湖北省云学名校联盟2023-2024学年高二下学期3月联考物理试卷（A）

试卷更新日期：2024-03-26 类型：月考试卷

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一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 关于物理学家的贡献，下列说法正确的是（　　）

A、法拉第提出了场的概念 B、库仑最早测得元电荷的数值 C、密立根通过扭秤实验总结出了静电力的规律 D、奥斯特提出通过形象直观的磁感线来研究磁场

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2. 如图为某种静电喷涂装置的原理图，接上高压电源后装置的两极间产生强电场（图中相邻的等势面间的电势差相等）。在强电场作用下，一带正电液滴（油漆）从发射极飞向吸板，a、b是其运动路径上的两个点，不计液滴重力，下列说法正确的是（　　）

A、a点的电场强度小于b点的电场强度 B、a点的电势低于b点的电势 C、液滴在a点的加速度小于在b点的加速度 D、液滴在a点的电势能大于在b点的电势能

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3. 如图所示，带负电的玻璃圆盘绕沿着东西方向的轴 $O O^{'}$ 以一定的角速度匀速转动（从东向西看为逆时针方向），在圆盘西侧轴线上的小磁针静止时（　　）

A、N极沿轴线东偏北方向 B、N极沿轴线西偏北方向 C、N极沿轴线东偏南方向 D、N极沿轴线西偏南方向

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4. 《梦溪笔谈》记载：“予友人家有一琵琶，置之虚室，以管色（一种管状乐器）奏双调，琵琶弦辄有声应之，奏他调则不应，宝之以为异物。殊不知此乃常理。二十八调但有声同者即应……”。此“常理”主要是指（　　）

A、波的反射现象 B、共振现象 C、波的衍射现象 D、多普勒效应

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5. 2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　）

A、图乙中线圈所处位置是中性面 B、在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C、在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 D、在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上

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6. 如图为雀尾螳螂虾，它的“铁拳”可在 $0.02 s$ 内以接近 $80 k m / h$ 的速度挥出，出拳冲击力度高达 $600 N$ 。若“铁拳”挥出过程中，不考虑其他力的作用，则下列估算正确的是（　　）

A、“铁拳”的质量约为 $50 g$ B、“铁拳”的加速度大约为 $100 m / s^{2}$ C、“铁拳”的动量约增大了 $120 k g \cdot m / s$ D、“铁拳”所受合力的冲量大约为 $12 N \cdot s$

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7. 如图甲所示，质量相等的小球和点光源分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一高度，静止时间距为 $l$ ，竖直放置的光屏与小球水平间距为 $2 l$ ，小球和光源做小振幅运动时，在光屏上可观测到小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图乙所示，则（　　）

A、 $t = 0$ 时刻小球处于平衡位置 B、 $t = t_{1}$ 时刻光源的加速度方向向上 C、 $t = t_{2}$ 时刻小球与影子相位差为0 D、 $t = t_{3}$ 时刻影子的位移为 $- 3 A$

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8. 如图，理想变压器原副线圈的匝数比 $n_{1} : n_{2} = 5 : 1$ ，将原线圈接在交流电源上，副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，已知交流电源电压 $u = 220 \sqrt{2} s i n 100 π t (V)$ ，电阻 $R = 10 Ω$ 。现在A、B两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是（　　）

A、在 $A$ 、 $B$ 间接入一理想交流电流表，电流表的示数为 $44 A$ B、在 $A$ 、 $B$ 间接入一相同的电阻R，电压表的示数为 $22 V$ C、在 $A$ 、 $B$ 间接入一导线，只提高交流电的频率，电压表读数不变 D、在 $A$ 、 $B$ 间接入一电感线圈，只提高交流电的频率，电阻R消耗电功率增大

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9. 我国超远距离特高压输电技术处于世界领先地位，图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它的作用是固定导线间距，防止导线相碰。将一正方形绝缘间隔棒支撑四根相互平行的长直导线a、b、c、d，图乙为其截面图，O为几何中心，长直导线a、b、c、d中通有等大同向电流。下列说法正确的是（　　）

A、O点的磁感应强度为零 B、a、b之间的相互作用力为斥力 C、a对b的安培力小于a对c的安培力 D、d受到a、b、c的作用力的合力方向指向O

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10. 如图所示，在光滑、绝缘水平面上有两个完全相同的带电金属小球a、b，它们的质量均为m，a所带电荷量为 $+ 3 q$ ， b所带电荷量为 $+ q$ ， a以速度 $2 v$ ， b以速度v相向运动，两球先接触并发生弹性碰撞，之后分离各自反向运动。小球可视为质点，不计一切阻力，不考虑由于带电小球运动引起的电磁效应。下列说法正确的是（　　）

A、两球碰撞位置在二者初始位置的连线中点左侧 B、整个过程两小球组成系统动量守恒 C、整个过程两小球组成系统机械能先减小后增大 D、某时刻a球向左运动速度为 $\frac{5}{4} v$ 时，系统减少的电势能为 $\frac{13}{16} m v^{2}$

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二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 某同学用图甲的装置测定当地的重力加速度。已知光滑圆弧形轨道 $A B C$ 的半径为R，弧长为 $l$ （ $R ≫ l$ ），B为圆弧轨道的最低点，A、C关于B点所在的竖直线对称。小钢球的半径为 $r$ （ $r ≪ l$ ）。当小钢球经过B点时，光传感器发出的光，恰好能过小钢球的球心。现将小钢球由A点静止释放，沿圆弧轨道 $A B C$ 自由往复运动，光传感器接收端接收到一段时间内的光信号强度变化情况如图乙所示。

