第頁，共頁第16頁，共16頁2024—2025學年第二學期高二年級2月收心考試物理注意事項：1.本試卷考試時間為75分鐘，滿分100分。2.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡相應(yīng)的位置。一、單選題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中只有一項符合題目要求的。1.當今社會，人工智能迅猛發(fā)展，而形形色色的科技材料是人工智能的基礎(chǔ)。如圖為某同學用平行板電容器探究某材料在豎直方向的尺度隨溫度變化關(guān)系的裝置示意圖，電容器上極板固定，下極板可隨材料尺度的變化上下移動。若保持電容器所帶電荷量不變，發(fā)現(xiàn)材料溫度降低時，兩極板間電壓升高。則下列說法正確的是（）A.極板間距離增大B.被測材料豎直方向尺度增大C.極板間電場強度變大D.電容器電容變大【答案】A【解析】【詳解】D．若保持電容器所帶電荷量不變，發(fā)現(xiàn)材料溫度降低時，兩極板間電壓升高，根據(jù)可知，電容器的電容變小，故D錯誤；AB．根據(jù)可知，C變小，則d增大，即極板間距離增大，可知材料豎直方向尺度減小，故A正確，B錯誤；C．極板間電場強度為可知，Q不變，則極板間電場強度不變，故C錯誤。故選A。2.如圖所示是一組沿水平方向的等勢面，每兩個相鄰等勢面相距，由此可以確定電場強度的方向和大小是（）A.豎直向下， B.水平向左，C.水平向左， D.豎直向下，【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)電場強度的方向應(yīng)與等勢面垂直，且由較高的等勢面指向較低的等勢面，可知該電場強度的方向豎直向下。由場強與電勢差的關(guān)系得故選A。3.如圖所示電路中，電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E和r，L1和L2為兩個阻值不變的小燈泡，R1為滑動變阻器，R2為定值電阻，當滑動變阻器的滑片向上滑動時，兩燈泡的亮度變化情況為（）A.L1和L2都變亮 B.L1和L2都變暗C.L1變亮，L2變暗 D.L1變暗，L2變亮【答案】C【解析】【詳解】當滑動變阻器的滑片向上滑動時，滑動變阻器接入電路的電阻變大，回路總電阻變大，干路電流變小，內(nèi)電壓變小，路端電壓變大，L2兩端電壓變小，流過L2的電流變小，L2變暗，L1兩端電壓變大，流過L1的電流變大，L1變亮。故選C。4.如圖所示，半圓形導線abc通以恒定電流I，將其放置在豎直向上勻強磁場中，導線所在平面與磁場平行。已知磁感應(yīng)強度大小為B，導線長為πL，直徑ac與磁場方向夾角θ=45°，則該導線所受到的安培力大小為（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】該導線受到的安培力為故選B。5.如圖所示為某一電流的i-t圖像，曲線部分為正弦函數(shù)的一部分，則電流的有效值為（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得所以故選C。6.如圖所示，粒子源不斷地產(chǎn)生氫的三種同位素原子核（、和），三種粒子飄入（初速度可忽略不計）電壓為的加速電場，經(jīng)加速后從小孔沿平行金屬板、的中心線射入偏轉(zhuǎn)電場。cd兩板間的電壓為，在偏轉(zhuǎn)電場的右側(cè)存在范圍足夠大的有界勻強磁場，磁場左邊界與板右端重合，磁場方向垂直紙面向里。三種粒子通過偏轉(zhuǎn)電場后從進入磁場，之后又從邊界射出磁場，平行金屬板、的中軸線與邊界交于點。整個裝置處于真空中，加速電場與偏轉(zhuǎn)電場均視為勻強電場，不計粒子重力及粒子間的相互作用力。下列說法錯誤的是（）A.、和三種粒子從同一位置射入磁場B.、和三種粒子從同一位置射出磁場C.、和三種粒子射出磁場時速度方向相同D.僅增大，則射入磁場的位置和射出磁場的位置之間的距離不變【答案】B【解析】【詳解】A．粒子在加速電壓中有在偏轉(zhuǎn)電場中，設(shè)板長為L，間距為d，有，其中解得則、和三種粒子從同一位置射入磁場，故A正確，不符合題意；BCD．