河南省部分名校2024-2025学年高二下学期3月联考
物理试卷
一、单选题
1．图1是钓鱼时使用的浮标，钓鱼时浮标竖直浮在水面上的上下振动可看做简谐运动。从时刻开始计时，以竖直向上为正方向，其振动的图像如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A．浮标的振动周期为 B．1分钟内浮标上某点运动所经过的路程为
C．时，浮标振动的加速度最大 D．时，浮标的速度为0
2．高空抛物是一种会带来社会危害的不文明行为，不起眼的物品从高空落下就可能致人伤亡。某小区的监控摄像头录像显示，一花盆从距离地面高的阳台上掉下，落地时与地面作用时间为，假设花盆质量为且掉下时无初速度，重力加速度，不计空气阻力。则花盆落地时对地面的平均作用力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．如图甲所示，质量为、长度为的细导体棒水平放置在两平行且固定的光滑半圆形轨道上，轨道半径，轨道最高位置与圆心O齐平。空间有辐向分布的磁场，使得导体棒所在处磁感应强度大小恒为。正视图如图乙所示，给导体棒输入垂直纸面向里的恒定电流，将其从轨道左端最高位置由静止释放，使得导体棒在半圆形轨道上做圆周运动，不考虑导体棒中电流产生的磁场及电磁感应现象的影响，，导体棒到达圆轨道另一侧最高位置时速度大小为（ ）
A．0 B．
C． D．
4．如图甲所示，半径为、匝数为50、电阻为的圆形线圈直径的左侧区域存在垂直线圈平面的磁场，规定磁场垂直纸面向里为正，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，定值电阻R的阻值为，导线电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．内，线圈有收缩的趋势
B．内，线圈受到的安培力方向不变
C．内，电阻R两端的电压为
D．内，流过定值电阻的电荷量为
5．如图所示，两根平行且电阻不计的足够长粗糙金属导轨倾斜放置，倾角为，两导轨间距为，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度，两端分别接有阻值为的电阻R。一质量、长度、电阻的导体棒垂直两导轨置于导轨之上，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度大小，从某时刻开始，用一大小为且平行于导轨的拉力F拉着导体棒向上运动，已知，，则导体棒最终匀速运动时的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，A、B、C、D为正方形的四个顶点，O为其中心点，直线过O点且与正方形所在平面垂直，，A、B、C分别固定有电荷量为的点电荷，D点固定有电荷量为的点电荷，一带负电的粒子沿直线从E点运动至F点，下列说法正确的是（ ）
A．粒子的电势能先减小后增大
B．粒子在E点和F点的电势能不相同
C．粒子在E点和F点时所受的电场力相同
D．若粒子从E点由静止释放且仅受电场力，则粒子将在E、F间做往复运动
7．回旋加速器的原理如图所示，加速器由两个间距很小的半圆形金属盒、构成，两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，交变电源通过Ⅰ、Ⅱ分别与、相连，仅在、缝隙间的狭窄区域产生周期性交变电场。粒子源置于盒的圆心O，第一次将粒子1由静止释放后每次通过电场时恰能被加速，其经多次加速和偏转后离开回旋加速器，第二次粒子2由静止释放，在运动过程中与静止于磁场中的不带电粒子发生碰撞并结合为一个新粒子3，仅改变电场的周期，使粒子3依然能加速通过电场，不计所有粒子的重力，不计粒子在电场中的运动时间，下列说法正确的是（ ）
A．要使粒子3能够在碰撞后经电场时依然被加速，则需减小交变电压的周期
B．粒子2与粒子3在回旋加速器中运动的总时间比粒子1长
C．粒子2与粒子3在回旋加速器中加速的总次数比粒子1少
D．粒子3离开回旋加速器时的动能比粒子1大
二、多选题
8．在如图所示的电路中，电源电动势，内阻，电压表和电流表均为理想电表，定值电阻，滑动变阻器最大阻值为，当滑动变阻器的滑片在最左边时，电源输出功率为P，电压表的示数为，电流表A1的示数为，滑至最右边时，电源输出功率仍为P，电压表的示数为，电流表A1的示数为，则下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．在滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，电流表A1的示数减小，电流表A2的示数增大，电压表的示数增大
D．在滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，电源的效率先减小后增大
