还剩11页未读，
继续阅读
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）
展开
这是一份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），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。
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abcd位于纸面内，面积为S，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′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B。若线框从图示位置以OO′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12NBS
C. 使线框从图示位置转动60∘时穿过线框的磁通量为12BS
D. 使线框从图示位置转动180∘，则线框的磁通量变化大小为12BS
3.如图甲所示，34球壳上的电荷均匀分布，其球心O处的电场强度大小为E0。如削去上半部分的14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O处的电场强度大小E为( )
A. 2E0B. E02C. 2E02D. E0
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50g，该保护装置着地前瞬间的速度为10m/s，后经0.2s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g=10m/s2)，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小最接近( )
A. 30NB. 2NC. 3ND. 20N
5.北京时间2023年10月26日19时34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”F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500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s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1.8×103m/s，则分离后壳体的速度大小为( )
A. 7.0×103m/sB. 2.0×103m/sC. 5.2×103m/sD. 5.5×103m/s
6.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关S，在增大电阻箱R的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为ΔU，电流表示数的变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是( )
A. 电容器电荷量的增加量等于ΔICrB. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变
C. ΔU和ΔI的比值大于rD. 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45∘。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2L和L，到两极板的距离均为d。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2
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2d3
D. L:d=1:1
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Ox轴，O点右侧两竖直虚线中间区域存在平行x轴方向的电场，电势φ随x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O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Ek随x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d，O为DE的中点，在FE、ND两边位置固定足够长的直导线，均通有大小相等的电流I，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B与距离r成反比，即B=kIr。则图中P、O两点处的磁感应强度大小为( )
A. BO=2 2kIdB. BP= 2kIdC. BP= 2kI2dD. BO=4kId
10.在光滑的水平地面上，有一个质量为2m的物块B，物块B上方由铰链固定一根长为L的可转动轻杆，轻杆顶端固定一个质量为m的小球A。开始时轻杆处于竖直方向，现给小球A一个向左的轻微扰动，重力加速度大小为g，不计摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 若物块B固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为 2gL
B. 若物块B不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A在水平方向上的位移大小为2L3
C. 若物块B不固定，则物块A、B组成的系统水平方向上动量不守恒
D. 若物块B不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为 2gL
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.(1)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10V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 B.开关接触不良 C.灯泡和灯泡座接触不良
