安徽省智学大联考2024-2025学年高二上学期1月期末物理试题

第 1页，共 6页 智学大联考·皖中名校联盟 合肥八中 2024-2025 学年第一学期高二年级期末测试 物理参考答案及评分标准 一、选择题（本题共 10 小题，共 42 分。第 1~8 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 9~10 题有多 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） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A C C D A B D AD AC 1．【答案】C 【详解】A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体中是否 有电流通过无关。A错误； B．R＝U I 是电阻的定义式，R与电压和电流无关，B错误； C．R＝ρ l S 是电阻的决定式，C正确； D．根据 R＝ρl S 可知导体，接入电路的方式不同，其 l和 S的比值不同，阻值不相同。D错误。 故选 C。 2．【答案】A 【详解】根据右手螺旋定则可知，在导线右侧磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的方 向向左，因此粒子向左侧偏转，由于是非匀强磁场，故不是圆周运动。 故选 A。 3．C 【详解】A．运动一周的过程中，速度大小不变，方向时刻发生变化，所以动量大小不变，方向时刻发生 变化，故 A错误； B．运动一周的过程中，支持力作用一个周期，故冲量不为零，故 B错误； CD．运动半周的过程中，末动量方向刚好与初动量方向相反，设末动量方向为正，根据动量定理可得 ( ) 2I mv mv mv    合 可知合外力的冲量大小为 2mv，故 C正确，D错误。 故选 C。 第 2页，共 6页 4．C 【答案】C 【详解】A．根据左手定则可知，粒子做匀速直线运动与电性无关，故 A错误； B．根据洛伦兹力表达式 f qvB 可知进入的水平速度增加，会使洛伦兹力增大，从而与粒子所受电场力不 再平衡，但粒子电性不确定，则粒子不一定向下偏转，还可能向上偏转，故 B错误； C．不论粒子电性如何，增大速度后，可能会在电场力的反方向上发生位移，故此后电场力将做负功，即 粒子的速度越来越小。故 C正确；D．根据 C项的分析，可知粒子要发生偏转，不在做直线运动。故 D错 误。故选 C。 5.D 【详解】A.读取身份证的机器内部设有天线，通电工作时会在周围产生磁场，这是电流的磁效应，不是电 磁感应现象。 B.身份证靠近读卡机器时，机器产生感应电流是因为机器发射的射频信号使身份证中的芯片产生感应电流， 进而使机器的感应电路中产生电流，这是电磁感应原理，不是电流的磁效应。C. 产生感应电流的条 件为：①闭合电路②磁通量变化。而导体做切割磁感线运动时只能确定切割部分的导体一定产生感 应电动势，但电路是否闭合不确定，故只能说导体内可能会产生感应电流。 D. 根据楞次定律，只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流。故 D正确。 6.A 【详解】A. 由 q It ， EI R  ， ΦE t    可得 0.01C BSq R R     B.由 F 安= 2 2B L v R =ma 可知，进磁场过程中的平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由 W=Fs可知，进磁场过程中 克服安培力做功多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 C.由楞次定律，进入过程电流方向 adcba，穿出过程电流方向为 abcda。 D. 由 0E BLv ， EI R  ，可得 0.2AI  小车受到的安培力为 F BIL 由牛顿第二定律 F ma 解得 20.1m/sa  7．B 【详解】A.cd棒产生的感应电动势为���0，ab棒中的电流� = ���0 2� 方向由 a→b。 B.cd棒速度减为 0.8v0时，对两根导体棒 ab和 cd构成的系统，根据动量守恒定律有 0 ab cdmv mv mv 解得 00.2abv v 第 3页，共 6页 此时回路的感应电动势  1 cd abE Bl v v  此时回路的感应电流 11 2 EI R 根据牛顿第二定律有 1 1BI l ma 解得 2 2 0 1 3 10 B l va mR  C.对两根导体棒 ab和 cd构成的系统，所受外力的合力为 0，根据动量守恒定律有 0 12mv mv 从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能 2 2 0 1 1 1 2 2 2 E mv mv  电 解得 2 0 4 mvE  电 D. 最终稳定时 ab棒的速度为 0.5v0 故选 B。 8.【答案】D 【详解】A．