9．唐人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹……背日喷乎水，成虹霓之状。”虹和霓均是太阳光在水珠内经过折射和反射形成的。如图是霓形成的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（ ）
A．光a、b从空气进入水滴中，因传播速度变小，频率也变小
B．在水滴中，a光的传播速度小于b光的传播速度
C．改变光进入水滴的角度，a光在水滴内会发生全反射
D．以相同的入射角从水中射入空气，若在空气中只能看到一种频率的光，则一定是b光
10．如图所示，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里。边长为L的正三角形区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中O、A两点在同一直线上，与垂直且与电场和磁场方向均垂直。O点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为，区域Ⅱ中磁感应强度大小为，则粒子从的中点射出。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．该带电粒子的比荷为
B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为，粒子将从区域Ⅱ中的C点射出
C．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为，粒子在区域Ⅱ中的运动时间为
D．若仅将变为原来的，粒子在区域Ⅱ中的运动时间不变
三、实验题
11．小明同学用如图所示单摆装置测其所在地的重力加速度。单摆正常摆动时用电子表记录单摆次全振动的时间为；然后将摆线长度在原来的基础上增加d，单摆正常摆动时再测得单摆次全振动的时间为。
根据小明的实验，请回答下列问题：
(1)由“单摆正常摆动时用电子表记录单摆次全振动的时间为”可求出该单摆的周期，这样做的目的是为了减小 （填“偶然误差”或“系统误差”）。
(2)本地重力加速度 （用、、、、d表示）。
(3)小明在做实验时，没有考虑下面物块的重心位置，那么该过程对重力加速度的测量结果 （填“有”或“无”）影响。
12．某实验小组同学要测量一未知电阻的阻值。
(1)他们先找来多用电表，使用其欧姆挡粗测电阻阻值。将选择开关置于欧姆挡“×100”位置并欧姆调零后，将红、黑表笔分别与待测电阻两端相连，发现指针偏角太大。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡 （填“×10”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图1所示，则其阻值为 。
(2)小组成员又从实验室借了以下器材进行更精确的测量。
A．微安表（量程，内阻约）
B．滑动变阻器（最大阻值）
C．电阻箱
D．电源1（电动势，内阻很小可忽略）
E．电源2（电动势，内阻很小可忽略）
F．单刀单掷开关、、单刀双掷开关，导线若干
按图2所示电路图连接好电路，进行如下操作：
①将滑动变阻器滑片调至最右端，电阻箱阻值调至最大。
②调至b端，断开，闭合，调节电阻箱阻值使微安表指针半偏，读出此时电阻箱阻值为。
③断开，将滑动变阻器滑片调至最左端，调至a端。闭合，调节滑动变阻器阻值，使微安表指针满偏。
④保持滑动变阻器阻值不变，闭合，调节电阻箱阻值，使微安表指针指向，读出电阻箱的阻值为。
⑤断开开关。
Ⅰ.根据以上操作和测量的数据，可知微安表的内阻为 ，待测电阻的阻值为 （用题目所给的物理符号E、、、表示）。
Ⅱ.用此方法测量阻值，其测量值和真实值相比 （填“偏大”或“偏小”），若要减小实验误差，电源应该选择 （填仪器前的序号）。
四、解答题
13．如图所示，在圆心角为的扇形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，扇形区域外有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为，圆弧的半径。一带负电的粒子从M点以的速度沿方向进入圆弧区域外的磁场，之后带电粒子两次经过圆弧线（不含M、N）后到达N点，不计粒子的重力，，取3.14，求：
(1)带电粒子的比荷；
(2)带电粒子由M运动到N的时间（结果保留两位有效数字）。
14．如图所示，质量分别为、的物块A、B之间有一轻质弹簧，弹簧始终与A相连，与B接触但不拴接。初始时，弹簧处于原长，A、B静止在光滑水平面上。现给A一方向水平向右、大小为的初速度，经过一段时间，弹簧被压缩至最短。A、B分离后，A始终在水平面运动，B滑上倾角为的粗糙斜面，斜面与水平面平滑连接，B与斜面间的动摩擦因数为。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，取，重力加速度。
