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2022-2023学年湖北省云学新高考联盟高二下学期3月联考物理试题 （解析版）
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这是一份2022-2023学年湖北省云学新高考联盟高二下学期3月联考物理试题 （解析版），共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：2023年3月10日10：30~11：45时长：75分钟满分：100分
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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8-11题有多项符合题目要求。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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 安培提出了分子电流假说，奥斯特揭示了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B. 波的干涉现象中，振动加强点的位移始终最大
C. 楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同
D. 圆孔衍射中，孔越小、波长越长，中央亮斑的直径越小
【答案】A
【解析】
【详解】A．安培提出了分子电流假说，奥斯特揭示了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；
B．波干涉现象中，振动加强点的位移并不是始终最大，呈周期性变化，B错误；
C．楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场磁通量的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同，C错误；
D．圆孔衍射中，孔越小、波长越长，衍射现象越明显，中央亮斑的直径越大，D错误。
故选A。
2. 生活中处处有物理，下列生活中有关物理的说法不正确的是（ ）
A. 甲图中，智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理
B. 乙图中，工人采摘松果时机械管抱紧树干，采摘振动头振动以摇动松树，使得松果脱落，采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关
C. 图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
D. 图丁所示竖直的肥皂膜看起来是水平的彩色横纹，是由于光的衍射产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A．无线充电方式与变压器工作原理相同，均是利用了互感的原理，即甲图中，智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理，A正确，不符合题意；
B．采摘振动头振动以摇动松树，松树发生受迫振动，其频率等于驱动力的频率。即等于采摘振动头的振动频率，该频率越接近松树的固有频率，松树的振幅越大，采摘效果越好，即采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关，B正确，不符合题意；
C．急救车靠近人时，人接收到的频率增大，远离时，人接收到的频率减小，即疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，这是由于多普勒效应引起的，C正确，不符合题意；
D．肥皂膜看起来是水平的彩色横纹，是由于光的干涉产生的，D错误，符合题意。
故选D。
3. 如图所示，一带电粒子以垂直于磁感应强度并重直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 轨道半径
C. 粒子的比荷
D. 穿越磁场的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意结合题图可知，粒子进入磁场时，洛伦兹力竖直向下，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；
B．根据题意，做出粒子轨迹的圆心，如图所示
由几何关系可得
故B错误；
C．由牛顿第二定律有
可得
故C正确；
D．根据题意可知，粒子运动的周期为
则粒子的运动时间为
故D错误。
故选C。
4. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为s，不计空气阻力，g取10m/s2，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A. 鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W
B. 该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N
C. 与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s
D. 鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量为0.02N·s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由自由落体公式
鸡蛋落地的速度为
鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为
A错误；
B．由动量定理得
得
故鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N，B正确；
