2025_2026学年河南信阳高级中学北湖校区高二下学期3月测试（二）物理试卷 [含解析]

这是一份2025_2026学年河南信阳高级中学北湖校区高二下学期3月测试（二）物理试卷 [含解析]，共41页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
物理试题
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 如图所示，一足球运动员踢一只质量为0.4kg的足球。若足球以12m/s的速率水平撞向球门门柱，然后以8m/s的速率反向弹回，这一过程持续时间为0.1s，下列说法正确的是（ ）
A. 这一过程中足球的动量改变量大小为
B. 这一过程中足球的动量改变量大小为
C. 门柱对足球的平均作用力大小为80N
D. 门柱对足球的平均作用力大小为16N
【答案】C
【解析】
【详解】AB．足球的初动量
足球的末动量
足球的动量改变量
故AB错误；
CD．足球受到的平均作用力，根据动量定理
解得
门柱对足球的平均作用力大小为80N，故C正确，D错误。
故选C。
2. 在某次演练中，一颗炮弹在斜向上飞行过程中爆炸，如图所示。爆炸后，炮弹分成两部分。若炮弹重力远小于爆炸内力，则关于爆炸后两部分的运动轨迹不可能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】炮弹重力远小于爆炸内力，则炮弹爆炸过程中动量守恒，炮弹爆炸前动量斜向右上，所以爆炸后瞬间两部分的动量矢量和也一定斜向右上。A图所示情况，爆炸后两部分的动量矢量和沿水平方向，所以是不可能的；B、C、D图所示情况，爆炸后两部分的动量矢量和可以斜向右上，所以是可能的。
故选A。
3. 如图甲所示，把小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球和弹簧均穿在光滑的水平杆上。小球振动时，沿垂直于振动方向以速度v匀速拉动纸带，不计小球上的振针与纸带之间的摩擦阻力，纸带上留下如图乙所示的痕迹，a、b是痕迹上的两点。下列说法正确的是（ ）
A. t时间内小球运动的路程为vt
B. 小球通过a点的速度大于通过b点的速度
C. 小球机械能守恒
D. 减小小球振动的振幅，其周期会变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．t时间内纸带走过的路程为vt，故A错误；
B．小球做简谐运动，距离平衡位置越近，速度越大，则，故B正确；
C．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故C错误；
D．周期与振幅无关，故D错误。
故选B。
4. 一对平行金属板间存在如图所示的匀强电场和匀强磁场，一比荷为k的正离子以速度从左侧水平射入板间，恰好在板间做直线运动。下列粒子也能够在板间做直线运动的是（所有粒子均不考虑重力的影响）（ ）
A. 以速度从左侧水平射入板间比荷为2k的正离子
B. 以速度从左侧水平射入板间的比荷为2k的负离子
C. 以速度从右侧水平射入板间的比荷为2k的正离子
D. 以速度从右侧水平射入板间的比荷为k的正离子
【答案】B
【解析】
【详解】AB．比荷为的正离子以速度从左侧水平射入，恰好做匀速直线运动，将受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，满足
解得
即该速度满足速度选择器的条件，说明速度选择器不选择电性和比荷而只选择速度。故A错误；B正确；
CD．粒子从右侧射入时，洛伦兹力与电场力方向相同，不可能做直线运动。故CD错误。
故选B。
5. 电容话筒是录音棚中最常用设备。它比动圈和铝带更灵敏、高频延伸更广，细节更丰富。一种电容式话筒的采集端原理图如图所示，当声波密部靠近振膜时振膜产生向右的形变，疏部靠近振膜时振膜产生向左的形变。已知振膜和背板均为导体，不采集声音时电容器电荷量稳定。下列说法正确的是（）
A. 不采集声音时a点电势高于b点电势
B. 不采集声音时b点电势高于a点电势
C. 当密部靠近时a点电势高于b点电势
D. 当密部靠近时b点电势高于a点电势
【答案】C
【解析】
【详解】AB. 不采集声音时，电容器完成充电，电路无电流，a和b点等势，AB错误；
CD. 当密部靠近时振膜产生向右的形变，振膜与背板间距减小，电容增大，则电容器充电，通过电阻的电流由a指向b，故a点电势高于b点电势。C正确，D错误。
故选C。
6. 中国新一代粒子研究器“超级陶粲”装置近日正式启动，静电分析器是其重要组成部分。静电分析器的两电极之间存在如图所示的静电场，该静电场中任意一点电场方向均沿半径方向指向圆心，大小均满足（k为与装置有关的常数，r为该点到圆心O的距离）。某次实验中质量之比为2∶1，电荷量之比为1∶2的甲、乙两粒子由入射口P进入静电分析器，分别沿轨迹Ⅰ、Ⅱ仅在电场力作用下做圆心为O的匀速圆周运动，最后从Q射出，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两粒子运动时的速率之比为2∶1
B. 甲、乙两粒子运动时角速度之比2∶1
C. 甲、乙两粒子运动时的动量大小之比为1∶1
D. 甲、乙两粒子运动时的动能之比为2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A．由电场力提供向心力可得
其中
解得
可知粒子运动时的速率之比为。故A错误；
B．根据
由于两粒子运动的半径之比未知，则角速度之比未知。故B错误；
C．动量
可得动量之比为。故C正确；
D．动能
可得动能之比为。故D错误。
故选C。
