江西省丰城中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题（创新班）

共 6 页1 一、单项选择题（本题共 7小题，每小题 4分，共 28分。每小题给出的四个选项中，只有 一个选项是符合题目要求的 丰城中学 2024-2025 学年上学期高二（创新班）期中考试试卷 物 理 ） 1下列说法不正确的是（ ） A．“用油膜法测分子直径”实验体现了用宏观量的测量代替微观量的间接测量方法 B．若已知铜的摩尔质量，铜的密度，阿伏加德罗常数，则可求得铜原子的直径 C．某气体的摩尔体积为 V，每个分子的体积为 V0，则阿伏加德罗常数可表示为 0 A VN V  D．熵是系统内分子运动无序性的量度，一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展 2.如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几 分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ） A. 增加线圈的匝数 B.取走线圈中的铁芯 C.将金属杯换为瓷杯 D.降低交流电源的频率 3．如图甲，位于敦煌的“超级镜子电站”是全球最高、聚光面积最大的熔盐塔式光热电站。发电站输出 正弦交流电，假设直接用该电压输电，再用一个匝数比 1 2: 1: 2n n  的理想变压器给五盏相同的小灯泡供 电，如图乙所示。已知输电线上的电阻 10R  ，小灯泡的额定功率为 110W，电压表示数为 110 V，小 灯泡恰好正常发光，电压表是理想电压表。下列说法正确的是（ ） A．小灯泡的额定电压为 55 V B．流经电阻 R的电流为 0.5 A C．发电站输出电压的峰值为160 2V D．发电站的输出功率为 550 W 4. 电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。主要有直流式和感应式两种。 如图所示直流式电磁流量计，外加磁感应强度为 B的水平匀强磁场垂直于管轴，在竖直径向 a、b处装有 两个电极，用来测量含有大量正，负离子的液体通过磁场时 所产生的电势差大小 U。液体的流量 Q可表示为 1 UAQ k Bd   ， 其中 d为管道直径，k为修正系数，用来修正导出公式时未计 及的因素（如流量计管道内的流速并不均匀等）的影响。那 么 A应该为（ ） A. 恒定常数 B. 管道的横截面积 C. 液体的流速 D. 液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量 共 6 页2 5.智能手机中的电子指南针利用了重力传感器和霍尔元件来确定地磁场的方向。某个智能手机中固定着 一个矩形薄片霍尔元件。四个电极分别为 E、F、M、N，薄片厚度为 h，在 E、F间通入恒定电流 I同时 外加与薄片垂直的匀强磁场 B，M、N间的电压为 UH，已知半导体薄片中的载流子为正电荷，电流与磁 场的方向如图所示。单位体积内正电荷的个数为 n，若仅某一物理变化时，下列图像可能正确的是( ) A. B. C. D. 6. 如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙 所示，转轴一端连接半径 0 1cmr  的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮 无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数 100N  匝，面积 210cmS  ，总电阻 2R  ， 磁极间的磁场可视为磁感应强度 0.1TB  的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为 2R  、额定功率 9WP  的灯泡 L相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说 法正确的是（ ） A. 如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大 B. 该次骑行速度 3m/sv  C. 图丙中的 m 3VU  D. 欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过6 2m/s 7.如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界，磁场中沿磁场 方向放置一表面涂有荧光材料、底面半径为 R的圆柱体，电子打到圆柱体表面时荧光材料会发出荧光， 且被圆柱体吸收。圆柱体的底面圆心 O到磁场边界MN的距离为 2R。