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湖南省天壹名校联盟2023-2024学年高二下学期3月联考物理试题（Word版附解析）
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这是一份湖南省天壹名校联盟2023-2024学年高二下学期3月联考物理试题（Word版附解析），共13页。
本试卷共6页。全卷满分100分，考式时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在木试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．在天气干燥的日子里，你与人握手、触摸金属器具或脱化纤材料的衣服时，有时好像有股“魔力”会“猛击”你一下，或让你看见火花．其实，这些都是静电在作怪．在生产生活中，静电应用广泛．例如激光打印、静电纺丝、静电喷涂、静电除尘等．关于静电的应用与防止，下列说法错误的是
A．油罐车有一条拖在地上的导电拖地带有利于将静电导入大地
B．在加油站脱化纤衣物不会有任何危害
C．用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高
D．利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢
2．近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是
A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用
B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势的平均值
C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和
D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和
3．某学习小组利用假期往返湖南，北京两地，研究了单摆周期与摆长的关系，图甲是两地的—L，图像，图乙是在湖南绘制的不同摆长的振动图像，关于本次实验，下列说法正确的是
甲乙
A．图甲中A代表重力加速度大，是北京测量的图像B．图甲中B代表重力加速度小，是湖南测量的图像
C．图乙中a、b对应的摆长比为2∶3D．图乙中a、b对应的摆长比为4∶9
4．某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图所示．选用的器材有：限温开关（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60，用于加热煮饭）；限流电阻和（阻值均为1）；指示灯和（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T．关于电饭煲，下列说法正确的是
A．因为电热丝直接与电源相连，所以只要接通电源，即便、都断开电热丝R也可以直接进行加热功能
B．若被短路不发光，即便其他电路正常，该电饭煲的加热和保温功能也将无法使用
C．当锅内温度高于103℃时，自动断开，和均发光
D．当锅内温度低于70℃时，自动闭合，发光，熄灭
5．如图所示，沿竖直方向做简谐振动的质点，依次通过相距h的A、B两点．已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点向下运动时开始计时，t时刻第一次经过B点，下列说法正确的是
A．若A、B两点在平衡位置的两侧，则周期为4t
B．若A、B两点在平衡位置的两侧，则振幅为
C．若A，B两点在平衡位置的同侧，则周期为6t
D．若A、B两点在平衡位置的同侧，则振幅为
6．如图所示，一个质量m＝0.1g，所带电荷量的小滑块，放置在倾角的光滑斜面（绝缘且足够长）上，斜面置于B＝0.4T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外．小滑块由静止开始沿斜面下滑，下滑至某一位置时会离开斜面．此过程中，下列说法正确的是（，）
A．小滑块带正电，所受洛伦兹力竖直向上B．小滑块离开斜面瞬间的速度大小为5m/s
C．小滑块离开斜面前做加速度不断增大的加速运动D．该斜面的长度至少要有
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．电磁感应现象在生产生活中有许多应用，下列几幅图的原理分析错误的是
甲乙丙丁
