒子被加速的最大动能与金属盒的半径R有关，半径越大，最大动能越大，所以可以通过增大金属盒的半径就可以得到无穷大的动能
D. 经过电场时，粒子会加速，动能增加，但经过磁场时，粒子会发生偏转，动能不变
【答案】BD
【解析】A．回旋加速器只能加交流电源，A错误；
B．D形金属盒能够屏蔽电场，所以盒内只有磁场，B正确；
C．由，，可知半径越大，动能越大，但是当速度达到一定时要考虑相对论效应，速度增大，质量增加，磁偏转的周期变化，粒子不能一直被无限加速，C错误；
D．粒子经过电场加速，磁场不做功，动能不变，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，A、B、C、D是边长为l的正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量均为q的正点电荷，在B点放一个未知点电荷q′后，D点的电场强度恰好等于0。下列说法正确的是（ ）
A. q′是正电荷，电荷量
B. q′是负电荷，电荷量
C. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，静电力一直不做功
D. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，其电势能先变小后变大
【答案】BD
【解析】AB．A点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿AD方向，C点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿CD方向，所以D点的合电场强度方向沿BD方向，故B点的未知点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿DB方向，则B点的未知点电荷带负电，且
所以
故A错误，B正确；
CD．根据等量正电荷电场的分布情况可知，将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减少后增加，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，一个面积为S的矩形线框，以一边ab为轴匀速转动，角速度为ω，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度大小为B，M和N是两个集流环，线框电阻为r，负载电阻为R，交流电流表和连接导线的电阻均不计，若由图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置时感应电动势最大
B. 电流表的示数为
C. 从图示位置转过90°的时间内，通过负载电阻R的电荷量为
D. 从图示位置转过90°的时间内，负载电阻R上产生的热量为
【答案】BCD
【解析】A．图示位置时，穿过线圈的磁通量达到最大，则磁通量的变化率为0，感应电动势为0，故A错误；
B．根据题意可得
所以
所以电流表的示数为
故B正确；
C．通过负载电阻R的电荷量为
故C正确；
D．负载电阻R上产生的热量为
故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用如图甲所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验。
（1）本实验要求轨道末端切线水平，入射小球和被碰小球半径相同，在同一组实验中，入射小球________（选填“必须”或“不必须”）从同一位置由静止释放。
（2）未放被碰小球，多次从同一位置由静止释放入射小球，小球在纸上留下很多个痕迹，如图乙所示，为了确定平均落点，最合理的是_________（选填正确选项）
A. a圆圆心B. b圆圆心C. c圆圆心的
（3）入射小球A、被碰小球B两球的质量分别为，小球落地点的位置距O点的距离如图丙所示。利用图丙实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为________（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）必须 （2）C （3）0.98
【解析】（1）同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的初速度相同。
（2）小球多次落点在纸上形成一簇分布，需要选取能尽量“囊括”所有落点并且半径尽可能小的圆的圆心来确定小球的平均落点，可知图中标号c的圆心最合理。
故选C。
（3）碰前小球 A 的水平速度为
碰后小球 A、B 的水平速度分别为，
则碰前总动量
碰后总动量
将数据代入，计算得
12. 某同学做练习使用多用电表实验。
（1）用欧姆表测量未知电阻，电表的选择开关旋至欧姆挡“”倍率，进行一系列正确操作后，指针位置如图甲中M所示，为了使测量结果准确一些，他需要将选择开关旋至欧姆挡_________（选填“”或“”）倍率，重新欧姆调零后，最终他测量未知电阻时指针位置如图甲中N所示，则未知电阻的测量值为_________。
（2）如图乙所示，将多用电表正确接入电路测电流，则此时与q连接的应为多用电表的_________（选填“红”或“黑”）表笔。
