江西省宜春市五校2023-2024学年高二上学期11月第三次联考（直升班）物理试卷

宜春市五校2023-2024学年高二上学期第三次联考直升班物理试卷考试范围：必修三、选必一、二总分：100分时长：75分钟一、选择题：本题共10小题，第1~2万题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。共计46分。1.许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是（）A．卡文迪什最早通过油滴实验比较准确地测出电子的电荷量B．“点电荷”、“电场强度”概念的提出应用了等效替代的方法C．密立根用扭秤实验测出了静电力常量k的值D．库仑研究电荷间的作用力与距离、电荷量的关系应用了控制变量法2.如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化关系如图2所示，下列说法正确的是（）A．t=0时，振子经过O点向左运动B．t=0.5s时，振子在O点右侧5cm处C．t=1.5s和t=2.5s时，振子的速度方向相反D．t=10s时，振子的加速度等于零3.两根完全相同且互相平行的长直导线M、N置于水平面上，导线中通有大小相等、方向相同的电流，垂直于导线的横截面如图所示，M、N在O点产生的磁感应强度大小均为B，△MON为等边三角形，则O点的磁感应强度大小为（）A.3BB.3B2C.24.如图所示，楔形玻璃的横截面AOB的顶角为45°，OA边上的点光源S到顶点O的距离为L，光在玻璃中的折射率为233，光线射向OB边，不考虑多次反射，A．62L B．6L C．6+25.如图所示，边长为a电阻为R的正方形导体框水平放置，磁感应强度为B的匀强磁场与水平面成θ=30°角斜向下，导体框可分别绕mn和ef轴以相同角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（）A．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过90°与绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量相同B．从图示位置导体框绕ef轴顺时针转过90°比绕mn轴转过90°导体框的磁通量变化量小C．导体框绕ef轴转动比绕mn轴转动时导体框的发热功率大D．导体框绕ef轴转动与绕mn轴转动时导体框的发热功率一样大6.如图甲所示，在竖直方向分布均匀的磁场中水平放置一个金属圆环，圆环所围面积为0.1m²，圆环电阻为0.2Ω。在第ls内圆环中的感应电流I从上往下看为顺时针方向。磁场的磁感应强度B随时间tA．在0~5s时间段，圆环最大发热功率为5.0×10⁻⁴B．在0~5s时间段感应电流沿顺时针方向。C．在0~5s时间段，感应电流先减小后增大再减小D．在0~2s时间段，通过圆环横截面的电荷量为5.0×10⁻¹C7.一根长度为L、质量为m、粗细可忽略的导体棒A紧靠在一个足够长的绝缘半圆柱体底端静止，半圆柱体固定在水平面上，导体棒A与半圆柱体表面间的动摩擦因数为μ，其截面如图所示。空间中加有沿半圆柱体半径向内的辐向磁场，半圆柱体表面处磁感应强度大小相等且均为B，在导体棒A中通入方向垂直纸面向外的变化电流，使导体棒A沿半圆柱体从底端缓慢向上滑动，导体棒A与圆心的连线与水平方向的夹角为θ，在导体棒A从底端运动到顶端的过程中，下列说法正确的是（）A．θ=45°时，导体棒A所受的摩擦力最大B．tanθ=μ时，导体棒A所受的安培力最大C．导体棒A所受重力与支持力的合力大小不变D．导体棒A所受重力和安培力的合力与安培力方向的夹角变大8.如图所示，光滑绝缘弧面AB固定在竖直支架ABC上，BC边水平，B为切点，圆弧半径为R，圆弧对应的圆心角为60°，空间存在着水平方向匀强电场，场强大小为E，点电荷+Q固定在圆弧圆心处，一个质量为m，带电量为-q的小球恰好可以静止在圆弧AB的中点D，现在将该带电小球从A点由静止释放，则（）A．匀强电场的方向水平向左，EB．匀强电场的方向水平向左，EC．小球运动到B点时速度vD．小球运动到D点时速度最大9.某仓库使用交变电压u=3802sinl00πtV，内阻R=0.25Ω的电动机运送货物。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满货物的小车以速度v=2m/s沿斜坡匀速上行，此时电动机电流Ⅰ=40A，关闭电动机后，小车继续沿斜坡上行路程L到达卸货点，此时速度恰好为零。已知小车质量m₁=100kg，车上货物质量m₂=1200kg，配重质量mA．比例系数k=0.2 B．比例系数k=0.1C．上行路程L=1337m D．10.如图所示，相距为l的平行光滑导轨ABCD和MNPQ两侧倾斜、中间水平，且电阻不计，在导轨的两端分别连有电阻R1和R2，且电阻R₁=R₂=r，左侧倾角为θ，在ABNM区域内存在垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B0，水平部分虚线ef和gi之间的矩形区域内，有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度也为B0。一质量为m、电阻为r、长度也为l的金属导体棒，从距水平轨道h高处由静止释放，滑到底端时的速度为v0，第一次穿过efig磁场区域时速度变为A．导体棒从静止开始下滑到底端BN过程中，电阻R1上产生的热量为1B．导体棒第一次通过水平区域磁场过程中通过导体棒的电荷量为2C．虚线ef和gi之间的距离mD．导体棒最终停在水平磁场正中间二、实验题：共两题8小空，每空2分，共计16分。11.用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时，先让质量为m1的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放，找到其落点的平均位置P，测量平抛射程OP。然后，把质量为m2的小球B静置于轨道末端的水平部分，再将小球A从斜轨上位置G由静止释放，与小球B碰撞，如此重复多次，M、N为两球碰后的平均落点，重力加速度为g，回答下列问题：（1）为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径（填“需相等”或“不需相等”），本实验测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。