A．甲图中线圈M中通入高频电流，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来
B．图乙中线圈采用双线绕法可以有效地使自感现象效果加强
C．图丙电磁炉加热利用了线圈中涡流的热效应，加热表面的金属面板，进而加热锅内食品
D．图丁中手机无线充电的原理是利用无线充电器和手机内部的线圈之间的互感现象
8．如图所示，该图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，振幅为A，下列说法正确的是
A．该波的周期是2sB．该波的波速可能是1m/s
C．10s时P质点向上振动，Q质点向下振动D．1.5～2.5s内P质点运动的路程为
9．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝．工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制．关于该过程，下列说法正确的是
A．该设备是利用了光衍射现象来实现对铜丝粗细变化的监测
B．若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过粗
C．若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过细
D．若将检测用的红光换成蓝光，则光屏上的中央亮条纹会变窄
10．如图所示，两根光滑金属导轨AB和AC固定在倾角的绝缘斜面上，导轨关于中轴线AO对称，导轨单位长度的电阻为k，整个空间存在着方向垂直于斜面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场．一质量为m、阻值不计的导体棒在沿斜面向上的力F的作用下以一定的速度从A点开始平行于BC匀速下滑．已知导体棒始终垂直于AO且与导轨接触良好，AB＝AC＝L，∠A＝60°．下列说法正确的是
A．导体棒沿斜面运动时的感应电流为一个定值，大小为
B．导体棒沿斜面运动时的感应电流为一个定值，大小为
C．导体棒沿斜面运动时的安培力为一个定值，大小为
D．导体棒从A点运动至BC位置的过程中，回路中产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（7分）
某物理兴趣小组想测定一个阻值约为10、额定功率为0.1W的电阻的阻值，现有以下实验器材可以选择：
A．电流表（量程为1mA，内阻约为100）
B．电流表（量程为3mA，内阻约为20）
C．电压表（量程为10V，内阻约为50）
D．电压表（量程为30V，内阻约为100）
E．直流电源E（电动势为9V，内阻约为1）
F．滑动变阻器（最大阻值为20，允许通过的最大电流为1A）
G．开关、导线若干
（1）为了方便并能多次测量使结果尽可能精确，电流表应选 ，电压表应选 （填器材前面的字母）．
（2）如图所示，连接好电路后，闭合开关，调节各可变电阻，使得开关由断开到闭合，灵敏电流计G指针无偏转，并记录此时电压表示数U和电流表示数I，则待测电阻 ，若从系统误差分析， （选填“大于”、“等于”或“小于”）．
12．（9分）
某物理兴趣小组用如图1所示的装置验证碰撞中动量守恒．用不可伸缩的细线分别拴住质量分别为、的两个小钢球A和B，两个小钢球大小相等，质量不等．将两小球悬挂在等高处，上端各自连接一个力传感器，自然伸长状态两小球恰好接触．此时测得两小球最低点到悬点距离为L．
图1
现将小球A向右拉至细线伸直且水平后由静止释放，记录小球A在最低点与小球B碰撞后反弹瞬间力传感器的示数，得到小球A对传感器拉力为，小球B对传感器拉力为，由此达到验证动量守恒的目的．已知重力加速度为g．
（1）用游标卡尺测量摆球直径．摆球直径d＝ cm．
图2
（2）小球A与小球B的质量大小关系为 （选填“＞”“＝”或“＜”）．
（3）小球A与小球B碰撞前瞬间速度大小的表达式为 （用g、L、d表示）．
（4）验证小球A与B在碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用、、g、、表示）．
13．（10分）
某种材料制成的半圆环截面图如图所示，圆环内半径，外半径，光屏的半径．位于半圆环内侧的点光源P向上方发出某种单色光，已知材料对该单色光的折射率n＝2．不考虑反射光．求：
（1）光在圆环内发生全反射的临界角C；
（2）光屏上有光射到的弧长l．
14．（14分）
如图所示，在第Ⅰ、Ⅳ象限和第Ⅱ象限半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域与x轴相切于A点，A点横坐标为．在第Ⅱ、Ⅲ象限与y轴之间充满水平方向的匀强电场（图中未画出）．位于A的粒子源可以源源不断的朝磁场内各个方向以射入某种粒子，发现粒子最终都水平进入了第Ⅰ象限，做圆周运动后打到了位于y轴负方向上的光屏上到的范围内．带电粒子的重力忽略不计，求：
