2024湖北省云學(xué)名校聯(lián)盟高二下學(xué)期3月聯(lián)考物理試卷（A）含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

考試時(shí)長：75分鐘滿分：100分
一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
1. 關(guān)于物理學(xué)家的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是（）
A. 法拉第提出了場的概念
B. 庫侖最早測得元電荷的數(shù)值
C. 密立根通過扭秤實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了靜電力的規(guī)律
D. 奧斯特提出通過形象直觀的磁感線來研究磁場
【答案】A
【解析】
【詳解】A．法拉第提出了場的概念，故A正確；
B．密立根最早測得元電荷的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；
C．庫侖通過扭秤實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了靜電力的規(guī)律，故C錯(cuò)誤；
D．法拉第提出通過形象直觀的磁感線來研究磁場，故D錯(cuò)誤。
故選A。
2. 如圖為某種靜電噴涂裝置的原理圖，接上高壓電源后裝置的兩極間產(chǎn)生強(qiáng)電場（圖中相鄰的等勢面間的電勢差相等）。在強(qiáng)電場作用下，一帶正電液滴（油漆）從發(fā)射極飛向吸板，a、b是其運(yùn)動路徑上的兩個(gè)點(diǎn)，不計(jì)液滴重力，下列說法正確的是（）
A. a點(diǎn)的電場強(qiáng)度小于b點(diǎn)的電場強(qiáng)度
B. a點(diǎn)的電勢低于b點(diǎn)的電勢
C. 液滴在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度
D. 液滴在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能
【答案】D
【解析】
【詳解】A．等差等勢線的疏密反映場強(qiáng)的大小，由圖可知a處的等勢線較密，則
故A錯(cuò)誤；
B．高壓電源左為正極，則所加強(qiáng)電場的場強(qiáng)向右，而沿著電場線電勢逐漸降低，可知
故B錯(cuò)誤；
C．液滴的重力不計(jì)，根據(jù)牛頓第二定律可知，液滴的加速度為
因，得液滴在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度，故C錯(cuò)誤；
D．液滴在強(qiáng)電場作用下，從發(fā)射極飛向吸板，故說明電場力做正功，電勢能減小，故液滴在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大，故D正確。
故選D。
3. 如圖所示，帶負(fù)電的玻璃圓盤繞沿著東西方向的軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動（從東向西看為逆時(shí)針方向），在圓盤西側(cè)軸線上的小磁針靜止時(shí)（）
A. N極沿軸線東偏北方向B. N極沿軸線西偏北方向
C. N極沿軸線東偏南方向D. N極沿軸線西偏南方向
【答案】B
【解析】
【詳解】所以帶負(fù)電玻璃圓盤如圖所示的旋轉(zhuǎn)，則金屬環(huán)的電流方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，再由右手螺旋定則可以知道磁感線的方向在盤內(nèi)從東向西。因此小磁針N極向西偏，由于地磁場的存在，所以N極沿軸線西偏北方向。
故選B。
4. 《夢溪筆談》記載：“予友人家有一琵琶，置之虛室，以管色（一種管狀樂器）奏雙調(diào)，琵琶弦輒有聲應(yīng)之，奏他調(diào)則不應(yīng)，寶之以為異物。殊不知此乃常理。二十八調(diào)但有聲同者即應(yīng)……”。此“常理”主要是指（）
A. 波的反射現(xiàn)象B. 共振現(xiàn)象
C. 波的衍射現(xiàn)象D. 多普勒效應(yīng)
【答案】B
【解析】
【詳解】當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體將會發(fā)生共振現(xiàn)象。文中提到的“常理”主要是指共振現(xiàn)象。
故選B。
5. 2023年6月14日，我國自主研發(fā)的首臺兆瓦級漂浮式波浪能發(fā)電裝置“南鯤號”在廣東珠海投入試運(yùn)行，如圖甲。南鯤號發(fā)電原理可作如下簡化：海浪帶動浪板上下擺動，驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，其中浪板和轉(zhuǎn)子的鏈接裝置使轉(zhuǎn)子只能單方向轉(zhuǎn)動。如圖乙，若轉(zhuǎn)子帶動線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，并向外輸出電流，下列說法正確的是（）
