2023-2024学年江西省“三新”协同教研共同体高二（上）联考物理试卷（12月）(含解析）

2023-2024学年江西省“三新”协同教研共同体高二（上）联考物理试卷（12月）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1.下列说法正确的是( )
A. 光谱中，可见光从红光到紫光，其波长越来越长
B. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关
C. 不同频率的电磁波在真空中的传播速度不同
D. 爱因斯坦提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律
2.如图所示，矩形线框位于纸面内，面积为，匝数为，过中点和中点的连线恰好位于垂直纸面向外的匀强磁场的右边界上，已知匀强磁场的磁感应强度为。若线框从图示位置以为轴按如图所示的方向匀速转动，下列说法正确的是( )
A. 在线框转动过程中始终有感应电流产生
B. 图示位置时穿过线框的磁通量为
C. 使线框从图示位置转动时穿过线框的磁通量为
D. 使线框从图示位置转动，则线框的磁通量变化大小为
3.如图甲所示，球壳上的电荷均匀分布，其球心处的电场强度大小为。如削去上半部分的球壳，剩下如图乙所示的下半部分球壳。已知均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零。若电荷的分布不受影响，则剩下部分球壳上的电荷在处的电场强度大小为( )
A. B. C. D.
4.小明发现妈妈买回来的鸡蛋包装盘是用废纸浆做的，受此启发，小明发动班里的物理兴趣小组组织了一次“高楼落蛋”比赛。比赛的规则是：仅用废旧的报纸给鸡蛋做保护装置，将装有鸡蛋的保护装置从教学楼栏杆外侧由静止释放，着地时鸡蛋不破，则保护装置的质量越轻得分越高。若某次实验时，鸡蛋的质量为，该保护装置着地前瞬间的速度为，后经速度减为零，则在装置与地面碰撞的过程中取重力加速度大小，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小最接近( )
A. B. C. D.
5.北京时间年月日时分，“神舟十七号”载人飞船的三名宇航员成功入住中国空间站与“神舟十六号”航天员乘组聚首，“太空会师”见证中国载人航天无限可能。此次搭载“神舟十七号”载人飞船的是“长征二号”系列火箭，长征系列运载火箭是中国自行研制的航天运载工具。某次用火箭发射人造地球卫星，已知卫星的质量为，最后一节火箭壳体的质量为，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以的速度匀速运动。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时卫星沿原来方向运动且与火箭壳体的相对速度为，则分离后壳体的速度大小为( )
A. B. C. D.
6.如图所示，电源电动势为、内阻为，电容器的电容为，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关，在增大电阻箱的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列说法正确的是( )
A. 电容器电荷量的增加量等于 B. 电压表示数和电流表示数的比值不变
C. 和的比值大于 D. 电源的效率和输出功率一定都增加
7.水平放置的平行板电容器如图所示，一带正电粒子以某一确定速度从下极板边缘射入，速度方向与极板的夹角为。带电粒子运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为和，到两极板的距离均为。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是( )
A. 微粒穿出电容器时速度与水平方向的夹角的正切值为
B. 平行板电容器下极板电势高于上极板电势
C. 微粒穿出电容器时离下极板距离为
D.
二、多选题（本大题共3小题，共18分）
8.如图甲所示，光滑绝缘水平地面上以水平向右为正方向建立轴，点右侧两竖直虚线中间区域存在平行轴方向的电场，电势随位置的变化情况如图乙所示。一带电物块以某一初速度向右由点进入电场区域，物块仅在电场力作用下通过该电场区域。则该区域中物块的动能随位置变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图所示，空间内正方体的边长为，为的中点，在、两边位置固定足够长的直导线，均通有大小相等的电流，电流方向如图所示。已知一根足够长直导线通过的电流一定时，磁感应强度大小与距离成反比，即。则图中、两点处的磁感应强度大小为( )