一平行电子束以垂直边界MN向右 的初速度 v0＝ 3eBR m 射入磁场，已知电子质量为 m，电荷量为 e，则图示截面圆上发光部分的长度等于( ) A.1 2 πR B．πR C.4 3 πR D.5 3 πR 共 6 页3 二、选择题（本题共 3小题，每小题 6分，共 18分。每小题有多个选项符合题目要求，全 部选对得 6分，选对但不全得 3分，有选错或不选得 0分） 8. 一定质量的理想气体从状态 A经过状态 B、到状态 C，其 V-T图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A．A→B的过程中，气体对外界做功 B．A→B的过程中，气体放出热量 C．B→C的过程中，气体压强不变 D．A→B→C的过程中，气体内能增加 9. 一边长为 L、质量为 m的正方形金属细框，每边电阻为 0R 。置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽 度为 2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，两虚线为磁场边界，在桌面上 固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻． 1 02R R ，导轨电阻可忽略，金属 框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度 2 3 0 0 B Lv mR  进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与 导轨始终接触良好。下列说法正确的是（ ） A．金属框进入磁场过程中电路的总电阻为 0 11 3 R B．金属框进入磁场的末速度为 2 3 0 2 5 B L mR C．金属框可能穿越磁场 D．在金属框整个运动过程中，电阻 R₁产生的热量为 4 6 2 0 3 25 B L mR 10. 一平行金属板电容器水平放置（如图甲所示），极板间加有大小随时间周期性变化的匀强电场和匀强 磁场，变化规律分别如图乙、图丙所示（规定垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，竖直向下为电场强 度的正方向）。 0t  时，一不计重力、比荷为 k的带正电粒子从电容器正中心以速度 0v 水平向右运动， 已知磁感应强度 00 vB kR  ，电场强度 2 0 0 2 2vE k R  ， 0 0 Rt v   ， 00 ~ 2024t 内粒子始终在电容器内且未与两极板接 触，以 0t  时刻粒子的位置为原点、水平向右为 x轴、竖直向上为 y轴建立坐标系。则下列说法正确的 是（ ） A. 粒子做圆周运动时的半径始终为 R B. 每次粒子在电场中运动时，两端点的水平距离均为 R C. 若粒子运动轨迹的最左端记为 A点，则 A点坐标为（ 2 11 2 R R     ， 4R ） D. 02024t 时刻粒子所处位置的坐标是（ 2024R  ， 2024R ） 共 6 页4 三、填空题（本题共 2小题，每小题 8分，共 16分） 11.(8 分)某实验小组用可拆变压器探 究“变压器原、副线圈电压与匝数的关 系”。 (1)由于交变电流的电压是变化的，所 以实验中测量的是电压的________值 (选填“平均”“有效”或“最大”)； 某次实验操作，副线圈所接多用电表的 读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为________。 (2)某次实验中，用匝数 na＝400匝和 nb＝800匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的 是________。 Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 A．原线圈的匝数为 na，用较粗导线绕制 B．副线圈的匝数为 na，用较细导线绕制 C．原线圈的匝数为 nb，用较细导线绕制 D．副线圈的匝数为 nb，用较粗导线绕制 (3)为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为铁芯横档的硅钢片应按 照下列哪种方法设计________。 12．（8 分）气敏电阻在安全领域有着广泛的应用。有一个对甲醛气体非常敏感的气敏电阻 Rq，正 常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧。为了研究其阻值随甲醛浓度变 化的规律，供选用的器材如下： A．电源 E0(电动势 6 V，内阻不计)； B．滑动变阻器 R； C．导线若干及开关 S； D．