江西省新九校协作体2024-2025年高二下学期第二次联考 物理试卷（含解析）

江西省新九校协作体高二年级第二次联考
物 理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：力学实验，电学实验，分子动理论，选择性必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的.
1.关于布朗运动，下列说法正确的是
A.布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体分子的运动
B.布朗运动能够反映液体或气体分子的无规则运动
C.液体或气体中悬浮的固体颗粒将做直线运动，直到和其他颗粒发生碰撞
D.悬浮的固体颗粒越大，同-·时刻与它碰撞的液体或气体分子越多，布朗运动越明显
2.如图所示为某LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，下列说法正确的是
A.该振荡电路电场能正在向磁场能转化
B.线圈中的磁场向上且正在增强
C.若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小
D.若减小电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小
3.在如图所示电路中，L为自感系数较大的线圈，直流电阻不计，灯泡. 和 是两个相同的灯泡，R为定值电阻，下列说法正确的是
A.开关闭合瞬间，灯泡 A 和A 都立即变亮
B.开关闭合稳定后，灯泡 A 和A 一样亮
C.开关由闭合再突然断开，A 逐渐熄灭， 闪亮一下再熄灭
D.开关由闭合再突然断开，线圈L 的左端电势高于右端
4.如图所示，水平面上固定两根平行导轨，间距为L，一质量为m的金属棒静置在导轨上，金属棒与导轨间夹角为30°，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，金属棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ，回路中的电流大小为I，金属棒始终不动，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.金属棒所受安培力的大小为 BIL
B.金属棒所受安培力的大小为2BIL
C.金属棒所受摩擦力的大小为μmg
D.金属棒所受摩擦力方向沿导轨向右
5.如图所示，带电荷量大小相等的三个粒子a、b、c，其质量分别为m。、m 、m。，它们分别以 v 、v 、v 的速 率平行金属板进入速度选择器，三个粒子均能沿直线通过速度选择器并进入匀强磁场. ，磁场 中只有两条粒子轨迹1和2，若a、b粒子的轨迹分别为轨迹1和2，不计粒子间的相互作用和重力，下列说法正确的是
B. a粒子带负电，b粒子带正电
C.三个粒子质量关系可能为
D.粒子a、b在磁场B 中运动的时间可能相同
6.如图所示，四根长度相同的通电直导线a、b、c、d垂直纸面固定放置，a、c、d中分别通有大小为I 的电流，b中通有大小为2I的电流，a、b、d的电流方向垂直纸面向里，c的电流方向垂直纸面向外，a、b、c分别位于等边三角形的顶点，d在a、b的中点.已知通电直导线在周围产生磁场的磁感应强度 k为常量，I为电流强度，r为距导线距离，若导线a对d 的安培力大小为F，则导线d所受a、b、c三根导线的合安培力大小为
7.如图甲所示，一单匝带缺口(缺口很小)的刚性金属圆环固定在水平面内，圆环阻值 ，缺口两端引出两根导线，与阻值R=9Ω的定值电阻构成闭合回路，圆环内的磁通量变化如图乙所示，规定磁通量方向向里为正，不计导线的电阻，下列说法正确的是
A.0~1s内圆环中的感应电流方向沿逆时针方向
B.0~1s和1~2s内感应电流方向不同
C.2~4s内,电阻R两端电压
D.0~1 s内圆环有扩张趋势，且感应电流大小为0.1 A
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求.全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图甲所示为某地某天的气温变化表，细颗粒物(PM2.5)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾.在8：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比.下列说法正确的是
时刻 温度/℃
8:00 10
10:00 15
12:00 20
14:00 24
甲
A.图乙中实线和虚线与坐标轴围成的面积相同
B.8：00时刻的空气中所有分子速率都比10：00时刻的小
C.实线是14：00时刻的分子速率分布曲线
D.温度升高，图乙中曲线峰值向左移动
9.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，现在原线圈两端加上交变电压 灯泡L 、L 均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表.下列说法正确的是
A.该交流电的频率为25 Hz
B.电压表的示数为
C.若将滑动变阻器的滑片 P 向上滑动少许，变压器的输出功率增大
D.若将滑动变阻器的滑片 P 向上滑动少许，灯泡 亮度变暗
10.如图所示，环状匀强磁场围成的中空区域中的带电粒子只要速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约束在该区域内.设环状磁场的内半径 ，外半径 若被束缚的带电粒子的比荷 中空区域内带电粒子具有各个方向的速度，速度大小均为 下列说法正确的是
A.为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为2 T
B.为使沿半径方向射入磁场的粒子均被束缚，磁感应强度最小值为4 T
C.为使所有粒子被束缚，磁感应强度最小值为6 T
D.若沿半径方向射入磁场的粒子恰被束缚，则粒子在磁场中运动一次速度方向改变307°
三、非选择题：本题共5 小题，共54分.
