山西省部分重点高中2024-2025学年高二下学期3月联考 物理试题（含解析）

这是一份山西省部分重点高中2024-2025学年高二下学期3月联考 物理试题（含解析），共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4、本卷命题范围：人教版必修第三册（20%）、选择性必修第一册第一章（20%）、选择性必修第二册第一、二、三章（60%）。
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. 下列关于教科书上的四幅插图，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电吸收信号
B. 图乙中建筑物顶端的避雷针通过尖端放电，中和空气中的电荷达到避免雷击的目的
C. 图丙中A、B两线圈必须相连才能在与B线圈相连的扩音器上听见与A线圈相连的手机输出的声音信号
D. 图丁中李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，刘伟双手握线圈裸露的两端协助测量，李辉把表笔与线圈断开的瞬间，刘伟有电击感说明欧姆挡内电池电动势很高
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中用铜丝编织的管线包裹话筒线是利用静电屏蔽原理，故A错误；
B．图乙中建筑物顶端的避雷针通过尖端放电，中和空气中的电荷达到避免雷击的目的，故B正确；
C．根据电磁感应原理可知，A、B两线圈不必相连也能在与B线圈相连的扩音器上听见与A线圈相连的手机输出的声音信号，故C错误；
D．当回路断开时电流要立即减小到零，但由于线圈的自感现象会产生感应电动势，则线圈两端会对人产生电击感，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈从位置A静止释放下落到C位置，下落过程中线圈始终保持水平，在位置B，N极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B，C之间的距离都比较小。下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，线圈中的电流方向始终为逆时针
B. 从上往下看，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针
C. 线圈在位置B时磁通量为0，感应电流为0
D. 线圈在位置A和位置C的加速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB．线圈从A到B运动过程中，穿过线圈的磁通量逐渐减小，而磁场方向斜向上，根据楞次定律可知感应电流为逆时针方向（向下俯视）；线圈从B到C运动过程中，穿过线圈的磁通量逐渐增大，而磁场方向斜向下，根据楞次定律可知感应电流为逆时针方向（向下俯视），故B错误，A正确；
C．在B处线圈与磁场平行，所以磁通量为零，但是B点前后通过线圈的磁通量的变化率不为零，因此线圈在B位置通过线圈的感应电流不为零，故C错误；
D．A、B之间和B、C之间的距离相等，但线圈在C点时的速度较大，磁通量变化较快，则线圈在C点产生的感应电流更大，则C点处的安培力更大，所以A、C两点间的加速度不同，故D错误。
故选A。
3. 某品牌的手机充电器铭牌如表所示，用该充电器在正常工作状态下给容量为4200mA·h、额定电压为4V的手机电池充电，下列说法正确的是（ ）
A. 该充电器的额定输出功率为12.5WB. 该充电器输入交流电压的最大值为240V
C. 手机电池充满电需要约1.68小时D. 手机电池充满电储存的电能为60.48kJ
【答案】D
【解析】
【详解】A．该充电器的额定输出功率为
故A错误；
B．该充电器输入交流电压的最大值为
故B错误；
C．手机电池充满电需要约
故C错误；
D．手机电池充满电储存的电能为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，线圈匝数为n=100匝，横截面积为S=3×10-3m2，线圈电阻为r=1Ω，处于一个向右与线圈平面垂直的均匀增强磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k=2T/s，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈产生的感应电动势在均匀增大
B. 线圈右端电势高于左端
C. 通过线圈的电流大小为0.2A
D. 定值电阻R1的发热功率为0.03W
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为
故A错误；
B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，则线圈左端电势高于右端，故B错误；
C．通过线圈的电流大小为
故C正确；
D．定值电阻R1的发热功率为
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，用高压水枪水力采煤，假设水枪的横截面积为S，水流喷出的速度为v，并假设水流冲击煤层后顺着煤层流下，不考虑水在空中的速度变化，已知水的密度为ρ。煤层受到水的平均冲击力大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设∆t时间内水枪射出水的质量为∆m，则有
以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，根据动量定理有
联立解得
故选A。
6. 如图所示，两根相距为d的平行金属导轨与水平方向的夹角为θ，两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为m、长为d的导体棒MN，导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，闭合开关S，调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流方向相同，大小为I和3I时，导体棒MN均恰好静止。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（ ）