(2)如果某同学先将多用电表旋至电阻“×1”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1.5V，则电路中的电流为_____A。
12.(1)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200μA，内阻900Ω)；电阻箱R1(阻值范围0∼999.9Ω)；电阻箱R2(阻值范围0∼99999.9Ω)；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V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，α和b分别是电流挡和电压挡的接线柱，则电阻箱的阻值R1=_____Ω；R2=_____Ω。
(2)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0∼3V的直流电压表；
B. 某型号旧电池：电动势为3V左右，内阻为几欧；
C. 电流表A：量程为0∼30mA，内阻为38Ω；
D. 标准电阻R0：2Ω；
E. 滑动变阻器R：0∼20Ω，2A；
F. 开关、导线若干；
①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。
②选择第①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U和电流表的示数I，通过描点画出U−I图像如图丁所示，则该特殊电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。(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R=2Ω，电动机的内阻一定，闭合开关S，当电源只接两节干电池时(每节干电池电动势E=1.50V，内阻不计)，电动机不转，测得此时流过电动机的电流I1=1.0A；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I2=1.5A，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求电动机正常工作时消耗的功率；
(2)若重物的质量m=1.50kg，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AB和竖直面内的光滑14圆弧导轨在B点平滑连接，A、B的间距和导轨半径均为R。以O点为坐标原点建立直角坐标系xOy，在x≥−R区域有与x轴平行的匀强电场(图中未画出)，质量为m、电荷量为q的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为 gR,之后进入电场沿轨道BO运动。小球从B点运动到O点过程中在C处有最大速度，已知∠CO’B=53°,小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)小球经过O点时的速度大小；
(3)小球过O点再次返回x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E。将质量为m的不带电金属小滑块B静置于粗糙绝缘水平面上与虚线交界处。质量也为m、带电荷量为+2q的金属小滑块A从距虚线边界距离s处无初速度释放(A、B均可以视为质点)，一段时间后A、B发生弹性正碰，且碰撞时间极短。碰后A、B所带电荷量相等，碰后金属小滑块A的最大速度恰好与碰前的最大速度大小相等，已知小滑块A运动时的v−t关系图像如图乙所示(vm为未知量)。金属小滑块A、B与水平面间的滑动摩擦力均为qE，且A、B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k，求：
(1)弹性正碰前瞬间金属小滑块A的速度大小；
(2)金属小滑块A碰撞后的速度最大时，金属小滑块B的速度大小；
(3)金属小滑块A、B碰撞分离至A速度达到最大的过程中，A、B间的库仑力对A、B做的总功。
答案和解析
1.【答案】B
【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】A
【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Φ=BS有效(S有效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Φ=12BS，与线框的匝数无关，故B错误；
C.使线框从图示位置转动60∘时，穿过线框的磁通量为12BScs60°=14BS，故C错误；
D.当线框转动180∘的过程中，通量的变化量ΔΦ=−BS2−BS2=−BS，故D错误。
3.【答案】A
【解析】 34 球壳上的电荷均匀分布，其球心O处的电场强度大小为 E0 ，则根据均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零，可知， 14 球壳在球心O处的电场强度大小为 E0 。根据电场强度合成可知，图乙所示的下半部分球壳在O点产生的电场强度大小为
E= E02+E02= 2E0
故选A。
4.【答案】C
【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：Ft=Δp。
【解答】
设向上为正方向，根据动量定理(F−mg)t=0−(−mv)，所以F=3N，选项C正确。
5.【答案】D
【解析】设分离后壳体的速度为v′，根据动量守恒定律得
(m1+m2)v=m1(v′+u)+m2v′
代入数据计算得
v′=5.5×103m/s
故选D。
6.【答案】C
【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Q=CU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R=UI=△U△I，对于非线性元件，R=UI≠△U△I。
【解答】B.电压表测的是电阻箱R上的电压，电流表测的是通过电阻箱R的电流，根据欧姆定律R=UI，可得它们的比值为电阻箱R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U和电流表的示数I满足的关系为U=E−I(RA+r)，RA为电流表内阻，可知该U−I图像的斜率k=−(RA+r)，即电压表示数的变化量的绝对值ΔU与电流表示数的变化量的绝对值ΔI之比为RA+r，选项C正确;