7. 如图所示，等腰梯形金属框的一个边与有界磁场边界平行，金属框在外力F作用下以垂直于边界的速度匀速进入磁场，则线框进入磁场的过程中，线框中的感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P、通过导体某横截面的电荷量q与时间t的关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．设线框底边长为，底角的正切值为，则切割磁感线的有效长度为
感应电流为
可知，感应电流随时间均匀减小。故A错误；
B．金属框匀速运动，外力与安培力平衡，外力大小为
可知，外力随时间的图像为曲线。故B正确；
C．电功率为
可知，电功率随时间减小，且斜率逐渐变小。故C错误；
D．根据
解得
磁场通过线框的有效面积随时间变化关系为
解得
可知，在进入磁场过程通过导体某横截面的电荷量随时间增大，且斜率逐渐减小。故D错误。
故选B。
8. 如图所示，长为0.2m轻质细杆两端固定两个质量均为1kg的小球a、b，开始时细杆直立在水平地面上，某时刻给小球b一微小扰动，使其开始下落，经过0.3s后小球b落地，已知重力加速度，两小球均可视为质点，不计一切阻力，下列关于小球b下落过程中的说法正确的是（ ）
A. 两小球组成的系统动量不守恒B. b球落地前瞬间的速度大小为1m/s
C. a球移动的距离为0.1mD. 轻杆对b球的冲量大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．a、b组成的系统在水平方向上所受合力为零，动量守恒，竖直方向动量不守恒，故A正确；
B．系统水平方向的初动量为零，在球落地瞬间系统水平方向动量仍为零，此时球的速度方向竖直向下，球的速度为零，由
解得
故B错误；
C．根据动量守恒定律可知，水平方向有
解得
故C正确；
D．对球，水平方向上动量变化为零，由动量定理可知，杆对球的水平冲量为零，在竖直方向上，有
解得
故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示为交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为0.02T，线圈匝数为50匝，面积为100cm2，总电阻为0.2Ω，线圈外接定值电阻的阻值为0.8Ω，电压表为理想交流电压表。线圈以50rad/s的角速度匀速转动，下列说法正确的是（）
A. 线圈在图示位置时，线圈的磁通量大小为
B. 线圈在图示位置时，电压表的示数为0
C. 回路中的电流最大值为0.5A
D. 定值电阻R消耗的电功率为0.1W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．线圈在图示位置时，磁场方向与线圈平面垂直，处于中性面位置，故此位置磁通量大小为
故A正确；
B．回路中产生的电动势最大值为
交流电压表显示的路端电压的有效值为
故B错误；
C．回路中的电流最大值为
故C正确；
D．定值电阻R消耗的电功率为
故D正确。
故选ACD。
10. 如图，宽度为L的光滑金属框架固定于水平面内，左端与阻值为R的定值电阻连接，处在磁感应强度大小B，方向垂直纸面向下的匀强磁场中。将质量m，电阻可忽略的金属棒ab静止放置在框架上，并与框架接触良好。给金属棒施加水平向右拉力F，使金属棒做匀加速运动，t时间内位移为s，此时撤掉外力。导轨电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 拉力F逐渐增大
B. 拉力F做功为
C. 撤掉F后至导体棒停止运动，导体棒运动位移为
D. 撤掉F后至导体棒停止运动，导体棒运动位移为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律
速度则有
可知速度随时间增大，加速度a不变，则拉力F随时间逐渐增大，A正确；
B．设拉力克服安培力做功为W克，根据动能定理可得
可得
B错误；
CD．撤掉F后至导体棒停止运动，设导体棒运动位移为x，根据动量定理可得
解得
C正确，D错误。
故选AC。
二、实验题（每空2分，共计16分）
11. “张衡”学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，装置如图甲所示。
（1）在实验过程中，小组的同学给出以下建议，其中合理的是______。
A．在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定
B．摆线长就是悬点到小球顶点的距离
C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般摆角
D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时
（2）学习小组根据测量出的摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示，则当地重力加速度大小______。
（3）学习小组在家里测重力加速度，找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示。该小组的同学在细线上做一个标记点C，保持C点以下的细线长度不变，通过改变O、C间细线长度以改变摆长。实验中，当O、C间细线的长度分别为、时，测得相应单摆的周期为、则当地重力加速度大小______。
【答案】 ①. A ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定，故A正确；
B．摆线长就是悬点到小球球心的距离，故B错误；
C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般摆角，故C错误；
