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重庆市三峡名校联盟2022-2023学年高二物理下学期联考试题（Word版附解析）
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这是一份重庆市三峡名校联盟2022-2023学年高二物理下学期联考试题（Word版附解析），共14页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
三峡名校联盟2023年春季联考高2024届物理试卷
（满分：100分 考试时间：75分钟）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2021年7月4日，湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是 ( )
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验测出了电磁波在真空中的传播速度等于光速
B．同一电磁波从真空进入介质，传播速度变小，频率不变
C．要有效发射电磁波，振荡电路要有较低的振荡频率
D．均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
2. 手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈两端接上正弦式交流电，就会在邻近的受电线圈中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。下列说法正确的是 ( )
A．受电线圈中的感应电动势周期性变化
B．受电线圈中的感应电动势恒定不变
C．受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相同
D．受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相反
3．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列判断正确的是 ( )
A．P1 = P2 = P3 = P4 B．U1 > U2 > U3 > U4
C． D．U2=U3+P4RU3
4．随着疫情管控放开及稳增长政策持续发力，全国发电量、用电量出现明显回升。图甲是一台小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 ( )
A．电压表的示数为102V
B．在0.005s到0.01s时间内，穿过发电机线圈的磁通量逐渐增大
C．若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输出功率将增大到原来的4倍
D．若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表读数将减小
5．如图(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内，下列说法中正确的是 ( )
A．a点的电势高于b点电势
B．电流的大小为nπB0r223Rt0
C．线圈两端的电压大小为2nπB0r123t0
D．通过电阻R1的电荷量nπB0r223R
6. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t = 0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为1×10 -7s，下列说法正确的是 ( )
A．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
B．0~1.25×10-7s内质点M运动的位移为0.4mm
C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s
D．t=2.0×10-7s时质点N恰好处于波谷
7．自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当霍尔元件处于匀强磁场中，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁感应强度B、电流I方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是 ( )
A．只需得到单位时间内的脉冲数即可计算出车速大小
B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C．霍尔元件中的电流I由自由电子定向移动形成的，定向移动的速率大于热运动的平均速率
D．霍尔电势差的大小与霍尔元件所用的材料有关
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列说法正确的是 ( )
丁
A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小
B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处
D．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
9．如图甲所示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠近A。两个分子间的作用力F随分子间距离r的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能Ep = 0。在这个过程中，关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是 ( )
A．当分子间距离r > r0时，分子间的作用力表现为引力
B．当分子间距离r > r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小
C．当分子间距离r = r0时，分子间的作用力为0，分子势能也为0
D．当分子间距离r < r0时，分子间的作用力做负功，分子势能减小
10．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形ABC内，D是AB边的中点，一群相同的带负电的粒子仅在磁场力作用下，从D点沿纸面以平行于BC边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子间的相互作用力，已知粒子在磁场中运动的周期为T，则下列说法中正确的是 ( )
A．粒子垂直BC边射出时，半径R等于34L
B．速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长
C．粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为T3
D．粒子可能从AB边射出，且在磁场中运动时间为23T
三、非选择题：共57分。
（一）填空题：共2题，共16分。
11.（8分）某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。
(1) 将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是___________。
A．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在目镜处
C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内
(2) 已知双缝间距离d = 0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l = 75.0cm，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，读数为x1=_________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数x2=_________mm。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是_______m。（计算结果保留两位有效数字）
主尺cm
游标尺
游标尺
主尺cm
12.（8分）某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。
(1) 从乙图可知，摆球的直径为d =___________mm；
(2) 用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g =___________；
(3) 实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是：___________。
A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B．当单摆经过最高位置时开始计时
C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
D．测量多组周期T和摆长L，作T 2﹣L关系图像来处理数据