(1)、该同学在分析光信号变化情况时，发现 $Δ t$ 与 $Δ T$ 相比，非常小，可以忽略不计。由此可得出， $Δ T_{1} =$ ，小钢球往复运动的周期 $T =$ （结果均用 $Δ T$ 表示）

(2)、小钢球在圆弧轨道上的运动可视为简谐运动，则重力加速度g的表达式为。

(3)、由于在计算周期时忽略了 $Δ t$ ，由此测得的重力加速度的测量值真实值。（填“大于”“小于”或者“等于”）

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12. 为测量水果电池的电动势和内阻，某同学用到如下实验器材：待测水果电池、电阻箱、数字式万用表（内阻远大于普通电压表）、开关、导线若干。实验操作步骤如下：
①按图甲连接电路，多用电表调到“直流电压档”；
②调节电阻箱阻值，闭合开关，记录电阻箱的阻值R和多用电表的示数U，再断开开关；
③调节电阻箱的阻值，重复步骤②；
④根据所记录数据，描点作出 $\frac{1}{U} — \frac{1}{R}$ 图像，如图乙中直线b所示。
完成下列问题：

(1)、根据闭合电路欧姆定律，可以得到 $\frac{1}{U}$ 与 $\frac{1}{R}$ 关系表达式为 $\frac{1}{U} =$ （用E、r和R表示）；

(2)、不考虑多用电表内阻对电路的影响，由图乙中直线b可计算出，该水果电池的电动势 $E =$ $V$ ，内阻 $r =$ $k Ω$ ；（结果均保留2位有效数字）

(3)、若用普通的电压表代替万用电表进行实验，得到的图线可能是图乙中的（填“a”、“b”、“c”或“d”）。

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13. 如图甲所示，水平面上有一圆形线圈，通过导线与足够长的光滑水平导轨相连，线圈内存在垂直线圈平面方向竖直向上的匀强磁场，其磁感应强度 $B_{1}$ 大小随时间变化图像如图乙所示。平行光滑金属导轨处于磁感应强度大小为 $B_{2}$ 、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一导体棒 $M N$ 垂直于导轨水平放置，由静止释放。已知线圈匝数 $n = 10$ ，面积 $S = 0.02 m^{2}$ ，其电阻 $R_{1} = 0.1 Ω$ ，导轨相距 $L = 0.1 m$ ，磁感应强度 $B_{2} = 2.0 T$ ，导体棒质量 $m = 0.5 k g$ ，其电阻 $R_{2} = 0.3 Ω$ ，其余电阻不计。求

(1)、 $t = 0$ 时刻，导体棒中的电流I的大小及方向；

(2)、 $t = 0$ 时刻，导体棒加速度大小和方向；

(3)、导体棒的最大速度的大小。

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14. 在 $x O y$ 平面内有垂直纸面的匀强磁场，方向如图所示。x轴上方磁场磁感应强度为B，下方磁场磁感应强度为 $2 B$ ，甲、乙两个质量均为m、电荷量均为q的带电粒子分别从点 $P_{0}$ 和点 $P_{1}$ 沿水平方向射出，以速度大小为 $v_{0}$ 、 $v_{1}$ （未知）进入磁场，第一次同时到达x轴上的点M且速度均垂直于x轴，不考虑电荷间的相互作用和边界效应。求

(1)、甲、乙两个带电粒子分别带什么电荷；

(2)、乙粒子的速度大小 $v_{1}$ （用 $v_{0}$ 表示）；

(3)、若甲、乙在M点发生弹性碰撞，求甲粒子从点 $P_{0}$ 射出到第二次经过x轴的坐标和所需的时间。

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15. 如图，半径 $r = 0.4 m$ 的固定水平金属圆环内存在方向竖直向上，磁感应强度 $B_{1} = 2 T$ 的匀强磁场，可绕圆心O转动的金属棒 $O A$ 的A端与圆环接触良好。间距 $l = 1 m$ 的两平行长直导轨 $G H$ 和 $E F$ 与水平面的夹角 $θ = 37 °$ ，导轨 $G H$ 与金属环相连， $E F$ 与金属杆O端相连。导轨平面的 $C D Q P$ 矩形区域内存在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小 $B_{2} = 1 T$ 的匀强磁场。初始时，一质量 $m = 0.2 k g$ 、长 $1 m$ 的金属棒 $M N$ 垂直导轨放置并锁定。当杆 $O A$ 以角速度 $ω = 2.5 r a d / s$ 沿顺时针方向匀速转动时，解除 $M N$ 的锁定，之后在 $t = 0$ 时刻 $M N$ 以速度 $v_{1} = 1 m / s$ 进入磁场，同时用外力控制 $M N$ 棒，使 $M N$ 棒在磁场中做匀加速直线运动， $1 s$ 后以 $v_{2} = 2 m / s$ 的速度离开磁场，此过程中 $M N$ 棒始终与导轨接触良好。已知重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ，金属棒 $O A$ 、 $M N$ 的电阻均为 $R = 1 Ω$ ，其余电阻均不计。求

(1)、 $t = 0$ 时刻 $M N$ 棒受到的安培力大小 $F_{A}$ ；

(2)、 $M N$ 棒受到的外力 $F$ 与时间 $t$ 的关系式；

(3)、在磁场运动的过程中，通过 $M N$ 棒的电荷量。

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