ab棒：ma=F-BIL，I= Δ Δ Δ Δ q CBL v CBLa t t   ，得 22 2 2 / Fa m s m CB L    做匀加速直线运动。A错误； B． 21 2 x at 得 t=2s，v=4m/s，B错误； C．在 t时刻撤去拉力 F，并将开关拨向 2，导体棒受到的安培力与 v成正比，故加速度越来越小 C错误； D．在 t时刻撤去拉力 F，并将开关拨向 2，R上消耗的焦耳热为导体棒的动能转化而来，故 Q=8J，D正确。 故选 D。 9.AD 【详解】当吹入酒精气体时，传感器的电阻减小，则回路总电阻减小，电流变大，灯泡 L变亮，电流表示 数变大，灯泡和电源内阻上的电压变大，则传感器上的电压减小，即电压表示数减小；电容器两板间 电压减小，带电量减小。A正确，B错误。 C．由闭合电路欧姆定律可得 00 1 ER EU R rR R r R      可知同等酒精浓度下吹气前后即 R的变化量 R 相同，增大 R0，则 0r R 增大，则有 U 减小，C错误； D．由闭合电路欧姆定律可知 0 U R r I     既电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变， 故 D正确。 10．【答案】AC 【详解】AB．在极短时间Δt→0内，落在物块顶部的质量Δm=QΔt，雨水落在物块顶部后不反弹， 根据动量定理得：（Fy-Δmg）Δt=ΔmΔvy，由于Δm<< Fy，故 Fy =QΔvy=8N，A正确，B错误； C．地面对物块的摩擦力为滑动摩擦力，假设为 f，f=μFN及 FN=mg+Fy，得 f=54N，C正确 D．由于 f=54N，故 Ix=ft=108N·s； 第 4页，共 6页 FN=108N·s，得 Iy=108×2N·s，得地面对物块的冲量大小为 I= 2 2x yI I =108 5 N·s，D错误 二、非选择题 11．(1)C (2)c (3) 1 1 2m OP m OM m ON  【详解】（1）为了防止入射球碰后反弹，且两小球发生对心正碰，一定要保证入射球的质量大于被碰球的 质量，即 1 2m m ；两球半径相等，即 1 2r r 。故选 C。 （2）采用画圆法确定小球的平均落点位置，应该让所画圆尽可能把大多数点包进去，且圆的半径最小， 这样所画圆的圆心即为小球落点的平均位置，故选 c。 （3）不放被碰小球时，小球落在 P点，设斜面倾角为 ，由平抛运动规律得 2 1sin 2 OP gt  1cosOP v t  解得    2 1 cos 2sin g OP v    同理可解得   2 1 cos 2sin g OM v     ，   2 2 cos 2sin g ON v    所以只要满足 1 1 2 2 1 1m v m v m v   即 1 1 2m OP m OM m ON  则说明两球碰撞过程中动量守恒。 12.（1）8.0V （2） 9.1V、 1.3Ω 、小于 （3）AC 【详解】（1）多用电表的直流电压10V挡最小刻度是0.2V，不需要估读到下一位，因此读数为8.0V。 （2）由闭合电路的欧姆定律有� = � + � � r 结合图象解得 9.1VE  ，r=1.3Ω；考虑到多用电表的分流，则测量值小于真实值。 （3）AB．电池组内阻的热功率   2 1 E U P r   对于相同的 U值，r越大，对应的 P1越小，选项 A正确，B 错误； CD．总功率 2 2 E EUP EI r    对于相同的 U值，r越大，对应的 P2越小，选项 C正确，D错误。 故选 AC。 13．（1） B 0 10N sI m v   方向水平向右（6分） （2） A 2.5m/sv  ， B 2.5m/sv   (6分) 【详解】(1)压缩弹簧时，外力做的功全转化为弹性势能，撤去外力，弹簧恢复原长，弹性势能全转化为 B 第 5页，共 6页 的动能，设此时 B的速度为 v0，则 2B 0p 1 2 W E m v  得 0 5m/sv  ————————————3分 此过程由动量定理得 B 0 10N sI m v   ————————————2分 方向水平向右； ————————————1分 (2)当弹簧恢复原长时，A的速度最小，则 min 0v  A、B都运动后，B减速，A加速，当 A、B速度相等时 弹簧拉伸最长，此后，B继续减速，A继续加速，当弹簧再次恢复原长时，以向右为正，由系统动量 守恒、机械能守恒有 B 0 A A B Bm v m v m v  ————————————2分 2 2 2 B 0 A A B B 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  ————————————2分 得 A 2.5m/sv  ， B 2.5m/sv   ————————————2分 14．