(4) 某同学根据实验中测得的数据，画出T 2﹣L图像如图丙所示，取π=3.14，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为_____________（保留三位有效数字）。
（二）计算题：共3题，共41分。各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分。
13.（10分）2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后张同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是2R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=45°，经折射后恰好与内球面在B点相切，最后到达C点。已知光速为c。求：
(1) 单色光在水球内的折射率n；
(2) 单色光从A点到C点在水球内传播的时间t。
乙
甲
14.（13分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4 m，金属导轨所在平面与水平面的夹角θ = 37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B = 0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 12 V、内阻r = 0.5 Ω的直流电源，现把一个质量m = 0.08 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 2.5 Ω，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g = 10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：
(1) 导体棒受到的安培力大小和方向；
(2) 导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ。
15.（18分）如图所示，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为α=30°光滑绝缘斜面上，导轨间距L = 0.4m，阴影区域存在磁感应强度B = 1.0T的有界匀强磁场，磁场宽度为d = 0.2m，方向与导轨平面垂直。一长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置，其总质量m = 0.1kg，导体棒中通以大小为I = 3.75A的恒定电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的总电阻为R = 0.2Ω，其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界x处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度取g = 10m/s2。求：
(1) 装置释放时线框下边与磁场上边界的距离x；
(2) 若线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，求装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；
(3) 在(2)情景中求线框第一次穿越磁场区域所需的时间t。（结果可以含有根号）
三峡名校联盟2023年春季联考高2024届物理试题
参考答案与评分标准
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
D
C
B
C
D
1. B【详解】英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在。在以后的一系列实验中，赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。他还测得电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性。电磁波的频率由波源决定，与介质无关，同一电磁波从真空进入介质，传播速度变小，频率不变，所以A选项错误，B选项正确；要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，所以C选项错误；均匀变化的电场或磁场不能形成电磁波，所以D选项错误。故选B。
2. A【详解】由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据电磁感应原理可知，因送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是同频率的正弦交流电，即受电线圈中的感应电动势周期性变化，即大小和极性都发生周期性变化，所以A选项正确，B选项错误；受电线圈中电流方向与送电线圈中电流方向可能相同，也可能相反，所以C、D选项错误；故选A。
3. D【详解】由于T1和T2是理想变压器，得
由于输电线路有功率损失
选项A错误；由于T1和T2分别是理想升压变压器和理想降压变压器
由于输电线路有电压损失
选项B错误；输电线路电流
，其中，
输电线路电压损失
又
得
U2=U3+P4RU3
所以选项C错误，选项D正确。故选D。
4. C【详解】电压表显示的是有效值
所以选项A错误；在0.005s到0.01s时间内，穿过发电机线圈的磁通量逐渐减小，所以选项B错误；发电机线圈的转速增大一倍，交变电动势的最大值
Em=NBSω
变为原来的2倍，变压器的输入电压和输出电压均变为原来的2倍，变压器的输出功率
P=
增大为原来的4倍，所以选项C正确；理想变压器原副线圈的电压、电流与匝数的关系如下：
=
=
滑动触头P的位置向上移动，变压器原线圈匝数变小，输出电压变大，输出电流变大，则原线圈电流变大，所以选项D错误。故选C。
5. B【详解】由图像可知，在0至t1时间内
由法拉第电磁感应定律有
而
由闭合电路的欧姆定律有
联立上式解得电流的大小为
由楞次定律可判断通过R1上的电流方向由b到a，a点的电势低于b点电势，所以选项A错误，选项B正确；线圈两端的电压大小为
所以选项C错误；通过电阻R1的电荷量为
所以选项D错误。故选B。
6. C【详解】根据同侧法可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，所以A选项错误；由题可知，质点M运动了54T，因此M的位移为-0.4mm，所以B选项错误；超声波在血管中的传播速度为
所以C选项正确；质点N第一次到达波峰的时间为
所以D选项错误。故选C。
7. D【详解】根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的转速，最后由线速度公式，结合车轮半径即可求解车轮的速度大小，所以选项A错误；根据霍尔原理可知
可得
即霍尔电势差只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速率有关，与自行车的车速无关，所以选项B错误；霍尔元件的电流是由负电荷定向运动形成的，定向移动的速率小于热运动的平均速率，所以选项C错误；n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，由电流的微观定义式整理得
结合解得
霍尔电势差大小与霍尔元件所用的材料有关，所以选项D正确。故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
题号
8
9
10
答案
AC
AB
AD
8. AC【详解】图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，所以选项A正确；图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，所以选项B错误；图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，所以选项C正确；图丁的衍射图样中，中央是一个亮圆斑，周围为明暗相间的同心圆环，这是圆孔衍射的图样，所以选项D错误。故选AC。
9. AB【详解】可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加；r>r0，分子力表现为引力，rr0时，r越大，分子势能越大，在r
根据几何关系知半径为，所以选项A正确；若带电粒子刚好从BC边射出磁场，运动轨迹与BC边相切，可知圆心角为180°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子刚好从AC边射出磁场，运动轨迹与AC边相切，作图可得切点为C点，如下图
可知圆心角为60°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从AB边射出磁场，可知圆心角为240°，粒子在磁场中经历时间为，所以该粒子在磁场中经历时间为，则它一定从AB边射出磁场；所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系，选项B、C错误，选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：共57分。
