2023-2024年贵州省部分学校高二上学期第三次联考（12月）物理试卷（解析版）

高二年级考试物理一、单项选择题1.教学楼过道灯的电路图如图所示，电路中的声传感器和光传感器实质就是声控开关和光控开关。在天黑以后，走过楼道时一跺脚灯就亮了；而白天无论怎样发出声响，灯都不会亮。下列分析正确的是（）A.白天有光照时，光传感器自动闭合B夜晚无光照时，光传感器自动断开C.有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合D.夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都坏了【答案】C【解析】白天有光照时，光传感器自动断开，夜晚无光照时，光传感器自动闭合。有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合。两个开关同时闭合，灯就会自动亮。故AB错误；C正确；夜晚狂风大作时，过道灯亮了，说明声传感器和光传感器都没有损坏。故D错误。故选C。2.如图所示，一辆小车静止在光滑的水平面上，用轻绳将小球悬挂在小车立柱上，将小球缓慢拉至与悬点在同一水平面上的点，并从静止释放，下列说法正确的是（）A.小球自点释放后，小球的机械能守恒B.小球自点释放后，小球的动量守恒C.小球自点释放后，小球和小车组成的系统动量守恒D.小球自点释放后，小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒【答案】D【解析】小球向下摆动的过程中，轻绳拉力对小球做负功，对小车做正功，则小球的机械能不守恒，但小球和小车组成的系统机械能守恒，故A错误；小球自点释放后，小球在竖直方向有加速度，小车在竖直方向没有加速度，则小球和小车组成的系统在竖直方向的合外力不为，小球的动量不守恒，小球和小车组成的系统动量不守恒；但小球和小车组成的系统水平方向的合外力为，所以小球和小车组成的系统水平方向上动量守恒，故BC错误，D正确。故选D。3.在学校食堂就餐刷卡时，听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。餐卡内部有由电感线圈和电容构成的振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，卡内的振荡电路产生电谐振，线圈中产生感应电流，给电容充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（）A.该时刻电容器正在放电 B.电路中电流正在增大C.线圈中的磁场能正在增大 D.电容器内的电场强度正在增大【答案】D【解析】根据右手螺旋定则可知，线圈中电流方向从上到下，而电容器两极板间电场从下到上，可知电容器正在充电，电流正在减小，线圈的磁场能正在减小，电容器带电量增加，则两板间电场强度正在增大，选项ABC错误，D正确。故选D。4.如图甲所示，把小灯泡与教学用发电机相连接，匀速转动手柄带动线圈在两磁极之间转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，小灯泡正常发光。下列说法正确的是（）A.时刻，线圈位于中性面B.时，穿过线圈的磁通量的变化率为零C.当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量的变化率最大D.若加大线圈的转速，则小灯泡的亮度变暗【答案】A【解析】从图中可知，时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁感应强度垂直于线圈平面，线圈位于中性面，A正确；时，穿过线圈的磁通量为，磁通量的变化率最大，B错误；当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为，C错误；D根据可知，加大线圈的转速，产生的电动势的最大值增大，有效值增大，小灯泡的功率变大，灯泡变亮，D错误。故选A。5.粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向匀速移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边、两点间的电压最大的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，图中、两点间电势差为路端电压为，故移出过程中线框一边、两点间的最大电压是，故A正确；图中、两点间电势差为外电路中一个电阻两端电压，即为，所以、两点间电势差绝对值不是最大，故BCD错误。故选A。6.年月日，在美国阿灵顿结束的年世界女排联赛中，中国女排收获亚军，创造了中国女排参加世界女排联赛以来的最佳成绩。某次训练中，一位质量为的女排运动员从静止下蹲后向上跳起，经时间，她身体伸直离开地面的速度大小为，一段时间后该运动员仍以大小为的速度沿竖直方向落回地面，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A.