11.(8分)某实验小组用如图所示的装置验证动量守恒定律.先让入射小球从斜面上某位置静止释放，经斜槽末端抛出后到达水平面上的 P点，再将大小相同的被碰小球放置在斜槽末端，让入射小球从斜槽上再次释放，与被碰小球碰撞后分别落到水平面上的M点和N 点，O点是斜槽末端在水平面上的投影点，不计空气阻力，回答下列问题.
(1)关于该实验说法正确的是 ；
A.入射小球质量需大于被碰小球质量
B.入射小球先后在斜槽上释放的位置可以不同
C.斜槽必须光滑，且末端水平
(2)若两球没有发生对心碰撞，则两球的落点可能是下图中的 ；
(3)已知入射小球质量为： ，被碰小球质量为： ，且发生对心碰撞，测得 P、M、N三点到O点距离分别为 则有 (用 表示)成立，即可验证该碰撞过程中动量守恒；若该碰撞为弹性碰撞，则有 成立(用 表示).
12.(8分)某物理实验小组利用实验室已有器材制作一简易欧姆表，并测量电阻 的阻值.
(1)如图甲所示，先用标准多用电表对R 的阻值进行粗测，若所选挡位为 则 的阻值读数为 Ω;
(2)现有器材：
电源(电动势E=12 V,内阻r=1Ω);
电流表(满偏电流 内阻
变阻器R(最大阻值50Ω)；
导线及红、黑表笔.
现设计如图乙所示原理图，将红、黑表笔直接接触，调节变阻器R的阻值，使电流表指针满偏，则此时变阻器 R 的阻值= Ω；
(3)将红、黑表笔之间接入待测电阻 Rx，此时电流表读数为50 mA，则可进一步求得 阻值为 Ω.若发现电源老化电动势减小，但可以欧姆调零，则上述所测R。阻值将 (选填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
13.(10分)如图所示，一个正方形线框匝数N=25，边长. 总电阻 线框绕中心转轴在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中匀速转动，转轴与磁场垂直.线框外接一阻值. 的定值电阻，线路中导线电阻不计，若线框的转速为50 r/s.求：
(1)从图示位置开始计时，设此时电流方向为正方向，线框产生感应电动势的表达式；
(2)在一个周期内定值电阻R产生的焦耳热；
(3)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量.
14.(12分)如图所示的xOy平面内,在( 的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在以 2.5R)和 为圆心、半径为R 的两个圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度均为B，左圆与虚线交于P点.一带正电粒子在x轴上( 处以初速度v 沿x轴正方向射入 电场，恰好经 P 点进入磁场区域，粒子比荷满足 不计粒子重力.求：
(1)匀强电场的电场强度；
(2)粒子在磁场中运动的时间；
(3)粒子再次回到x轴时的位置坐标.
15.(16分)如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距 虚线 (与导轨垂直)左侧为圆弧轨道，右侧为水平轨道，水平轨道间存在磁感应强度 、方向竖直向上的匀强磁场.质量 的金属棒甲垂直于导轨放在水平轨道上，质量 的金属棒乙垂直于导轨无初速度释放，释放处到水平面的距离 当金属棒乙刚好运动到 处时，给金属棒甲一个方向与导轨平行向左、大小 的初速度，最终两棒一起运动，两棒在运动过程中不会碰撞.已知金属棒甲和金属棒乙接入电路的电阻分别为 和 两金属棒与导轨始终接触良好且始终与导轨垂直，导轨电阻不计，不计金属棒通过( 时损失的机械能，重力加速度g取 求：
(1)金属棒乙刚好运动到( 处的速度大小；
(2)整个运动过程中通过金属棒乙的电荷量；
(3)整个运动过程中金属棒甲上产生的焦耳热.
江西省新九校协作体高二年级第二次联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1. B 布朗运动是指悬浮在液体或气体中固体颗粒的运动，不是分子的运动，A错误；布朗运动能够反映液体或气体分子的无规则运动，B正确；悬浮颗粒在液体或气体分子的撞击下做无规则运动，C错误；固体颗粒越小，布朗运动越明显，D错误.
2. C 电容器正在充电，磁场能正向电场能转化，A错误；线圈中磁场向上，但正在减弱，B错误；插入铁芯，自感系数L增大，由 振荡周期变大，发射电磁波频率变小，C正确；减小电容器极板间的距离，电容C增大，由T= 周期变大，发射电磁波频率变小，波长变长，D错误.