A. B. C. D.
10.在光滑的水平地面上，有一个质量为的物块，物块上方由铰链固定一根长为的可转动轻杆，轻杆顶端固定一个质量为的小球。开始时轻杆处于竖直方向，现给小球一个向左的轻微扰动，重力加速度大小为，不计摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 若物块固定，则当轻杆转到水平方向时，小球的速度大小为
B. 若物块不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球在水平方向上的位移大小为
C. 若物块不固定，则物块、组成的系统水平方向上动量不守恒
D. 若物块不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球的速度大小为
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.如图甲所示，新电池、开关和灯泡组成串联电路，并将多用电表旋至直流电压挡与灯泡并联。当闭合开关时，发现灯泡不发光，电压表有示数，有可能是以下原因造成的_____。
A. 电池接触不良 开关接触不良 灯泡和灯泡座接触不良
如果某同学先将多用电表旋至电阻“”挡，并将红表笔和黑表笔短接调零测量了一个电阻，再按图乙连接电路，测量电路中电流，但忘记了切换挡位，发现多用电表指针指在正中央，如图丙所示，已知多用电表内部的电池电动势为，则电路中的电流为_____。
12.某同学用微安表头组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头量程，内阻；电阻箱阻值范围；电阻箱阻值范围；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为的直流电压表。组装好的多用电表有电流和电压两挡，按图甲虚线框内电路图接好电路，其中左边黑点处为公共接线柱，和分别是电流挡和电压挡的接线柱，则电阻箱的阻值_____；_____。

该同学测某型号电池的电动势和内阻时所用器材如下：
A. 改装好量程的的直流电压表；
B. 某型号旧电池：电动势为左右，内阻为几欧；
C. 电流表：量程为，内阻为；
D. 标准电阻：；
E. 滑动变阻器：，；
F. 开关、导线若干；
该小组两名同学各设计了一个实验电路，其中能更精确测量的是_____填“乙”或“丙”电路。
选择第题中正确的电路后，该小组同学闭合开关，调节滑动变阻器，多次测量，得出多组电压表的示数和电流表的示数，通过描点画出图像如图丁所示，则该特殊电池的电动势_____，内阻_____。结果均保留三位有效数字
四、计算题（本大题共2小题，共23分）
13.如图所示，这是玩具直流电动机提升重物的装置，电阻，电动机的内阻一定，闭合开关，当电源只接两节干电池时每节干电池电动势，内阻不计，电动机不转，测得此时流过电动机的电流；当把电动机接入六节相同的干电池时，电动机正常工作且匀速提升重物，工作电流，取重力加速度大小。
求电动机正常工作时消耗的功率；
若重物的质量，则电动机提升重物的速度大小是多少？电动机的输出功率全部用来提升重物，不考虑摩擦等其他情况造成的能量损失
14.如图所示，光滑水平面和竖直面内的光滑圆弧导轨在点平滑连接，、的间距和导轨半径均为。以点为坐标原点建立直角坐标系，在区域有与轴平行的匀强电场图中未画出，质量为、电荷量为的带正电小球将轻质弹簧压缩至点后由静止释放，脱离弹簧后经过点时的速度大小为之后进入电场沿轨道运动。小球从点运动到点过程中在处有最大速度，已知小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为。求：
匀强电场的电场强度大小；
小球经过点时的速度大小；
小球过点再次返回轴时的坐标。
五、综合题（本大题共1小题，共15分）
15.如图甲所示，用虚线将粗糙绝缘水平面上的空间划分为左右两个区域。两个区域分别加上方向相反、大小相等的水平电场，电场强度大小均为。将质量为的不带电金属小滑块静置于粗糙绝缘水平面上与虚线交界处。质量也为、带电荷量为的金属小滑块从距虚线边界距离处无初速度释放、均可以视为质点，一段时间后、发生弹性正碰，且碰撞时间极短。碰后、所带电荷量相等，碰后金属小滑块的最大速度恰好与碰前的最大速度大小相等，已知小滑块运动时的关系图像如图乙所示为未知量。金属小滑块、与水平面间的滑动摩擦力均为，且、之间的库仑力可用真空中点电荷的相互作用力计算，静电力常量为，求：
弹性正碰前瞬间金属小滑块的速度大小；
金属小滑块碰撞后的速度最大时，金属小滑块的速度大小；
金属小滑块、碰撞分离至速度达到最大的过程中，、间的库仑力对、做的总功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.光谱中，可见光从红光到紫光，频率越来越大，其波长越来越短，故A错误；
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，故B正确；
C.不同频率的电磁波在真空中的传播速度均为光速，相同，故C错误；
D.普朗克提出的能量子假说，能够很好地解释黑体辐射规律，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查感应电流产生的条件以及磁通量的定义。感应电流产生的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化；磁通量的定义式是垂直于磁场方向的有效面积，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.线框转动时，磁通量一直在变，所以一直有感应电流，故A正确；
B.穿过线框的磁通量，与线框的匝数无关，故B错误；
C.使线框从图示位置转动时，穿过线框的磁通量为，故C错误；
D.当线框转动的过程中，通量的变化量，故D错误。
3.【答案】
