安徽省江南十校2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷

姓名 座位号 (在此卷上答题无效) 绝密★启用前 2024年“江南十校”高二年级.12月份阶段联考 物理 注意事顺： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写 在本试卷上无效。 3.考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：本题共8小题，每题4分，共32分。在每小题给的四个选项中，只有一个选项是 符合要求的。 1.在电磁学发展过程中，许多科学家做出了巨大贡献。下列说法错误的是 A.富兰克林通过实验发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负 电荷 B.法拉第发现了电磁感应现象，他认为电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫 作“场” C.麦克斯韦预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在 D.密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，并因此获得诺贝尔物理学奖 2.下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是 XX XBX 通入增大的电流 ×:× 水平放置的圆形线框 X×XX A B C D 3.如图所示，三角形ABC的三个顶点固定三个带电量相等的点电荷，B、C两处电荷带负电， A处电荷带正电。O为BC边的中点，a、b为BC边中垂线上关于O点对称的两点，e、f为 BC连线上关于O点对称的两点。下列说法正确的是 A④ A.b点的电场强度小于a点电场强度 B.b点电场强度方向竖直向上 C.e点电势等于f点电势 D.O点电势高于b点电势 物理试卷第1页（共6页） 4.高大的建筑物上安装避雷针，可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是 带电云层和避雷针之间三条等势线的分布示意图；实线MN是空气中某个带负电粒子的运动 轨迹，不计该带电粒子的重力，下列说法正确的是 带电云层 回回 大地 A,带电粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 B.带电云层带正电 C.带电粒子在M点的受力方向为实线上该点的切线方向 D.带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小 5.珍爱生命远离酒驾，开车不喝酒，喝酒不开车。为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度检测 仪对驾驶员进行酒精测试，如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻 保持不变，Ro为定值电阻，R为气敏电阻，其阻值随酒精浓度c成反比关系如图乙所示。当 驾驶员呼出气体中酒精浓度c1=20mg/100mL时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精 浓度为c280mg/100mL时，则刚好达到醉驾标准。根据以上信息，下列说法正确的是 R R R2 0 甲 乙 A.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数均增大 B.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的效率越小 C.当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的输出功率越大 D.呼出气体中酒精的浓度为c2时电路中电流小于c1时电路中电流的4倍 6.如图所示，A、B、C是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，三角形所在平面与匀强电 场的电场线平行，AB=0.2m,∠C30°。现将电荷量q=01C的电荷P从C移动到A,电场 力做功W=-0.8J,已知B点的电势为0，C点的电势为6V,下列说法正确的是 A.将电荷P从C移动到B,电场力做功为0.6J B.电场强度大小为20N/C C.电场强度方向由A指向C D.电荷P在A点的电势能为-0.2J 物理试卷第2页（共6页） 7.在研究磁场时我们定义了磁通量中=BS,与之类似，在静电场中，把电场强度的大小E与垂 直于场强方向的面积S的乘积定义为电通量中，定义式为中g=ES,中ε可以反映穿过该面电场 线条数的多少。现有如下情境：图甲和图丙中是磁感应强度大小为B的匀强磁场（方向如图）， 图乙中是电荷量为q的点电荷的电场（提示：球体的表面积S=4πr2)。下列说法正确的是 B 甲 A.图甲中穿过该平面S的磁通量Φ=BSsina B.图乙中穿过以点电荷所在位置为球心，半径为r的球面的电通量①ε=4πkq C.图乙中点电荷从某球面球心位置向右移动少许（仍在所研究的球面内)，穿过该球面的电 通量变小 D.图丙中通过一半径为R的球面的磁通量为中=BπR2 8.已知一个均匀带电的薄球壳上的电荷在壳内任意一点产生的电场强度均为零，在壳外某点产 、 生的电场强度等同于把壳上电量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度。