安徽省县中联盟2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷（B卷）（含解析）

2024-2025学年安徽省县中联盟高二（上）联考物理试卷（12月）B卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列说法中正确的是
A. 电流是矢量，其方向就是正电荷定向移动的方向
B. 电场中任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
C. 磁通量的大小为BS，方向为磁感应强度的方向，故磁通量为矢量
D. 电磁波是一份一份的，麦克斯韦用实验证明了电磁波的存在
2.下列说法正确的是
A. 一运动电荷在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零
B. 安培力的方向一定与通电导线垂直，但与磁场方向不一定垂直
C. 磁场与通电导线垂直时，磁场对通电导线的作用力最大
D. 洛伦兹力可以做正功，不能做负功
3.如图所示为一对电荷量分别为和的点电荷的电场线分布，M、N、P、Q为电场中的四点。下列说法正确的是( )
A. M、Q两点场强大小关系为
B. M、P两点电势关系为
C. 同一带负电的试探电荷，其在M点的电势能比在N点的电势能小
D. 若P、Q两点关于两点电荷连线对称，则P、Q两点电场强度相同
4.如图所示，电源电动势为6 V，内阻，小灯泡L标有“”字样，开关S闭合后，小灯泡L正常发光．已知电动机的内阻为，则电动机的输出功率为
A. B. C. D.
5.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂．某次撞击前撞杠的速度为，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为已知撞杠撞钟的时间为，撞杠的质量为则撞杠对钟的撞击力大小为
A. 800 N B. 3000 N C. 7000 N D. 8500 N
6.如图所示，两根通电导线P、Q沿垂直纸面的方向放置，导线P、Q中通有电流、，电流的方向图中未画出．纸面内O点为两导线连线的中点，c、d两点在连线上且关于O点对称，a、b两点关于O点对称，将一段通有垂直纸面向外的电流的直导线放在c点时所受的磁场力为零，放在d点时所受的磁场力水平向右．则下列说法正确的是
A.
B. P中的电流方向向外、Q中的电流方向向里
C. 通电直导线垂直纸面放在O点时所受的磁场力为零
D. 通电直导线垂直纸面放在a、b两点时所受的磁场力相同
7.如图所示，空间内存在匀强磁场，磁感应强度大小，方向与墙面和水平面均成角，墙角处有边长的正方形线框abcd，初始时线框与水平面间夹角为角，ab边与墙底边平行，线框ab边下落到地面过程中，已知，以下说法不正确的是
A. 磁通量先增加后减小 B. 线框能产生感应电流
C. 磁通量最小值为 D. 磁通量最大值为4 Wb
8.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，一光滑绝缘梯形台的竖直截面为ABCD，，，，且质量为m、电荷量为q的两个相同小球，分别从A点、D点同时由静止释放，两小球分别沿斜面AB、DC同时到达斜面底端忽略小球间库仑力的影响，则
A. 小球一定带负电 B. 小球可能带正电，也可能带负电
C. 两小球下滑的加速度大小可能相同 D.
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，在光滑水平面上放置一半径为R的光滑半圆轨道，A、B点与圆心等高，C点是圆弧最低点．现让小球从A点静止释放，已知小球及半圆轨道的质量均为m，重力加速度为g，以下说法正确的是
A. 小球不能到达半圆轨道上的B点 B. 半圆轨道向左运动的最远距离为R
C. 小球的最大速度的大小为 D. 小球的最大速度的大小为
10.通常用质谱仪来分析同位素，如图所示为一质谱仪，该质谱仪由加速电场和一半圆形的匀强磁场构成，磁场的圆心为两个电荷量相同、质量不同的带电粒子经同一电场加速后，由O点垂直ab方向进入磁场，经过一段时间粒子1、2分别到达竖直接收屏的c、d两点．已知粒子到达接收屏时粒子1的速度与接收屏垂直，粒子2的速度与接收屏的夹角为忽略粒子间的相互作用，下列说法正确的是
A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 粒子1、2做圆周运动的半径比为
C. 粒子1、2的质量比为 D. 粒子1、2在磁场中运动的时间比为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.“观察电容器的充放电现象”实验中：
某同学设计的实验电路如图甲所示．调节电阻箱，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化的情况；改变电阻箱的阻值，开关S接通“2”放电后，再接通“1”，同样记录电流随时间变化的情况．然后将实验结果在同一坐标系中绘出，得到如图乙所示的曲线，其中Ⅱ为对应的曲线，则曲线Ⅰ对应的R 选填“>”、“<”或“=”；曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的 选填“电压”或“电荷量”或“电容器存储的电能”
电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是 .
