江西省赣州市十三校联盟2024-2025学年高二下学期期中联考 物理试卷（含解析）

江西省2024—2025学年第二学期期中统一检测
高二物理试卷
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.考查范围：选择性必修第一册占 30%；选择性必修第二册第一章至第三章第2节占70%。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.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涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
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.如图，真空中有一条水平放置的直导线，导线中通有向右的恒定电流，导线的正下方有一个带正电粒子以一定的初速度平行于导线射入。不计粒子的重力，则粒子的运动轨迹(图中虚线)可能是
2.法拉第圆盘发电机的结构简图如图所示，外部电路通过两个电刷分别与圆盘中心 C点、边缘D点接触，匀强磁场的磁感线垂直圆盘平面向右。现让圆盘匀速转动起来(从左侧看，顺时针转动)，圆盘电阻不计，下列说法正确的是
A.电阻R中的电流由M流向N
B.若仅将接触边缘D 点的电刷向圆盘中心移动，则电阻R两端的电压增大
C.若仅将磁感应强度的大小变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的4倍
D.若仅将圆盘匀速转动的角速度变为原来的2倍，则发电机的电动势变为原来的2倍
3.如图，某同学练习排球的垫球，质量为300g的排球由静止自由下落45cm后被手臂垫起，沿竖直方向上升的最大高度为80 cm。若手臂与排球的作用时间为0.03s，重力加速度大小取 不计空气阻力。则手臂对排球的平均作用力大小为
A.70 N B.73 N C.10 N D.13 N
4.如图为某高空风车发电机示意图，图示位置线圈平面与磁感线平行，则此时，下列说法正确的是
A.线圈中磁通量最大
B.线圈中磁通量变化率最小
C. a端电势比b端电势低
D.线圈中的电流方向正在发生改变
5.如图为回旋加速器工作原理图，D 和D 是两个水平放置的半径均为R的中空半圆金属盒，它们之间接电压为U的交流电源，两盒处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。圆心A处的粒子源无初速度释放一个质量为m、电荷量为q的粒子，粒子经加速后，从金属盒的出口射出。不计粒子的重力，则粒子被加速的次数为
6.如图，真空中有一个光滑、绝缘且足够长直角三角形斜面体固定在水平面上， 三角形斜面体处在垂直于纸面向里的匀强磁场中。现将质量相等、带等量异种电荷的小球m、n由斜面顶端的左、右两侧从静止释放，小球m、n分别沿斜面运动位移 后脱离斜面，脱离斜面时的速度分别为 vm、v ，不考虑小球之间的作用力，则
7.如图甲，长度为4m、电阻为1Ω的金属导线围成一个正方向线框ABCD，线框固定在水平地面上且处在竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度B(竖直向上为正方向)随时间t变化的关系如图乙。则线框中的感应电动势E、电流I(顺时针为正方向)、AD 边所受的安培力F(水平向右为正方向)、线框中产生的焦耳热Q随时间t变化的图像正确的是
8.关于下列四幅图，说法正确的是
A.甲图中，电磁炉上可以使用陶瓷锅
B.乙图中，真空冶炼炉接直流电源，可以正常工作
C.丙图中，电流表在运输时，用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，原理是电磁阻尼
D.丁图中，无线充电面板内的发射线圈应接交流电源
9.一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形图如图甲，此时平衡位置： 处质点M向上振动，平衡位置x=6m处的质点N的振动图像如图乙，下列说法正确的是
A.该列简谐波沿x轴正向传播
B.质点N会随着波的传播沿x轴方向移动
C.该列简谐波传播速度大小为2m/s
D.从t=0时刻开始，质点M经过 回到平衡位置
10.如图，真空中光屏PQ 下方存在磁感应强度大小为B、垂直于纸面
向里的匀强磁场，纸面内距光屏PQ 的距离为L处，有一个粒子源
S，粒子源S可朝纸面内各个方向均匀发射质量均为m、电荷量均