【解析】 球壳上的电荷均匀分布，其球心处的电场强度大小为 ，则根据均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零，可知， 球壳在球心处的电场强度大小为 。根据电场强度合成可知，图乙所示的下半部分球壳在点产生的电场强度大小为
故选A。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了动量定理的基本运用，明确动量定理：合力的冲量等于动量的变化，公式为：。
【解答】
设向上为正方向，根据动量定理，所以，选项C正确。
5.【答案】
【解析】设分离后壳体的速度为，根据动量守恒定律得
代入数据计算得
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】本题为含容电路，解题的关键是明确电路结构，知道电容器在电路中相当于断路，电容器两端的电压等于与其并联的电阻的电压。根据串并联电路的特点、闭合电路欧姆定律结合电容公式分析求解。同时应该明确：对于纯电阻电路，当外部电路的总电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大。电源内阻一定的情况下外电阻越大，电源的效率越大。对于定值电阻，是线性元件有，对于非线性元件，。
【解答】电压表测的是电阻箱上的电压，电流表测的是通过电阻箱的电流，根据欧姆定律，可得它们的比值为电阻箱的阻值，选项B错误
C.根据闭合电路欧姆定律，可得电压表的示数和电流表的示数满足的关系为，为电流表内阻，可知该图像的斜率，即电压表示数的变化量的绝对值与电流表示数的变化量的绝对值之比为，选项C正确
D.电源的效率，可知当增大时，电源的效率增大，根据数学知识可知当时有电源的输出功率最大值，但因为不确定各个电阻阻值的关系，故不确定输出功率如何变化，选项D错误
A.当电阻箱的阻值增大时，电阻箱的电压即电容器上的电压增大，电容器的电荷量增大，由选项C可知，又，选项A错误。
7.【答案】
【解析】设粒子从射入到运动至最高点的时间为，根据动力学有，水平方向
竖直方向
粒子射入水平放置的平行板电容器水平速度、竖直速度为
，
联立以上几式解得
设粒子从最高点运动至射出平行板电容器的时间为，根据动力学有
可得
射出电场时竖直方向的速度
微粒穿出电容器区域时速度与水平方向夹角的正切值
故A错误D正确；
B.粒子竖直方向受到向下的电场力，粒子带正电，所以场强向下，下极板电势低，故B错误；
C.从最高点到穿出
微粒穿出电容器时离下极板距离为
故C错误。
故选D。
8.【答案】
【解析】图象的切线斜率表示电场强度可知，沿着轴方向场强变小，则受到的电场力变小，根据
可知， 随位置变化的图像斜率表示电场力，所以图像斜率变小，因为不确定物块电性，所以电场力可能做正功，可能做负功，故BD正确AC错误。
故选BD。
9.【答案】
【解析】【分析】本题考查磁场的叠加，根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向，磁感应强度是矢量，多个通电导线产生的磁场叠加时合磁场的磁感应强度等于各通电导线单独存在时在该点产生的磁感应强度的矢量和，满足平行四边形定则。本题要特别应注意磁场的空间性，注意培养空间想象能力。
【解答】放置在边的电流在点的磁感应强度大小，方向平行于。
放置在边的电流在点的磁感应强度大小，方向平行于。
故点处的磁感应强度大小，同理可得点处的磁感应强度大小为，选项A、均正确。
10.【答案】
【解析】A.若物块固定，则当轻杆转到水平方向时，小球的速度大小为，由机械能守恒定律，有
解得小球的速度大小为 ，故A正确；
若物块不固定，则物块、组成的系统水平方向上没有外力，动量守恒。有
两边乘上时间
且
解得小球在水平方向上的位移大小为
到达水平方向时，水平方向的速度为，由动量守恒可知，此时的速度也为，由机械能守恒可知小球的速度大小为也应为 ，方向竖直向下。故BD正确，C错误。
故选ABD。
11.【答案】；。
【解析】电池接触不良，则电压表没示数，故A错误；
B.开关接触不良，回路断路，则电压表没示数，故B错误；
C.灯泡和灯泡座接触不良，灯泡不亮，电压表串联到电路中，有示数，故C正确。
故选C。
根据多用表可知，中值电阻为，所以表头满偏电流
此时，表头半偏，所以电路中的电流为
12.【答案】 丙
【解析】根据
解得
乙电路太小，电流表容易烧坏，不可行，丙电路电流表与并联组成一个大量程电流表，可行。
根据闭合电路的欧姆定律有
整理得
根据图象可得
所以内阻为
13.【答案】；
【解析】把电动机接入六节相同的干电池时，电动机正常工作且匀速提升重物，
电动机两端电压
电动机正常工作时消耗的功率为
电源只接两节干电池时每节干电池电动势 ，内阻不计，电动机不转，测得此时流过电动机的电流 ，电动机内阻
电动机正常工作时输出功率为
根据
解得
14.【答案】解：小球在轨道处有最大速度，说明电场力和重力沿方向
则，解得：。
小球从点到点过程，由动能定理有
解得：。
小球离开点在水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛，当过点再返回轴时
在竖直方向有
在水平方向有
水平方向的加速度
解得。
【解析】带电小球多过程问题一定要学会分段研究，只有将复杂问题分段才能简化问题。
小球在轨道处有最大速度，说明电场力和重力沿方向，根据共点力的平衡可得
匀强电场的电场强度大小
小球从点到点过程，由动能定理有可得小球经过点时的速度大小
小球离开点在水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛，，求解方式同类平抛运动，化曲为直并且将力和运动分解为互相垂直的方向研究。
15.【答案】 ； ；
【解析】从释放到弹性正碰前瞬间
解得
碰撞后，两滑块带电量均变为，两滑块组成的系统合力为零，所以动量守恒
解得金属小滑块的速度大小
金属小滑块、碰撞分离至速度达到最大的过程中，金属小滑块、与水平面间的滑动摩擦力均为，根据能量守恒
当速度达到最大时，合力为零
解得、间的库仑力对、做的总功
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