C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为
C错误；
D．鸡蛋下落过程用时为
故鸡蛋下落过程重力的冲量为
D错误；
故选B。
5. 党的二十大报告中，习近平总书记明确指出，中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化，尊重自然、顺应自然、保护自然是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。某调查组在化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为、直径为，左右两端开口，匀强磁场大小为，方向竖直向上（图中未画出），在前后两个内侧面上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，两端电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（ ）
A 若污水中正离子较多，则侧电势比侧电势高
B. 污水中离子浓度越高，两端电压越大
C. 测量管长度越大，两端电压越大
D. 显示器示数
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由左手定则可知，污水中正离子受洛伦兹力向测偏转，负离子受洛伦兹力向测偏转，则侧电势比侧电势低，与正负离子数量无关，故A错误；
BCD．根据题意，由平衡条件有
可得
又有
整理可得
可知，两端电压与污水中离子浓度和测量管长度无关，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 一列简谐横波在时的波形图如图所示，此时波刚好传到质点x=6m处。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。则下列说法正确的是（ ）
A. 波源的起振方向沿y轴的负方向
B. 经过一个周期质点P刚好传到x=6m处
C. 这列波的波速v=10m/s
D. 这列波沿x轴负方向传播
【答案】C
【解析】
【详解】AD．根据振动方程知P点在t=0后向上振动，在波形图中由同侧法得波向x轴正向传播，故AD错误；
B．质点P只是在平衡位置附近做往复振动，不会沿波的传播方向移动，故B错误；
C．由振动方程得
由波形图得，则
C正确。
故选C。
7. “福建舰”是我国完全自主设计并建造的首艘航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，电磁阻拦技术的原理示意图如图所示。在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，MP间接有阻值为R的电阻。一个长度与平行金属导轨间距相等的轻质金属导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与导轨接触良好。舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的金属棒ab，导体棒ab被钩住之后立即获得了和舰载机相同的速度，接着舰载机和金属棒一起减速滑行了一段距离后停下。摩擦阻力、空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒ab运动过程中感应电流的方向为由a到b
B. 舰载机做匀减速直线运动，直至停下
C. 若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，则舰载机和金属棒滑行距离变短
D. 若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机和金属棒滑行的整个过程通过金属棒的电荷量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则：感应电流方向b到a，故A错误；
B．舰载机所受安培力，由
可得
由牛顿第二定律可得
可知舰载机做加速度减小的减速直线运动，直至停下，故B错误；
C．若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机所受安培力减小，则舰载机和金属棒滑行距离变长，故C错误；
D．对舰载机由动量定理得
解得
可知若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机和金属棒滑行的整个过程通过金属棒的电荷量不变，故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示，KLMN是一个电阻R=0.5Ω的单匝竖直矩形闭合导线框，全部处于水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴按俯视的逆时针方向匀速转动，产生的感应电流如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t=0时，线框位于中性面
B. 在MN边与磁场方向的夹角达到30°时（如图），感应电动势的瞬时值e=2.5V
C. 磁通量最大值Wb
D. 该交流电电流的有效值A
【答案】CD
【解析】
【详解】A．t=0时，感应电流最大，则线框位于垂直中性面位置，故Ａ错误；
B．在MN边与磁场方向夹角达到30°时，感应电动势的瞬时值
故B错误；
C．由电动势峰值公式可得
D．电流的有效值为
故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于O、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则下列说法正确的是（ ）
A. 磁场可以沿x方向
B. 若磁场的方向沿y轴的正方向，则
C. 若磁场的方向z沿轴的负方向，则
D. 改变磁场的方向，保持导线位置不变，则磁感应强度的最小值
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若磁场可以沿x方向，则电流方向与磁场方向平行，此时导线所受安培力为0，导线仅仅受到重力与悬线的拉力作用，导线不可能处于静止状态，A错误；