（一）填空题：共2题，共16分。
11. (8分) (1) A (2分) (2) 0.3 (2分) 9.6 (2分) 6.2×10-7(2分)
【详解】(1) 从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、双屏。
故选C。
(2) 由图丙可知，游标卡尺读数为
由图丁可知，游标卡尺读数为
相连条纹的间距为
根据
12. (8分) (1) 5.980 （5.979-5.981均可）(2分) (2) π2n-12l+d2t2 (2分) (3) AD (2分) (4) 9.86 (9.83-9.89均可) (2分)
【详解】(1) 螺旋测微器的主尺读数为5.5mm，可动刻度读数为
0.01×48.0mm=0.480mm
则最终读数为5.980mm；
(2) 从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t，则单摆全振动的次数为
周期为
单摆的长度为
L=l+d2
由单摆的周期公式
T=2πLg
得
g=π2n-12l+d2t2
(3) 公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，选项A正确；为了减小误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时，选项B错误；为了减小误差，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，选项C错误；应用图象法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T和摆长L，作T 2 - L关系图象来处理数据，选项D正确。故选AD。
(4) 根据单摆的周期公式
可得
由图像可得，T 2﹣L图像的斜率
则当地的重力加速度大小为
（二）计算题：共3题，共41分。各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分。
13. (10分) (1) 2；(2)
【解析】(1) 根据题意，设单色光在点折射角为，由几何关系可得
.................................................................................................................................(2分)
则此单色光在该水球内的折射率为
..................................................................................................................................(2分)
(2) 根据题意，由几何关系可知，单色光在水球内的传播距离为
.......................................................................................................(2分)
由可得，单色光在水球内的传播速度为
....................................................................................................................................(2分)
则单色光从点到C点的运动时间为
..................................................................................................................................(2分)
14. (13分) (1) 0.8N，方向沿斜面向上；(2) 0.5
【解析】(1) 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有
.........................................................................................................................................(3分)
代人数据解得I = 4A。
导体棒受到的安培力
........................................................................................................................................(2分)
代入数据解得F = 0.8N，方向沿斜面向上。.............................................................................(2分)
(2) 对导体棒受力分析，则有导体棒受到的最大静摩擦力
.................................................................................................................(3分)
又
..................................................................................................................................(2分)
解得
............................................................................................................................................(1分)
15. (18分) (1) 0.625m；(2) 0.1J；(3) 52+425s（或0.44s）
【解析】(1) 对装置，当线框在磁场中匀速时
....................................................................................................................(2分)
可得
对装置在进入磁场前过程中，可知
......................................................................................................................(2分)
可得
......................................................................................................................................(1分)
(2) 设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W，知
mgsinα4d+W-BILd=0-0.................................................................................................(2分)
且
...........................................................................................................................................(1分)
解得
Q=mgsinα4d-BILd=0.1J....................................................................................................(2分)
(3) 设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，对装置在接着向下运动2d过程中
mgsinα2d-BILd=0-12mv12..................................................................................................(3分)
可得
对装置在磁场中运动时
......................................................................................................................(2分)
可得
在时间内，有
则
有
......................................................................................................................(2分)
而
解得