如图所示， 在真空中有一半径为R、电荷量为+2的均匀带电薄球壳，以球心为坐标原点建立Ox轴，现 将电荷量为+9的试探电荷沿Ox轴移动，其电势能E。随其在x轴上位置变化关系正确的图像 是（选无穷远处电势为0） B. B D 物理试卷第3页（共6页） 二、选择题：本题共2小题，每题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要 求。全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9,如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N,D为理想二极 管，R为滑动变阻器。闭合开关S,待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上 方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是 P A.若仅断开开关S,带电小球将从小孔N穿出 A M B,若仅将B板下移，带电小球将无法运动至N处 C.若仅将B板上移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处 D.若仅将R的滑片上移，带电小球将无法运动至N处 10.如图所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为0.5R;bc是半径为R的四分 之一圆弧，与b相切于b点。空间中存在范围足够大的水平向右的匀强电场。电场强度大 小为E=4m坚。一质量为m,带电量为q的小球自a点从静 3q 止开始向右运动，重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A.小球对轨道C点的压力为2mg B.小球运动轨迹最高点到地面的竖直距离为2R a C.从a点开始运动到轨迹最高点过程中小球电势能的变化量为△5，=-34 D.小球从©点离开轨道到落地前整个过程中的最小速度为42g 5 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11.(6分) 某中学物理兴趣学习小组的同学用普通的干电池、直流电流表、定值电阻和电阻箱R2、R等 组装成一个简单的欧姆表，电路如图所示，通过控制开关S和调节电阻箱，可使欧姆表具有“×10” 和“×100”两种倍率。 (1)图中的b端应与（选填“红”或“黑”）表笔连接；当开关S 闭合时，欧姆表的倍率是（填“×10”或“×100”）。 (2)若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表 仍能调零，按正确使用方法测电阻，其测量结果将比真实值 (填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。 物理试卷第4页（共6页） 12.(10分) 某中学物理兴趣学习小组的同学将锌、铜两电极插入一个苹果中，用伏特表测其两极时读数 为0.85V。但当他们将六个这样的苹果电池串起来给手机供电时（该手机充电器的额定电压为5V), 手机却没有反应，他们猜测出现这种现象的原因可能是水果电池的内阻太大，给手机充电时电流太小。 为验证上述猜想，该学习小组想尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻，他们带了 一个苹果进入实验室，发现有以下器材： A.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻为12) B.电流表A2(量程为0~200μA,内阻为900Q) C.电流表A3(量程为0~300μA,内阻为10002) D.滑动变阻器R1(最大阻值约2kQ) E.定值电阻R0(阻值为100Q) F.电阻箱R(0~9999Q) G.导线和开关。 (1)经分析，实验电路中最大电流约1~2mA,则需选择电流表 (选填“A,”、“A2”或 “A3”)并用定值电阻Ro对其量程进行扩充，扩充后的量程为】 (2)在方框中画出设计的电路图 7x10A1 20 10 0 2004006008001000 (3)用(2)中实验电路测得的几组电流表的读数、电阻箱的读数R,作出子R图线如图所示， 根据图线求得：E=V,r=一2（结果保留2位有效数字）。 13.(12分) 某实验小组拆下一个玩具风扇的电动机，并把它接入如下电路，电源电动势E=12V、内阻 =12,电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值R为562，此时电机没有转动、电压 表示数为0.6V;再次调节变阻箱阻值R为92时，电动机正常工作，电流表示数为0.6A。求： (1)电动机的内阻rM及正常工作时的输出功率： E (2)若该电动机的发热功率超过2W将会被烧坏，请通过计算 分析该电动机正常工作时因某原因突然卡住不转，会不会 被烧坏？ 物理试卷第5页（共6页） 14.（12分) 如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处 有一固定的正点电荷，电荷量为Q,B点为AC的中点，C点位于圆周的最低点。现有一质量为m、 电荷量为9、套在杆上的带正电小球（可视为质点）从A点由静止释放，下滑至B点时的速度大 小为√6gR。