（3）某同学制作了水果电池组（内阻约，为了测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A．电流表A（，内阻为）
B．电压表V（，内阻约为）
C．滑动变阻器R（）
D．开关、导线各若干
①为了较为准确测量，应该选择的实验电路是图中的_________。（选填“丙”或“丁”）
②据选定的电路图，连接好电路后，调节滑动变阻器滑片位置测得电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势_________V（保留三位有效数字），内电阻_________（取整数）。
【答案】（1） 13 （2）红 （3）丁 1.82~1.88之间均可 1014
【解析】（1）[1]由图甲可知，选择欧姆挡“”倍率时，指针偏转角度很小；为了使测量结果准确一些，应该选择更小的倍率，使指针有较大的偏转角度，所以应该选择“”倍率。
[2]由图甲可知，未知电阻的测量值为。
（2）使用多用电表接入电路测电流时，多用表和普通的电流表接法相同，都是“正进负出”；多用表用红色表笔表示正接线柱，用黑色表笔表示负接线柱。根据图乙所示的电路，q连接的应为多用电表的红表笔。
（3）[1]由仪表参数可知，电压表的内阻与水果电池组的内阻极为接近，所以电压表的分流作用较大，则相对于水果电池组来说应采用图丁所示的电流表内接法。
[2]根据闭合电路的欧姆定律可得
根据图像可知
[3]内电阻为
13. 光滑水平平台上有一个滑块D，滑块D右侧面是半径为R光滑圆弧，圆弧面与平台相切，小球A从滑块D圆弧面的最高点静止释放。已知A、D的质量分别为mA=m，mD=3m，小球可视为质点，重力加速度为g。求：
（1）小球刚滑到圆弧面底端时，滑块的位移大小；
（2）小球刚滑到圆弧面底端时，小球的速度大小。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）对系统，水平方向动量守恒，总动量为零，根据动量守恒的位移表达式有
两者的相对位移关系有
解得
（2）在水平方向，由动量守恒定律有
对系统，由能量守恒定律有
解得
14. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度一端连接的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。质量为的导体棒放在导轨上，其电阻，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好并始终与导轨垂直，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右做匀速运动，速度，并开始计时。求：

（1）感应电动势和、两点间的电势差；
（2）在时间内，拉力做的功；
（3）在末，撤去拉力，导体棒会逐渐减速直至停止运动。求从开始至停止的全过程中电阻上产生的焦耳热。
【答案】（1）， ；（2）；（3）
【解析】（1）感应电动势
M、N两点间的电势差
（2）棒匀速运动，受平衡力
拉力做的功
（3）撤去拉力之前，拉力做功等于回路中产生的焦耳热，撤去之后棒动能全部转化为焦耳热
，
又因为R与r串联，R产生的焦耳热
15. 如图所示，平面直角坐标系的第一象限内某区域存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，x轴下方存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴下方放置一足够长的荧光屏，荧光屏一端固定在x轴上的Q点，且可绕Q点转动。从O点沿OP方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以不同速率沿直线运动到P点后进入有界匀强磁场区域，最终所有粒子都垂直经过x轴上NM段。速率最大的粒子在垂直x轴经过M点前都在磁场内运动，不计粒子重力，。求：
（1）粒子速率的最大值和最小值。
（2）粒子在第一象限内运动时间的最大值与最小值之差。
（3）若速率最大的粒子与速率最小的粒子打在荧光屏同一位置，荧光屏与x轴负方向夹角的正切值。
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】（1）由题意可知速度最大的粒子运动轨迹如图，圆心O2，由几何关系
解得
可知，
速度最小的粒子运动轨道圆心为O1，则由几何关系
解得rmin=2l
根据
可得
解得最大速率
最小速率
（2）粒子在磁场中运动的周期
由（1）中分析可知，粒子在磁场中转过的角度相等，则粒子在磁场中运动的时间相等，则粒子速率越小在第一象限内运动时间越长，速率越大在第一象限内运动时间越短。粒子在第一象限内运动的最短时间
粒子在第一象限内运动的最长时间
又
则时间差
（3）粒子离开磁场后进入电场，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，设打到荧光屏上的位置距离x轴的距离为y，因相同的粒子在电场中的加速度相同，设为a，则，，，
其中
解得
荧光屏与x轴负方向夹角的正切值
解得输入：100~240V 50/60Hz
输出：5V 4A