設(shè)速度偏轉(zhuǎn)角為，位移的偏轉(zhuǎn)角為，則滿足可知粒子進入磁場的速度方向相同，則三種粒子射入磁場時速度方向相同；假設(shè)射入磁場的速度大小為進入磁場后有入射與出射點的距離為解得三種粒子帶比荷不同，則、和三種粒子不會從同一位置射出磁場，僅增大，則射入磁場的位置和射出磁場的位置之間的距離不變，故B錯誤，符合題意，CD正確，不符合題意。本題選擇錯誤選項；故選B。7.如圖所示是一個圓心在點、半徑為R的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度大小為，磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。大量同種帶電粒子從圓上A點以不同的方向沿紙面射入磁場，速度大小均為，帶電粒子的質(zhì)量均為，所帶電荷量均為，粒子重力均忽略不計，下列說法錯誤的是（）A.若，則粒子在磁場中運動的最長時間為B.若且粒子在磁場中運動時間最長，則粒子的入射速度方向與之間的夾角為C.若，則粒子射出磁場時的速度方向均垂直于方向D.若，粒子能打在圓形磁場邊界上的范圍是三分之一個圓周長【答案】D【解析】【詳解】AB．帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力可得解得若則粒子在磁場中運動時間最長時，磁場區(qū)域的直徑是軌跡的一條弦，軌跡如圖由幾何關(guān)系可知解得則粒子的入射速度方向與之間的夾角為又粒子在磁場中運動的最長時間為故AB正確，與題意不符；C．由AB選項分析可知，若，則即粒子的軌跡半徑等于圓形磁場的半徑，根據(jù)軌跡“磁聚焦”原理逆向分析可知，沿不同方向射入磁場的粒子，出磁場時的速度方向相同，均垂直于OA方向，如圖所示故C正確，與題意不符；D．由AB選項分析可知，若，則粒子打到圓周上的最遠位置距離入射點為軌跡如圖由幾何關(guān)系可知，最大距離所對應(yīng)的磁場圓的圓心角為60°，即粒子能打在圓形磁場邊界上的范圍是六分之一個圓周長，故D錯誤，與題意相符。本題選錯誤的，故選D。二、多選題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩個或兩個以上正確答案，全部選對得6分，漏選得3分，錯選0分。8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。當輸入電壓U=9V時，三個完全相同的燈泡L1、L2、L3均正常發(fā)光，燈泡電阻恒定。下列說法正確的是（）A.B.C.燈泡的額定電壓是3VD.如果L3突然燒斷，L1將變暗，L2將變亮【答案】ACD【解析】【詳解】ABC．根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系可得根據(jù)歐姆定律可得所以故AC正確，B錯誤；D．如果L3突然燒斷，則副線圈回路中電阻變大，則原線圈回路中電流減小，L1將變暗，L1兩端電壓減小，副線圈兩端電壓變大，L2將變亮，故D正確。故選ACD。9.我國建造的第一臺回旋加速器的工作原理如圖所示，其核心部分是兩個D形盒（圖甲），兩盒中間接入交變電壓（圖乙）。粒子源置于D形盒的圓心附近，現(xiàn)粒子源產(chǎn)生質(zhì)子，在時刻質(zhì)子進入“D”型盒的間隙，質(zhì)子獲得的最大動能為，已知粒子的初速度不計，忽略粒子在電場中運動的時間，不考慮加速過程中引起的粒子質(zhì)量變化。下列說法正確的是（）A.質(zhì)子第二次加速前后在磁場中運動的軌道半徑之比為B.僅增大交變電壓，質(zhì)子在加速器中獲得的最大動能將增大C.僅增大交變電壓，質(zhì)子在加速器中運動的時間將減小D.若僅將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則可使用該加速器對粒子加速，且粒子獲得的最大動能等于【答案】CD【解析】【詳解】A．質(zhì)子第二次加速前，有又聯(lián)立，解得同理，可得質(zhì)子第二次加速后在磁場中運動的軌道質(zhì)子第二次加速前后在磁場中運動的軌道半徑之比為，故A錯誤；B．質(zhì)子在加速器中獲得的最大速率滿足解得可得質(zhì)子在加速器中獲得的最大動能則僅增大交變電壓，質(zhì)子在加速器中獲得的最大動能不變，故B錯誤；C．設(shè)質(zhì)子加速的次數(shù)為n，則有則質(zhì)子運動的時間又聯(lián)立，解得可知僅增大交變電壓，質(zhì)子在加速器中運動的時間將減小，故C正確；D．