己知重力加速度为8，静电力常量为k,A点距过C点的水平面的竖直高度为3R,求： (1)小球滑到B点时对杆的压力FN的大小； (2)小球滑至C点时的速度的大小： 30 CCCCCKKK40040040444 15.(18分) 探究某粒子源发射速度大小和方向分布的实验装置如图所示。在坐标系xO的第一象限内存 在沿y轴负方向的有界匀强电场。曲线I、曲线Ⅱ分别为匀强电场的上、下边界并刚好相切于坐 标原点O处。在曲线Ⅱ与x轴的交点x0=L的A处垂直于x轴放置一荧光屏。位于坐标原点O 的粒子源能向第一象限发射质量为m、电荷量为g的不同速率的正粒子，其速度方向与x轴正方 向夹角在0到8m之间，其中夹角为0m的离子轨迹刚好和曲线I完全重合。已知射出的所有离子 都能以相同动能垂直打到荧光屏上，且运动时间都为刀电场强度大小为B=V5L” 972 不计离子 的重力及相互作用。 (1)粒子源发射粒子的初速度v与夹角的关系。 (2)求粒子源发射粒子的初速度方向与x轴正方向的最大 荧 夹角8m,以及荧光屏最上方亮点B的纵坐标yg· 屏 B 3)求打在荧光屏上P点（亿18 5W3 曲线I L)的粒子的发射角度日。 A(L,0) 物理试卷第6页（共6页)第 1 页 共 6 页 2024 年“江南十校”高二 12 月份联考物理 参考答案 1. 答案：C 【思路点拨】：麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在。故本题选 C。 2. 答案：B 【思路点拨】：根据感应电流产生的条件，A 选项中线框磁通量 BS ,始终不变，故错误； B选项中磁场为非匀强磁场，线框中的磁通量发生变化，故正确；C、D 选项中线圈中磁通量 始终为零，故错误。故本题选 B。 3. 答案：C 【思路点拨】：根据场强叠加原理，B、C 两电荷在 b 处的场强方向与 A 电荷在 b 处的场强方 向相同，均竖直向下，而 B、C两电荷在 a 处的场强方向与 A 电荷在 a 处的场强方向相反， 故 b 点场强大于 a 处场强，故 A、B 错误。b 到 o 的电场方向均竖直向下，沿着电场方向电 势不断降低，则 b点电势高于 o点电势，故 D 错误。电势是标量，根据对称性可知，e 点电 势等于 f 点电势，故 C 正确。所以本题选 C。 4. 答案：A 【思路点拨】：根据电场线垂直于等势线，做一电场线与运动轨迹相交，根据曲线运动轨迹 和受力特点以及带电粒子的电性，可知云层带负电，避雷针带正电，故 B错。根据电场线 由高电势指向低电势，故 N点电势高于M点电势，因带电粒子带负电，所以带电粒子在M 点的电势能大于 N点的电势能，故 A正确。带电粒子在M点受力方向为该点电场线切向的 反方向，故 C错误。越靠近避雷针场强越大，加速度越大，故 D错。所以本题选 A。 5. 答案：D 【思路点拨】：AB. 由图线得，测试者呼出的气体中酒精浓度越低，气敏电阻的阻值越大， 根据欧姆定律，电阻的阻值越大，电压表示数越大、电流表示数越小，电源的效率越大， AB错误；因为电源的内阻未知，无法确定电源的输出功率的变化情况，C错误；因为气敏 电阻的阻值随酒精浓度 c成反比 1 2 2 1 4R c R c   ，根据闭合电路欧姆定律得 1 1 0 EI R R r    ， 2 2 0 EI R R r    ，解得        2 0 0 02 02 1 2 0 2 0 2 0 4 3 34 4 4 4 4 R R r R r R rR R rI I R R r R R r R R r                  ，D正 确。故本题选 D。 第 2 页 共 6 页 6. 答案：B 【思路点拨】：将电荷 P 从 C 移动到 B，电场力做功为  qqUW BCCBCB   ，得 JWCB 6.0 ，所以克服电场力做功 0.6J，故 A 错误。由题可得， Vq WU CACA 8 ，所以 VA 2 ，过 B 点做 AC 的垂线，交于 D 点，根据几何关系可得 1 1 2 4 AD AB AC  ， 则有 1 2V 4DA CA U U  ，可得 0VD B   ，可知 BD为等势线，则电场方向由 C 指向 A，大 小为 8 N / C 20N / C 2 2 0.2 CA CAU UE CA AB      ，故 B 正确，C错误。因为 JqE APA 2.0 ， 故 D错误。所以本题选 B。 7. 答案：B 【思路点拨】：A 选项中平面磁通量 cosBS ，所以错误；B 选项中电通量 kqr r qkESE  44 2 2  ，所以正确；C 选项中由于穿过球面的电场线条数未发生变 化，电通量不变，所以错误；D 选项中球面的磁感应线穿进和穿出条数相等，磁通量为零， 所以错误。故本题选 B。 8. 答案：A 【思路点拨】：由于球壳内部电场强度为零，所以试探电荷在内部移动时电场力不做功，故 电势能不变化，球壳外部电场可等效为点电荷产生的电场，试探电荷由球壳表面向外移动时 电场力做正功，电势能渐少，由于电场力越来越小，移动相同位移过程中电场力做功越来越 少，电势能减少越来越慢。故本题选 A。 9. 答案：BD 【思路点拨】：断开开关 S，场强不变，故小球恰好能运动至小孔 N处，所以 A错误。