（1）带电粒子所带电荷的正负及比荷；
（2）匀强电场的方向和电场强度E的大小；
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度．
15．（16分）
如图所示，长为l的不可伸长的轻绳下端吊着一个质量为4m的小球A，上端固定在O点，O点离地高度为2l，正下方有一根长为l的竖直杆，杆上放一个质量为m的小球B，杆的右侧放置一个四分之一圆弧，B刚好位于圆心处．某时刻将小球A拉到与竖直夹角为处，由静止释放．已知重力加速度为g，两小球均可看作质点，两小球的碰撞为弹性碰撞．
（1）求小球A与B相碰前瞬间的速度大小；
（2）求小球A与B相碰后瞬间A对轻绳的拉力大小；
（3）若要小球B落到圆弧上的动能最小，则的余弦值为多少（结果保留根号）．
2024年上学期高二3月大联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．B
油罐车有一条拖在地上的导电拖地带有利于将静电导入大地；利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢；用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高；在加油站脱化纤衣物容易产生电火花而引起爆炸危险，所以在加油站不能穿脱化纤衣服．故选B．
2．C
NFC贴纸在使用时不需要另外电源供电，外部磁场变化产生的感应电流足以为芯片使用供电，A错误；穿过线圈的磁场发生变化时，三个线圈是串联关系，故线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和，通过芯片和线圈的电流大小相等，故BD错误，C正确，故选C．
3．D
由可得—L图像斜率为，图甲中A代表重力加速度小，是湖南测量的图像，B代表重力加速度大，是北京测量的图像，故AB均错误；由可得在同一地区，与L成正比，图乙中a、b对应的周期比为2∶3，则摆长比为4∶９，故选D．
4．D
虽然电热丝直接与电源相连，但是两个开关都断开时，通过电热丝R的电流非常小，无法对食物进行加热，A错误；被短路不发光，其他电路正常，则只影响加热指示灯，该电饭锅的加热和保温功能可以正常使用，B错误；当锅内温度高于103℃时，自动断开，发光，而通过的电流过小无法发光，C错误；当锅内温度低于70℃时，自动闭合，发光，熄灭，D正确．故选D．
5．A
当A、B两点在平衡位置两侧时，有，，解得或者（由图中运动方向舍去），或者，当第一次经过B点时，，则，解得T＝4t，此时位移关系为，解得，当A、B两点在平衡位置的同侧时有，，可得，或者，因此可知第二次经过B点时，，解得T＝12t，此时位移关系为，解得，故选A．
6．D
小滑块最终会离开斜面，说明它所受洛伦兹力垂直斜面向上，则小滑块带正电，故A错误；恰好离开斜面时，有，代入数据计算可得，此时v＝4m/s，故B错误；小滑块离开斜面前，沿斜面方向做匀加速直线运动，故C错误，加速度大小，由可得，斜面长至少为，D正确，故选D．
7．BC
甲图中线圈M中通入高频电流，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来；图乙中线圈采用双线绕法可以有效得使自感现象减弱到几乎可以忽略不计的程度；图丙电磁炉加热利用了线圈中涡流的热效应，但电磁炉表面是陶瓷面板，其原理是利用涡流加热不锈钢锅底面，进而加热锅内食品；图丁中手机无线充电的原理是利用无线充电器和手机内部的线圈之间的互感现象，故选BC．
8．BD
由题图可知，该波的周期t＝4s，A错误；由P、Q两个质点的振动图像可知，P、Q两个质点振动方向相反，则P、Q间距离为（n＝0，1，2，…），则波速（n＝0，1，2，…），B正确；由质点的振动图像可知，10s时P质点向下振动，Q质点向上振动，C错误；1.5s时P点振动相位为，2.5s时P点振动相位为，1．5－2.5s内P质点运动的路程为，D正确；故选BD．
９．ACD
该设备是利用了光衍射现象来实现对铜丝粗细变化的监测，A正确；若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过细，导致衍射更加明显，B错误，C正确；若将检测用的红光换成蓝光，波长变短，则光屏上的中央亮条纹会变窄，故D正确．
10．AD