A. 圖乙中線圈所處位置是中性面
B. 在圖乙所示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量最大
C. 在圖乙所示位置時(shí)，線圈a端電勢高于b端電勢
D. 在圖乙所示位置時(shí)，線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向上
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．圖乙中線圈所處位置與磁感線平行，穿過線圈的磁通量最小，與中性面垂直，故AB錯(cuò)誤；
C．根據(jù)右手定則可知此時(shí)線圈內(nèi)部電流從b到a，則線圈轉(zhuǎn)動到如圖所示位置時(shí)端電勢高于端電勢，故C正確；
D．線圈內(nèi)部電流從b到a，根據(jù)左手定則可知線圈靠近S極的導(dǎo)線受到的安培力方向向下，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 如圖為雀尾螳螂蝦，它的“鐵拳”可在內(nèi)以接近的速度揮出，出拳沖擊力度高達(dá)。若“鐵拳”揮出過程中，不考慮其他力的作用，則下列估算正確的是（）
A. “鐵拳”的質(zhì)量約為
B. “鐵拳”的加速度大約為
C. “鐵拳”的動量約增大了
D. “鐵拳”所受合力的沖量大約為
【答案】D
【解析】
【詳解】D．“鐵拳”在揮出過程中所受合力的沖量
故D正確；
C．由動量定理得揮出過程中“鐵拳”的動量增加量
故C錯(cuò)誤；
A．“鐵拳”的質(zhì)量約為
故A錯(cuò)誤；
B．“鐵拳”的加速度約為
故B錯(cuò)誤。
故選D。
7. 如圖甲所示，質(zhì)量相等的小球和點(diǎn)光源分別用相同的彈簧豎直懸掛于同一高度，靜止時(shí)間距為，豎直放置的光屏與小球水平間距為，小球和光源做小振幅運(yùn)動時(shí)，在光屏上可觀測到小球影子的運(yùn)動。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動圖像如圖乙所示，則（）
A. 時(shí)刻小球處于平衡位置B. 時(shí)刻光源的加速度方向向上
C. 時(shí)刻小球與影子相位差為0D. 時(shí)刻影子的位移為
【答案】C
【解析】
【詳解】A．由圖乙可知，時(shí)刻小球處于正向位移最大處，故A錯(cuò)誤；
B．由圖乙可知，時(shí)刻光源位于平衡位置，加速度為零，故B錯(cuò)誤；
C．由圖乙可知，小球與光源的振動步調(diào)總是相反，由于影子是光源發(fā)出的光被小球遮擋后，在屏上留下的陰影，可知影子與小球的振動步調(diào)總是相同，故時(shí)刻小球與影子相位差為0，故C正確；
D．由圖乙可知，時(shí)光源位于最低點(diǎn)，小球位于最高點(diǎn)，根據(jù)直線傳播能夠在屏上影子的位置也處于最高點(diǎn)，即影子位于正方向上的最大位移處，根據(jù)幾何關(guān)系有
解得時(shí)刻影子的位移為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
8. 如圖，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比，將原線圈接在交流電源上，副線圈上電阻R和理想交流電壓表并聯(lián)接入電路，已知交流電源電壓，電阻?，F(xiàn)在A、B兩點(diǎn)間接入不同的電子元件，下列說法正確的是（）
A. 在、間接入一理想交流電流表，電流表的示數(shù)為
B. 在、間接入一相同的電阻R，電壓表的示數(shù)為
C. 在、間接入一導(dǎo)線，只提高交流電的頻率，電壓表讀數(shù)不變
D. 在、間接入一電感線圈，只提高交流電頻率，電阻R消耗電功率增大
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．交流電源電動勢的有效值為
根據(jù)理想變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，即有：
副線圈兩端的電壓有效值為
在、間接入一理想交流電流表，電流表的示數(shù)為
故A錯(cuò)誤；
B．若在AB間串聯(lián)一相同電阻R，電壓表測得R兩端電壓為U，則
故B正確；
C．在、間接入一導(dǎo)線，只提高交流電頻率，電壓表讀數(shù)不變，故C正確；
D．在、間接入一電感線圈，電感線圈阻支流，通直流，只提高交流電的頻率，副線圈閉合回路中電流減小，根據(jù)可知電阻R消耗電功率減小，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