电压表 V(量程 3 V，内阻 1 kΩ)； E．毫安表 mA(量程 50 mA，内阻 100.0 Ω)。 (1)探究小组设计了如图 a所示实验电路，其中毫安表用来测定________，量程为________。 共 6 页5 (2)将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内甲醛浓度，记录不同甲醛浓度下电表示数， 计算出气敏电阻对应阻值，得到如图 b所示阻值随甲醛浓度变化的图像(Rq­η图像)。当气敏电阻阻值为 Rq＝2.3 kΩ时，盒内甲醛浓度为________________。 (3)已知国家室内甲醛浓度标准是η≤0.1 mg/m3。探究小组利用该气敏电阻设计了如图 c所示的简单测 试电路，用来测定室内甲醛是否超标，电源电动势为 E＝5.0 V(内阻不计)，电路中 D1、D2分别为红、绿 发光二极管，红色发光二极管 D1的启动(导通)电压为 2.0 V，即发光二极管两端电压 UD1≥2.0 V时点亮， 绿色发光二极管 D2的启动电压为 3.0 V，发光二极管启动时对电路电阻的影响不计。实验要求当室内甲醛 浓度正常时绿灯亮，超标时红灯亮，则两电阻 R1、R2中为定值电阻的是________，其阻值为________。 四、计算题（本题共 3小题，其中第 13题 10分，第 14题 12分，第 15题 16分，共 38分。 写出必要的推理过程，仅有结果不得分） 13.（10 分）制作“吸管潜水艇”是深受小朋友喜爱的科学实验，如图所示，将吸管对折后用回形针固定， 然后管口竖直向下插入装有水的矿泉水瓶中，使吸管顶部露出水面，最后用盖子封紧矿泉水瓶 如图 。 实验时，用力按压瓶身，“潜水艇”就会沉入水底，松开手后，“潜水艇”又浮出水面。设水面上方的 封闭气体体积为 ，压强为 ，吸管内封闭气体的体积为 V，“吸管潜水艇”的总质量为 m，水的密度 恒为 ，气体温度始终保持不变，所有气体视为理想气体。 缓慢挤压瓶身时，瓶内封闭气体的内能如何变化？吸热还是放热？ 挤压瓶身使“潜水艇”恰好悬浮在水中时 如图 ，水面上方的气体体积减小了多少？ 不考虑吸管 厚度和回形针的体积，吸管内外液面高度差产生的压强远小于大气压，即管内外气压始终相等 a b 共 6 页6 14.（12 分）2024年 5月 1日，我国首艘完全自主设计建造的航母“福建舰”进行首次航行实验，除了引 人注目的电磁弹射系统外，电磁阻拦索也是航母的“核心战斗力”之一，其原理是利用电磁感应产生的 阻力快速安全地降低舰载机着舰的速度。如图所示为电磁阻拦系统的简化原理：舰载机着舰时关闭动力 系统，通过绝缘阻拦索拉住轨道上的一根金属棒 ab，金属棒 ab瞬间与舰载机共速并与之一起在磁场中减 速滑行至停下。已知舰载机质量为M，金属棒质量为 m，接入导轨间电阻为 r，两者以共同速度 0v 进入 磁场。轨道端点MP间电阻为 R，不计其他电阻。平行导轨MN 与 PQ间距为 L，轨道间有竖直方向的 匀强磁场，磁感应强度为 B。除安培力，外舰载机系统所受其他阻力均不计。求： （1）舰载机和金属棒一起运动的最大加速度 a； （2）舰载机减速过程电阻 R上产生的热量； （3）舰载机减速过程通过的位移 x的大小。 15.（16分）如图所示，有一边长为 2L的正方形 abcd，内部存在匀强磁场，虚线 ef把正方形分成面积相 等的上、下两部分，上部磁场磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，下部磁感应强度大小为 0.5B， 方向垂直纸面向外.P是 bc边上的一点，比荷均为 q m 的带正电粒子甲、乙先后从 P点垂直于 bc射入磁场， 甲的速率是乙的 3倍，甲经过直线 ef上的 Q点时速度与 ef成 60°角，此时乙才从 P点出发，不计粒子重 力. （1）求粒子甲的速度； （2）当粒子甲从 ad边的M点离开时，粒子乙刚好经过 ef下方区域中的 N点，求 N与直线 QM的距离； （3）当粒子甲从 ad边的M点离开后经多长时间粒子乙离开磁场？ 共 2 参考答案 页1 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，有选错的得 0分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A C B B B C BC BD AD 二、非选择题（本大题包括 5小题，共 54分） 11.答案 (1)有效 4.8 V (2)C (3)D（每空 2分） 12．(1)电压 5 V （每空 1分）(2)5.6×10－8 kg/m3(或 0.056 mg/m3)(3)R2 3.9 kΩ（每空 2分） 13(4+6 分)解： 环境温度不变，所以瓶内气体温度也不变，故内能保持不变，即： 挤压瓶身时，水面上方气体体积减小，所以外界对气体做功，即： 根据热力学第一定律： 可得则： ，所以气体对外放热。 