（2）若实验中得出的落点情况如图乙所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球A的质量m1与被碰小球B的质量m2之比为。（3）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为（只用OM、OP、ON表示）。12.甲、乙两个实验小组利用传感器研究电池组电动势和内阻及负载功率问题，已知两小组所选用的定值电阻阻值相同，均为R（1）甲小组利用电压传感器（相当于理想电压表）和电阻箱，实验电路图如图甲所示，改变电阻箱接入电路的阻值，获得多组电压U与电阻R的值，根据P=U2R在坐标纸上描出的P—R图像如图乙所示，发现当R=1.5Ω时，电阻箱的功率P达到最大值1.5W。可求出甲小组电池组电动势E1=V，内阻r1=（2）乙小组利用电压传感器（相当于理想电压表）、电流传感器（相当于理想电流表）和滑动变阻器，实验电路图如图丙所示，移动滑动变阻器滑片，获得多组电压U与电流I的值，根据P=UI，利用作图软件生成的P-U图像如图丁所示，发现当U=1.4V时，滑动变阻器的功率P达到最大值1.0W，可求出乙小组电池组电动势E2=V，内阻r2=Ω。（结果均保留两位有效数字）三、解答题：13题10分，14题12分，15题16分，共计38分13.如图所示一质量为m=2kg，带电荷量为q=+1.5C的小球从距地面高h=1.6m处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离l=1m处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，已知重力加速度（1）小球的初速度v0；（2）电场强度E的大小（保留3位有效数字）。14.如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg。用轻质弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙壁相接触，另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A（1）物块C的质量mc；（2）4~12s内墙壁对物块B的冲量I；（3）物体B离开墙壁后的运动过程中弹簧具有的最大弹性势能E15.如图所示，截面半径为l的圆柱形空腔位于三维坐标系Oxyz中，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域。0≤z≤3l的Ⅰ区域内有沿y轴正方向的匀强磁场B1；3l≤z≤4l3+3l的Ⅱ区域内有沿y轴正方向的匀强电场E；Ⅲ区域内同时存在沿z轴正方向的匀强电场和匀强磁场B2。现有一带电粒子从点P（l，0，0），以大小为v0的速度垂直磁场进入Ⅰ区域，经点Q003l沿着z轴进入Ⅱ区域，然后经过点0l243l+（1）求出Ⅱ区域电场强度E大小；（2）求出Ⅰ区域磁场强度B1的大小；（3）Ⅲ区城的磁感应强度B2的大小。宜春市五校2023-2024学年高二上学期第三次联考直升班物理答案一、选择题：本题共10小题，第1~2局有一项符合题目要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。共计46分。题号12345678910答案DDACCABADBDBCD7.B解析：A．根据左手定则确定安培力的方向，导体棒在上升至某位置时的受力分析如图所示：根据平衡条件可知导体棒A所受支持力F导体棒A所受摩擦力f=μmgsinθ导体棒A沿粗糙的圆柱体从底端缓慢向上滑动，在到达顶端前的过程中，θ增大，FN增大，f增大，故A错误；B．导体棒A所受的安培力F其中sin=θ在0~90°范围内增大，可知安培力先增大后减小，当θ+φ=90°时，导体棒A所受的安培力最大，此时sinφ=cosθ，解得tanθ=μC．重力与支持力的合力大小为mgcosθ，随θ增大而减小，故C错误；D．令支持力和滑动摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角为β，则有ta可知支持力和摩擦力的合力方向与摩擦力的方向夹角始终不变，由于支持力、摩擦力、重力与安培力四个力的合力为零，则重力、安培力的合力与支持力、摩擦力的合力等大反向，摩擦力与安培力位于同一直线上，则重力和安培力的合力方向与安培力的方向的夹角始终不变，故D错误。9.U设电动机的牵引绳张力为T1，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有UI解得T₁=7400N对小车匀速有T₁+T₂=联立各式解得k=0.1关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为a，对系统由牛顿第二定律有m根据运动学规律有v联立代入数据解得L二、实验题：共两题8小空，每空2分，共计16分。11、需相等 不需要 4：1 OP+OM=ON12、3.0 0.50 2.8 0.96解析：（2）乙小组实验，滑动变阻器的功率为PP与U是二次函数关系，可知当U=P有最大值E₂=2最大功率Pmax=E224二、13、【答案】（1）5m/s；（2）16.7V/m解析：（1）竖直方向做自由落体运动h-1水平方向做匀减速直线运动l=v得v0=5m/s2分（2）水平方向做匀加速直线运动l=1又根据牛顿第二定律qE=ma1分得E≈16.7V/m2分14、1.（1）2kg；（2）36N·S；（3）9J解析：（1）由题图乙知，C与A碰前速度为v₁=9m/s，碰后速度为v₂=3m/s，CmCv解得物块C的质量为mc=2（2）取水平向左为正方向，根据动量定理，以A、C为对象，4~12s内弹簧对A、C的冲量为=mA可知弹簧对物块B的冲量大小为36N×，则墙壁对物块B的冲量大小为36N·S。1分方向水平向左1分（3）t=12s，B离开墙壁，此时A、C的速度大小v'₃=3m/s之后，A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A