9. 我國超遠(yuǎn)距離特高壓輸電技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，圖甲為某高壓直流輸電線上使用的“正方形絕緣間隔棒”，它的作用是固定導(dǎo)線間距，防止導(dǎo)線相碰。將一正方形絕緣間隔棒支撐四根相互平行的長直導(dǎo)線a、b、c、d，圖乙為其截面圖，O為幾何中心，長直導(dǎo)線a、b、c、d中通有等大同向電流。下列說法正確的是（）
A. O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
B. a、b之間的相互作用力為斥力
C. a對b的安培力小于a對c的安培力
D. d受到a、b、c的作用力的合力方向指向O
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．因四條導(dǎo)線中的電流大小相等，O點(diǎn)與四條導(dǎo)線的距離均相等，由右手定則和對稱性可知，在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等大反向，所以四條導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于零，故A正確；
B．通電導(dǎo)線之間滿足“同向相吸、異向排斥”的規(guī)律，所以a、b之間的相互作用力為引力，故B錯(cuò)誤；
C．相比離更近些，處于較強(qiáng)的磁場區(qū)域，由
安培力大小與B成正比，可知a對b的安培力大于a對c的安培力，故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)“同向電流吸引，反向電流排斥”的推論可知，受其余三條導(dǎo)線的吸引力分別指向三條導(dǎo)線，根據(jù)對稱性，與對的安培力大小相等，所以兩者合力指向ac方向，再與對的安培力（沿ac方向）合成，總安培力方向沿正方形的對角線ac方向即指向O，故D正確。
故選AD。
10. 如圖所示，在光滑、絕緣水平面上有兩個(gè)完全相同的帶電金屬小球a、b，它們的質(zhì)量均為m，a所帶電荷量為，b所帶電荷量為，a以速度，b以速度v相向運(yùn)動，兩球先接觸并發(fā)生彈性碰撞，之后分離各自反向運(yùn)動。小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，不考慮由于帶電小球運(yùn)動引起的電磁效應(yīng)。下列說法正確的是（）
A. 兩球碰撞位置在二者初始位置的連線中點(diǎn)左側(cè)
B. 整個(gè)過程兩小球組成系統(tǒng)動量守恒
C. 整個(gè)過程兩小球組成系統(tǒng)機(jī)械能先減小后增大
D. 某時(shí)刻a球向左運(yùn)動速度為時(shí)，系統(tǒng)減少的電勢能為
【答案】BCD
【解析】
【詳解】A.對小球a、b有
因?yàn)閮尚∏蛲耆嗤?br>又由
有
對小球a
對小球b
得
又
得
即在發(fā)生碰撞在右側(cè)，故A錯(cuò)誤；
BC．整個(gè)過程兩小球組成系統(tǒng)所受合外力為0，所以系統(tǒng)動量守恒，靠近時(shí)庫侖力做負(fù)功，所以系統(tǒng)機(jī)械能減少，遠(yuǎn)離時(shí)庫侖力做正功，所以機(jī)械能增加，故BC正確；
D．根據(jù)動量守恒定律，設(shè)向右為正方向，對小球a、b有
即
，
由功能關(guān)系有
故D正確。
故選BCD。
二、非選擇題：本題共5小題，共60分。
11. 某同學(xué)用圖甲的裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取Ｒ阎饣瑘A弧形軌道的半徑為R，弧長為（），B為圓弧軌道的最低點(diǎn)，A、C關(guān)于B點(diǎn)所在的豎直線對稱。小鋼球的半徑為（）。當(dāng)小鋼球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，光傳感器發(fā)出的光，恰好能過小鋼球的球心?，F(xiàn)將小鋼球由A點(diǎn)靜止釋放，沿圓弧軌道自由往復(fù)運(yùn)動，光傳感器接收端接收到一段時(shí)間內(nèi)的光信號強(qiáng)度變化情況如圖乙所示。
（1）該同學(xué)在分析光信號變化情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)與相比，非常小，可以忽略不計(jì)。由此可得出，________，小鋼球往復(fù)運(yùn)動的周期________（結(jié)果均用表示）
（2）小鋼球在圓弧軌道上的運(yùn)動可視為簡諧運(yùn)動，則重力加速度g的表達(dá)式為________。
（3）由于在計(jì)算周期時(shí)忽略了，由此測得的重力加速度的測量值________真實(shí)值。（填“大于”“小于”或者“等于”）
【答案】（1） ①. ②.