(1)（-2L，-L）（4分） (2)①. 01min 4 mvB qL  ;（4分） ② 1 2 0 27 11 Lt t t v     （6分） 【详解】（1）电场中水平方向匀速运动有 02L v t 竖直方向做匀变速运动，有 21 2 y at  ， qEa m  ————————————2分 代入数据得 y L  故 P点坐标为（-2L，-L） ————————————2分 （2）①在O点，有 0 0 tan y v at v v    ， 0cos v v   所以 45  ， 02v v ————————————1分 粒子进入磁场后，第一次恰好垂直磁场右边界射出，此时 B最小，如图所示 由几何关系知 4 2r L ————————————1分 又有 2 1min vqvB m r  解得 0 1min 4 mvB qL  ————————————2分 ②要求粒子两次进入第四象限，则运动轨迹如图： 由洛伦兹力提供向心力有 2vqvB m r  ， 2 13B B 则有 1 23r r —————————1分 且满足关系  1 1 22 2 2 2 42 r r r L   ————————————1分 由洛伦兹力提供向心力有 2 1 1 vqvB m r  ————————————1分 第 6页，共 6页 解得 01 1 212 2 11 mvr L qB   ————————————1分 粒子在磁场 B1中的运动时间 1 1 5 4 mt qB   粒子在磁场 B2中的运动时间 2 2 3t B m q   ————————————1分 所以粒子在磁场中运动时间 1 2 0 27 11 Lt t t v     ————————————1分 15．答案：（1）6kt0πR2（6分） （2）E=1.5kR（4分） （3） 2r R （6分） 详解：（1）假设磁场区域Ⅰ的面积为 S1，磁场区域Ⅱ的面积为 S2 S1=πR2，S2=4πR2 ————————————2分 B1=3kt0，B2=kt0 ————————————2分 Φ=B1S1+B2（S2-S1）=6kt0πR2 ————————————2分 （2）根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 t     ————————————1分 Φ=B1S1=3ktπR2得ε=3kπR2 ————————————1分 磁场Ⅰ的边界线上产生的涡旋电场场强大小 E与电动势满足ε=El，l=2πR————————————1分 得 E=1.5kR ————————————1分 （3）假设电子运动轨迹围成的面积为 S3=πr2 其中Φ=B1S1+B2（S3-S1）=ktπ（2R2+r2） 联立以上两式，得ε= kπ（2R2+r2） ————————————2分 设感生电场的电场强度为 E，根据电动势的定义可得ε=El，l=2πr 2 2 2 R rE k r r           ————————————1分 电子沿切线方向的加速度 2 2 eE ek R ra m m r         t时刻电子的速度为 2 2 ek R rv at t m r         ————————————1分 又洛伦兹力提供向心力，有 2 2vevB m r  ————————————1分 联立以上各式，得 2r R ————————————1分 第 1 页 共 6 页 智学大联考·皖中名校联盟 合肥八中 2024-2025 学年第一学期高二年级期末测试 物理试题卷 注意事项： 1.你拿到的试卷满分为 100 分，考试时间为 75 分钟。 2.试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分，请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题无效。 一、选择题（本题共 10 小题，共 42 分。第 1~8 题只有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 9~10 题有多项 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） 1．某些金属、合金和金属化合物在温度很低时，电阻率会突然降至 10-28Ω·m以下，称为零电阻现象，或超 导现象。下列关于电阻和电阻率的说法正确的是（ ） A．导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此只有导体中有电流通过时才有电阻 B．由 R＝U I 可知，电阻与电压、电流都有关系 C．由 R＝ρl S 可知，电阻与导体的材料、长度和横截面积有关系 D．对一个长方体状的金属导体，无论如何接入电路，其阻值均相同 2．如图，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带正电的粒子以初速度 v0沿平行于导线 的方向射出。粒子重力及空气阻力均忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，则下列 选项中可能正确的是（ ） A B C D 3．如图所示，一质量为 m的物体以速率 v在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A．由于合外力与运动速度始终垂直，因此动量始终保持不变 B．运动一周的过程中，支持力的冲量为零 C．