安徽省鼎尖联盟2024-2025学年高二下学期期中考试 物理试卷 （B ）（含解析）

2024-2025学年安徽省鼎尖联盟高二（下）期中考试物理试卷B
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.下列叙述正确的是
A. 变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场，两者互相联系，统称为电磁场
B. 法拉第发现电流的磁效应，首次揭示电与磁之间的联系
C. 安培提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质
D. 比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，如电阻，加速度均采用比值法定义
2.收音机的调谐电路由自感线圈和可变电容器组成，某时刻线圈中磁场方向如图所示，电容器的下极板带正电。下列说法正确的是
A. 此时电容器正在充电，电荷量增加
B. 振荡电流正在增大，磁场能增强
C. 若在线圈中插入铁芯，调谐电路的固有频率将增大
D. 若减小电容器两板正对面积，调谐电路的固有频率将减小
3.某交变电流随时间变化的规律如图所示曲线部分为正弦函数的四分之一周期，此交变电流的有效值为
A. B. C. 6 A D.
4.制作糍粑时，工匠使用质量为的木锤，抬至约80 cm的高度由静止释放可简化为自由落体运动，砸到糍粑后，与糍粑的作用时间为后速度减为0。已知重力加速度g取，下列说法错误的是
A. 木锤打击糍粑前瞬间，速度大小为
B. 木锤打击糍粑过程，木锤对糍粑的冲量大小为
C. 木锤打击糍粑过程，木锤的动量变化大小为
D. 木锤与糍粑作用过程，糍粑对木锤的平均作用力为100 N
5.一电子仅在电场力作用下沿x轴运动，该电子的动能随坐标x变化的关系如图所示，和分别表示该电子在A、B两点时的动能。下列说法正确的是
A. A点的电势能小于B点的电势能
B. A点的电势低于B点的电势
C. 该电子在A点的加速度大于在B点的加速度
D. 该电子在A点的电场强度大于在B点的电场强度
6.如图为一种改进后的回旋加速器的示意图，其盒缝间的加速电场的场强大小恒定，且被限制在两平行板A、间，带电粒子从处由静止释放，沿电场线方向射入，加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。B、两条平行虚线间视为真空且无电场和磁场，，，是第1次，第2次，第3次经无场区进入磁场的位置。对于该回旋加速器，加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，下列说法正确的是
A. 带电粒子每运动一周被加速两次
B. 随着带电粒子的加速，其在磁场中做圆周运动的周期将减小
C.
D. 经过，，时粒子做圆周运动的直径之比为
7.金属圆环圆心为O、半径为L，转轴经圆心O且垂直圆环平面，三根电阻为r的金属棒互成夹角，连接在圆环和转轴上。磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直圆环平面，其截面是半径为L、圆心角为、圆心与O点重合的扇形。当圆环以角速度顺时针俯视转动时，圆环及其他电阻不计，下列说法正确的是
A. 当金属棒OQ在磁场中转动时电流方向为从Q到O
B. 当金属棒OQ在磁场中转动时产生的电动势为
C. 当金属棒OM在磁场中转动时不包括磁场边界，OM两端电压为
D. 三根金属棒通过的电流大小始终相等
8.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在磁场边界上的M点放置一个放射源，在纸面内以相同速率向各个方向发射大量同种粒子，粒子的电荷量为q、质量为m，所有粒子只能从磁场边界的某段圆弧射出，其圆弧长所对的圆心角为。不计粒子间相互作用力及粒子的重力，下列说法正确的是
A. 粒子进入磁场时的速率为
B. 所有粒子中在磁场中运动的最长时间是
C. 若仅将磁感应强度大小改为时，有粒子射出的边界弧长变为
D. 若仅将粒子入射速率改为原来的倍，有粒子射出的边界弧长变为
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.发电机的工作原理如图所示。已知矩形导线框的匝数为、面积为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，副线圈与灯泡和滑动变阻器组成回路。灯泡的阻值，滑动变阻器的最大阻值为，交流电压表、均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是