（2）
（3）大于
【解析】
小問1詳解】
根據(jù)圖乙可知
由于與相比，非常小，可以忽略不計(jì)，解得小鋼球往復(fù)運(yùn)動的周期為
【小問2詳解】
單擺的擺長
根據(jù)
結(jié)合上述解得
【小問3詳解】
由于在計(jì)算周期時(shí)忽略了，即測量的周期偏小，根據(jù)上述可知，測得重力加速度值與真實(shí)值相比是偏大，故由此測得的重力加速度的測量值大于真實(shí)值。
12. 為測量水果電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)用到如下實(shí)驗(yàn)器材：待測水果電池、電阻箱、數(shù)字式萬用表（內(nèi)阻遠(yuǎn)大于普通電壓表）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
①按圖甲連接電路，多用電表調(diào)到“直流電壓檔”；
②調(diào)節(jié)電阻箱阻值，閉合開關(guān)，記錄電阻箱的阻值R和多用電表的示數(shù)U，再斷開開關(guān)；
③調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，重復(fù)步驟②；
④根據(jù)所記錄數(shù)據(jù)，描點(diǎn)作出圖像，如圖乙中直線b所示。
完成下列問題：
（1）根據(jù)閉合電路歐姆定律，可以得到與關(guān)系表達(dá)式為________（用E、r和R表示）；
（2）不考慮多用電表內(nèi)阻對電路的影響，由圖乙中直線b可計(jì)算出，該水果電池的電動勢________，內(nèi)阻________；（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
（3）若用普通的電壓表代替萬用電表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到的圖線可能是圖乙中的________（填“a”、“b”、“c”或“d”）。
【答案】（1）
（2） ①. 1.0 ②. 0.80
（3）a
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)閉合電路歐姆定律
整理可得
【小問2詳解】
[1][2] 則可知圖線b的截距
圖像斜率
由圖線b可知
所以
【小問3詳解】
若用普通的電壓表代替萬用電表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于電壓表內(nèi)阻不是無窮大，會導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差，由閉合回路歐姆定律有
得
可見圖線斜率不變，但截距變化，所以得到圖線可能是圖乙中的a。
13. 如圖甲所示，水平面上有一圓形線圈，通過導(dǎo)線與足夠長的光滑水平導(dǎo)軌相連，線圈內(nèi)存在垂直線圈平面方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。平行光滑金屬導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場中。一導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌水平放置，由靜止釋放。已知線圈匝數(shù)，面積，其電阻，導(dǎo)軌相距，磁感應(yīng)強(qiáng)度，導(dǎo)體棒質(zhì)量，其電阻，其余電阻不計(jì)。求
（1）時(shí)刻，導(dǎo)體棒中的電流I的大小及方向；
（2）時(shí)刻，導(dǎo)體棒加速度大小和方向；
（3）導(dǎo)體棒的最大速度的大小。
【答案】（1），從到；（2），水平向右；（3）
【解析】
【詳解】（1）時(shí)刻，感應(yīng)電動勢為
導(dǎo)體棒中的電流的大小為
根據(jù)楞次定律，導(dǎo)體棒中的電流方向?yàn)閺牡健?br>（2）根據(jù)牛頓第二定律
解得時(shí)刻，導(dǎo)體棒的加速度大小為
根據(jù)左手定則，導(dǎo)體棒受到的安培力水平向右，故導(dǎo)體棒的加速度水平向右。
（3）當(dāng)導(dǎo)體棒受到的安培力為零時(shí)，即回路中的感應(yīng)電流為零時(shí)，導(dǎo)體棒的速度最大，則