为q、速度的大小均为 的带正电粒子。不计粒子的重力及粒
子间的相互作用，光屏PQ 足够长，下列说法正确的是
A.打到光屏PQ上的粒子中，运动的最短时间为
B.打到光屏 PQ 上的粒子中，运动的最长时间为
C.光屏PQ 上被粒子打中的区域长度为(
D.粒子源S发射的粒子中，有50%的粒子能打到光屏 PQ上
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.(5分)某实验小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”的实验，实验步骤如下：
(1)按照图甲所示的电路连接仪器，开关S断开时，观察到灵敏电流计的指针停在刻度盘的正中央位置；闭合开关S，观察到灵敏电流计指针向左偏；若将电源的正负极对调后，再接入电路，闭合开关S，观察到灵敏电流计指针向右偏；进行这步操作的目的是：判断电流从不同接线柱流入时，对灵敏电流计指针偏转 的影响。
(2)若将图乙中的条形磁铁(N极朝下)迅速插入线圈A，观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左”或“向右”)偏转，说明线圈A中感应电流产生的磁场方向 (选填“向上”或“向下”)；接着迅速从线圈A 中向上拔出该磁铁，观察到灵敏电流计的指针 (选填“向左”或“向右”)偏转，说明线圈A中感应电流产生的磁场方向 (选填“向上”或“向下”)。
12.(10分)某实验小组用图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律，当地的重力加速度大小为g，具体的实验步骤如下：
(1)将大小相同的小球A、B，用长度均为L、不可伸长的轻质细线，竖直悬挂在同一高度的M、N点，小球A、B恰好接触。用天平测得小球A的质量为 ，小球B的质量为 用游标卡尺测量两小球的直径如图乙所示，直径.
(2)保持A、B两球与M、N在同一竖直面内，向左缓慢拉动A球，使得细线与竖直方向的夹角为θ 且细线绷紧。由静止释放A球，A球与B球碰撞后，测得A、B两球向右摆动到最大高度时，细线与竖直方向的夹角分别为( ，要达到上述实验效果，小球A的质量m (选填“大于”“小于”或“等于”)小球B的质量
(3)A、B两球碰撞前瞬间A球的速度大小为 ，若关系式 成立，则验证了动量守恒定律，若A、B两球发生的是弹性碰撞，则能量守恒的关系式 也成立。(结果均用题中物理量的符号表示)
13.(10分)某种透明介质制成的空心圆柱体，截面图如图所示，内、外圆有一个共同的圆心O，半径分别为1m 、2m，MN为外圆的一条直径。一束激光(纸面内)平行于MN 从空气射入圆柱体，入射光线和外圆半径 OA 的夹角 ，入射光线经折射后恰好和内圆相切。已知光在真空中的传播速度为 ，不考虑光的反射，求：
(1)该介质的折射率；
(2)该激光在空心圆柱体内传播的时间。
14.(12分)如图，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ 与水平面的夹角为α，导轨间距为L，导轨的底端通过导线连接一个阻值为R的电阻，导轨间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m 的金属棒 ab垂直导轨放置，接入导轨间电阻的阻值为0.5R，开始时金属棒 ab被锁定且离导轨底端足够远。金属棒 ab运动的过程中始终垂直于导轨且接触良好，金属导轨MN、PQ 及导线的电阻不计，重力加速度大小为g。
(1)若解除金属棒 ab的锁定，让其由静止滑下，求金属棒 ab能达到的最大速度；
(2)若解除金属棒 ab锁定的同时，金属棒 ab获得一个大小为v的初速度沿导轨向上运动，运动一段距离x后到达最高点，求该过程中电阻R上产生的焦耳热以及金属棒 ab沿导轨向上运动的时间。
15.(17分)如图，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限内存在一半径为R的圆形磁场区域，圆心O'的坐标为(R，R)，区域内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在第Ⅱ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅲ象限内也存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。在x轴上Q(R，0)处有一个粒子源，以同一速度大小v (未知)、方向和x轴正方向的夹角为 ，向圆形磁场区域不断射出质量均为m、电荷量均为 的带电粒子，这些粒子均沿x轴负方向离开圆形磁场区域，其中粒子源射出的与x轴正方向成60°角入射的粒子，经x轴上的P点射入第Ⅲ象限；垂直于x轴入射的粒子经圆形磁场区域和y轴的切点S进入第Ⅱ象限。在y轴的负半轴上有一块粒子收集板EF，粒子源射出的粒子均被收集板 EF 吸收。已知第Ⅱ象限匀强电场的电场强度大小为 不计粒子重力和粒子间的相互作用，求：