根據(jù)可知粒子與質(zhì)子在磁場中運動的周期關(guān)系為根據(jù)回旋加速器的工作原理可知，若僅將交流電源周期變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則可使用該加速器對粒子加速，根據(jù)可知粒子和質(zhì)子獲得的最大動能分別表示為，則有故D正確。故選CD。10.如圖所示，水平方向的勻強磁場的上下邊界分別是MN、PQ，磁場寬度為L。一個邊長為a的正方形導線框（L>2a），從磁場上方下落，運動過程中上下兩邊始終與磁場邊界平行。若不計空氣阻力，則線框從cd邊剛進入磁場到ab邊離開磁場過程中線框所受安培力F的大小隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【詳解】A．當線框進入磁場時，若安培力等于重力，即，則安培力保持不變，當線框完全進入磁場時，穿過線框的磁通量不變，線框中沒有感應(yīng)電流，線框?qū)⒉皇馨才嗔Γ€框向下做勻加速直線運動，所以當線框出磁場時，安培力大于重力，根據(jù)牛頓第二定律可得線框做減速運動，安培力減小，加速度減小，則安培力減小的越來越慢，故A錯誤；B．當線框進入磁場時，若安培力小于重力，則線框向下加速，安培力增大，加速度減小，安培力增大的越來越慢，線框出磁場時，若安培力等于重力，則線框做勻速運動，安培力不變，故B正確；CD．當線框進入磁場時，安培力大于重力，則線框做減速運動，安培力減小，加速度減小，則安培力減小的越來越慢，出磁場時，安培力大于重力，線框做減速運動，安培力減小，加速度減小，安培力減小的越來越慢，故C錯誤，D正確。故選BD。三、非選擇題：本題共5道小題，共54分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分；有數(shù)值計算的，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。11.為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，“荀子實驗小組”的同學們做了如下的實驗。（1）同學們首先用如圖甲的實驗裝置進行探究，所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向右偏轉(zhuǎn)。將條形磁鐵按如圖甲方式S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明螺線管中感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場方向與條形磁鐵在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向________（填“相同”或“相反”）（2）同學們又用如圖乙所示的器材進行探究。發(fā)現(xiàn)為了使小燈泡能短暫發(fā)光，應(yīng)將如圖所示的N極向下的條形磁鐵快速________（選填“向下插入”或“向上拔出”）。同學們還發(fā)現(xiàn)條形磁鐵運動越快，小燈泡發(fā)光的亮度就越大，這說明感應(yīng)電動勢隨________（選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）的增大而增大。（3）實驗結(jié)束后，實驗小組的同學們又結(jié)合教材中自感實驗做了如下實驗。如圖丙所示，將兩條支路分別接上電流傳感器（可以測出電流大小，且內(nèi)阻忽略不計），已知燈泡電阻不變且阻值為。閉合開關(guān)S后，流過兩個電流傳感器的圖像如圖丁所示。由圖可知：①流過燈泡的電流是________（選填“”或“”）；②線圈的直流電阻________（選填“大于”“等于”或“小于”）燈泡電阻?！敬鸢浮浚?）相反（2）①.向下插入②.磁通量的變化率（3）①.a②.大于【解析】小問1詳解】電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中感應(yīng)電流沿順時針方向（俯視），根據(jù)安培定則可知螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場方向豎直向下，由圖可知條形磁鐵在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向豎直向上，故二者方向相反?！