设导体棒从A点运动任意一小段位移大小为x，则导体棒接入回路的长度，接入回路的电阻，感应电动势，感应电流，联立解得，故A正确，B错误；导体棒从A点运动至BC位置的过程中，感应电流并不随时间变化，安培力会随位移均匀增大，平均作用力，克服安培力做的功，则回路中产生的焦耳热，故C错误，D正确；故选AD．
11．【答案】（1）AC（2）等于
解析：（1）由题中数据知，的额定电压，由于电源的电动势为９V，故电压表应该选择量程为10V的；通过待测电阻的最大电流，故电流表应该选择．
（2）当由断开到闭合，灵敏电流计G指针无偏转，即灵敏电流计G中无电流，因此电压表的示数即为待测电阻两端电压，电流表的示数为通过待测电阻的电流，因此；由前面分析可知，电压表、电流表的值均为真实值，因此无系统误差，即等于．
12．【答案】（1）1.85（2）＜（3）或
（4）或
【解析】
（1）游标卡尺读数d＝18＋0.1×5＝18.5mm＝1.85cm．
（2）因为相撞时A被反弹，说明．
（3）对A小球分析，有，可得
（4）碰撞后对A分析，有，可得，
同理可得，由动量守恒定律，
联立后化简可得，
即．
13．【答案】（1）C＝30°（2）
【解析】
（1）根据临界角与折射率的关系有
，解得C＝30°
（2）设从P点发出的光线恰好在A点发生全反射，即∠OAP＝C＝30°，如图所示，在三角形AOP中，根据正弦定理，有
解得∠OPA＝135°，则∠AOP＝15°
在直角三角形AOB中，由几何关系有
所以∠AOB＝45°
光屏上有光射到的弧长所对应的圆心角
光屏上有光射到的弧长
14．【答案】
（1）带电粒子带负电，比荷
（2）匀强电场方向沿x轴负向（水平向左）
E的大小
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度为
【解析】
（1）由左手定则可以判断，带电粒子带负电；
根据磁发散的特性，可知，带点粒子做圆周运动半径与圆形磁场区域半径相同，为r
由
可得：
（2）由题可知，带电粒子进入第Ⅰ象限做圆周运动的半径为2r
由可得
带电粒子在电场中做匀加速直线运动，由（1）可得粒子带负电，故匀强电场方向沿x轴负向（水平向左）
在电场中：
可得
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的区域如图所示
由几何关系可得
所以在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度
15．【答案】（1）（2）或
（3）
【解析】
（1）对A分析，有
解得小球A与B相碰前瞬间的速度
（2）AB相碰，为弹性碰撞，可得
联立可得，
对A分析，有
解得
有牛顿第三定律可得，小球A对绳子的拉力大小
（3）B小球碰后速度为，从开始位置到落到轨道上下降高度为y，水平位移为x，由题可得
联立可得
可得，当即时，B有最小动能
此时
又因为
所以
本试卷共6页。全卷满分100分，考式时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在木试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．在天气干燥的日子里，你与人握手、触摸金属器具或脱化纤材料的衣服时，有时好像有股“魔力”会“猛击”你一下，或让你看见火花．其实，这些都是静电在作怪．在生产生活中，静电应用广泛．例如激光打印、静电纺丝、静电喷涂、静电除尘等．关于静电的应用与防止，下列说法错误的是
A．油罐车有一条拖在地上的导电拖地带有利于将静电导入大地
B．在加油站脱化纤衣物不会有任何危害
C．用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高
D．利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢
2．近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大．如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，下列说法正确的是
A．NFC贴纸在使用时需要另外电源供电才能使用
B．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势的平均值
C．穿过线圈的磁场发生变化时，线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和
D．垂直穿过线圈的磁场发生变化时，芯片中的电流为三个线圈内电流之和
3．某学习小组利用假期往返湖南，北京两地，研究了单摆周期与摆长的关系，图甲是两地的—L，图像，图乙是在湖南绘制的不同摆长的振动图像，关于本次实验，下列说法正确的是