B．若磁场的方向沿y轴的正方向，根据左手定则，安培力方向竖直向上，导线处于静止，则悬线拉力必定为0，则有
解得
B正确；
C．若磁场方向z沿轴的负方向，根据左手定则，安培力方向沿y轴的正方向，对导线进行受力分析如图所示
则有
解得
C错误；
D．改变磁场的方向，保持导线位置不变，作出导线受力动态分析图，如图所示
可知，当安培力最小时，磁感应强度最小，则有
解得
D正确。
故选BD。
10. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，由静止释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间做简谐运动，其中B点为运动过程中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A. s
B. 单摆的摆长l＝2.5m
C. 摆球的质量m＝0.5kg
D. 摆球运动过程中的最大速度m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球从A点运动到C点，再回到A点即为一个周期，根据图像可知T=0.4πs，A正确；
B．由单摆的周期公式为
解得
B错误；
CD．摆球受力分析如图所示
在最高点A，有
Fmin＝mgcsθ＝0.498N
在最低点B，有
从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得
联立并代入数据得
m=0.05kg
m/s
C错误，D正确。
故选AD。
11. 如图所示，虚线MN上方为匀强电场，下方为匀强磁场，匀强电场的场强大小为E，方向竖直向下且与边界MN成θ=45°，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，在电场中有一点P，P点到边界MN的竖直距离为d。现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放（不计粒子所受重力，电场和磁场范围足够大）。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子第一次进入磁场时的速度大小
B. 粒子第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间
C. 粒子第一次离开磁场到第二次进入磁场的时间
D. 粒子第一次在磁场中运动的半径
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设粒子第一次进入磁场时的速度大小为v，由动能定理可得
qEd=
解得
故A正确；
B．粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示
磁场中匀速圆周运动周期
粒子第一次进磁场到第一次出磁场用时
故B正确；
C．电场中由类平抛运动规律
x=vt2
qE=ma
由几何知识可得
x=y
解得
故C错误；
D．由
解得
故D错误。
故选AB。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。解答题应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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流的因素”。
（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，实验小组进行了以下4种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。
A.开关闭合，将螺线管A放在B中，静止不动
B.开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片
C.开关断开，将螺线管A从B中拔出或插入B中
D.将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_________（填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）另一实验小组的实验装置如图乙所示，线圈的两端与电压表相连。分别使线圈距离上管口5cm、10cm、15cm和20cm。强磁体从长玻璃管上端均由静止下落，加速穿过线圈。对比这四次实验，当强磁体穿过线圈的极短时间内，下列说法正确的是_________（选填选项前的字母）。
A.线圈内磁通量的变化量相同
B.电压表的示数依次变大
C.高度相同时，线圈匝数越多，电压表的示数越大
D.高度相同时，电压表的示数与线圈所围面积无关
【答案】 ①. BD##DB ②. 向左偏 ③. ABC
【解析】
【详解】（1）[1]
A．开关闭合，将螺线管A放在B中，静止不动，螺线管B中的磁通量不变，不产生感应电流，A错误；
B．开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片，通过螺线管A的电流改变，电流产生的磁感应强度改变，所以螺线管B中的磁通量变化，产生感应电流，B正确；
C．开关断开，螺线管A中磁感应强度为零，此时从B中拔出或插入B中，B中的磁通量始终为零，不产生感应电流，C错误；
D．将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间，螺线管B中的磁通量变化，产生感应电流，D正确。
故选BD。
（2）[2]闭合开关时螺线管B中的磁通量在变大，此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，当合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，通过螺线管A的电流变小，电流产生的磁感应强度变小，穿过螺线管B中的磁通量减小，可知此时灵敏电流计的指针向左偏。
（3）[3]