D.电源的效率η=I2RI2(R+r)×100%，可知当R增大时，电源的效率增大，根据数学知识可知当R=r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ΔUΔI=RA+r，又ΔQ=CΔU=CΔI(RA+r)，选项A错误。
7.【答案】D
【解析】AD.设粒子从射入到运动至最高点的时间为t1，根据动力学有，水平方向
2L=vxt1
竖直方向
d=12vyt1
粒子射入水平放置的平行板电容器水平速度、竖直速度为
vx=vcs45°，vy=vsin45°
联立以上几式解得
L:d=1:1
设粒子从最高点运动至射出平行板电容器的时间为t2，根据动力学有
L=vxt2
可得
t2=12t1
射出电场时竖直方向的速度
vy′=at2=12at1=12vy
微粒穿出电容器区域时速度与水平方向夹角θ的正切值
tanα=vy′vx=12
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
y=12vy′t2=14d
微粒穿出电容器时离下极板距离为
Δy=d−y=34d
故C错误。
故选D。
8.【答案】BD
【解析】φ−x图象的切线斜率表示电场强度可知，沿着x轴方向场强变小，则受到的电场力变小，根据
ΔEk=F电x
可知， Ek 随x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】AC
【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FE边的电流在O点的磁感应强度大小BO1=kI12d=2kId，方向平行于DN。
放置在ND边的电流在O点的磁感应强度大小BO2=kI12d=2kId，方向平行于EF。
故O点处的磁感应强度大小BO=2 2kId，同理可得P点处的磁感应强度大小为BP= 2kI2d，选项A、C均正确。
10.【答案】ABD
【解析】A.若物块B固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为，由机械能守恒定律，有
12mv2=mgL
解得小球A的速度大小为 2gL ，故A正确；
BCD.若物块B不固定，则物块A、B组成的系统水平方向上没有外力，动量守恒。有
mvA=2mvB
两边乘上时间
mxA=2mxB
且
xA+xB=L
解得小球A在水平方向上的位移大小为
xA=23L
A到达水平方向时，A水平方向的速度为0，由动量守恒可知，此时B的速度也为0，由机械能守恒可知小球A的速度大小为也应为 2gL ，方向竖直向下。故BD正确，C错误。
故选ABD。
11.【答案】(1)C；(2)0.05。
【解析】(1)[1] A.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。
(2)[2]根据多用表可知，中值电阻为15Ω，所以表头满偏电流
Ig=ER中=0.1A
此时，表头半偏，所以电路中的电流为
I=12Ig=0.05A
12.【答案】 225 2820 丙 2.95 3.17
【解析】(1)[1][2]根据
I=Ig+IgRgR1,U=IgRg+IR2
解得
R1=225Ω,R2=2820Ω
(2)①[3]乙电路R0太小，电流表容易烧坏，不可行，丙电路电流表与R0并联组成一个大量程电流表，可行。
②[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
E=U+I+RAR0Ir=20rI+U
整理得
U=E−20Ir
根据图象可得
E=2.95V,k=−20r=−2.95−2.0015×10−3Ω
所以内阻为
r=3.17Ω
13.【答案】(1)9W；(2)0.45m/s
【解析】(1)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
U2=6E−I2R=6V
电动机正常工作时消耗的功率为
P=U2I2=6×1.5W=9W
(2)电源只接两节干电池时(每节干电池电动势 E=1.50V ，内阻不计)，电动机不转，测得此时流过电动机的电流 I1=1.0A ，电动机内阻
RM=2EI1−R=1Ω
电动机正常工作时输出功率为
P出=P−I22RM=6.75W
根据
P出=mgv
解得
v=0.45m/s
14.【答案】解：(1)小球在轨道C处有最大速度，说明电场力和重力沿O′C方向
则Eq=mgtan530，解得：E4mg3q。
(2)小球从B点到O点过程，由动能定理有12mv02−12mvB2=EqR−mgR
解得：v= 53gR。
(3)小球离开O点在水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛，当过O点再返回x轴时
在竖直方向有t返=2vg
在水平方向有x=12at2
水平方向的加速度a=Eqm
解得x=40R9。
【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。
(1)小球在轨道C处有最大速度，说明电场力和重力沿O′C方向，根据共点力的平衡可得
匀强电场的电场强度大小;
(2)小球从B点到O点过程，由动能定理有可得小球经过O点时的速度大小;
(3)小球离开O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】(1) 2Eqsm ；(2) 2 2Eqsm ；(3) 4Eqs+q 2Ekq
【解析】(1)从释放到弹性正碰前瞬间
12mv02−0=2Eqs−Eqs
解得
v0=vm= 2Eqsm
(2)碰撞后，两滑块带电量均变为+q，两滑块组成的系统合力为零，所以动量守恒
mv0=−mvm+mv2
解得金属小滑块B的速度大小
v2=2vm=2 2Eqsm
(3)金属小滑块A、B碰撞分离至A速度达到最大的过程中，金属小滑块A、B与水平面间的滑动摩擦力均为qE，根据能量守恒
12mv22+12mvm2=12mv02+W−Eqr−Eqr
当A速度达到最大时，合力为零
kq2r2=Eq+Eq
解得A、B间的库仑力对A、B做的总功
W=4Eqs+q 2Ekq