该运动员离开地面瞬间和落回地面瞬间的动量相同B.该运动员在空中运动的过程中，运动员受到的重力对她的冲量大小为C.该运动员起跳过程中地面对她的冲量大小为D.该运动员离开地面后上升过程中和下降过程中的动量变化量大小相同、方向相反【答案】B【解析】该运动员离开地面瞬间和落回地面瞬间的动量大小相等，方向相反，故A错误；该运动员在空中运动的过程中，根据动能定理可得，运动员受到的重力对她的冲量大小为，故B正确；该运动员起跳过程中，根据动能定理可得，可得地面对她的冲量大小为，故C错误；该运动员离开地面后上升过程中和下降过程中只受重力，而重力的冲量大小相等，方向相同，则动量变化量大小相同、方向相同，故D错误。故选B。7.如图所示，粗细均匀的正六边形线框由相同材质的导体棒连接而成，顶点、用导线与直流电源相连接，若棒受到的安培力大小为，则整个六边形线框受到的安培力大小为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设的电阻为，由电阻定律可知的电阻为，若中的电流为，则中的电流为，棒受到的安培力大小，整个六边形线框受到的安培力大小，故选B。二、多项选择题8.如图所示，、是两个相同的白炽灯，是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，电源的内阻可以忽略，电源电动势与、两个白炽灯的额定电压相等。下列说法正确的是（）A.闭合开关时，、灯同时亮，且均正常发光B.闭合开关时，灯比灯先亮，最后一样正常发光C.开关闭合且电路稳定时，断开开关，灯缓慢熄灭D.开关闭合且电路稳定时，断开开关，灯闪亮一下再缓慢熄灭【答案】BC【解析】开关闭合的瞬间，电源的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光。由于线圈的自感阻碍，灯后发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯逐渐变亮，最后一样亮，故A错误，B正确；断开开关的瞬间，线圈与两灯一起构成一个自感回路，通过线圈的电流要减小，线圈产生自感电动势，相当电源，两灯逐渐同时熄灭，因为是从灯所在支路电流逐渐减小，所以灯不会闪亮，故C正确，D错误。故选BC。9.为某地铁系统供电的变电站示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为的电源，两副线圈分别连接牵引电机和照明系统（连接牵引电机的副线圈简称副线圈，连接照明系统的副线圈简称副线圈），牵引电机的额定电压为，照明系统的额定电压为，为照明系统中的一条支路的开关。下列说法正确的是（）A.闭合后，副线圈两端的电压减小B.闭合后，电源的输入功率增大C.闭合后，副线圈中的电流比副线圈中的电流增加得多D.原线圈和副线圈的匝数之比为【答案】BD【解析】S闭合后，副线圈两端的电压不变，副线圈消耗的功率增加，则电源的输入功率增大，A错误，B正确；闭合后，副线圈中的电流不变，C错误；根据可得，原线圈和副线圈的匝数之比为，D正确。故选BD。10.如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为和的两物块、相连接，并静止在光滑的水平面上。现使瞬间获得水平向右、大小为的速度，以此刻为计时起点。两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（）A.在时间内弹簧长度不断减小B.时刻和时刻弹簧长度相等C.在时间内物块的位移大于物块的位移D.两物块、的质量之比为【答案】AD【解析】由图乙所示图像可知，t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s，A获得向右的速度后，A向右做减速运动，B向右做加速运动，A、B间的距离减小，到t1时刻两者速度相等，它们间的距离最小，弹簧处于压缩状态；t1到t2时间内A的速度小于B的速度，A、B间的距离增大，弹簧逐渐恢复原长，在t2时刻弹簧恢复原长，t2到t3时间内B的速度大于A的速度，A、B间的距离逐渐增大，弹簧被逐渐拉伸，t3时刻两者速度相等，弹簧伸长量最大，弹簧处于拉伸状态；t3到t4时间A的速度大于B的速度，A、B间的距离减小，弹簧逐渐恢复原长，t4时刻弹簧再次恢复原长，从t3到t4时刻弹簧由拉伸状态恢复到原长，故在时间内物块B的位移等于物块A的位移，故A正确，BC错误；水平面光滑，两物块组成系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向右为正方向，从0到t1时间内，由动量守恒定律得，由图可知，，解得，故D正确。故选AD。三、非选择题11.“达因”兴趣小组的同学们设计了利用磁传感器“霍尔元件”来测量匀强磁场的磁感应强度的实验方案，其原理图如图所示。