AD．线圈内磁通量的变化量与强磁体的磁场强度和线圈面积有关，可知四次实验线圈内磁通量的变化量相同；根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势大小与线圈所围面积有关，A正确，D错误；
B．线圈距离上管口越远，磁体穿过线圈时的速度越大，引起的磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，电压表示数越大，B正确；
C．高度相同时，线圈匝数越多，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，电压表示数越大，C正确。
故选ABC。
13. 某校高二年级物理学习小组想验证A、B两个直径相同的小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。设计以下实验方案：
（1）甲学习小组设计如图甲所示的实验装置，不放B球，让A球从斜槽上E点自由滚下，将B球放置在斜槽末端，让A球再次从斜槽上E点自由滚下，三个落点位置标记为M、N、P。
①为了确认两个小球的直径相同，该同学用游标卡尺测量直径，某次测量的结果如图所示，其读数为______mm。
②下列关于实验的要求正确的是______ 。
A.斜槽轨道必须光滑，且末端必须水平
B.必须要测量斜槽末端的高度
C.A球的质量必须大于B球的质量
D.必须测量A、B球的质量、
③碰后A球的落地点是______（选填“M、N、P”）。
（2）乙学习小组设计如图乙所示的实验装置，点与小球放置于轨道末端时球心等高，将木条竖直立在轨道末端右侧某处，不放B球，让A球从斜轨上某点由静止释放，撞击点为P，把B球放置在轨道的末端，再次让A球从斜轨上某点由静止释放，撞击点为M、N，测得与N、P、M各点的高度差分别为、、，利用天平测量出两小球的质量分别为、。
若表达式______成立，则两球相碰前后的动量守恒；若表达式______成立，则两球相碰前后的动能守恒。
【答案】 ①. 15.75 ②. CD##DC ③. M ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）①[1]根据20分度游标卡尺的读数规则可知，其读数为
②[2]A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，只需保证同一高度释放，在平抛时有相同的水平初速度即可，所以末端必须水平。故A错误；
B．因为每次平抛对应的下落高度均相同，则运动时间也相同。故不需要测量斜槽末端的高度。故B错误；
C．为了防止两球碰撞后入射球反弹，A球的质量必须大于B球的质量。故C正确；
D．因为要验证动量是否守恒，必须测量A、B球的质量、。故D正确。
故选CD。
③[3]根据碰撞规律，碰撞完成后A球速度小于B球速度，且A球速度小于不放B球时的平抛速度，则B球速度大于不放B球时A球速度。故碰后A球的落地点是M点。
（2）[4]若动量守恒，则
平抛过程中初速度和水平位移、竖直位移的关系为
，
则分别代入A球，B球下落的高度，联立方程解得
化简整理得
[5]若动能守恒，则符合
平抛过程中
，
则分别代入A球，B球下落的高度，联立方程解得
化简整理得
14. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率，曲线AC为一圆心为D，半径为R的四分之一圆弧，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分光能从AB、BC面直接射出，已知光在真空中传播速度为c。求：
（1）光线从D点传播到B点所用的时间t；
（2）从AB、BC面有光射出的区域总长度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光在真空中传播的距离为，传播速度为c。光在介质中传播的距离为，传播速度为
光从D点传播到B点所用的时间
（2）如图，设光线到达E点时刚好发生全反射
则有
可得
AE区域有光射出，EB区域发生全反射，在三角形DAE中，有
令，由对称可知，CF区域有光射出，FB区域发生全反射。则从AB、BC面有光射出的区域总长度
15. 世界首条高温超导高速磁悬浮样车在中国下线，我国技术已达世界领先水平。超导磁悬浮列车可以简化为如图所示模型：在水平面上固定两根相距L的平行直导轨，导轨间有大小均为B宽度都为L的匀强磁场，相邻磁场区域的磁场方向相反。整个磁场以速度v水平向右匀速运动，边长为L的单匝正方形线圈abcd悬浮在导轨上方，在磁场力作用下向右运动，并逐渐达到最大速度。匀速运动一段时间后超导磁悬浮列车开始制动，所有磁场立即静止，经位移x停下来。设线圈的电阻为R，质量为m，运动过程中受阻力大小恒为f。求：
（1）线圈运动的最大速度（提示：动生电动势的切割速度为。）；
（2）制动过程线圈产生的焦耳热Q；
（3）从开始制动到停下来所用的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）线圈达到最大速度时，产生的电动势
回路中的电流
线圈受到的安培力
速度最大时，线圈收到的安培力与阻力相等，则有
联立可得
（2）线圈制动过程，有动能定理有：
又由功能关系有
联立可得
（3）减速过程由动量定理有
又有
，，
联立可得
16. 光滑的足够长的固定水平杆上套有物块N，通过一根不可伸长的长度为l=3m的轻绳悬挂物块M（可视为质点），细绳与竖直方向的夹角为53°，开始时物块M、N均由外力固定。一滑板的上表面由长度L=2m的粗糙水平部分AB和半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物块P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为μ（已知μ<1，但具体大小未知）。物块M位于最低点时与物体P处于同一高度。将物块M、N同时由静止释放，当轻绳竖直时，物块M脱离轻绳飞出，恰好与物块P发生弹性碰撞。已知物块M和N质量分别为1kg和3kg，物体P的质量为1kg，轨道ABC的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）从释放物块M、N到轻绳竖直时，物块N的位移x；