拘?詳解】[1]將如圖所示的N極向下的條形磁鐵快速向下插入時，根據(jù)楞次定律可知螺線管中電流方向可以使二極管處于導通狀態(tài)，小燈泡能短暫發(fā)光。[2]條形磁鐵運動越快，小燈泡發(fā)光的亮度就越大，這說明感應(yīng)電動勢隨磁通量的變化率的增大而增大?！拘?詳解】①[1]由圖丙可知，閉合開關(guān)S后，自感線圈產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的增加，會導致流過燈泡的電流由大到小變化，最后趨于某一穩(wěn)定值，所以流過燈泡的電流是圖丁中的a。②[2]由圖丁可知電流穩(wěn)定后，流過燈泡的電流稍大一些，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理可知，線圈的直流電阻大于燈泡電阻。12.檸檬果肉質(zhì)多細嫩，具有促進消化，生津止渴，補充維生素C的功效。某興趣小組想要探究檸檬電池的電動勢E和內(nèi)阻r的大小。同學們用銅片和鋅片相隔一定距離平行插入檸檬內(nèi)，制成一個如圖甲所示的簡易檸檬電池（該電池電動勢約為1V，內(nèi)阻約為300Ω）。（1）現(xiàn)利用毫安表、電壓表較精確地測定該“檸檬電池”的電動勢和內(nèi)阻，小組成員設(shè)計了如圖乙所示的實驗電路圖。若滑動變阻器有R1（0~1500Ω）和R2（0~15Ω）兩種規(guī)格，為使電路中電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大一些，則應(yīng)該選用________（選填“R1”或“R2”）；（2）按圖乙實驗，得到的U-I圖像如圖丙所示，則該水果電池的電動勢E=________V，內(nèi)阻r=________Ω；（結(jié)果保留一位小數(shù)）（3）同學們保持其他實驗條件不變，僅增加銅片和鋅片插入的深度，重復上述實驗，測得的電源內(nèi)阻與原來相比變小了，產(chǎn)生這種情況的原因可能是________（請從電阻決定式的角度進行解釋）?！敬鸢浮浚?）R1（2）①1.0②.333.3（3）內(nèi)阻的橫截面積增大【解析】【小問1詳解】由于水果電池內(nèi)阻約為300Ω，阻值較大，所以為了使電路中電壓、電流調(diào)節(jié)范圍大一些，滑動變阻器應(yīng)該選用阻值較大的R1；【小問2詳解】[1][2]根據(jù)閉合電路歐姆定律可得結(jié)合圖線可得，【小問3詳解】根據(jù)電阻定律可知，增加銅片和鋅片插入的深度，電源內(nèi)阻的橫截面積增大，則電阻變小。13.如圖所示，有一連接電源且水平放置的金屬導軌處在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面為角斜向上。將金屬桿垂直導軌放置，結(jié)果靜止在導軌上，已知：金屬棒質(zhì)量為，接入導軌的長度為，通過的電流為，重力加速度。求：（1）金屬桿受到的摩擦力。（2）金屬桿對導軌的壓力大小?！敬鸢浮浚?），方向水平向右（2）9N【解析】【小問1詳解】對導體棒作受力分析，如圖所示有根據(jù)共點力的平衡有方向水平向右。【小問2詳解】對導體棒，豎直方向的受力平衡，有整理得根據(jù)牛頓第三定律，知金屬桿對導軌的壓力大小為9N。14.如圖甲所示，兩根完全相同光滑導軌固定，導軌所在平面與水平面成θ=53°，下端連接定值電阻R，導軌間距L=0.5m。導軌所在斜面的矩形區(qū)域M1P1P2M2內(nèi)分布有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，上下邊界M1P1、P2M2的距離d=0.4m。t=0時刻，導軌斜面上與M1P1距離s處，一根質(zhì)量為m=2kg，阻值r=1.25Ω的金屬棒ab垂直于導軌由靜止釋放，經(jīng)過0.2s進入磁場且恰好勻速通過整個磁場區(qū)域。已知重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，導軌電阻不計。求：（1）t=0時，ab與M1P1的距離s；（2）定值電阻R的阻值；（3）從t=0到ab棒離開磁場的整個過程中電阻R產(chǎn)生的熱量。【答案】（1）0.16m（2）1.25Ω（3）7.2