A. a端为电源的负极
B. 当通过导体棒的电流为3I时，摩擦力沿斜面向上
C. 匀强磁场的磁感应强度
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据题意可知，导体棒受到沿导轨向上的安培力，根据左手定则可知，导体棒中的电流方向由M指向N，则a端为电源的正极，故A错误；
B．当通过导体棒的电流为3I时，安培力较大，则摩擦力沿斜面向下，故B错误；
C．根据平衡条件可得，
联立解得
故C正确；
D．由于
联立可得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示为特高压直流输电线路的简化示意图，升压变压器，降压变压器均视为理想变压器，整流及逆变的过程均不计能量损失且电压有效值不变。直流输电线的总电阻，的匝数比为，结合图中信息可知，该输电工程输送的总电功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】降压变压器T2的匝数比
降压变压器的输入电压
输电线上损失的电压
所以输电线上的电流
所以输电功率
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，A、B、C、D是边长为l的正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量均为q的正点电荷，在B点放一个未知点电荷q′后，D点的电场强度恰好等于0。下列说法正确的是（ ）
A. q′是正电荷，电荷量
B. q′是负电荷，电荷量
C. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，静电力一直不做功
D. 将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，其电势能先变小后变大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．A点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿AD方向，C点的点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿CD方向，所以D点的合电场强度方向沿BD方向，故B点的未知点电荷在D点产生的电场的电场强度方向沿DB方向，则B点的未知点电荷带负电，且
所以
故A错误，B正确；
CD．根据等量正电荷电场的分布情况可知，将q′沿BD连线从B点移到D点的过程中，电场力先做正功后做负功，则其电势能先减少后增加，故C错误，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，一个面积为S的矩形线框，以一边ab为轴匀速转动，角速度为ω，ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度大小为B，M和N是两个集流环，线框电阻为r，负载电阻为R，交流电流表和连接导线的电阻均不计，若由图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置时感应电动势最大
B. 电流表的示数为
C. 从图示位置转过90°的时间内，通过负载电阻R的电荷量为
D. 从图示位置转过90°时间内，负载电阻R上产生的热量为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．图示位置时，穿过线圈的磁通量达到最大，则磁通量的变化率为0，感应电动势为0，故A错误；
B．根据题意可得
所以
所以电流表的示数为
故B正确；
C．通过负载电阻R的电荷量为
故C正确；
D．负载电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选BCD
10. 如图所示的光滑绝缘斜面固定在水平面上，倾角为θ，由均匀导线围成的正方形导体框ABCD放在斜面上，水平虚线的下侧存在垂直斜面向上的匀强磁场，t=0时刻在导体框上施加一沿斜面向下的外力，使导体框由静止开始以恒定的加速度a=gsinθ做匀加速直线运动，经时间t1导体框的BD边刚好到达虚线处，t2时导体框的AC边刚好到达虚线处。线框中的感应电流用I表示，BD两点间的电压用U表示，外力用F表示，导体框消耗的电功率用P表示。则下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．当BD边进入磁场后，导体框将受到沿斜面向上的安培力，导体框中的感应电流为
当导体框全部进入磁场后，导体框中电流为零，故A错误；
B．当BD边进入磁场后，BD两点间的电压为
当导体框全部进入磁场后，BD两点间电压为
故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
所以
当线框全部进入磁场后，安培力为0，外力为0，故C正确；
D．导体框消耗的电功率为
当线框全部进入磁场后，电流为0，电功率为0，故D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用如图甲所示装置做“验证动量守恒定律”的实验。
（1）本实验要求轨道末端切线水平，入射小球和被碰小球半径相同，在同一组实验中，入射小球________（选填“必须”或“不必须”）从同一位置由静止释放。
（2）未放被碰小球，多次从同一位置由静止释放入射小球，小球在纸上留下很多个痕迹，如图乙所示，为了确定平均落点，最合理的是_________（选填正确选项）
A. a圆圆心B. b圆圆心C. c圆圆心的
（3）入射小球A、被碰小球B两球的质量分别为，小球落地点的位置距O点的距离如图丙所示。利用图丙实验中测得的数据计算碰撞前的总动量p与碰撞后的总动量的比值为________（结果保留两位有效数字）
【答案】（1）必须 （2）C
（3）0.98
【解析】
【小问1详解】