（2）物块M与物块P发生碰撞后瞬间物块P的速度；
（3）若碰撞后物块P恰好能滑到轨道ABC的最高点C，动摩擦因数μ的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从释放物块M、N到轻绳竖直的过程中，M、N组成的系统水平方向上动量守恒，则
则有
又因为
解得
（2）M、N运动到轻绳竖直的过程，由能量守恒定律
解得
m/s
M、P碰撞过程有
解得
m/s
（3）物块P滑到轨道ABC的最高点C时共同速度为v，则由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
考试时间：2023年3月10日10：30~11：45时长：75分钟满分：100分
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44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8-11题有多项符合题目要求。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. 下列说法中正确的是（ ）
A. 安培提出了分子电流假说，奥斯特揭示了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B. 波的干涉现象中，振动加强点的位移始终最大
C. 楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同
D. 圆孔衍射中，孔越小、波长越长，中央亮斑的直径越小
【答案】A
【解析】
【详解】A．安培提出了分子电流假说，奥斯特揭示了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，A正确；
B．波干涉现象中，振动加强点的位移并不是始终最大，呈周期性变化，B错误；
C．楞次定律所说的“阻碍”是指阻碍原磁场磁通量的变化，因而感应电流的磁场方向也可能与原磁场方向相同，C错误；
D．圆孔衍射中，孔越小、波长越长，衍射现象越明显，中央亮斑的直径越大，D错误。
故选A。
2. 生活中处处有物理，下列生活中有关物理的说法不正确的是（ ）
A. 甲图中，智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理
B. 乙图中，工人采摘松果时机械管抱紧树干，采摘振动头振动以摇动松树，使得松果脱落，采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关
C. 图丙所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于多普勒效应引起的
D. 图丁所示竖直的肥皂膜看起来是水平的彩色横纹，是由于光的衍射产生的
【答案】D
【解析】
【详解】A．无线充电方式与变压器工作原理相同，均是利用了互感的原理，即甲图中，智能手表采用无线充电方式是利用了互感的原理，A正确，不符合题意；
B．采摘振动头振动以摇动松树，松树发生受迫振动，其频率等于驱动力的频率。即等于采摘振动头的振动频率，该频率越接近松树的固有频率，松树的振幅越大，采摘效果越好，即采摘松果的快慢与采摘振动头的振动频率有关，B正确，不符合题意；
C．急救车靠近人时，人接收到的频率增大，远离时，人接收到的频率减小，即疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，这是由于多普勒效应引起的，C正确，不符合题意；
D．肥皂膜看起来是水平的彩色横纹，是由于光的干涉产生的，D错误，符合题意。
故选D。
3. 如图所示，一带电粒子以垂直于磁感应强度并重直于磁场边界的速度射入宽度为的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 轨道半径
C. 粒子的比荷
D. 穿越磁场的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意结合题图可知，粒子进入磁场时，洛伦兹力竖直向下，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误；
B．根据题意，做出粒子轨迹的圆心，如图所示
由几何关系可得
故B错误；
C．由牛顿第二定律有
可得
故C正确；
D．根据题意可知，粒子运动的周期为
则粒子的运动时间为
故D错误。
故选C。
4. 城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。如图为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小刚同学用下面的实例来检验广告的科学性：设一个50g的鸡蛋从80米的窗户自由落下，鸡蛋与地面撞击时间约为s，不计空气阻力，g取10m/s2，规定竖直向下为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A. 鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为10W
B. 该鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N
C. 与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为2kg·m/s
D. 鸡蛋下落过程（从开始下落到与地面刚好接触的过程）重力的冲量为0.02N·s
【答案】B
【解析】
【详解】A．由自由落体公式
鸡蛋落地的速度为
鸡蛋刚与地面接触时重力的功率为
A错误；
B．由动量定理得
得
故鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为1000N，B正确；
C．与地面撞击过程，鸡蛋的动量改变量为
C错误；
D．鸡蛋下落过程用时为
故鸡蛋下落过程重力的冲量为