(1)求B与弹簧第一次相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能；
(2)B第一次从斜面滑下后，再次与A在水平面上发生碰撞并分离，求分离时A、B的速度大小分别是多少？
15．在核反应堆的液态钠冷却循环系统中，工程师设计了一种双活塞电磁驱动装置。装置核心由两根平行放置的合金活塞构成，a活塞表面因接触高温钠液存在黏滞摩擦，b活塞采用特殊技术实现无摩擦运动，其原理简化为如图所示。图中质量均为、长度为的金属棒a、b模拟两个活塞，系统通过电磁场控制活塞运动，其中开关K在闭合状态下电容为的电容器可用于缓冲启动电流（初始未充电）。a与导轨间动摩擦因数，b光滑，a、b电阻均为。初始时a、b都静止，电磁控制系统关闭。通过施加的水平液压推力向右驱动a活塞，同时激活电磁控制系统使整个区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。已知a、b始终与足够长导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨间距，重力加速度。
(1)刚激活电磁控制系统时，a、b的加速度大小各是多少；
(2)双活塞速度差直接影响液态钠的输送效率，请根据题中信息求出在开关K断开状态下，最终回路电流稳定时a、b的速度差的大小；
(3)若开关K一直处于闭合状态，b因故障与导轨间始终处于绝缘状态而静止不动，证明在拉力F作用下a做匀加速运动并求出加速度大小（结果保留三位有效数字）。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C C B A C AB BD BC
11．(1)偶然误差
(2)
(3)无
【详解】（1）这样做的目的是为了减小偶然误差。
（2）设第一次摆长为L，根据单摆周期公式有
第二次有
联立解得
（3）根据
可知，没有考虑物块重心位置，对重力加速度的测量结果无影响。
12．(1) ×10 160
(2) 偏小 E
【详解】（1）[1][2]欧姆表指针偏角太大，意味着读数偏小，即该电阻是小电阻，所以应换小倍率，所以应将选择开关旋转到欧姆挡“×10”位置，欧姆表读数为。
（2）Ⅰ. [1]用所给电路测电阻时，先通过①②步操作测微安表内阻，再用半偏法测待测电阻阻值。测微安表内阻时，由于电源内阻可忽略，由闭合电路欧姆定律可得
解得微安表内阻为
[2]测待测电阻阻值时由于滑动变阻器接入电路的电阻很大，可以认为闭合前后，干路电流不变，微安表示数为，则通过电阻箱电流为，由并联电路关系可得
解得。
Ⅱ. [3] [4]实际情况是闭合后电路总电阻变小，通过电阻箱电流大于，则有，
所以电阻的测量值偏小，要减小误差，应使滑动变阻器接入电路的电阻越大越好，由第③步操作可知，电源电动势越大，滑动变阻器接入电路的电阻越大，所以要减小实验误差，电源应该选择电动势更大的电源2，选E。
13．(1)
(2)
【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示
其轨迹把圆弧线三等分，根据几何关系，可得带电粒子在磁场中运动半径为
粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，则有
代入数据解得
（2）带电粒子在磁场中的偏转角度为
则其运动时间为
代入数据解得
14．(1)
(2)，
【详解】（1）当弹簧被压缩最短时，弹簧弹性势能最大，此时A、B速度相等，根据动量守恒定律有
解得
根据能量守恒定律有
解得
（2）第一次分离时，设A、B的速度为、，根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得，
第一次碰撞后，设B在斜面上滑行的长度为L，上滑过程，根据动能定理有
下滑过程，设物块B第一次滑下斜面的速度大小为，根据动能定理有
联立解得
B滑下后，与一直在水平面上运动的A第二次碰撞，设向右为正方向，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
联立解得，
15．(1)， 0
(2)
(3)
【详解】（1）刚激活电磁控制系统时a、b速度为零，电路中电流也为零，a的加速度大小为
b所受合外力为零，则b的加速度大小为
（2）回路电流稳定时，此时a、b加速度相同，速度差恒定，根据牛顿第二定律，对a有
对b有
联立可得
此时a、b中电流
速度差
可得
（3）等效电路如图所示，电路中电流为
根据电路特点，有
根据电流定义有
可得
回路电流稳定时有
又
对a，根据牛顿第二定律有
联立解得