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abcd位于纸面内，面积为S，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′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B。若线框从图示位置以OO′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12NBS
C. 使线框从图示位置转动60∘时穿过线框的磁通量为12BS
D. 使线框从图示位置转动180∘，则线框的磁通量变化大小为12BS
3.如图甲所示，34球壳上的电荷均匀分布，其球心O处的电场强度大小为E0。如削去上半部分的14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O处的电场强度大小E为( )
A. 2E0B. E02C. 2E02D. E0
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50g，该保护装置着地前瞬间的速度为10m/s，后经0.2s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g=10m/s2)，鸡蛋对装置产生的平均作用力大小最接近( )
A. 30NB. 2NC. 3ND. 20N
5.北京时间2023年10月26日19时34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”F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500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s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1.8×103m/s，则分离后壳体的速度大小为( )
A. 7.0×103m/sB. 2.0×103m/sC. 5.2×103m/sD. 5.5×103m/s
6.如图所示，电源电动势为E、内阻为r，电容器的电容为C，电压表内阻较大，电流表内阻不可忽略。闭合开关S，在增大电阻箱R的阻值的过程中，电压表示数的变化量的绝对值为ΔU，电流表示数的变化量的绝对值为ΔI，则下列说法正确的是( )
A. 电容器电荷量的增加量等于ΔICrB. 电压表示数U和电流表示数I的比值不变
C. ΔU和ΔI的比值大于rD. 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45∘。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2L和L，到两极板的距离均为d。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2
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2d3
D. L:d=1:1
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Ox轴，O点右侧两竖直虚线中间区域存在平行x轴方向的电场，电势φ随x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O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Ek随x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d，O为DE的中点，在FE、ND两边位置固定足够长的直导线，均通有大小相等的电流I，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B与距离r成反比，即B=kIr。则图中P、O两点处的磁感应强度大小为( )
A. BO=2 2kIdB. BP= 2kIdC. BP= 2kI2dD. BO=4kId
10.在光滑的水平地面上，有一个质量为2m的物块B，物块B上方由铰链固定一根长为L的可转动轻杆，轻杆顶端固定一个质量为m的小球A。开始时轻杆处于竖直方向，现给小球A一个向左的轻微扰动，重力加速度大小为g，不计摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 若物块B固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为 2gL
B. 若物块B不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A在水平方向上的位移大小为2L3
C. 若物块B不固定，则物块A、B组成的系统水平方向上动量不守恒
D. 若物块B不固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为 2gL
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.(1)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10V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 B.开关接触不良 C.灯泡和灯泡座接触不良
(2)如果某同学先将多用电表旋至电阻“×1”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1.5V，则电路中的电流为_____A。
12.(1)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200μA，内阻900Ω)；电阻箱R1(阻值范围0∼999.9Ω)；电阻箱R2(阻值范围0∼99999.9Ω)；导线若干。要求利用所给器材先组装一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1mA和电压3V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，α和b分别是电流挡和电压挡的接线柱，则电阻箱的阻值R1=_____Ω；R2=_____Ω。