D错误；
故选B。
5. 党的二十大报告中，习近平总书记明确指出，中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化，尊重自然、顺应自然、保护自然是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。某调查组在化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为、直径为，左右两端开口，匀强磁场大小为，方向竖直向上（图中未画出），在前后两个内侧面上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，两端电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（ ）
A 若污水中正离子较多，则侧电势比侧电势高
B. 污水中离子浓度越高，两端电压越大
C. 测量管长度越大，两端电压越大
D. 显示器示数
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意，由左手定则可知，污水中正离子受洛伦兹力向测偏转，负离子受洛伦兹力向测偏转，则侧电势比侧电势低，与正负离子数量无关，故A错误；
BCD．根据题意，由平衡条件有
可得
又有
整理可得
可知，两端电压与污水中离子浓度和测量管长度无关，故BC错误，D正确。
故选D。
6. 一列简谐横波在时的波形图如图所示，此时波刚好传到质点x=6m处。介质中x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。则下列说法正确的是（ ）
A. 波源的起振方向沿y轴的负方向
B. 经过一个周期质点P刚好传到x=6m处
C. 这列波的波速v=10m/s
D. 这列波沿x轴负方向传播
【答案】C
【解析】
【详解】AD．根据振动方程知P点在t=0后向上振动，在波形图中由同侧法得波向x轴正向传播，故AD错误；
B．质点P只是在平衡位置附近做往复振动，不会沿波的传播方向移动，故B错误；
C．由振动方程得
由波形图得，则
C正确。
故选C。
7. “福建舰”是我国完全自主设计并建造的首艘航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，电磁阻拦技术的原理示意图如图所示。在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，MP间接有阻值为R的电阻。一个长度与平行金属导轨间距相等的轻质金属导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与导轨接触良好。舰载机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住轨道上的金属棒ab，导体棒ab被钩住之后立即获得了和舰载机相同的速度，接着舰载机和金属棒一起减速滑行了一段距离后停下。摩擦阻力、空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒ab运动过程中感应电流的方向为由a到b
B. 舰载机做匀减速直线运动，直至停下
C. 若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，则舰载机和金属棒滑行距离变短
D. 若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机和金属棒滑行的整个过程通过金属棒的电荷量不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．由右手定则：感应电流方向b到a，故A错误；
B．舰载机所受安培力，由
可得
由牛顿第二定律可得
可知舰载机做加速度减小的减速直线运动，直至停下，故B错误；
C．若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机所受安培力减小，则舰载机和金属棒滑行距离变长，故C错误；
D．对舰载机由动量定理得
解得
可知若仅增加电阻R的阻值，其他条件不变，舰载机和金属棒滑行的整个过程通过金属棒的电荷量不变，故D正确。
故选D。
8. 如图甲所示，KLMN是一个电阻R=0.5Ω的单匝竖直矩形闭合导线框，全部处于水平方向的匀强磁场中，MN边水平，线框绕某一竖直固定轴按俯视的逆时针方向匀速转动，产生的感应电流如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t=0时，线框位于中性面
B. 在MN边与磁场方向的夹角达到30°时（如图），感应电动势的瞬时值e=2.5V
C. 磁通量最大值Wb
D. 该交流电电流的有效值A
【答案】CD
【解析】
【详解】A．t=0时，感应电流最大，则线框位于垂直中性面位置，故Ａ错误；
B．在MN边与磁场方向夹角达到30°时，感应电动势的瞬时值
故B错误；
C．由电动势峰值公式可得
D．电流的有效值为
故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于O、，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。则下列说法正确的是（ ）
A. 磁场可以沿x方向
B. 若磁场的方向沿y轴的正方向，则
C. 若磁场的方向z沿轴的负方向，则
D. 改变磁场的方向，保持导线位置不变，则磁感应强度的最小值
【答案】BD
【解析】
【详解】A．若磁场可以沿x方向，则电流方向与磁场方向平行，此时导线所受安培力为0，导线仅仅受到重力与悬线的拉力作用，导线不可能处于静止状态，A错误；
B．若磁场的方向沿y轴的正方向，根据左手定则，安培力方向竖直向上，导线处于静止，则悬线拉力必定为0，则有
解得
B正确；
C．若磁场方向z沿轴的负方向，根据左手定则，安培力方向沿y轴的正方向，对导线进行受力分析如图所示
则有
解得
C错误；
D．改变磁场的方向，保持导线位置不变，作出导线受力动态分析图，如图所示
可知，当安培力最小时，磁感应强度最小，则有