已知该霍尔元件的载流子为电子，电荷量为，匀强磁场垂直于霍尔元件上下两面竖直向上，霍尔元件的长宽高分别为、、，单位体积中自由电子的个数为，实验中向左通过霍尔元件的电流为。（1）用电压表测量、两面的电压时，电压表的正接线柱应与________（填“”或“”）相接，正确连接后测得的电压为。（2）电子（载流子）匀速通过霍尔元件的过程中，垂直于、方向受到的电场力大小为________。（用、及题中涉及的物理量符号表示）（3）同学们经过分析可知，匀强磁场的磁感应强度大小为________。（用、及题中涉及的物理量符号表示）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）[1]根据左手定则，电子向板偏转，板带负电，故电压表的正接线柱应与板相接。（2）[2]垂直于、方向受到的电场力大小为；（3）[3]通过霍尔元件的电流为，霍尔元件稳定后，有，匀强磁场的磁感应强度大小为。12.学校物理兴趣小组利用气垫导轨验证动量守恒定律，气垫导轨装置如图所示，由导轨、滑块、弹射器、光电门等组成，固定在两滑块上的挡光片的宽度相等。主要的实验步骤如下：①安装好气垫导轨，转动气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②测得滑块（含挡光片）与滑块（含弹簧和挡光片）的质量分别为、，挡光片的宽度为；③接通光电计时器（光电门）；④把滑块静止放在气垫导轨的中间；⑤使滑块挤压导轨左端弹射架上的弹簧；⑥释放滑块通过光电门后与左侧连有弹簧的滑块碰撞，碰后滑块和滑块依次通过光电门，两滑块通过光电门后依次被制动；⑦读出与光电门相连的光电计时器记录的时间，与光电门相连的光电计时器记录的两次时间先后分别为、。回答下列问题：（1）下列检验导轨是否水平两种做法中，较好的是________。（填“”或“”）A.将气垫导轨平放在桌上，不打开气源充气，将滑块放到导轨上，若滑块不动，则导轨水平B.将气垫导轨平放在桌上，先打开气源充气，再将滑块放到导轨上，轻推滑块，若滑块先后通过两个光电门时的挡光时间相等，则导轨水平（2）碰撞前滑块通过光电门的速度大小为________，规定滑块前进的方向为正方向，则滑块碰撞前后的动量变化量为________。（均用题中涉及的物理量符号表示）（3）在误差范围内，若满足关系式______________________________（用题中涉及的物理量符号表示），即说明两滑块碰撞过程中动量守恒。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】（1）[1]先打开气源充气，再将滑块放到导轨上,滑块与导轨间的摩擦可以忽略，若轻推一下，滑块经过两个光电门时的挡光时间相等，则说明滑块在做匀速直线运动，滑块所受合力为零，导轨水平。故B正确。（2）[2]滑块做匀速直线运动，通过光电门的速度大小为；[3]滑块碰撞后的速度大小为，滑块碰撞前后的动量变化量为；（3）[4]根据动量守恒，把速度代入，整理得。13.如图所示，在平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点射入磁场，其速度方向与轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后从轴上的点（图中未画出）射出磁场，其速度方向与轴负方向的夹角。已知，粒子的质量为、电荷量为，不计粒子所受重力。求：（1）粒子速度的大小﹔（2）带电粒子在第一象限内运动的时间。【答案】（1）；（2）【解析】粒子运动轨迹如图所示；（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有，根据几何关系有，解得；（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则，粒子在磁场中做圆周运动轨迹对应的圆心角，所以粒子在第一象限内运动的时间。14.一辆质量的平板车左端放有质量的滑块，滑块与平板车间的动摩擦因数，开始时平板车和滑块共同以的速度在光滑水平面上向右运动，直到平板车与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车的速度大小保持不变，但方向与原来相反。碰撞后经过时间（未知），平板车和滑块以共同速度向左运动，平板车足够长，滑块不会滑出平板车，取重力加速度大小，求：（1）平板车和滑块碰撞后的共同速度的大小；（2）时间和平板车的最小长度。【答案】（1）；（2），【解析】（1）平板车与墙发生碰撞后以原速率弹回，此后平板车与木块所受的合外力为零，总动量守恒，取水平向左为正方向，则有，解得；（2）对木块根据动量定理可得，代入数据解得，据能量守恒，代入数据解得。15.如图所示，MN、PQ是两根足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角，、间接有的电阻。范围足够大的匀强磁场垂直导轨所在平面向上，磁感应强度大小。长度与导轨间距相等、质量、阻值的金属棒放在两导轨上，在大小为、方向平行于导轨向上的恒