...........................................................................................................................(1分)
三峡名校联盟2023年春季联考高2024届物理试卷
（满分：100分 考试时间：75分钟）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2021年7月4日，湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为400 km的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是 ( )
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验测出了电磁波在真空中的传播速度等于光速
B．同一电磁波从真空进入介质，传播速度变小，频率不变
C．要有效发射电磁波，振荡电路要有较低的振荡频率
D．均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
2. 手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈两端接上正弦式交流电，就会在邻近的受电线圈中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。下列说法正确的是 ( )
A．受电线圈中的感应电动势周期性变化
B．受电线圈中的感应电动势恒定不变
C．受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相同
D．受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相反
3．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列判断正确的是 ( )
A．P1 = P2 = P3 = P4 B．U1 > U2 > U3 > U4
C． D．U2=U3+P4RU3
4．随着疫情管控放开及稳增长政策持续发力，全国发电量、用电量出现明显回升。图甲是一台小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 ( )
A．电压表的示数为102V
B．在0.005s到0.01s时间内，穿过发电机线圈的磁通量逐渐增大
C．若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输出功率将增大到原来的4倍
D．若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表读数将减小
5．如图(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0至t1时间内，下列说法中正确的是 ( )
A．a点的电势高于b点电势
B．电流的大小为nπB0r223Rt0
C．线圈两端的电压大小为2nπB0r123t0
D．通过电阻R1的电荷量nπB0r223R
6. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t = 0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为1×10 -7s，下列说法正确的是 ( )
A．质点M开始振动的方向沿y轴正方向
B．0~1.25×10-7s内质点M运动的位移为0.4mm
C．超声波在血管中的传播速度为1.4×103m/s
D．t=2.0×10-7s时质点N恰好处于波谷
7．自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当霍尔元件处于匀强磁场中，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁感应强度B、电流I方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是 ( )
A．只需得到单位时间内的脉冲数即可计算出车速大小
B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C．霍尔元件中的电流I由自由电子定向移动形成的，定向移动的速率大于热运动的平均速率
D．霍尔电势差的大小与霍尔元件所用的材料有关
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列说法正确的是 ( )
丁
A．图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小
B．图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大
C．图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处
D．图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样
9．如图甲所示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠近A。两个分子间的作用力F随分子间距离r的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能Ep = 0。在这个过程中，关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是 ( )
A．当分子间距离r > r0时，分子间的作用力表现为引力
B．当分子间距离r > r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小
C．当分子间距离r = r0时，分子间的作用力为0，分子势能也为0
D．当分子间距离r < r0时，分子间的作用力做负功，分子势能减小
10．如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形ABC内，D是AB边的中点，一群相同的带负电的粒子仅在磁场力作用下，从D点沿纸面以平行于BC边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子间的相互作用力，已知粒子在磁场中运动的周期为T，则下列说法中正确的是 ( )
A．粒子垂直BC边射出时，半径R等于34L
B．速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长
C．粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为T3
D．粒子可能从AB边射出，且在磁场中运动时间为23T
三、非选择题：共57分。
（一）填空题：共2题，共16分。
11.（8分）某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。
(1) 将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是___________。
A．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在目镜处
C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内
(2) 已知双缝间距离d = 0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l = 75.0cm，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，读数为x1=_________mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数x2=_________mm。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是_______m。（计算结果保留两位有效数字）
主尺cm
游标尺
游标尺
主尺cm
12.（8分）某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。
(1) 从乙图可知，摆球的直径为d =___________mm；
(2) 用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g =___________；
(3) 实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是：___________。
A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B．当单摆经过最高位置时开始计时
C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
D．测量多组周期T和摆长L，作T 2﹣L关系图像来处理数据
(4) 某同学根据实验中测得的数据，画出T 2﹣L图像如图丙所示，取π=3.14，根据图像，可求得当地的重力加速度大小为_____________（保留三位有效数字）。