解得導(dǎo)體棒的最大速度的大小為
14. 在平面內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，方向如圖所示。x軸上方磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，下方磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為，甲、乙兩個(gè)質(zhì)量均為m、電荷量均為q的帶電粒子分別從點(diǎn)和點(diǎn)沿水平方向射出，以速度大小為、（未知）進(jìn)入磁場，第一次同時(shí)到達(dá)x軸上的點(diǎn)M且速度均垂直于x軸，不考慮電荷間的相互作用和邊界效應(yīng)。求
（1）甲、乙兩個(gè)帶電粒子分別帶什么電荷；
（2）乙粒子的速度大小（用表示）；
（3）若甲、乙在M點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞，求甲粒子從點(diǎn)射出到第二次經(jīng)過x軸的坐標(biāo)和所需的時(shí)間。
【答案】（1）甲粒子帶正電，乙粒子帶正電；（2）；（3），
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)左手定則，甲粒子帶正電，乙粒子帶正電。
（2）根據(jù)洛倫茲力提供向心力
可得
（3）甲、乙在M點(diǎn)發(fā)生彈性碰撞，以向下為正方，設(shè)碰撞后甲粒子的速度為，乙粒子的速度為，根據(jù)動量守恒以及能量守恒可得
解得
，
可知甲粒子將反彈，根據(jù)洛倫茲力提供向心力
解得
根據(jù)幾何關(guān)系有
則甲粒子從點(diǎn)射出到第二次經(jīng)過x軸的坐標(biāo)為，甲粒子碰撞前后的運(yùn)動周期為
甲粒子從點(diǎn)射出到第二次經(jīng)過x軸的坐標(biāo)和所需的時(shí)間為
15. 如圖，半徑的固定水平金屬圓環(huán)內(nèi)存在方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場，可繞圓心O轉(zhuǎn)動的金屬棒的A端與圓環(huán)接觸良好。間距的兩平行長直導(dǎo)軌和與水平面的夾角，導(dǎo)軌與金屬環(huán)相連，與金屬桿O端相連。導(dǎo)軌平面的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的勻強(qiáng)磁場。初始時(shí)，一質(zhì)量、長的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置并鎖定。當(dāng)桿以角速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，解除的鎖定，之后在時(shí)刻以速度進(jìn)入磁場，同時(shí)用外力控制棒，使棒在磁場中做勻加速直線運(yùn)動，后以的速度離開磁場，此過程中棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。已知重力加速度g取，，金屬棒、的電阻均為，其余電阻均不計(jì)。求
（1）時(shí)刻棒受到的安培力大小；
（2）棒受到的外力與時(shí)間的關(guān)系式；
（3）在磁場運(yùn)動的過程中，通過棒的電荷量。
【答案】（1）；（2），沿軌道向下為正方向；（3）
【解析】
【詳解】（1）金屬桿勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為，由法拉第電磁感應(yīng)定律
進(jìn)入磁場后，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為
回路中電流
所受的安培力
時(shí)，將代入解得
（2）在磁場中做勻加速直線運(yùn)動
的速度
取沿軌道向下為正方向，對，根據(jù)牛頓第二定律
解得
（3）導(dǎo)體棒所受安培力的沖量
又
由可知時(shí)
時(shí)
故外力的沖量
由動量定理
解得

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