同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的初速度相同。
【小问2详解】
小球多次落点在纸上形成一簇分布，需要选取能尽量“囊括”所有落点并且半径尽可能小的圆的圆心来确定小球的平均落点，可知图中标号c的圆心最合理。
故选C。
【小问3详解】
碰前小球 A 的水平速度为
碰后小球 A、B 的水平速度分别为，
则碰前总动量
碰后总动量
将数据代入，计算得
12. 某同学做练习使用多用电表实验。
（1）用欧姆表测量未知电阻，电表的选择开关旋至欧姆挡“”倍率，进行一系列正确操作后，指针位置如图甲中M所示，为了使测量结果准确一些，他需要将选择开关旋至欧姆挡_________（选填“”或“”）倍率，重新欧姆调零后，最终他测量未知电阻时指针位置如图甲中N所示，则未知电阻的测量值为_________。
（2）如图乙所示，将多用电表正确接入电路测电流，则此时与q连接的应为多用电表的_________（选填“红”或“黑”）表笔。
（3）某同学制作了水果电池组（内阻约，为了测量该电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A．电流表A（，内阻为）
B．电压表V（，内阻约为）
C．滑动变阻器R（）
D．开关、导线各若干
①为了较为准确测量，应该选择的实验电路是图中的_________。（选填“丙”或“丁”）
②据选定的电路图，连接好电路后，调节滑动变阻器滑片位置测得电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势_________V（保留三位有效数字），内电阻_________（取整数）。
【答案】（1） ①. ②. 13
（2）红 （3） ①. 丁 ②. 1.82~1.88之间均可 ③. 1014
【解析】
【小问1详解】
[1]由图甲可知，选择欧姆挡“”倍率时，指针偏转角度很小；为了使测量结果准确一些，应该选择更小的倍率，使指针有较大的偏转角度，所以应该选择“”倍率。
[2]由图甲可知，未知电阻的测量值为。
【小问2详解】
使用多用电表接入电路测电流时，多用表和普通的电流表接法相同，都是“正进负出”；多用表用红色表笔表示正接线柱，用黑色表笔表示负接线柱。根据图乙所示的电路，q连接的应为多用电表的红表笔。
【小问3详解】
[1]由仪表参数可知，电压表的内阻与水果电池组的内阻极为接近，所以电压表的分流作用较大，则相对于水果电池组来说应采用图丁所示的电流表内接法。
[2]根据闭合电路的欧姆定律可得
根据图像可知
[3]内电阻为
13. 光滑水平平台上有一个滑块D，滑块D右侧面是半径为R的光滑圆弧，圆弧面与平台相切，小球A从滑块D圆弧面的最高点静止释放。已知A、D的质量分别为mA=m，mD=3m，小球可视为质点，重力加速度为g。求：
（1）小球刚滑到圆弧面底端时，滑块的位移大小；
（2）小球刚滑到圆弧面底端时，小球的速度大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
对系统，水平方向动量守恒，总动量为零，根据动量守恒的位移表达式有
两者的相对位移关系有
解得
【小问2详解】
在水平方向，由动量守恒定律有
对系统，由能量守恒定律有
解得
14. 法拉第圆盘发电机原理如图所示，半径为r的铜质圆盘安装在水平转轴上，圆盘位于两磁极之间，处在一个匀强磁场中，且磁场方向垂直圆盘平面向右。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触，通过导线与阻值为R的负载，电容为C的电容器连接。在铜盘上缠绕足够长的轻绳，绳下端悬挂一质量为m的重物，由静止释放重物，重物带动圆盘转动，经过一定时间重物开始以速率v匀速下降。不计其它电阻和阻力损耗，重力加速度为g，求：
（1）重物匀速下降时流过电阻R电流I的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）重物匀速下降时电容器C所带电荷量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
重物匀速下降时有
所以
【小问2详解】
根据法拉第电磁感应定律可得，
所以
【小问3详解】
重物匀速下降时电容器C所带电荷量为
15. 如图所示，平面直角坐标系的第一象限内某区域存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外，x轴下方存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴下方放置一足够长的荧光屏，荧光屏一端固定在x轴上的Q点，且可绕Q点转动。从O点沿OP方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以不同速率沿直线运动到P点后进入有界匀强磁场区域，最终所有粒子都垂直经过x轴上NM段。速率最大的粒子在垂直x轴经过M点前都在磁场内运动，不计粒子重力，。求：
（1）粒子速率的最大值和最小值。
（2）粒子在第一象限内运动时间的最大值与最小值之差
（3）若速率最大的粒子与速率最小的粒子打在荧光屏同一位置，荧光屏与x轴负方向夹角的正切值。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由题意可知速度最大的粒子运动轨迹如图，圆心O2，由几何关系
解得
可知，
速度最小的粒子运动轨道圆心为O1，则由几何关系
解得rmin=2l
根据
可得
解得最大速率
最小速率
【小问2详解】
根据
可知速度最大的粒子和最小的粒子在磁场中运动的周期相同，由几何关系可知在磁场中转过的角度也相同，可知两粒子在磁场中运动时间相等，则粒子在沿OP运动的时间差，即
粒子出离磁场后的时间差
粒子在第一象限内运动时间的最大值与最小值之差即
【小问3详解】
粒子离开磁场后进入电场，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，设打到荧光屏上的位置距离x轴的距离为y，因相同的粒子在电场中的加速度相同，设为a，则，，，
其中
解得
荧光屏与x轴负方向夹角的正切值
解得输入：100~240V 50/60Hz
输出：5V 4A