(2)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0∼3V的直流电压表；
B. 某型号旧电池：电动势为3V左右，内阻为几欧；
C. 电流表A：量程为0∼30mA，内阻为38Ω；
D. 标准电阻R0：2Ω；
E. 滑动变阻器R：0∼20Ω，2A；
F. 开关、导线若干；
①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。
②选择第①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U和电流表的示数I，通过描点画出U−I图像如图丁所示，则该特殊电池的电动势E=_____V，内阻r=_____Ω。(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R=2Ω，电动机的内阻一定，闭合开关S，当电源只接两节干电池时(每节干电池电动势E=1.50V，内阻不计)，电动机不转，测得此时流过电动机的电流I1=1.0A；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I2=1.5A，取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求电动机正常工作时消耗的功率；
(2)若重物的质量m=1.50kg，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AB和竖直面内的光滑14圆弧导轨在B点平滑连接，A、B的间距和导轨半径均为R。以O点为坐标原点建立直角坐标系xOy，在x≥−R区域有与x轴平行的匀强电场(图中未画出)，质量为m、电荷量为q的带正电小球将轻质弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧后经过B点时的速度大小为 gR,之后进入电场沿轨道BO运动。小球从B点运动到O点过程中在C处有最大速度，已知∠CO’B=53°,小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g。求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)小球经过O点时的速度大小；
(3)小球过O点再次返回x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E。将质量为m的不带电金属小滑块B静置于粗糙绝缘水平面上与虚线交界处。质量也为m、带电荷量为+2q的金属小滑块A从距虚线边界距离s处无初速度释放(A、B均可以视为质点)，一段时间后A、B发生弹性正碰，且碰撞时间极短。碰后A、B所带电荷量相等，碰后金属小滑块A的最大速度恰好与碰前的最大速度大小相等，已知小滑块A运动时的v−t关系图像如图乙所示(vm为未知量)。金属小滑块A、B与水平面间的滑动摩擦力均为qE，且A、B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k，求：
(1)弹性正碰前瞬间金属小滑块A的速度大小；
(2)金属小滑块A碰撞后的速度最大时，金属小滑块B的速度大小；
(3)金属小滑块A、B碰撞分离至A速度达到最大的过程中，A、B间的库仑力对A、B做的总功。
答案和解析
1.【答案】B
【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】A
【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Φ=BS有效(S有效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Φ=12BS，与线框的匝数无关，故B错误；
C.使线框从图示位置转动60∘时，穿过线框的磁通量为12BScs60°=14BS，故C错误；
D.当线框转动180∘的过程中，通量的变化量ΔΦ=−BS2−BS2=−BS，故D错误。
3.【答案】A
【解析】 34 球壳上的电荷均匀分布，其球心O处的电场强度大小为 E0 ，则根据均匀带电球壳在其内部产生的电场强度为零，可知， 14 球壳在球心O处的电场强度大小为 E0 。根据电场强度合成可知，图乙所示的下半部分球壳在O点产生的电场强度大小为
E= E02+E02= 2E0
故选A。
4.【答案】C
【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：Ft=Δp。
【解答】
设向上为正方向，根据动量定理(F−mg)t=0−(−mv)，所以F=3N，选项C正确。
5.【答案】D
【解析】设分离后壳体的速度为v′，根据动量守恒定律得
(m1+m2)v=m1(v′+u)+m2v′
代入数据计算得
v′=5.5×103m/s
故选D。
6.【答案】C
【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Q=CU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R=UI=△U△I，对于非线性元件，R=UI≠△U△I。
【解答】B.电压表测的是电阻箱R上的电压，电流表测的是通过电阻箱R的电流，根据欧姆定律R=UI，可得它们的比值为电阻箱R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U和电流表的示数I满足的关系为U=E−I(RA+r)，RA为电流表内阻，可知该U−I图像的斜率k=−(RA+r)，即电压表示数的变化量的绝对值ΔU与电流表示数的变化量的绝对值ΔI之比为RA+r，选项C正确;
D.电源的效率η=I2RI2(R+r)×100%，可知当R增大时，电源的效率增大，根据数学知识可知当R=r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ΔUΔI=RA+r，又ΔQ=CΔU=CΔI(RA+r)，选项A错误。
7.【答案】D
【解析】AD.设粒子从射入到运动至最高点的时间为t1，根据动力学有，水平方向
2L=vxt1
竖直方向
d=12vyt1
粒子射入水平放置的平行板电容器水平速度、竖直速度为
vx=vcs45°，vy=vsin45°
联立以上几式解得
L:d=1:1
设粒子从最高点运动至射出平行板电容器的时间为t2，根据动力学有