解得
D正确。
故选BD。
10. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，由静止释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间做简谐运动，其中B点为运动过程中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2.则下列说法正确的是（ ）
A. s
B. 单摆的摆长l＝2.5m
C. 摆球的质量m＝0.5kg
D. 摆球运动过程中的最大速度m/s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球从A点运动到C点，再回到A点即为一个周期，根据图像可知T=0.4πs，A正确；
B．由单摆的周期公式为
解得
B错误；
CD．摆球受力分析如图所示
在最高点A，有
Fmin＝mgcsθ＝0.498N
在最低点B，有
从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得
联立并代入数据得
m=0.05kg
m/s
C错误，D正确。
故选AD。
11. 如图所示，虚线MN上方为匀强电场，下方为匀强磁场，匀强电场的场强大小为E，方向竖直向下且与边界MN成θ=45°，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，在电场中有一点P，P点到边界MN的竖直距离为d。现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P处由静止释放（不计粒子所受重力，电场和磁场范围足够大）。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子第一次进入磁场时的速度大小
B. 粒子第一次进入磁场到第一次离开磁场的时间
C. 粒子第一次离开磁场到第二次进入磁场的时间
D. 粒子第一次在磁场中运动的半径
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设粒子第一次进入磁场时的速度大小为v，由动能定理可得
qEd=
解得
故A正确；
B．粒子在电场和磁场中的运动轨迹如图所示
磁场中匀速圆周运动周期
粒子第一次进磁场到第一次出磁场用时
故B正确；
C．电场中由类平抛运动规律
x=vt2
qE=ma
由几何知识可得
x=y
解得
故C错误；
D．由
解得
故D错误。
故选AB。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。解答题应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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“影响感应电流的因素”。
（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，实验小组进行了以下4种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。
A.开关闭合，将螺线管A放在B中，静止不动
B.开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片
C.开关断开，将螺线管A从B中拔出或插入B中
D.将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将_________（填“向左偏”或“向右偏”）。
（3）另一实验小组的实验装置如图乙所示，线圈的两端与电压表相连。分别使线圈距离上管口5cm、10cm、15cm和20cm。强磁体从长玻璃管上端均由静止下落，加速穿过线圈。对比这四次实验，当强磁体穿过线圈的极短时间内，下列说法正确的是_________（选填选项前的字母）。
A.线圈内磁通量的变化量相同
B.电压表的示数依次变大
C.高度相同时，线圈匝数越多，电压表的示数越大
D.高度相同时，电压表的示数与线圈所围面积无关
【答案】 ①. BD##DB ②. 向左偏 ③. ABC
【解析】
【详解】（1）[1]
A．开关闭合，将螺线管A放在B中，静止不动，螺线管B中的磁通量不变，不产生感应电流，A错误；
B．开关闭合，将螺线管A放在B中不动后向左移动滑片，通过螺线管A的电流改变，电流产生的磁感应强度改变，所以螺线管B中的磁通量变化，产生感应电流，B正确；
C．开关断开，螺线管A中磁感应强度为零，此时从B中拔出或插入B中，B中的磁通量始终为零，不产生感应电流，C错误；
D．将螺线管A放在B中静止不动，开关断开或闭合的瞬间，螺线管B中的磁通量变化，产生感应电流，D正确。
故选BD。
（2）[2]闭合开关时螺线管B中的磁通量在变大，此时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，当合上开关后，A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，通过螺线管A的电流变小，电流产生的磁感应强度变小，穿过螺线管B中的磁通量减小，可知此时灵敏电流计的指针向左偏。
（3）[3]
AD．线圈内磁通量的变化量与强磁体的磁场强度和线圈面积有关，可知四次实验线圈内磁通量的变化量相同；根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势大小与线圈所围面积有关，A正确，D错误；
B．线圈距离上管口越远，磁体穿过线圈时的速度越大，引起的磁通量的变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，电压表示数越大，B正确；
C．高度相同时，线圈匝数越多，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，电压表示数越大，C正确。
故选ABC。
13. 某校高二年级物理学习小组想验证A、B两个直径相同的小球在斜槽末端碰撞时动量是否守恒。设计以下实验方案：