（二）计算题：共3题，共41分。各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分。
13.（10分）2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后张同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是2R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=45°，经折射后恰好与内球面在B点相切，最后到达C点。已知光速为c。求：
(1) 单色光在水球内的折射率n；
(2) 单色光从A点到C点在水球内传播的时间t。
乙
甲
14.（13分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.4 m，金属导轨所在平面与水平面的夹角θ = 37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B = 0.5 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 12 V、内阻r = 0.5 Ω的直流电源，现把一个质量m = 0.08 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 2.5 Ω，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g = 10 m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：
(1) 导体棒受到的安培力大小和方向；
(2) 导体棒与金属导轨间的动摩擦因数μ。
15.（18分）如图所示，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为α=30°光滑绝缘斜面上，导轨间距L = 0.4m，阴影区域存在磁感应强度B = 1.0T的有界匀强磁场，磁场宽度为d = 0.2m，方向与导轨平面垂直。一长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置，其总质量m = 0.1kg，导体棒中通以大小为I = 3.75A的恒定电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的总电阻为R = 0.2Ω，其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界x处由静止释放，线框恰好可匀速穿过磁场区域，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度取g = 10m/s2。求：
(1) 装置释放时线框下边与磁场上边界的距离x；
(2) 若线框下边与磁场区域上边界重合时将线框由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，求装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；
(3) 在(2)情景中求线框第一次穿越磁场区域所需的时间t。（结果可以含有根号）
三峡名校联盟2023年春季联考高2024届物理试题
参考答案与评分标准
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
B
A
D
C
B
C
D
1. B【详解】英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在。在以后的一系列实验中，赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。他还测得电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性。电磁波的频率由波源决定，与介质无关，同一电磁波从真空进入介质，传播速度变小，频率不变，所以A选项错误，B选项正确；要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，所以C选项错误；均匀变化的电场或磁场不能形成电磁波，所以D选项错误。故选B。
2. A【详解】由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据电磁感应原理可知，因送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是同频率的正弦交流电，即受电线圈中的感应电动势周期性变化，即大小和极性都发生周期性变化，所以A选项正确，B选项错误；受电线圈中电流方向与送电线圈中电流方向可能相同，也可能相反，所以C、D选项错误；故选A。
3. D【详解】由于T1和T2是理想变压器，得
由于输电线路有功率损失
选项A错误；由于T1和T2分别是理想升压变压器和理想降压变压器
由于输电线路有电压损失
选项B错误；输电线路电流
，其中，
输电线路电压损失
又
得
U2=U3+P4RU3
所以选项C错误，选项D正确。故选D。
4. C【详解】电压表显示的是有效值
所以选项A错误；在0.005s到0.01s时间内，穿过发电机线圈的磁通量逐渐减小，所以选项B错误；发电机线圈的转速增大一倍，交变电动势的最大值
Em=NBSω
变为原来的2倍，变压器的输入电压和输出电压均变为原来的2倍，变压器的输出功率
P=
增大为原来的4倍，所以选项C正确；理想变压器原副线圈的电压、电流与匝数的关系如下：
=
=
滑动触头P的位置向上移动，变压器原线圈匝数变小，输出电压变大，输出电流变大，则原线圈电流变大，所以选项D错误。故选C。
5. B【详解】由图像可知，在0至t1时间内
由法拉第电磁感应定律有
而
由闭合电路的欧姆定律有
联立上式解得电流的大小为
由楞次定律可判断通过R1上的电流方向由b到a，a点的电势低于b点电势，所以选项A错误，选项B正确；线圈两端的电压大小为
所以选项C错误；通过电阻R1的电荷量为
所以选项D错误。故选B。
6. C【详解】根据同侧法可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，所以A选项错误；由题可知，质点M运动了54T，因此M的位移为-0.4mm，所以B选项错误；超声波在血管中的传播速度为
所以C选项正确；质点N第一次到达波峰的时间为
所以D选项错误。故选C。
7. D【详解】根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的转速，最后由线速度公式，结合车轮半径即可求解车轮的速度大小，所以选项A错误；根据霍尔原理可知
可得
即霍尔电势差只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速率有关，与自行车的车速无关，所以选项B错误；霍尔元件的电流是由负电荷定向运动形成的，定向移动的速率小于热运动的平均速率，所以选项C错误；n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，由电流的微观定义式整理得
结合解得
霍尔电势差大小与霍尔元件所用的材料有关，所以选项D正确。故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
题号
8
9
10
答案
AC
AB
AD
8. AC【详解】图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，所以选项A正确；图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的小，所以选项B错误；图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，所以选项C正确；图丁的衍射图样中，中央是一个亮圆斑，周围为明暗相间的同心圆环，这是圆孔衍射的图样，所以选项D错误。故选AC。
9. AB【详解】可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加；r>r0，分子力表现为引力，r
根据几何关系知半径为，所以选项A正确；若带电粒子刚好从BC边射出磁场，运动轨迹与BC边相切，可知圆心角为180°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子刚好从AC边射出磁场，运动轨迹与AC边相切，作图可得切点为C点，如下图
可知圆心角为60°，粒子在磁场中经历时间为，若带电粒子从AB边射出磁场，可知圆心角为240°，粒子在磁场中经历时间为，所以该粒子在磁场中经历时间为，则它一定从AB边射出磁场；所以可知粒子速度和运动时间无确定的关系，选项B、C错误，选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：共57分。
（一）填空题：共2题，共16分。
11. (8分) (1) A (2分) (2) 0.3 (2分) 9.6 (2分) 6.2×10-7(2分)
【详解】(1) 从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、双屏。
故选C。