运动半周的过程中，合外力的冲量大小为 2mv D．运动半周的过程中，合外力的冲量为零 4． 如图所示，重力不计的带电粒子以某一速度从两平行金属板中央进入正交的匀强电场和匀强磁场中， 做匀速直线运动。若粒子进入场区的水平速度增大，但粒子仍能穿越该磁场区域，则下列说法正确的 是（ ） 第 2 页 共 6 页 A．粒子只能带正电 B．粒子一定向下偏转 C．粒子的速度可能越来越小 D．粒子仍做直线运动 5．某同学网上购买音乐会门票后，直接通过“刷身份证”方式即可顺利检票。当该同学的身份证靠近检验机 器时，机器的感应电路中就会产生电流，识别听众身份，极大的提高了检票效率。下列说法正确的是 （ ） A．读取身份证的机器内部设有天线，通电工作时会在周围产生磁场，这是电磁感应现象 B．身份证靠近读卡机器时，会使机器产生感应电流，这是电流的磁效应 C．只要导体做切割磁感线运动，一定能产生感应电流 D．身份证靠近读卡机器时，读卡器内闭合线圈磁通量发生变化，产生感应电流 6．某同学利用电磁阻尼现象设计了如图所示的用于缓冲阻拦的原理简图（俯视）。在遥控小车底面安装有 单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度 v0=4m/s向右通过竖直向下的有界匀强磁场。 已知小车总质量 m=0.2kg，金属框宽为 0.1m、长为 0.2m，电阻 R=2Ω，磁场宽度 D=0.4m，磁感应强度 B=1T，不计摩擦。下列结论正确的是（ ） A．线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量为 0.01C B．线框进入磁场过程的发热量等于穿出磁场过程的发热量 C．线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向为先 abcda，后 adcba D．ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 0.2 A，小车的加速度大小为 0.01m/s2 7．如图，在磁感应强度大小为 B的匀强磁场区域内，与磁场方向垂直的水平面内有两根固定的足够长的平 行金属导轨，导轨间的距离为 L，导轨上平行放置两根导体棒 ab和 cd，构成矩形回路。已知两根导体 棒的质量均为 m、电阻均为 R，其他电阻忽略不计，导体棒均可沿导轨无摩擦滑行。初始时刻 ab棒静 止，给 cd棒一个向右的初速度 v0。两导体棒在运动中始终不接触。下列说法中正确的是（ ） A．cd棒开始运动时，ab棒中电流方向为 b→a，大小为 0 BLv R B．当 cd棒速度减为 0.8v0时，ab棒的加速度大小为 2 2 03 10 B L v mR C．从开始运动到最终稳定，电路中产生的电能为 2 0 2 mv D．ab棒的最终速度为 v0 8．两间距为 L=1m的光滑导轨水平放置于 B=0.2T的竖直向下匀强磁场中。导轨左端接一单刀双掷开关，一 电容为 C=1F的电容器与定值电阻 R=0.1Ω分别接在 1和 2两条支路上，其俯视图如图。导轨上有一质 量为 m=1 kg的金属棒与导轨垂直放置。将开关 S接 1，t0=0时刻起，金属棒 ab在 F=2.08N的恒力作用 下由静止开始向右运动，经过时间 t，ab的位移大小为 x=4 m。忽略导轨和导体棒的所有电阻，电容器 耐压值很大，不会被击穿。下列说法正确的是（ ） 第 3 页 共 6 页 A．ab棒做加速度逐渐减小的加速运动 B．t= 5 26 13 s C．在 t时刻撤去拉力 F，并将开关拨向 2，导体棒做匀减速运动 D．在 t时刻撤去拉力 F，并将开关拨向 2，R上消耗的焦耳热为 8J 9．“道路千万条，安全第一条”。酒精测试仪常用于对机动车驾驶员是否酒后驾驶的现场检测，其工作原理 如图所示。酒精气体传感器的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为 E，内阻为 r，电 路中的电表均为理想电表。测试仪可根据电压表读数变化判断驾驶员饮酒情况。当一位酒驾驾驶员对 着测试仪吹气时，下列说法正确的是（ ） A．电压表的示数变小，电流表的示数变大 B．酒精气体浓度越大，灯泡越亮，电容器带电量越大 C．适当增大灯泡的电阻值，则同等酒精气体浓度下吹气前后电 压表示数变化会更大 D．电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 10．如图所示，为消防员在户外进行体能和耐力训练的示意图。一个顶部水平，质量 m=10kg的物块在水平 拉力的作用下，以 5m/s的速度在雨天的户外匀速行驶。单位时间内落在物 块上方的雨水质量为 Q，Q=1kg/s，雨水的速度大小为 10m/s，方向与竖直方 向呈 37°，雨水落在物块顶部后不反弹且立即从侧边流走，与地面的动摩擦 因数μ=0.5，则下列说法正确的是（ ） A．雨水对车的竖直冲击力为 8N B．雨水对车的竖直冲击力为 11N C．地面对物块的摩擦力大小为 54N D．0~2s内地面对物块的冲量大小为 108N·s 二、非选择题（本题共 5 小题，共 58 分。