(1)v 的大小;
(2)P点的坐标;
(3)收集板EF的最短长度。
江西省 2024—2025学年第二学期期中统一检测
高二物理参考答案
1.【答案】C
【解析】根据右手螺旋定则可知，在导线下方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上，因此粒子向上偏转，由于是非匀强磁场，不做圆周运动，C项正确。
2.【答案】D
【解析】CD中产生的感应电流由C流向D，电阻R中的电流由N流向M，A项错误；回路中的感应电动势为E= 若仅将接触边缘D点的电刷向圆盘中心移动，L减小，电阻R 两端的电压减小，若仅将圆盘匀速转动的角速度变为原来的2倍，或仅将磁感应强度的大小变为原来的2倍，发电机的电动势均变为原来的2倍，B、C项错误，D项正确。
3.【答案】B
【解析】排球静止自由下落45 cm，则 ，竖直上升的最大高度为80cm,v =2gh ,设竖直向上为正方向，根据动量定理( 解得 B项正确。
4.【答案】C
【解析】图示时刻，线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，线圈中的电流方向没有改变，A、B、D项错误；根据右手定则可知，a端电势比b端电势低，C项正确。
5.【答案】D
【解析】设粒子射出的速度为 vm，加速次数为n次，则 解得 D项正确。
6.【答案】A
【解析】两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，在斜面上，小球m、n都做匀加速直线运动，加速度大小为 当小球m、n受到的洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球m、n脱离斜面， 所以 根据运动学公式， 所以 A项正确。
7.【答案】C
【解析】根据公式 在0~2s内的感应电动势 ，在2~4s内的感应电动势 ,在4~6s内的感应电动势 A项错误；根据 在0~2s内的感应电流 ，根据楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向；在2~4s内的感应电流 感应电流沿逆时针方向；在4~6s内的感应电流. ，感应电流沿顺时针方向，B项错误；根据. ,在0~2s内AD边受安培力,,F =(0.5+0.25t)(N),方向向右;在2~3s内AD边受安培力 ，方向向左；在3~4s 内AD 边受安培力 ，方向向右；在4~6s内AD边受安培力 ，方向向左，C项正确；根据Q=I Rt,在0~2s内产生的热量 0.5J,在2~4s内的热量 在4~6s内的热量 ，D项错误。
8.【答案】CD
【解析】电磁炉不能用陶瓷锅，因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，A项错误；真空冶炼炉，当通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，B项错误；电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，原理是电磁阻尼，C项正确；无线充电面板内的发射线圈应接交流电源，使手机产生感应电流，实现无线充电，D项正确。
9.【答案】AD
【解析】t=0时刻，质点M向上振动，所以该列简谐波沿x轴正向传播，A项正确；质点N不会随着波的传播沿x轴方向移动，B项错误；该波的波长λ=6m，周期T=2s，波的传播速度大小 C项错误；经过 该波沿x轴传播的距离为L=vt=1m，质点M刚好回到平衡位置，D项正确。
10.【答案】BD
【解析】打到光屏PQ 上的粒子中，运动的最短时间，是粒子与竖直方向成30°向上运动，轨迹圆的弦长最短，此时粒子在磁场中运动时间最短，轨迹圆的弧长为 周长，所用时长 运动的最长时间，是粒子竖直向下运动，轨迹圆与PQ 相切，轨迹圆的弧长为 周长，所用时长 A项错误，B项正确；根据 解得R=L，轨迹如图所示，光屏PQ 上被粒子打中的区域长度为 C项错误；沿竖直向上方向射出粒子与屏相切粒子走过的弧长为周长的 ，沿竖直向下方向射出粒子与屏相切粒子走过的弧长为周长的 ，二者夹角为180°，粒子源S发射的粒子中，有50%的粒子能打到光屏PQ上，D项正确。