(2) 由图丙可知，游标卡尺读数为
由图丁可知，游标卡尺读数为
相连条纹的间距为
根据
12. (8分) (1) 5.980 （5.979-5.981均可）(2分) (2) π2n-12l+d2t2 (2分) (3) AD (2分) (4) 9.86 (9.83-9.89均可) (2分)
【详解】(1) 螺旋测微器的主尺读数为5.5mm，可动刻度读数为
0.01×48.0mm=0.480mm
则最终读数为5.980mm；
(2) 从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t，则单摆全振动的次数为
周期为
单摆的长度为
L=l+d2
由单摆的周期公式
T=2πLg
得
g=π2n-12l+d2t2
(3) 公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，选项A正确；为了减小误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时，选项B错误；为了减小误差，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，选项C错误；应用图象法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T和摆长L，作T 2 - L关系图象来处理数据，选项D正确。故选AD。
(4) 根据单摆的周期公式
可得
由图像可得，T 2﹣L图像的斜率
则当地的重力加速度大小为
（二）计算题：共3题，共41分。各小题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分。
13. (10分) (1) 2；(2)
【解析】(1) 根据题意，设单色光在点折射角为，由几何关系可得
.................................................................................................................................(2分)
则此单色光在该水球内的折射率为
..................................................................................................................................(2分)
(2) 根据题意，由几何关系可知，单色光在水球内的传播距离为
.......................................................................................................(2分)
由可得，单色光在水球内的传播速度为
....................................................................................................................................(2分)
则单色光从点到C点的运动时间为
..................................................................................................................................(2分)
14. (13分) (1) 0.8N，方向沿斜面向上；(2) 0.5
【解析】(1) 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有
.........................................................................................................................................(3分)
代人数据解得I = 4A。
导体棒受到的安培力
........................................................................................................................................(2分)
代入数据解得F = 0.8N，方向沿斜面向上。.............................................................................(2分)
(2) 对导体棒受力分析，则有导体棒受到的最大静摩擦力
.................................................................................................................(3分)
又
..................................................................................................................................(2分)
解得
............................................................................................................................................(1分)
15. (18分) (1) 0.625m；(2) 0.1J；(3) 52+425s（或0.44s）
【解析】(1) 对装置，当线框在磁场中匀速时
....................................................................................................................(2分)
可得
对装置在进入磁场前过程中，可知
......................................................................................................................(2分)
可得
......................................................................................................................................(1分)
(2) 设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W，知
mgsinα4d+W-BILd=0-0.................................................................................................(2分)
且
...........................................................................................................................................(1分)
解得
Q=mgsinα4d-BILd=0.1J....................................................................................................(2分)
(3) 设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，对装置在接着向下运动2d过程中
mgsinα2d-BILd=0-12mv12..................................................................................................(3分)
可得
对装置在磁场中运动时
......................................................................................................................(2分)
可得
在时间内，有
则
有
......................................................................................................................(2分)
而
解得
...........................................................................................................................(1分)
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