湖南省名校联考联合体2021-2022学年高二下学期物理3月联考试卷

试卷更新日期：2022-04-01 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 某中学科技活动小组表演“震撼动量球”实验，为感受碰撞过程中的受力，在互动环节，表演者将球抛向观众，假设一质量约为2kg的超大气球以 $2 m / s$ 的速度竖直下落到某观众手面，该观众双手上推，使气球以原速度大小竖直向上弹出，球与手的作用时间为0.2s，忽略气球所受浮力及空气阻力， $g = 10 m / s^{2}$ ，则观众双手受的压力大小为（）

A、30N B、60N C、90N D、120N

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2. 如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是（）

A、振动周期为5s，振幅为8cm B、第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值 C、从第1s末到2s末振子的位移增加，振子在做加速度增大的加速运动 D、第3s末振子的速度为最大

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3. 根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②烛焰在竖立肥皂膜中影像出现水平条纹；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感，这些物理现象分别属于波的（）

A、干涉、衍射、多普勒效应、偏振 B、折射、干涉、偏振、多普勒效应 C、衍射、干涉、多普勒效应、偏振 D、衍射、偏振、折射、多普勒效应

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4. 如图所示，电阻忽略不计的两平行的粗糙金属导轨水平固定在匀强磁场中，磁感应强度 $B = 5 T$ ，方向垂直于金属棒ab，与导轨平面的夹角 $α = 53 °$ ，导轨宽度为 $L = 0.5 m$ ，一端与电源连接，电源电动势 $E = 10 V$ ，内阻 $r = 0.5 Ω$ ，一质量为 $m = 1 k g$ 的金属棒ab垂直于平行导轨放置并接触良好，连入导轨间金属棒的电阻 $R = 4.5 Ω$ ， ab与导轨间的动摩擦因数为 $μ = 0.5$ （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），拉力F为平行于金属导轨且垂直于金属棒方向，棒ab处于静止状态．已知 $s i n 53 ° = 0.8$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、通过ab的电流大小为 $\frac{20}{9} A$ B、ab受到的安培力大小为3N C、ab受到的最大静摩擦力为3.5N D、F的取值范围为 $0.5 N \leq F \leq 8.5 N$

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5. 小明同学利用插针法测量半圆柱形玻璃砖的折射率。如图所示，他在白纸上作一直线MN以及它的垂线AB，玻璃砖的圆心为O，其底边与直线MN对齐，在垂线AB上插两枚大头针P₁和P₂。小明在半圆柱形玻璃砖右侧区域内无法观察到P₁、P₂沿AB方向射出的光线，若要观察到，应将玻璃砖的位置作适当调整，下列说法正确的是（）

A、沿MN向M端平移适当距离 B、沿MN向N端平移适当距离 C、向左平移适当距离 D、向右平移适当距离

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6. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狹缝很小，带电粒子穿过的区时间可忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，A处粒子源产生的粒子质量为m、电荷量为 $+ q$ ，在加速器中被加速，加速电压为U，加速过程中不考虑相对论效应和重力影响，则（）

A、加速器加速电压U的周期等于粒子的回旋周期的两倍 B、增大加速电压U，出射粒子动能不变 C、增大磁感应强度B和D形盒半径R，粒子获得动能可能减小 D、粒子在D形盒中运动时间与加速电压U无关

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二、多选题

7. 两个单摆的悬挂位置的高度相同，其摆球质量相等，它们做简谐运动的振动图像如图所示．关于两单摆的摆动情况，下列说法中错误的是（）

A、摆动周期有 $T_{甲} = \frac{3}{2} T_{乙}$ B、摆长有 $L_{甲} = \frac{3}{2} L_{乙}$ C、摆动过程中的 $t_{1}$ 时刻，摆角相等 D、摆动过程中的 $t_{2}$ 时刻，两摆球有最大势能差

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8. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 $t = 0$ 时刻的波形，P、Q两个质点的平衡位置分别位于 $x = 3.5 m$ 和 $x = 6.5 m$ 处．从图示时刻起 $t = 0.5 s$ 时，质点P恰好第二次位于波峰位置，下列说法正确的是（）

A、这列波的周期为0.4s B、这列波的传播速度为 $6 m / s$ C、 $t = 0.6 s$ 时，质点Q位于平衡位置 D、质点Q在0～0.9s内的路程为18cm