D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，故D错误。
故选A。
（2）[2]由单摆周期公式
得
图线斜率
得
。
（3）[3]由
可得
12. 某同学估测玩具枪子弹从枪口射出的速度，设计了如下实验：取一个乒乓球。在球上挖一个小圆孔，向球内填一些橡皮泥，把乒乓球放在桌面的边缘处，再将玩具枪装弹上弦，支在桌面上水平瞄准球的圆孔，扣动扳机后子弹射入孔中，与乒乓球一同水平抛出。在地面上铺上白纸和复写纸记录乒乓球的落点，多次重复实验确定平抛的水平距离。
（1）下列是本实验必要操作的是______。
A. 桌面必须光滑
B. 保持枪管水平
C. 检查桌面末端的切线是否水平，将乒乓球放置在末端，使球心与末端在同一竖直线上
D. 实验过程中必须用到重垂线，以便确定乒乓球平抛的水平位移
E. 复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸和白纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动
（2）下列提供的器材中，本实验必需的有______。
A. 打点计时器B. 刻度尺C. 天平D. 秒表
（3）测得子弹的质量为，乒乓球（含橡皮泥）的总质量为，乒乓球平抛的竖直距离为h．水平距离为l，当地重力加速度大小为g，则玩具枪子弹从枪口射出的速度大小为______。
【答案】（1）BCD（2）BC
（3）
【解析】
【小问1详解】
A．实验过程中桌面的摩擦力对实验无影响，不用光滑，故A正确；
B C D．乒乓球应做平抛运动，要保证桌面末端的切线是否水平，将乒乓球放置在末端，必须用到重垂线，以便确定乒乓球平抛的水平位移，同时子弹的速度需要水平，故BCD正确；
E．实验过程中复写纸和白纸不能拿起来看印迹是否清晰并进行移动，故E错误。
故选BCD。
【小问2详解】
根据实验原理可知还应测量的量有：桌面高度h，水平位移l，子弹质量、乒乓球质量，需用到刻度尺和天平。不需要打点计时器和秒表。
故选BC。
【小问3详解】
设子弹的速度为，子弹射入橡皮泥后两者共同速度为。子弹射入橡皮泥的过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律得
子弹和橡皮泥做平抛运动的过程，有
联立解得
三、解答题（共计38分）
13. 如图甲所示，一竖直弹簧振子做简谐运动，其位移一时间关系如图乙所示，。
（1）写出该简谐运动的表达式；
（2）求振子在时离平衡位置的距离d。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
设该简谐运动的表达式为
由题图可得
当时
可得
综上可得
【小问2详解】
当代入有
即振子在时离平衡位置的距离
14. 如图所示，两根互相平行、间距为2m的粗糙金属导轨与水平方向的夹角为，导轨上端与阻值为的定值电阻相接、下端开口，导轨置于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小随时间变化的关系为。一长度为、质量为的导体棒垂直导轨静止在导轨上，且与导轨保持良好接触，此时与导轨上端的距离为，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，导轨与导体棒的电阻忽略不计。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加。求：
（1）时导体棒受到的安培力；
（2）导体棒开始运动的时刻。
【答案】（1）12N，方向沿导轨向上；（2）8s
【解析】
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律
可知，通过导体棒的感应电流
根据楞次定律可知，通过闭合回路的电流方向从上往下看为顺时针，所以导体棒受到的安培力方向沿导轨向上，导体棒受到的安培力大小
（2）导体棒所受安培力逐渐增大，当其开始运动时，有
其中
解得
15. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。为了准确地注入离子，需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控，如图所示，在空间直角坐标系内的长方体区域，，。粒子源在y轴上区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷，初速度大小为，，，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。
（1）仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场，所有的粒子从边射出电场，求电场强度的大小；
（2）仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过面射出磁场，求磁感应强度大小的范围；
（3）在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场，已知磁感应强度，电场强度，求面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，沿轴正方向做匀速直线运动
沿轴正方向做匀加速直线运动
由牛顿第二定律
解得电场强度大小为
（2）所有粒子都从面射出磁场，临界状态分别从、边射出，分别设粒子在磁场中偏转半径为和，如图所示
由几何关系
由洛伦兹力提供向心力
解得磁感应强度的范围
（3）粒子沿轴正方向做匀加速直线运动，在轴方向做匀速圆周运动。轴方向，从出发到面射出的运动时间为，则
轴方向，由洛伦兹力提供向心力
运动周期
粒子的偏转角为
则有