若仅 将 B板下移，根据公式 r 4 SC kd    ，电容减小；由于二极管的作用可以阻止电容器上的电量 流出，故电量不变，根据 QC U  ，U=Ed，得到 r 4 kQE S    ，故场强不变，故到达小孔 N时， 重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔 N时速度已经减为零返回了，所以 B正确；若 仅将 B板上移，根据公式 r 4 SC kd    ，电容增加，电容器要充电；由于电压 U一定，根据 U=Ed，电场强度增加；故到达小孔 N时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔 N时 速度已经减为零返回了，所以 C错误；若将滑动变阻器的滑片上移，分压增加，故电容器 的电压增加，故如果能到达小孔 N，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔 N时速度 已经减为零返回了,故 D正确。故本题选 BD。 第 3 页 共 6 页 10. 答案：BCD 【思路点拨】：由题意，电场力大小 4 3 F Eq mg  方向：水平向右,对小球由 a到 c的过程， 由动能定理得   210.5 2 c F R R mgR mv   解得 2cv gR ,在 C点运用牛顿第二定律可得： 2 cmvN F R   ，解得 10 3 N mg .A错误。 2 2 cvh R g   , 2H R R R   。B正确。小球离开 c点 后竖直方向做竖直上抛运动，设小球离开 c点到其轨迹最高点所需的时间为 t，有0 cv gt  ， 小球沿水平方向做初速度为 0的匀加速运动，加速度为 a，则有：由牛顿第二定律可知 4 3 Fa g m   ，此过程小球沿电场方向位移为 2 1 4 2 3 x at R  ，电场力做功为   340.5 9 W F R R x mgR    ，因为电场力做正功，所 以电势能减少量为 P 34 9 E mgR   。C正确。由题意可 知，重力与电场力合力方向与竖直方向夹角 53°，斜向 下如图，沿着合力与垂直合力方向建立坐标系，将 C点 速度沿着两个方向分解，y方向做匀减速直线运动，x方向做匀速直线运动，此速度为离开 C后的最小速度 4 2sin53 5x C gRv v  ，D正确。故本题选 BCD。 11. 每空 2分 (1)红 10 (2)偏大 【思路点拨】：（1）由“红入黑出”可知，b端应与红表笔连接；开关 S断开与闭合时相比 较断开时欧姆表的内阻大，即中值电阻大，所以开关 S闭合时欧姆表的倍率是 10 。 （2）由闭合电路欧姆定律知，当内阻变大，但此表仍能调零，说明欧姆表的内阻不变，当 电池电动势变小，通过表头的电流变小，指针的由原来的位置向左偏移，测量结果将比真实 值偏大； 12. 每空 2分 （1）A2 0~2mA （只写 2mA也给分） （2） （3） 0.91（0.89~0.93都给分） 3.7×102Ω （3.6~3.8×102Ω 都给分） 【思路点拨】：(1)实验电路中最大电流约 1~2mA，则需选择电流表 A2，并用定值电阻 R0对 第 4 页 共 6 页 其量程进行扩充；扩充后的量程为 200μA 900Ω200μA 2000μA 2mA 100Ω I     ，故 0~2mA。 (2)电路如图所示 （3）改装后的电流表内阻为 900 100 Ω 90Ω 900 100    ，设电流表的电流为 I，干路电流为 I 总 900 10 100 II I I  总 ，根据闭合电路欧姆定律得 90 EI R r   总 ，解得  10 901 10 rR I E E     根据图像得   316 5 1010 1000 0E     ，   310 90 5 10r E    ，解得 0.91VE  ， 23.7 10 Ωr   13. （1）  3Mr ， WP 2.52输出 （2）会被烧坏 【思路点拨】：（1）当  56R 时，由闭合电路欧姆定律得： Rrr r E U M M   ··· （2 分） 带入数据得：  3Mr ······································（1 分） 当  9R 时 由闭合电路欧姆定律： ）（ RrIEUM  ······································（1 分） 电动机得输出功率： MM rIIUP 2输出 ······································（1分） 解得： WP 2.52输出 ······································（2分） （2）若被卡住，由闭合电路欧姆定律： ）（ MrrRIE  1 ···························（1 分） 电动机得热功率： MrIP 2 1热 ······································（2 分） 解得： WWP 22.56 热 ，会被烧坏 ······································（2分） 14. （1）        mg R kQqFF NN 2 ' 2 1 （2） 3Cv gR 【思路点拨】：（1）如图，有几何关系可得： BCACR 2 cos 3   ·····························(2 分) cos2RBC  ································ (1 分) 所以： 2 3cos  ······························（1 分） 第 5 页 共 6 页 由 B 点受力分析可得：        mg R kQqmgFFN 22 1sinsin 