甲乙
A．图甲中A代表重力加速度大，是北京测量的图像B．图甲中B代表重力加速度小，是湖南测量的图像
C．图乙中a、b对应的摆长比为2∶3D．图乙中a、b对应的摆长比为4∶9
4．某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图所示．选用的器材有：限温开关（手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103℃时自动断开，之后不能自动闭合）；保温开关（当锅内温度高于80℃时自动断开，温度低于70℃时自动闭合）；自备元件有：加热电阻丝R（阻值为60，用于加热煮饭）；限流电阻和（阻值均为1）；指示灯和（2.5V，0.6W，当电流低于30mA时可视为熄灭）；保险丝T．关于电饭煲，下列说法正确的是
A．因为电热丝直接与电源相连，所以只要接通电源，即便、都断开电热丝R也可以直接进行加热功能
B．若被短路不发光，即便其他电路正常，该电饭煲的加热和保温功能也将无法使用
C．当锅内温度高于103℃时，自动断开，和均发光
D．当锅内温度低于70℃时，自动闭合，发光，熄灭
5．如图所示，沿竖直方向做简谐振动的质点，依次通过相距h的A、B两点．已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点向下运动时开始计时，t时刻第一次经过B点，下列说法正确的是
A．若A、B两点在平衡位置的两侧，则周期为4t
B．若A、B两点在平衡位置的两侧，则振幅为
C．若A，B两点在平衡位置的同侧，则周期为6t
D．若A、B两点在平衡位置的同侧，则振幅为
6．如图所示，一个质量m＝0.1g，所带电荷量的小滑块，放置在倾角的光滑斜面（绝缘且足够长）上，斜面置于B＝0.4T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向外．小滑块由静止开始沿斜面下滑，下滑至某一位置时会离开斜面．此过程中，下列说法正确的是（，）
A．小滑块带正电，所受洛伦兹力竖直向上B．小滑块离开斜面瞬间的速度大小为5m/s
C．小滑块离开斜面前做加速度不断增大的加速运动D．该斜面的长度至少要有
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．电磁感应现象在生产生活中有许多应用，下列几幅图的原理分析错误的是
甲乙丙丁
A．甲图中线圈M中通入高频电流，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来
B．图乙中线圈采用双线绕法可以有效地使自感现象效果加强
C．图丙电磁炉加热利用了线圈中涡流的热效应，加热表面的金属面板，进而加热锅内食品
D．图丁中手机无线充电的原理是利用无线充电器和手机内部的线圈之间的互感现象
8．如图所示，该图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，振幅为A，下列说法正确的是
A．该波的周期是2sB．该波的波速可能是1m/s
C．10s时P质点向上振动，Q质点向下振动D．1.5～2.5s内P质点运动的路程为
9．柔软的耳机线中有很多粗细均匀的细铜丝．工厂中利用如图所示的装置，用激光器照射细铜丝，对抽丝过程实施自动控制．关于该过程，下列说法正确的是
A．该设备是利用了光衍射现象来实现对铜丝粗细变化的监测
B．若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过粗
C．若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过细
D．若将检测用的红光换成蓝光，则光屏上的中央亮条纹会变窄
10．如图所示，两根光滑金属导轨AB和AC固定在倾角的绝缘斜面上，导轨关于中轴线AO对称，导轨单位长度的电阻为k，整个空间存在着方向垂直于斜面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场．一质量为m、阻值不计的导体棒在沿斜面向上的力F的作用下以一定的速度从A点开始平行于BC匀速下滑．已知导体棒始终垂直于AO且与导轨接触良好，AB＝AC＝L，∠A＝60°．下列说法正确的是
A．导体棒沿斜面运动时的感应电流为一个定值，大小为
B．导体棒沿斜面运动时的感应电流为一个定值，大小为
C．导体棒沿斜面运动时的安培力为一个定值，大小为
D．导体棒从A点运动至BC位置的过程中，回路中产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（7分）