设“潜水艇”悬浮时，吸管内部封闭气体的压强为 ，体积为 ，根据受力平衡得： 解得： 吸管内的气体，发生等温变化，根据玻意耳定律： 解得： 设水面上方的气体体积减小 ，对水面上方的气体，根据玻意耳定律 联立解得： 14.（12分）【解析】（1）初始时刻，金属棒的速度最大，感应电流最大，加速度最大，此时 0E BLv ……（1分） EI R r   ……（1分） 金属棒所受安培力为  F BIL M m a   ……（1分） 可得最大加速度为    2 2 0B L va R r M m    ……（1分） （2）根据能量守恒定律，电阻 R和金属棒产生的总的热量为   20 1 2 Q M m v 总 ……（1分） 电阻 R产生的热量为 RQ Q R r   总 ……（1分）     2 0 2 R M m v Q R r   总 ……（1分） 共 2 页2 （3）当某时刻速度为 v时，金属棒所受安培力 2 2BLv B L vF BIL B L R r R r      ……（1分） 整个过程根据动量定理   2 2 00 B L vF t t M m v R r          ……（2分） 而 v t x   ……（1分） 联立解得    0 2 2 M m R r v x B L    ……（1分） 15.(4+8+4 分)解析：解：（1）如图所示，设粒子甲在下方区域内 做匀速圆周运动的圆心为 1O ，半径为 1R ，粒子速率为 1v ，由洛伦 兹力公式和牛顿第二定律得 2 1 1 1 0.5 vqv B m R   甲经过 Q点时速度与 ef成 60°角，由几何关系可知， 圆心角 1 30   1 1 2 sin LR L    解得 1 qBLv m  （2）设粒子甲在上方区域内做圆周运动的圆心为 2O ，半径为 1R，粒子乙的半径为 2R ，由洛伦兹力提供 向心力有 2 1 1 1 vqv B m R   2 2 2 2 0.5 vqv B m R   又 1 2 13 , qBLv v v m   解得 11 2 2 2 3 R LR L R    由几何关系知圆心角 2 60   设粒子甲上方磁场区域周期为 1T ，从 Q到M的时间为 t，则有 2 1 1 2π 2π Rt v     粒子乙从 P到 N的时间也为 t 2 2 2π 2π Rt v    解得粒子乙转过的圆心角 30   设 N与直线 QM的距离为 h，根据几何关系知 1 1 1 2cos (1 cos )R R h R     代入数据解得 2 (2 3) 3 h L  （3）粒子乙经过 N点之后，从 bc边垂直离开时转过的角度为 π   需要的时间 22π t T  又 2 2π 1 2 mT q B   解得 5π 3 mt qB  丰城中学2024-2025学年上学期高二创新班期中考试 物理 答题卡 姓名： 贴 条 形 码 座位号： 考场号： 班级： 注 意 事 项 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准号证号，在规定的位置贴好条形码。 2.考生务必将自己使用的试卷类型(A或B)在规定的位置用2B铅笔选择填涂。 3.选择题必须使用2B铅笔填涂，填空题必须使用签字笔答题；字体工整，笔记清楚。 4.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在试题卷、草稿纸上答题无效。 5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破。考试结束后，请将答题卡，试题卷一并交上。 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 三、计算题：（共3小题，38分） 14.(10分) 15（12分） 16（16分） 一、选择题（1-7题每题单选，8-10题每题多选，共46分） ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 1     5     8     ■ 2     6     9     ■ 3     7     10     ■ 4     请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 2、 实验题(共16分) 12. （8分）（1） (2) (3) 13. （8分）(1) （2） （3） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色边框限定区域的答案无效 学科网（北京）股份有限公司 $$