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9. 如图，方向垂直纸面向里的匀强磁场，大小随时间的变化率 $\frac{Δ B}{Δ t} = k$ ， k为负常量。用电阻率为 $ρ$ 、横截面积为s的硬导线做成边长为l的正方形线框，让其右半部分在磁场区域并固定于纸面内，则（）

A、导线中感应电流的大小为 $\frac{k l s}{2 ρ}$ B、导线中感应电流的方向为逆时针方向 C、导线框受到的安培力方向为水平向右 D、磁场对方框作用力的大小随时间的变化率为 $\frac{- k^{2} l^{2} s}{8 ρ}$

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10. 如图甲所示，左侧接有定值电阻 $R = 2 Ω$ 的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度 $B = 1 T$ ，导轨间距为 $L = 1 m$ ，一质量 $m = 2 k g$ 、阻值 $r = 2 Ω$ 的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.25$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，金属棒的速度位移图像如图乙所示，则从起点发生 $x = 1 m$ 位移的过程中（）

A、金属棒克服安培力做的功 $W = 0.25 J$ B、通过电阻R的电荷量 $q = 0.25 C$ C、整个系统产生的总热量 $Q = 5.25 J$ D、 $x = 1 m$ 时金属棒的热功率为1W

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三、实验题

11. 某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；
③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P₂；
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P₁、P₃。

(1)、下列说法正确的是____。

A、小球a的质量一定要大于小球b的质量 B、弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑 C、步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同 D、把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平

(2)、本实验必须测量的物理量有____。

A、小球的半径r B、小球a、b的质量m₁、m₂ C、弹簧的压缩量x₁ ，木板距离桌子边缘的距离x₂ D、小球在木板上的压痕P₁、P₂、P₃分别与P之间的竖直距离h₁、h₂、h₃

(3)、用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。

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12. 现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图1所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长。

(1)、将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、、A。

(2)、本实验的步骤有：
①取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，放置单缝、双缝时，必须使缝，并使各元件的中心位于遮光简的轴线上，单缝、双缝间的距离要适当；
③用米尺测量双缝到屏的距离；
④用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离。

(3)、将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮条纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图2所示，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图3中手轮上的示数mm，求得相邻亮条纹的间距 $Δ x$ 为mm；

(4)、已知双缝间距d为 $2.1 \times 1 0^{- 4} m$ ，测得双缝到屏的距离l为0.700m，求得所测红光波长为nm。

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四、解答题

13. 如图所示，半径均为 $R = 0.8 m$ 、质量均为 $M = 3 k g$ 、内表面光滑的两个完全相同的 $\frac{1}{4}$ 圆槽A和B并排放在光滑的水平面上，图中a、c分别为A、B槽的最高点，b、 $b^{'}$ 分别为A、B槽的最低点，A槽的左端紧靠着墙壁，一个质量为 $m = 1 k g$ 的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放， $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小；

(2)、小球C在B槽内运动相对B槽上升的最大高度。

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14. 如图所示xOy坐标系，在第二象限内有水平向右的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小相等，方向如图所示。现有一个质量为 $m$ 、电荷量为 $+ q$ 的带电粒子在该平面内从 $x$ 轴上的 $P$ 点，以垂直于 $x$ 轴的初速度 $v_{0}$ 进入匀强电场，恰好经过 $y$ 轴上的 $Q$ 点且与 $y$ 轴成 $45 °$ 角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 $x$ 轴进入第四象限的磁场。已知 $O P$ 之间的距离为 $d$ （不计粒子的重力）求：

(1)、O点到 $Q$ 点的距离；

(2)、磁感应强度 $B$ 的大小；

(3)、带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过 $x$ 轴的位置到 $O$ 点距离

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15. 如图甲所示，空间存在一宽度为 $2 L$ 的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里.在光滑绝缘水平面内有一边长为 $L$ 的正方形金属线框，其质量 $m = 1 k g$ 、电阻 $R = 4 Ω$ ，在水平向左的外力 $F$ 作用下，以初速度 $v_{0} = 4 m / s$ 匀减速进入磁场，线框平面与磁场垂直，外力 $F$ 大小随时间 $t$ 变化的图线如图乙所示，以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度 $B$ ；

(2)、线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量 $q$ ；

(3)、线框向右运动的最大位移为多少？

(4)、当线框左侧导线即将离开磁场的瞬间，撤去外力 $F$ ，则线框离开磁场过程中产生的焦耳热 $Q$ 多大？

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