A. 滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，灯泡的功率增大
B. 线框从图示位置开始转过的过程中，产生的平均电动势为
C. 线框从图示位置开始转过的过程中，电压表的示数为
D. 滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，滑动变阻器的最大发热功率为
10.两平行的光滑绝缘导轨组成的平面与水平面间的夹角为，导轨间交替分布着方向相反、磁感应强度大小均为B的垂直于导轨平面的匀强磁场，每块磁场区域的长度均为L，宽度均为d。现有一匝数为N的矩形线框，线框的长度略大于磁场的长度，宽度为d，质量为m，总电阻为R。线框从斜面顶端由静止下滑，导轨足够长，重力加速度为g，忽略摩擦阻力和空气阻力，下列说法正确的是
A. 线框中电流方向始终不发生改变
B. 图示位置线框的速度为v时，线框所受安培力的大小为
C. 线框的最大速度为
D. 线框速度最大时，克服安培力做功的功率为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图所示装置做验证动量守恒定律实验。图中O为斜槽末端在记录纸上的垂直投影点，b为未放被碰小球B时入射小球A的平均落点，a为与被碰小球B碰后入射小球A的平均落点，c为被碰小球B的平均落点。、b、c均在同一水平地面上
关于本实验的条件和操作要求，下列说法正确的是__________填选项字母。
A.此实验中，必须使用的测量器材有天平、秒表、刻度尺
B.安装该装置时，斜槽末端必须水平
C.同一组实验中，入射小球A必须从同一位置由静止释放
D.入射小球A的质量小于被碰小球B的质量，两球的半径相同
已知小球A、B的质量分别为、，三个平均落点位置与O点的距离分别为、、。在实验误差允许范围内，若满足关系式__________，则可认为两球碰撞前后的总动量守恒；若满足关系式__________，则可认为两球碰撞为弹性碰撞。
12.某实验小组利用热敏电阻传感器测量温度低于，热敏电阻的阻值随温度变化的数据如图甲，实验器材如下：
A.直流电源，电动势，内阻不计；
B.电压表V，量程为3 V，内阻；
C.小量程电流表A，量程为10 mA，内阻约为；
D.滑动变阻器，最大阻值为；
E.滑动变阻器，最大阻值为；
F.电阻箱R，最大阻值为；
G.被测热敏电阻；
H.开关、导线若干。
将电压表V改装成量程为12 V的电压表，需串联电阻箱的阻值为__________。
结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，滑动变阻器应选用__________填“”或“”，并将图乙所示电路图补全。
接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，若此时电压表示数为，对应的电流表示数为，则此时热敏电阻的测量值为__________，其对应的温度为__________，实际功率为__________W。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，光滑斜面倾角为，质量为的小球A从离水平地面高度为的斜面顶端由静止释放，滑至底端时与静止在光滑水平面上的小球B发生弹性碰撞。已知小球B的质量为，水平面与斜面底端平滑连接，碰撞时间极短，重力加速度g取。求：
小球A滑至斜面底端时的速度大小；
碰撞后小球A和小球B的速度大小和；
判断小球A、B最终运动的速度大小。
14.如图所示，在坐标系xOy第一象限内有场强大小为E、方向沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内有半径为2L的圆形匀强磁场，其磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向里且与x轴相切于P点，P点的坐标为。一电子以沿y轴正方向、大小为的初速度从P点射入磁场，经过磁场偏转后通过y轴的Q点进入第一象限。已知电子的质量为m、电荷量数值为e，不计电子重力。求：
电子在磁场中运动的半径；
若在处有一粒子接收屏。
ⅰ电子打到屏上点的横坐标；
ⅱ电子从释放到接收屏的时间。