A.迅速变亮，然后亮度趋于稳定 亮度逐渐增大，然后趋于稳定
C.迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭 亮度逐渐增大，然后逐渐减小至熄灭
电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，根据的结论进行类比，定值电阻越大，小灯泡亮度变化情况是 选填“越快”“越慢”或“不变”
12.兴趣小组要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下实验器材：
A.两节干电池组成的电池组
B.电流表：量程，内阻
C.电流表：量程，内阻
D.定值电阻
E.定值电阻
F.定值电阻
G.滑动变阻器
H.导线与开关
实验时设计了如图甲所示电路，需要先将电流表改装成量程为3 V的电压表，将电流表量程扩大为，另一定值电阻作为保护电阻，则三个定值电阻选择为：a ；b ；c 均填器材前面的字母
在图示乙器材中按照电路图连接成测量电路 .
电路连接准确无误后，闭合开关K，移动滑动变阻器，得到多组电流表、的示数，作出了图像如图丙所示，则电池组电动势 V；内阻 小数点后保留两位
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.相距水平放置的平行金属板a和b，且中央有孔，为其提供电压的电路如图所示，已知电源的电动势为，内阻为，电阻，现闭合电键S，当电流达到稳定后，将带正电且质量为的液滴从小孔正上方高处无初速滴下，液滴刚好不落在b板上．重力加速度g取，求：
消耗的电功率为多少；
带电液滴所带的电荷量．
14.如图所示，三角形EFG所在的区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，匀强磁场的方向垂直纸面向里。三角形EFG中，，EF长为L。F处有一粒子源，能沿FG方向发射出大量带电荷量为的同种粒子，粒子质量为m，带电粒子重力不计，试求：
能从EF边离开磁场的粒子速度最大值；
粒子从F运动到EG边所用的最长时间。
15.足够长的光滑水平地面上静止放置一个可以自由移动的光滑圆弧轨道M，其质量，轨道高度，弧面底端水平，右侧地面上有两个滑块A、B，质量分别为，，两滑块间有一压缩的轻弹簧滑块与弹簧不拴接现由静止释放弹簧，滑块A向左冲上圆弧轨道M，滑块B向右运动，恰好能到达右侧光滑固定半圆轨道的最高点D，右侧半圆轨道半径为，重力加速度g取，滑块均可视为质点，求：
滑块B到达右侧半圆轨道最低点C点时对轨道的压力大小；
弹簧释放前储存的弹性势能；
若滑块B到达半圆轨道最高点后被移走，则滑块A与圆弧轨道M分离时的速度大小为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.规定正电荷定向运动方向为电流方向，但电流运算时遵守代数加减法则，电流是标量不是矢量，A错误;
B.电场中任一点的电场强度方向总是和电场线方向一致，而沿电场线的方向是电势降落最快的方向，B正确；
C.磁通量大小，磁通量是标量，C错误;
D.电磁波是不连续的，而是一份一份的，麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，D错误.
2.【答案】C
【解析】A.当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，其不受磁场力的作用，所以一运动电荷在某处不受磁场力的作用，该处的磁感应强度不一定为零，故A错误；
B.由左手定则可知，安培力的方向与通电导线及磁场均垂直，故B错误；
C.根据安培力大小公式为B与I之间的夹角，当磁场与通电导线垂直时，磁场对通电导线的作用力最大，故 C正确；
D.洛伦兹力方向与速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，故D错误。
3.【答案】C
【解析】A. 由电场线疏密可知，M、Q两点场强大小关系为，故A错误；
B. 沿着电场线方向电势降低，所以M、P两点电势关系为，，故B错误；
C. 同一负电荷在电势高处电势能小，故其在M点的电势能比在N点的电势能小，故C正确；
D. 若P、Q两点关于两点电荷连线对称，则P、Q两点电场强度大小相同、方向不同，因而P、Q两点的电场强度不同，故D错误。
故选C。
4.【答案】A
【解析】解：由小灯泡L正常发光，知电路中电流为，小灯泡的电阻
则电动机两端电压为；
电动机的输入功率为；
电动机发热功率为；
输出功率，故BCD错误，A正确。
5.【答案】C
【解析】撞杠撞击钟的过程，对撞杠，由动量定理得，
其中初速度，
末速度，
撞击时间，
联立解得，根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为7000N，故ABD错误，C正确。
6.【答案】B
【解析】A.通电直导线放在c点时，所受的磁场力为零，说明c点的磁感应强度为零，则说明导线P、Q在c点产生的磁场大小相等、方向相反，即两导线中的电流方向相反，又c点距离导线P较近，则导线P中的电流较小，即，A错误;
B.通电直导线在d点时所受的磁场力水平向右，由左手定则可知，d点的磁感应强度方向垂直cd向下，又导线Q在d点产生的磁场强，由安培定则可知P中的电流方向向外、Q中的电流方向向里，B正确;
C.由安培定则可知，导线P、Q在O点产生的磁场方向均垂直连线向上，通电直导线放在O点时所受的磁场力水平向左，C错误;
D.由于，根据右手螺旋定则及磁场的矢量合成可知a、b两点的磁感应强度大小相等、方向不同，则通电直导线放在a、b两点时所受的磁场力方向不同，D错误.