（1）甲学习小组设计如图甲所示的实验装置，不放B球，让A球从斜槽上E点自由滚下，将B球放置在斜槽末端，让A球再次从斜槽上E点自由滚下，三个落点位置标记为M、N、P。
①为了确认两个小球的直径相同，该同学用游标卡尺测量直径，某次测量的结果如图所示，其读数为______mm。
②下列关于实验的要求正确的是______ 。
A.斜槽轨道必须光滑，且末端必须水平
B.必须要测量斜槽末端的高度
C.A球的质量必须大于B球的质量
D.必须测量A、B球的质量、
③碰后A球的落地点是______（选填“M、N、P”）。
（2）乙学习小组设计如图乙所示的实验装置，点与小球放置于轨道末端时球心等高，将木条竖直立在轨道末端右侧某处，不放B球，让A球从斜轨上某点由静止释放，撞击点为P，把B球放置在轨道的末端，再次让A球从斜轨上某点由静止释放，撞击点为M、N，测得与N、P、M各点的高度差分别为、、，利用天平测量出两小球的质量分别为、。
若表达式______成立，则两球相碰前后的动量守恒；若表达式______成立，则两球相碰前后的动能守恒。
【答案】 ①. 15.75 ②. CD##DC ③. M ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）①[1]根据20分度游标卡尺的读数规则可知，其读数为
②[2]A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，只需保证同一高度释放，在平抛时有相同的水平初速度即可，所以末端必须水平。故A错误；
B．因为每次平抛对应的下落高度均相同，则运动时间也相同。故不需要测量斜槽末端的高度。故B错误；
C．为了防止两球碰撞后入射球反弹，A球的质量必须大于B球的质量。故C正确；
D．因为要验证动量是否守恒，必须测量A、B球的质量、。故D正确。
故选CD。
③[3]根据碰撞规律，碰撞完成后A球速度小于B球速度，且A球速度小于不放B球时的平抛速度，则B球速度大于不放B球时A球速度。故碰后A球的落地点是M点。
（2）[4]若动量守恒，则
平抛过程中初速度和水平位移、竖直位移的关系为
，
则分别代入A球，B球下落的高度，联立方程解得
化简整理得
[5]若动能守恒，则符合
平抛过程中
，
则分别代入A球，B球下落的高度，联立方程解得
化简整理得
14. 如图所示，图中阴影部分ABC为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料折射率，曲线AC为一圆心为D，半径为R的四分之一圆弧，ABCD构成正方形，在D处有一点光源。若只考虑首次从圆弧AC直接射向AB、BC的光线，从点光源射入圆弧AC的光中，有一部分光能从AB、BC面直接射出，已知光在真空中传播速度为c。求：
（1）光线从D点传播到B点所用的时间t；
（2）从AB、BC面有光射出的区域总长度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）光在真空中传播的距离为，传播速度为c。光在介质中传播的距离为，传播速度为
光从D点传播到B点所用的时间
（2）如图，设光线到达E点时刚好发生全反射
则有
可得
AE区域有光射出，EB区域发生全反射，在三角形DAE中，有
令，由对称可知，CF区域有光射出，FB区域发生全反射。则从AB、BC面有光射出的区域总长度
15. 世界首条高温超导高速磁悬浮样车在中国下线，我国技术已达世界领先水平。超导磁悬浮列车可以简化为如图所示模型：在水平面上固定两根相距L的平行直导轨，导轨间有大小均为B宽度都为L的匀强磁场，相邻磁场区域的磁场方向相反。整个磁场以速度v水平向右匀速运动，边长为L的单匝正方形线圈abcd悬浮在导轨上方，在磁场力作用下向右运动，并逐渐达到最大速度。匀速运动一段时间后超导磁悬浮列车开始制动，所有磁场立即静止，经位移x停下来。设线圈的电阻为R，质量为m，运动过程中受阻力大小恒为f。求：
（1）线圈运动的最大速度（提示：动生电动势的切割速度为。）；
（2）制动过程线圈产生的焦耳热Q；
（3）从开始制动到停下来所用的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）线圈达到最大速度时，产生的电动势
回路中的电流
线圈受到的安培力
速度最大时，线圈收到的安培力与阻力相等，则有
联立可得
（2）线圈制动过程，有动能定理有：
又由功能关系有
联立可得
（3）减速过程由动量定理有
又有
，，
联立可得
16. 光滑的足够长的固定水平杆上套有物块N，通过一根不可伸长的长度为l=3m的轻绳悬挂物块M（可视为质点），细绳与竖直方向的夹角为53°，开始时物块M、N均由外力固定。一滑板的上表面由长度L=2m的粗糙水平部分AB和半径R=0.5m的四分之一光滑圆弧BC组成，滑板静止于光滑的水平地面上，物块P（可视为质点）置于滑板上面的A点，物体P与滑板水平部分的动摩擦因数为μ（已知μ<1，但具体大小未知）。物块M位于最低点时与物体P处于同一高度。将物块M、N同时由静止释放，当轻绳竖直时，物块M脱离轻绳飞出，恰好与物块P发生弹性碰撞。已知物块M和N质量分别为1kg和3kg，物体P的质量为1kg，轨道ABC的质量为2kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）从释放物块M、N到轻绳竖直时，物块N的位移x；
（2）物块M与物块P发生碰撞后瞬间物块P的速度；
（3）若碰撞后物块P恰好能滑到轨道ABC的最高点C，动摩擦因数μ的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）从释放物块M、N到轻绳竖直的过程中，M、N组成的系统水平方向上动量守恒，则
则有
又因为
解得
（2）M、N运动到轻绳竖直的过程，由能量守恒定律
解得
m/s
M、P碰撞过程有
解得
m/s
（3）物块P滑到轨道ABC的最高点C时共同速度为v，则由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
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