15.如图所示，间距为的两条平行光滑金属导轨AB、CD足够长，与水平地面间的夹角为，底部B、D之间连有一阻值为的电阻，导轨处在磁感应强度大小为、垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅰ中，导轨的上端点A、C与横截面为、匝数为匝的水平面内的线圈相连，线圈总阻值为，线圈处于方向竖直向上的匀强磁场Ⅱ中，磁感应强度大小随时间变化规律为。开关K闭合后，电阻值为的光滑金属棒ab恰能保持静止。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，其余部分电阻不计，重力加速度g取。求：
因磁场Ⅱ的磁感应强度大小变化，线圈中产生的感应电动势大小；
金属棒ab的质量；
开关K断开后，金属棒ab由静止下滑至最大速度所需时间为，金属棒ab能达到的最大速度和金属棒产生的焦耳热。热量表达式中可含
答案和解析
1.【答案】C
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，非均匀变化的电场周围产生变化的磁场，均匀变化的电场周围产生的是稳定的磁场，故 A错误;
奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁之间的联系，故B错误;
安培提出了分子电流假说，成功解释了所有磁现象来源于运动电荷这一本质，故C正确;
比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，如电阻是采用比值法定义的，而是牛顿第二定律的表达式，不是比值定义式，故D错误。
2.【答案】A
【解析】A、根据安培定则，可判断出此时线圈中电流方向为逆时针从上往下看。已知电容器下极板带正电，说明电流正在给电容器充电，电容器电荷量增加，故A正确；
B、在充电过程中，电流减小，磁场能转化为电场能，磁场能减弱，故B错误；
C、根据为调谐电路固有频率，L为自感系数，C为电容，在线圈中插入铁芯，自感系数L增大，则调谐电路的固有频率 f将减小，故C错误；
D、减小电容器两板正对面积，根据为电介质常数，S为正对面积，d为板间距离，电容C减小。再根据，调谐电路的固有频率f将增大，故D错误。
3.【答案】D
【解析】【解析】根据交流电流有效值的定义可得2，解得交流电流的有效值为，故D正确。
4.【答案】B
【解析】【解析】木锤在空中做自由落体运动，故锤子打击糍粑前瞬间的速度大小，A项正确;
设糍粑对木锤的作用力大小为F，由动量定理得，解得，根据牛顿第三定律，木锤对糍粑的作用力也是100 N，作用时间是，故木锤对糍粑的冲量大小，B项错误，D项正确;木锤的动量变化量，C项正确。
5.【答案】B
【解析】A.由于仅有电场力做功，电子的动能与电势能总和不变，电子在A点的动能小于在B点的动能，则电子在A点的电势能大于在B点的电势能，故A错误;
B.电子在电势高的地方电势能小，故A点的电势低于B点的电势，故B正确;
C、图像的斜率表示电场力的大小，可知电子在A点的加速度小于在B点的加速度，A点的电场强度小于在B点的电场强度，故C、D错误。
6.【答案】D
【解析】【解析】由题图看出，带电粒子在C板下方的磁场中偏转后进入A、C之前并未得到加速，带电粒子每运动一周只被加速一次，加速电场的方向不发生变化，故A错误;
根据洛伦兹力提供向心力可得，解得，粒子在磁场中做圆周运动的周期与粒子的速度无关，故B错误;
带电粒子被电场加速n次后，由动能定理和牛顿第二定律分别得，，联立解得，由此可得直径之比为，但其增量不等，故C错误，D正确。
7.【答案】C
【解析】当金属棒OQ在磁场中转动时，电流方向为从O到Q，金属棒OQ产生的电动势，A、B均错误;
当金属棒OM在磁场中转动时，M、O两端电压为路端电压，根据串并联关系得其电压为，在磁场中的金属棒电流是另外两个电流的2倍。故C正确，D错误。
8.【答案】C
【解析】A.粒子均从某段圆弧边界射出，其圆弧长所对的圆心角为。
设从M点射入的粒子与磁场边界的最远交点为P，则最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点，如图：
根据题意可知，圆心角为，则对应的弦长为R，所以粒子在磁场中运动的最长弦为R，则有，对粒子，根据牛顿第二定律有，解得，故A错误；
B.当粒子沿磁场圆的切线方向飞出时，粒子在磁场中将做一个完整的圆，则运动的最长时间为，故B错误；
C.将磁感应强度大小改为时，则半径变为原来的倍，则粒子在磁场中运动的最长弦长为，根据几何关系可知，此时对应的最大圆心角为，则最长弧长为，故C正确；
D.若粒子入射速率为时，则半径变为原来的倍，则粒子在磁场中运动的最长弦长为，根据几何关系可知，此时对应的最大圆心角为，则最长弧长为，故D错误。