某物理兴趣小组想测定一个阻值约为10、额定功率为0.1W的电阻的阻值，现有以下实验器材可以选择：
A．电流表（量程为1mA，内阻约为100）
B．电流表（量程为3mA，内阻约为20）
C．电压表（量程为10V，内阻约为50）
D．电压表（量程为30V，内阻约为100）
E．直流电源E（电动势为9V，内阻约为1）
F．滑动变阻器（最大阻值为20，允许通过的最大电流为1A）
G．开关、导线若干
（1）为了方便并能多次测量使结果尽可能精确，电流表应选 ，电压表应选 （填器材前面的字母）．
（2）如图所示，连接好电路后，闭合开关，调节各可变电阻，使得开关由断开到闭合，灵敏电流计G指针无偏转，并记录此时电压表示数U和电流表示数I，则待测电阻 ，若从系统误差分析， （选填“大于”、“等于”或“小于”）．
12．（9分）
某物理兴趣小组用如图1所示的装置验证碰撞中动量守恒．用不可伸缩的细线分别拴住质量分别为、的两个小钢球A和B，两个小钢球大小相等，质量不等．将两小球悬挂在等高处，上端各自连接一个力传感器，自然伸长状态两小球恰好接触．此时测得两小球最低点到悬点距离为L．
图1
现将小球A向右拉至细线伸直且水平后由静止释放，记录小球A在最低点与小球B碰撞后反弹瞬间力传感器的示数，得到小球A对传感器拉力为，小球B对传感器拉力为，由此达到验证动量守恒的目的．已知重力加速度为g．
（1）用游标卡尺测量摆球直径．摆球直径d＝ cm．
图2
（2）小球A与小球B的质量大小关系为 （选填“＞”“＝”或“＜”）．
（3）小球A与小球B碰撞前瞬间速度大小的表达式为 （用g、L、d表示）．
（4）验证小球A与B在碰撞过程中动量守恒的表达式为 （用、、g、、表示）．
13．（10分）
某种材料制成的半圆环截面图如图所示，圆环内半径，外半径，光屏的半径．位于半圆环内侧的点光源P向上方发出某种单色光，已知材料对该单色光的折射率n＝2．不考虑反射光．求：
（1）光在圆环内发生全反射的临界角C；
（2）光屏上有光射到的弧长l．
14．（14分）
如图所示，在第Ⅰ、Ⅳ象限和第Ⅱ象限半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域与x轴相切于A点，A点横坐标为．在第Ⅱ、Ⅲ象限与y轴之间充满水平方向的匀强电场（图中未画出）．位于A的粒子源可以源源不断的朝磁场内各个方向以射入某种粒子，发现粒子最终都水平进入了第Ⅰ象限，做圆周运动后打到了位于y轴负方向上的光屏上到的范围内．带电粒子的重力忽略不计，求：
（1）带电粒子所带电荷的正负及比荷；
（2）匀强电场的方向和电场强度E的大小；
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度．
15．（16分）
如图所示，长为l的不可伸长的轻绳下端吊着一个质量为4m的小球A，上端固定在O点，O点离地高度为2l，正下方有一根长为l的竖直杆，杆上放一个质量为m的小球B，杆的右侧放置一个四分之一圆弧，B刚好位于圆心处．某时刻将小球A拉到与竖直夹角为处，由静止释放．已知重力加速度为g，两小球均可看作质点，两小球的碰撞为弹性碰撞．
（1）求小球A与B相碰前瞬间的速度大小；
（2）求小球A与B相碰后瞬间A对轻绳的拉力大小；
（3）若要小球B落到圆弧上的动能最小，则的余弦值为多少（结果保留根号）．
2024年上学期高二3月大联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．B
油罐车有一条拖在地上的导电拖地带有利于将静电导入大地；利用静电处理水，既能杀菌，又能减少水垢；用静电处理种子，可使种子抗病能力增强、发芽率提高；在加油站脱化纤衣物容易产生电火花而引起爆炸危险，所以在加油站不能穿脱化纤衣服．故选B．
2．C
NFC贴纸在使用时不需要另外电源供电，外部磁场变化产生的感应电流足以为芯片使用供电，A错误；穿过线圈的磁场发生变化时，三个线圈是串联关系，故线圈中的感应电动势为三个线圈感应电动势之和，通过芯片和线圈的电流大小相等，故BD错误，C正确，故选C．
3．D
由可得—L图像斜率为，图甲中A代表重力加速度小，是湖南测量的图像，B代表重力加速度大，是北京测量的图像，故AB均错误；由可得在同一地区，与L成正比，图乙中a、b对应的周期比为2∶3，则摆长比为4∶９，故选D．
4．D
虽然电热丝直接与电源相连，但是两个开关都断开时，通过电热丝R的电流非常小，无法对食物进行加热，A错误；被短路不发光，其他电路正常，则只影响加热指示灯，该电饭锅的加热和保温功能可以正常使用，B错误；当锅内温度高于103℃时，自动断开，发光，而通过的电流过小无法发光，C错误；当锅内温度低于70℃时，自动闭合，发光，熄灭，D正确．故选D．
5．A