L=vxt2
可得
t2=12t1
射出电场时竖直方向的速度
vy′=at2=12at1=12vy
微粒穿出电容器区域时速度与水平方向夹角θ的正切值
tanα=vy′vx=12
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
y=12vy′t2=14d
微粒穿出电容器时离下极板距离为
Δy=d−y=34d
故C错误。
故选D。
8.【答案】BD
【解析】φ−x图象的切线斜率表示电场强度可知，沿着x轴方向场强变小，则受到的电场力变小，根据
ΔEk=F电x
可知， Ek 随x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】AC
【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FE边的电流在O点的磁感应强度大小BO1=kI12d=2kId，方向平行于DN。
放置在ND边的电流在O点的磁感应强度大小BO2=kI12d=2kId，方向平行于EF。
故O点处的磁感应强度大小BO=2 2kId，同理可得P点处的磁感应强度大小为BP= 2kI2d，选项A、C均正确。
10.【答案】ABD
【解析】A.若物块B固定，则当轻杆转到水平方向时，小球A的速度大小为，由机械能守恒定律，有
12mv2=mgL
解得小球A的速度大小为 2gL ，故A正确；
BCD.若物块B不固定，则物块A、B组成的系统水平方向上没有外力，动量守恒。有
mvA=2mvB
两边乘上时间
mxA=2mxB
且
xA+xB=L
解得小球A在水平方向上的位移大小为
xA=23L
A到达水平方向时，A水平方向的速度为0，由动量守恒可知，此时B的速度也为0，由机械能守恒可知小球A的速度大小为也应为 2gL ，方向竖直向下。故BD正确，C错误。
故选ABD。
11.【答案】(1)C；(2)0.05。
【解析】(1)[1] A.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。
(2)[2]根据多用表可知，中值电阻为15Ω，所以表头满偏电流
Ig=ER中=0.1A
此时，表头半偏，所以电路中的电流为
I=12Ig=0.05A
12.【答案】 225 2820 丙 2.95 3.17
【解析】(1)[1][2]根据
I=Ig+IgRgR1,U=IgRg+IR2
解得
R1=225Ω,R2=2820Ω
(2)①[3]乙电路R0太小，电流表容易烧坏，不可行，丙电路电流表与R0并联组成一个大量程电流表，可行。
②[4][5]根据闭合电路的欧姆定律有
E=U+I+RAR0Ir=20rI+U
整理得
U=E−20Ir
根据图象可得
E=2.95V,k=−20r=−2.95−2.0015×10−3Ω
所以内阻为
r=3.17Ω
13.【答案】(1)9W；(2)0.45m/s
【解析】(1)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
U2=6E−I2R=6V
电动机正常工作时消耗的功率为
P=U2I2=6×1.5W=9W
(2)电源只接两节干电池时(每节干电池电动势 E=1.50V ，内阻不计)，电动机不转，测得此时流过电动机的电流 I1=1.0A ，电动机内阻
RM=2EI1−R=1Ω
电动机正常工作时输出功率为
P出=P−I22RM=6.75W
根据
P出=mgv
解得
v=0.45m/s
14.【答案】解：(1)小球在轨道C处有最大速度，说明电场力和重力沿O′C方向
则Eq=mgtan530，解得：E4mg3q。
(2)小球从B点到O点过程，由动能定理有12mv02−12mvB2=EqR−mgR
解得：v= 53gR。
(3)小球离开O点在水平方向做匀加速运动，竖直方向做竖直上抛，当过O点再返回x轴时
在竖直方向有t返=2vg
在水平方向有x=12at2
水平方向的加速度a=Eqm
解得x=40R9。
【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。
(1)小球在轨道C处有最大速度，说明电场力和重力沿O′C方向，根据共点力的平衡可得
匀强电场的电场强度大小;
(2)小球从B点到O点过程，由动能定理有可得小球经过O点时的速度大小;
(3)小球离开O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】(1) 2Eqsm ；(2) 2 2Eqsm ；(3) 4Eqs+q 2Ekq
【解析】(1)从释放到弹性正碰前瞬间
12mv02−0=2Eqs−Eqs
解得
v0=vm= 2Eqsm
(2)碰撞后，两滑块带电量均变为+q，两滑块组成的系统合力为零，所以动量守恒
mv0=−mvm+mv2
解得金属小滑块B的速度大小
v2=2vm=2 2Eqsm
(3)金属小滑块A、B碰撞分离至A速度达到最大的过程中，金属小滑块A、B与水平面间的滑动摩擦力均为qE，根据能量守恒
12mv22+12mvm2=12mv02+W−Eqr−Eqr
当A速度达到最大时，合力为零
kq2r2=Eq+Eq
解得A、B间的库仑力对A、B做的总功
W=4Eqs+q 2Ekq
相关试卷
江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷： 这是一份江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷，共12页。
江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷： 这是一份江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷，共12页。
江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷： 这是一份江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理试卷，文件包含江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理答案docx、江西省“三新”协同教研共同体2023-2024学年高三上学期12月联考物理docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。