11.【答案】(1)方向(1分) (2)向左(1分) 向上(1分) 向右(1分) 向下(1分)
【解析】(1)操作的目的是：判断电流从不同接线柱流入时，对灵敏电流计指针偏转方向的影响。
(2)若将图乙中的条形磁铁(N极朝下)迅速插入线圈A，线圈A中磁通量向下增大，线圈A中感应电流的磁场方向向上，感应电流将从灵敏电流计负接线柱流入，则此时灵敏电流计的指针将向左偏转；迅速从线圈A中向上拔出该磁铁，线圈A中磁通量向下减少，线圈A中感应电流的磁场方向向下，感应电流将从灵敏电流计正接线柱流入，灵敏电流计的指针将向右偏转。
12.【答案】(1)1.66(2分) (2)大于(2分) (2分) (2分) (2分)
【解析】(1)游标卡尺的读数为D=16mm+6×0.1mm=16.6mm=1.66cm。
(2)A球与B球碰撞后，A、B两球均向右摆动，所以小球A的质量m 大于小球B的质量m 。
(3)对小球A，根据能量守恒定律， 解得 小球A 碰前
的动量为 同理，A、B两球碰撞后瞬间，根据能量守恒定律，小球A的速度大小 小球B的速度大小碰撞后瞬间，A、B两球的动量之和为 若动量守恒，则 解得 若A、B两球发生的是弹性碰撞，则 整理得
13.解：(1)根据题意，画出光路图，如图所示
设折射角为γ，由几何关系可知
(2分)
则该介质的折射率为
(2分)
解得 (1分)
(2)由光路图可知，该激光在空心圆柱体的传播距离为
s=2m×2cosγ(1分)
传播速度为
(2分)
则该激光在空心圆柱体内传播的时间为
(1分)
解得 (1分)
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
14.解：(1)金属棒 ab向下做匀速直线运动时速度最大，设最大速度为 vm
金属棒 ab切割磁感线产生的感应电动势E=BLx (1分)
感应电流 (1分)
金属棒 ab 受到的安培力 (1分)
根据平衡条件 (1分)
解得 (1分)
(2)设金属棒 ab向上运动过程回路产生的热量为Q，由能量守恒定律得
(1分)
R上产生的焦耳热 (1分)
解得 (1分)
金属棒 ab向上运动一端距离x后到达最高点，金属棒 ab向上运动的时间为t，平均感应电动势 平均感应电流
通过定值电阻的电荷量
q= It(1分)
解得 (1分)
金属棒 ab 向上运动过程，由动量定理
-mgsinα·t-BILt=0-mv(1分)
解得 (1分)
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15.解：(1)根据几何关系，可得带电粒子在圆形磁场区域做圆周运动的半径r=R(1分)
由洛伦兹力提供向心力可得
(1分)
联立可得粒子入射速度大小
(1分)
(2)与x轴正方向成θ=60°入射的粒子经过第Ⅱ象限的电场后从x轴上的P点射入第Ⅲ象限，粒子运动轨迹如图所示，该轨迹与y轴交于M点，设OM的长度为y ，OP长度为x ，则
(1分)
带电粒子在电场中做类平抛运动
(1分)
(1分)
(1分)
解得
所以P点的坐标为 (1分)
(3)解法一：设从P点射入第Ⅲ象限的带电粒子速度方向与x轴负方向的夹角为α，该粒子在第Ⅲ象限内做圆周运动
(1分)
解得
(1分)
(1分)
圆心位于y轴上(1分)
与x轴正方向成θ=120°入射的粒子经过第Ⅱ象限的电场后从x轴上的G点射入第Ⅲ象限，粒子运动轨迹如图所示，该轨迹与y轴交于N点，设ON的长度为y ，OG长度为x ，则
竖直位移
带电粒子在电场中做类平抛运动
(1分)
(1分)
解得
设从G点射入第Ⅲ象限的带电粒子速度方向与x轴负方向的夹角为β，该粒子在第Ⅲ象限内做圆周运动 (1分)
解得β=45°
(1分)
圆心位于y轴上同一点
由以上可知所有粒子在第Ⅲ象限内运动轨迹的圆心都在y轴上的同一点，所以收集板EF的最短长度ΔL=2R- (1分)
解法二：设与x轴正方向成θ角入射的粒子，经y轴的一点进入第Ⅱ象限
(1分)
(1分)
(1分)
经电场偏转后，经x轴上某点进入第Ⅲ象限，速度方向与x轴负方向的夹角为γ
(1分)
(1分)
(1分)
解得rsinγ=x,rcosγ=R,所以所有粒子在第Ⅲ象限内运动轨迹的圆心都在y轴上同一点
θ=60°时 (1分)
θ=120°时, (1分)
收集板 EF 的最短长度 (1分)
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。