其中 11~12 每空 2 分） 11．某实验小组的同学利用图甲所示的装置完成“验证动量守恒定律”的实验。将斜面固定在水平桌边 O，轻 弹簧固定在水平桌面上。用 A球将弹簧压缩到位置 K处， 小球 B放在桌子边缘。实验时从同一位置 K由静止释放入 射小球 A，用复写纸记录未放被碰小球 B时，入射小球 A 的平均落点 P，以及 A球与 B球碰撞后，A，B两球平均落 点位置 M，N，并测得它们到抛出点 O的距离分别为 OP，OM，ON。 (1)若入射小球的质量为 m1，半径为 r1；被碰小球的质量为 m2，半径为 r2，则要求____（填字母序号）。 A．m1>m2，r1>r2 B．m1>m2，r1<r2 C．m1>m2，r1=r2 D．m1<m2，r1=r2 (2)小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹。多次实验，白纸上留下多个印迹，如果用画圆法确 第 4 页 共 6 页 定小球的落点，图乙中画的三个圆最合理的是圆 （填“a”“b”或“c”）； (3)如果 A，B两球在碰撞过程中动量守恒，则 m1，m2，OP，OM，ON之间需满足的关系式是 。 12．某研究性学习小组同学们从废旧的玩具中拆出若干节相同规格的电池，想测量该电池组的电动势和内 阻，于是利用一个电阻箱 R和多用电表设计实验方案。 （1）同学们先用多用电表的直流电压 10V挡，粗略测量了电池组的电动势，读数如图甲所示，读数 为 V。 （2）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，闭合开关 S，如图乙所示。多次改变电阻箱的阻值 R， 记录下对应的电压 U。以 1 U 为纵轴、 1 R 为横轴，根据实验数据作出 1 1 U R  图线如图丙所示。若不考 虑多用电表对电路的影响，干电池的电动势 E= V，内阻 r= Ω（计算结果均保留两位有效数 字）。若考虑多用电表内阻的影响，则电动势的测量值 真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）同学们分别用不同的电池组（均由同一规格相同数量的干电池串联而成）完成上述实验后，发 现不同电池组的电动势基本相同，只是内阻差异较大。同学们选择了内阻差异较大的 A、B两个电池 组进一步探究，对电池组内阻的热功率 P1和总功率 P2分别随路端电压 U变化的关系进行了猜想，并 分别画出了如图乙所示的 P1-U和 P2-U图像。若已知 B电池组的内阻较大，则下列各图中可能正确的 是___________。 A B C D 13．（12分）如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为 mA=6kg、mB=2kg的 A、B两物体用质量 不计的轻弹簧相连，其中 A紧靠墙面，现对 B物体缓慢施加一个向左的力，该力对物体 B做功 W=25J， 使 A、B间弹簧被压缩．在系统静止时，突然撤去向左的力，解除压缩，求： （1）从撤去外力至 A与墙面刚分离，弹簧对 B的冲量 I； （2）A与墙面分离后，弹簧首次恢复原长时，两物体速率 vA和 vB。 第 5 页 共 6 页 14．（14分）在 xOy平面内，x<0的区域内有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为 2 0 2 mv E qL  ，在 0<x≤4L 区域内，处于第一象限的匀强磁场，磁感应强度为 B1（未知）；处于第四象限的匀强磁场，磁感应强 度为 B2（未知），大小关系为 B2=3B1，均垂直于纸面向外，如图所示。一质量为 m、带电荷量为+q的 粒子，在 t=0时刻，从 P点（P点的横坐标为 x= - 2L）以速度 v0沿 x轴正向水平射出，恰好从坐标原 点进入第一象限，不计粒子的重力。 （1）求 P点坐标； （2）若粒子最终垂直磁场右边界射出磁场: ①求磁感应强度 B1的最小值； ②若粒子两次进入第四象限，求粒子在磁场中运动的时间 t。 第 6 页 共 6 页 15．（16分）已知变化的磁场会在空间中产生感应电场，其电场线是在水平面内是一系列以О为圆心的同心 圆，同一条电场线上各点场强大小相等，即 02 E E πr  电动势 ，r0为电场线所在圆半径， E电动势为与电场线重 合的单匝线圈所产生的感应电动势。电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本 原理如图甲所示。上下两磁铁间形成Ⅰ和Ⅱ两个磁场区，且 B1=3B2=3kt(k>0且为常数)，如图乙。两个磁 场的圆心均为 O，磁场区域Ⅰ的半径为 R1，磁场区域Ⅱ的半径为 R2，R2=2R1=2R，其余地方没有磁场。已 知电子质量为 m，电荷量大小为 e，在 t=0时电子在磁场Ⅱ某位置由静止释放，接下来假设电子会在以 O点为圆心，半径为 r（R1＜r＜R2）的圆周上运动。求： （1）在 t=t0时，通过整个磁场截面的磁通量大小Φ； （2）在磁场Ⅰ的边界线上产生的涡旋电场场强大小 E； （3）电子做圆周运动时的半径大小 r。 乙甲