库 ··················(2 分) 所以：        mg R kQqFF NN 2 ' 2 1 ······························（2 分） （第（1）问如果学生用负电荷计算，得到结果        mg R kQqFF NN 2 ' 2 1 也给分） （2）根据点电荷的电场特征可知，BC 所在的圆是一个等势面，所以小球从 B 到 C 电场力做 的总功为零，由几何关系可得 BC 的竖直高度为： 3 2BC h R ······························（1 分） 小球从 B 到 C，根据动能定理可得： 2 23 1 1 2 2 2C B mg R mv mv   ······························（2 分） 解得： 3Cv gR ······························（1 分） 15. （1） cosT Lv  （2）  60m , LyB 2 3  （3）  30 【思路点拨】：(1)粒子水平方向做匀速直线运动： T Lvx  ①············································································(1分) cos xvv  ②······················································································(1分) cosT Lv  ··············································································(1分) (2)逆向思维，沿上边界曲线Ⅰ运动的粒子可视为从 B垂直于荧光屏向左做类平抛运动： 2 3 T L m Eqa  ③·········································································(1分) 在 O点处： T LaTvy 3  ··············································································(1分) 3tan  x y m v v  ············································································(1分)  60m ······················································································(1分) 第 6 页 共 6 页 LaTyB 2 3 2 1 2  ··········································································(1分) (3)设曲线Ⅱ的上的一点 Q坐标为(x,y),经过 Q的粒子打在荧光屏上的坐标为(L,y' )，设粒子在 电场中的运动时间为 t,逆向思维粒子垂直于荧光屏向左做类平抛运动，由几何关系可知： x y tan ④ ··············································································(1分) x y v v tan ⑤············································································(1分) atvy  ⑥·················································································(1分) tvxL x ⑦··········································································(1分) 联立①③④⑤⑥⑦可得： L xxLy )(3  ⑧····································································(1分) 2 2 1 atyy  ⑨·······································································(1分) 联立①③⑦⑧⑨以上三式还可以解得： L xxL L xLyaty )(3)( 2 3 2 1 22  ··········································(1分) 将 P点纵坐标 Ly 18 35  代入可解得 Q点坐标： Lx 3 2  ····················································································(1分) L L xxLy 9 32)(3  ·····························································(1分) 解得: 3 3tan  x y ,可得  30 ·························································(1分) （计算题使用其他合理解法也可酌情给分）