当A、B两点在平衡位置两侧时，有，，解得或者（由图中运动方向舍去），或者，当第一次经过B点时，，则，解得T＝4t，此时位移关系为，解得，当A、B两点在平衡位置的同侧时有，，可得，或者，因此可知第二次经过B点时，，解得T＝12t，此时位移关系为，解得，故选A．
6．D
小滑块最终会离开斜面，说明它所受洛伦兹力垂直斜面向上，则小滑块带正电，故A错误；恰好离开斜面时，有，代入数据计算可得，此时v＝4m/s，故B错误；小滑块离开斜面前，沿斜面方向做匀加速直线运动，故C错误，加速度大小，由可得，斜面长至少为，D正确，故选D．
7．BC
甲图中线圈M中通入高频电流，把a的两端相接触，接口便会被自动焊接起来；图乙中线圈采用双线绕法可以有效得使自感现象减弱到几乎可以忽略不计的程度；图丙电磁炉加热利用了线圈中涡流的热效应，但电磁炉表面是陶瓷面板，其原理是利用涡流加热不锈钢锅底面，进而加热锅内食品；图丁中手机无线充电的原理是利用无线充电器和手机内部的线圈之间的互感现象，故选BC．
8．BD
由题图可知，该波的周期t＝4s，A错误；由P、Q两个质点的振动图像可知，P、Q两个质点振动方向相反，则P、Q间距离为（n＝0，1，2，…），则波速（n＝0，1，2，…），B正确；由质点的振动图像可知，10s时P质点向下振动，Q质点向上振动，C错误；1.5s时P点振动相位为，2.5s时P点振动相位为，1．5－2.5s内P质点运动的路程为，D正确；故选BD．
９．ACD
该设备是利用了光衍射现象来实现对铜丝粗细变化的监测，A正确；若发现光屏上的条纹变宽，说明抽出铜丝过细，导致衍射更加明显，B错误，C正确；若将检测用的红光换成蓝光，波长变短，则光屏上的中央亮条纹会变窄，故D正确．
10．AD
设导体棒从A点运动任意一小段位移大小为x，则导体棒接入回路的长度，接入回路的电阻，感应电动势，感应电流，联立解得，故A正确，B错误；导体棒从A点运动至BC位置的过程中，感应电流并不随时间变化，安培力会随位移均匀增大，平均作用力，克服安培力做的功，则回路中产生的焦耳热，故C错误，D正确；故选AD．
11．【答案】（1）AC（2）等于
解析：（1）由题中数据知，的额定电压，由于电源的电动势为９V，故电压表应该选择量程为10V的；通过待测电阻的最大电流，故电流表应该选择．
（2）当由断开到闭合，灵敏电流计G指针无偏转，即灵敏电流计G中无电流，因此电压表的示数即为待测电阻两端电压，电流表的示数为通过待测电阻的电流，因此；由前面分析可知，电压表、电流表的值均为真实值，因此无系统误差，即等于．
12．【答案】（1）1.85（2）＜（3）或
（4）或
【解析】
（1）游标卡尺读数d＝18＋0.1×5＝18.5mm＝1.85cm．
（2）因为相撞时A被反弹，说明．
（3）对A小球分析，有，可得
（4）碰撞后对A分析，有，可得，
同理可得，由动量守恒定律，
联立后化简可得，
即．
13．【答案】（1）C＝30°（2）
【解析】
（1）根据临界角与折射率的关系有
，解得C＝30°
（2）设从P点发出的光线恰好在A点发生全反射，即∠OAP＝C＝30°，如图所示，在三角形AOP中，根据正弦定理，有
解得∠OPA＝135°，则∠AOP＝15°
在直角三角形AOB中，由几何关系有
所以∠AOB＝45°
光屏上有光射到的弧长所对应的圆心角
光屏上有光射到的弧长
14．【答案】
（1）带电粒子带负电，比荷
（2）匀强电场方向沿x轴负向（水平向左）
E的大小
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度为
【解析】
（1）由左手定则可以判断，带电粒子带负电；
根据磁发散的特性，可知，带点粒子做圆周运动半径与圆形磁场区域半径相同，为r
由
可得：
（2）由题可知，带电粒子进入第Ⅰ象限做圆周运动的半径为2r
由可得
带电粒子在电场中做匀加速直线运动，由（1）可得粒子带负电，故匀强电场方向沿x轴负向（水平向左）
在电场中：
可得
（3）在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的区域如图所示
由几何关系可得
所以在第Ⅰ、Ⅳ象限范围内有粒子通过的最窄处的宽度
15．【答案】（1）（2）或
（3）
【解析】
（1）对A分析，有
解得小球A与B相碰前瞬间的速度
（2）AB相碰，为弹性碰撞，可得
联立可得，
对A分析，有
解得
有牛顿第三定律可得，小球A对绳子的拉力大小
（3）B小球碰后速度为，从开始位置到落到轨道上下降高度为y，水平位移为x，由题可得
联立可得
可得，当即时，B有最小动能
此时
又因为
所以
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