7.【答案】C
【解析】A.线框沿墙边下落到地面过程，磁通量先增大后减小，A正确;
B.磁通量变化时，线框中能产生感应电流，B正确;
D.当线框平面与磁场方向垂直时，通过线框磁通量最大，，D正确;
C.初始时线框磁通量，线框在地面上时磁通量，磁通量最小值为，C错误，故选C。
8.【答案】D
【解析】ABD、如图1所示，将DC向左平移至，则又已知两小球分别沿斜面AB、DC同时到达斜面底端，则可以构建等时圆模型，如图2所示，且小球重力与电场力的合力沿AO方向，小球所受重力和电场力如图3所示，则小球一定带正电，，解得，故AB错误，D正确;
C、两小球下滑时所受合力方向分别沿斜面AB、DC，结合公式可知两小球下滑的加速度大小一定不同，故C错误。
9.【答案】BD
【解析】A.小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，故A错误；
B.当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的距离最远，设小球水平位移为x，半圆轨道水平位移为y，由动量守恒定律得
由几何关系有
解得
故B正确；
当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度大小为，半圆轨道的速度大小为，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立解得
故C错误，D正确。
故选BD。
10.【答案】BD
【解析】A.加速电场中上极板带正电，粒子能在电场中加速，说明粒子带正电，又由左手定则可知，磁场方向向外，A错误;
B.设粒子1、2从磁场边界的e、f两点离开磁场，结合粒子的轨迹找出磁场的圆心，如图所示，
由几何关系可知粒子1、2的圆心分别在g、a两点，设磁场的半径为R，则粒子1的轨道半径为，为正三角形，粒子2的轨道半径为，则粒子1、2的半径比为，B正确;
C.粒子在电场中加速时有，粒子在磁场中偏转时有，解得，粒子1、2的质量比为，C错误;
D.联立可解得，粒子1、2的周期之比为，又由几何关系可知粒子1、2的轨迹所对应的圆心角分别为、，所以粒子1、2在磁场中运动的时间为、，解得，D正确.
11.【答案】<
电荷量
C
越慢

【解析】解：曲线Ⅰ相对于曲线Ⅱ初始充电电流大，电阻阻碍作用小，因此电阻箱阻值小，因此R小于；
根据电流的定义式有
解得
可知，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。
电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，电容器将放电，随电量减小，电容器两端电压减小，电流减小，最终放电完成，电流为0，可知相接后小灯泡亮度变化情况可能是迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭，故C正确，ABD错误。
故选：C。
定值电阻越大，电阻阻碍作用越大，因此小灯泡亮度变化越慢。
故答案为：，电荷量；；越慢。
12.【答案】F
D
E

【解析】解：将电流表改装成3V，则有，即与定值电阻a串联，故a应选，即F；
电流表电流表量程扩大到，扩大倍数，并联电阻，故b应选，即D；
保护电阻c应选，即E；
实物连线如图所示：
；
扩大量程后电压表内阻，
电流表内阻，
由闭合电路欧姆定律，有，
即，
得，，。
13.【答案】解：、的并联值为
根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的总电流为
消耗的电功率为
电容器两端电压为
液滴从开始刚好能到b板附近，对此过程应用动能定理
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】当粒子运动轨迹与 EG 边相切时，轨迹如图所示
根据几何关系得
得
又由洛伦兹力提供向心力可得
可得；
由洛伦兹力提供向心力
可得
当 时，粒子运动轨迹与 EG 边相切，此时圆心角最大为 ，时间最长为。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】滑块B到达D点有
从C到D有
联立解得
在C点，根据牛顿第二定律可得
所以
根据牛顿第三定律可得，滑块B对圆弧轨道压力大小为120N；
滑块B脱离弹簧后速度为
对A、B，根据动量守恒定律得
解得
所以弹簧的弹性势能为
假设A不会从M左侧飞出，则A和M在水平方向动量守恒，且到达最高点时共速，则
所以
由能量守恒得
解得
故假设成立，滑块将在圆弧轨道上下滑，由动量守恒和能量守恒得
解得
故再次分离时滑块A的速度为零。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】