3. C 开关闭合瞬间，A 逐渐变亮，A 立即变亮，A错误；闭合稳定后A 更亮，B错误；开关断开时，A 逐渐熄灭，A 闪亮一下再熄灭，线圈右端电势更高，C正确，D错误.
4. B 通电金属棒在磁场中的有效长度为2L，故F=2BIL，A错误，B正确；金属棒所受静摩擦力与安培力平衡，由左手定则，安培力方向垂直金属棒向左，故摩擦力方向垂直金属棒向右，C、D错误.
5. C 粒子沿直线经过速度选择器，由. 解得 三粒子的速度v相等，A错误；在磁场 B 中由左手定则，a粒子带正电，b粒带负电，B错误；由粒子运动半径 可知 ，而粒子c的质量可能与a或b相同，C正确；粒子a、b在磁场B 中运动半周期，由 可知a、b在B 中运动时间不同，D错误.
6. A 由右手螺旋定则和左手定则，a对d的安培力为F，方向向左，b对d的安培力为2F，方向向右，c对d的安培力为 方向向下，故d所受的总安培力大小为 向右下方，A正确.
7. D 由楞次定律可知0~1s内，感应电流方向为顺时针，A错误，0~1. s和1~2s感应电流方向相同，均为顺时针，B错误；2~4s内, 、错误；根据增缩扩减，0~1s，圆环有扩张趋势，感应电动势 电流 D正确.
8. AC 曲线与坐标轴围成的面积均为1，A正确；8：00时的空气分子平均速率比10：00时的小，B错误；14：00温度更高，空气分子平均速率更大，对应曲线应为实线，C正确；温度升高，曲线峰值向右移动，D错误.
9. AC 该交流电周期T=0.04s,f=25 Hz. A正确;电压表示数为11V,B错误;变阻器滑片P向上滑动,接入电阻变小,电流表示数变大，总电流变大，根据. P =UI，变压器输出总功率变大，C正确；将滑动变阻器的滑片 P向上滑动，灯泡L 亮度不变，D错误.
10. BC 由几何作图可知，沿半径射入磁场的粒子恰好被束缚，运动半径r=0.75m,|由 解得B=4 T,A错误,B正确；任意方向射入，半径最小为 由 解得 ，C正确；沿半径方向射入，由几何关系可知速度方向偏转角 D错误.
11.(1)A(2分) (2)B(2分) ( (2分) (2分)
解析：(1)入射小球质量需大于被碰小球质量，A正确；为使入射小球碰撞前速度相同，需在斜槽上同一位置释放，B错误；斜槽不需要光滑，但斜槽末端需水平，C错误.
(2)在垂直于虚线方向上两球总动量守恒，且为零，因入射小球质量大于被碰小球质量，故入射小球的垂直分速度较小，落点距离虚线更近，B正确.
(3)若碰撞前后动量守恒， 平抛运动时间相等，则有 若还满足弹性碰撞，则有可推得 即
12.(1)140 (2)19 (3)120 大于(每空2分)
解析:(1)读数为14×10Ω=140Ω.
(2)欧姆调零电流表满偏时虚线框内部总阻值
(3)由 解得 ；电动势降低，欧姆调零后导致内部总电阻小于120Ω，由中值电阻可知，Rx实际值小于120Ω，故测量值偏大.
13.解：(1)线框转动角速度(ω=2π·n=100π(rad/s) (1分)
线框产生电动势最大值 (1分)
线框电动势瞬时值 (1分)
(2)电动势有效值 (1分)
流过电阻的电流 (1分)
转动周期 (1分)
一个周期电阻R产生焦耳热 (1分)
(3)流过电阻R电荷量 (2分)
(1分)
14.解：(1)粒子第一次在电场做类平抛运动
由牛顿第二定律 Eq=ma (1分)
沿x方向有
沿y方向有 (1分)
联立解得 (1分)
(2)粒子从 P 点进左侧圆形磁场时
y方向速度 (1分)
粒子速度 (1分)
方向与 y轴正方向成30°
粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力
由 (1分)
解得r=R (1分)
粒子从左侧圆形磁场进入右侧圆形磁场，在右侧磁场运动
半径与左侧相同，粒子运动轨迹如图所示
由几何关系图知θ=60° (1分)
粒子在磁场运动周期 (1分)
粒子在两个圆形磁场中运动时间 (1分)
(3)粒子再次进入电场，由运动对称性可知
到x轴时沿x方向位移为 R,速度为v 沿x正方向 (1分)
再回到x轴坐标为[ (1分)
15.解：(1)设金属棒乙运动到OO'处的速度为 vz，根据机械能守恒定律有
(2分)
解得v∠=5m/s (1分)
(2)设最后两杆共同的速度为 v，根据动量守恒定律有 (2分)
解得 v=2m/s (1分)
设乙的速度从 vz 变化到v的运动时间为△t，根据动量定理有 (2分)
根据电流的定义式有q=ī·△t(1分)
解得q=3C (1分)
(3)根据能量守恒定律可知，整个运动过程中甲、乙中产生的总焦耳热为
(2分)
解得Q=27 J (1分)
根据焦耳定律可知金属棒甲中产生的焦耳热 (2分)
解得 (1分)