故选C。
9.【答案】BCD
【解析】解：已知矩形导线框的匝数，面积，磁感应强度，角速度，
根据正弦式交变电动势的最大值公式，可得，
其有效值，
此即为理想变压器原线圈两端的电压，即，
A、理想变压器原、副线圈的面数比为，根据变压器的变压比公式，可得副线圈两端的电压，其大小不变。滑动变阻器的滑片从b向a端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，副线圈回路的总电阻增大，根据为可知，副线圈中的电流减小。灯泡的电阻不变，根据可知，灯泡的功率减小，故A错误；
B、线框从图示位置开始转过的过程中，磁通量的变化量。所用时间。根据法拉第电磁感应定律，可得，故B正确；
C、由前面计算可知，副线圈两端的电压，电压表测量的是副线圈两端的电压，其示数为有效值，所以电压表的示数为，故C正确；
D、副线圈两端的电压，灯泡的电阻，滑动变阻器的最大阻值，把灯泡看作电源内阻，当滑动变阻器的阻值时，滑动变阻器的发热功率最大，此时副线圈中的电流，根据，可得滑动变阻器的最大发热功率，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】【解析】由右手定则可知，电流方向为逆时针与顺时针交替变化，A错误，由法拉第电磁感应定律得，，可得，B正确;
线框由静止下滑后受安培力与重力，有安，F安，由法拉第电磁感应定律得，，可得，随着v的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后线框做匀速运动，当线框速度最大时，安培力与重力的分力平衡有，解得，C错误;当线框速度最大时，，所以克服安培力做功的功率为P安，D正确。
11.【答案】；；或
【解析】小球碰撞后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，小球水平位移与初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，实验要测量小球的质量与水平位移，需要刻度尺与天平，本实验不需要测量时间，不需要秒表，故 A错误;
要保证每次小球都做平抛运动，则斜槽的末端必须水平，故B正确;
同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证到达底端做平抛运动时的速度相同，故C正确;
为防止入射小球碰后反弹，则入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故D错误。
小球下落高度相同，则运动时间相同，由动量守恒定律可知，若两球碰撞前后的总动量守恒，则，化简可得
若两球为弹性碰撞，则总动量守恒、动能守恒，即化简得。
12.【答案】；
；
；25；。
【解析】电压表与定值电阻串联改装为电压表，根据，可得。
本题为分压式控制电路，为了测量时调节方便，滑动变阻器应选用小阻值的，则选。
改装后的电压表内阻已知，故采用电流表外接法。
电压表示数为时流过电压表的电流为，此时热敏电阻的电流为，热敏电阻两端的电压，由此得此时热敏电阻的测量值为：。
由图像可知，，，则，当时其对应的温度为，功率：。
13.【答案】解：小球A滑至底端时，由机械能守恒定律，，
代入数据得。
小球A、B发生弹性碰撞，满足动量守恒和动能守恒，，
，
代入数据得方向向左，
，方向向左，能回到斜面，，
代入数据得，
最大高度小于h，故小球A返回水平面，且速度为，又小于B速度，故最终两小球A、B分别以大小为和的速度向右做匀速运动。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：电子在磁场中运动，由洛伦兹力公式，
代入，
解得
磁场圆的半径，电子垂直y轴进入电场，Q点的坐标为电子进入第一象限后做类平抛运动，
由几何知识的电子在第一象限沿y轴移动的距离，
电场中y轴方向：，
解得，
x轴方向：。
电子在匀强磁场中运动的周期，
电子在磁场区中的运动时间，
出磁场之后做匀速直线运动，可得，
。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：由法拉第电磁感应定律，，
代入数值得 V；
由闭合电路欧妈定律，
代入数值得 A，
ab棒受力平衡，
代入数值得；
断开K，ab棒下滑，安，
F安，，
得，
代入数值 ，
由动量定理得：，
，
得，
由能量守恒定律，
。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】