安徽省江南十校2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷 含解析

这是一份安徽省江南十校2024-2025学年高二上学期12月联考物理试卷 含解析，共18页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．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框涂黑。如需
改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，
写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题：本题共 8 小题，每题 4 分，共 32 分。在每小题给的四个选项中，只有一个选项
是符合要求的。
1. 在电磁学发展过程中，许多科学家做出了巨大贡献。下列说法错误的是（ ）
A. 富兰克林通过实验发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷
B. 法拉第发现了电磁感应现象，他认为电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫作“场”
C. 麦克斯韦预言了电磁波并用实验证实了电磁波的存在
D. 密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，并因此获得诺贝尔物理学奖
【答案】C
【解析】
【详解】A．富兰克林通过实验发现雷电的性质与摩擦产生的电的性质完全相同，并命名了正电荷和负电荷，
故 A 正确，不符合题意；
B．法拉第发现了电磁感应现象，他认为电磁相互作用是通过介质来传递的，并把这种介质叫作“场”，故
B 正确，不符合题意；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在。故 C 错误，符合题意；
D．密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，并因此获得诺贝尔物理学奖，故 D 正确，不符合题意。
故选 C。
2. 下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（ ）
A. B.
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C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据感应电流产生的条件，A 选项中线框磁通量 ，始终不变，故 A 错误；
B．条形磁铁在向线框靠近的过程中，使线框中的磁通量发生变化，产生感应电流，故 B 正确；
CD．虽然线圈中的磁场发生了变化，但是线圈中包含了进线圈和出线圈的磁感线，且是等量的，所以线圈
中的磁通量每时每刻都为零，磁通量不发生变化，故 C、D 错误。
故选 B。
3. 如图所示，三角形 ABC 的三个顶点固定三个带电量相等的点电荷，B、C 两处电荷带负电，A 处电荷带
正电。 为 BC 边的中点，a、b 为 BC 边中垂线上关于 点对称的两点，e、f 为 BC 连线上关于 点对称的
两点。下列说法正确的是（ ）
A. b 点的电场强度小于 a 点电场强度
B. b 点电场强度方向竖直向上
C. e 点电势等于 f 点电势
D. 点电势高于 b 点电势
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据场强叠加原理，B、C 两电荷在 b 处的场强方向与 A 电荷在 b 处的场强方向相同，均竖
直向下，而 B、C 两电荷在 a 处的场强方向与 A 电荷在 a 处的场强方向相反，故 b 点场强大于 a 处场强，故
AB 错误；
D．b 到 O 的电场方向均竖直向下，沿着电场方向电势不断降低，则 b 点电势高于 O 点电势，故 D 错误；
C．电势是标量，根据对称性可知，e 点电势等于 f 点电势，故 C 正确。
故选 C。
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4. 高大的建筑物上安装避雷针，可避免雷击，从而达到保护建筑物的目的。如图所示，虚线是带电云层和
避雷针之间三条等势线的分布示意图；实线 MN 是空气中某个带负电粒子的运动轨迹，不计该带电粒子的
重力，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在 M 点的电势能大于在 N 点的电势能
B. 带电云层带正电
C. 带电粒子在 M 点的受力方向为实线上该点的切线方向
D. 带电粒子越靠近避雷针尖端，其加速度越小
【答案】A
【解析】
【详解】A．做曲线运动的物体，合力指向轨迹的凹侧，故在 M 点负粒子所受的电场力方向垂直于等势线
指向凹侧，即斜向右下，故粒子从 M 点到 N 点电场力做正功，电势能降低，故带电粒子在 M 点的电势能大
于在 N 点的电势能，故 A 正确；
BC．在 M 点由于粒子带负电，且电场力方向垂直于等势线斜向右下，故电场强度方向斜向左上指向带电云
层，故带电云层带负电，故 BC 错误；
D．靠近避雷针场强越大，粒子所受电场力越大，加速度越大，故 D 错。
故选 A。
5. 珍爱生命远离酒驾，开车不喝酒，喝酒不开车。为了打击酒驾行为，交警常用酒精浓度检测仪对驾驶员
进行酒精测试，如图甲是一款酒精浓度检测仪的简化电路，其电源电动势与内阻保持不变，R0 为定值电阻，
R 为气敏电阻，其阻值随酒精浓度 c 成反比关系如图乙所示。当驾驶员呼出气体中酒精浓度 c1=20mg/100mL
时，刚好达到酒驾标准；当驾驶员呼出气体酒精浓度为 c2=80mg/100mL 时，则刚好达到醉驾标准。根据以
上信息，下列说法正确的是（ ）
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A. 当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电压表示数与电流表示数均增大
B. 当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的效率越小
C. 当测试者呼出的气体中酒精浓度越低，电源的输出功率越大
D. 呼出气体中酒精的浓度为 c2 时电路中电流小于 c1 时电路中电流的 4 倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图线得，测试者呼出的气体中酒精浓度越低，气敏电阻的阻值越大，根据欧姆定律，电阻
的阻值越大，电压表示数越大、电流表示数越小，电源的效率
越大，故 AB 错误；
C．因为电源的内阻未知，无法确定电源的输出功率的变化情况，故 C 错误；
D．因为气敏电阻的阻值随酒精浓度 成反比
根据闭合电路欧姆定律得 ，
解得
故 D 正确。
故选 D。
6. 如图所示，A、B、C 是位于匀强电场中某直角三角形的三个顶点，三角形所在平面与匀强电场的电场线
平行，AB=0.2m，∠C=30°。现将电荷量 的电荷 P 从 C 移动到 A，电场力做功 ，已知
B 点的电势为 0，C 点的电势为 6V，下列说法正确的是（ ）
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A. 将电荷 P 从 C 移动到 B，电场力做功为 0.6J
B. 电场强度大小为 20N/C
C. 电场强度方向由 A 指向 C
D. 电荷 P 在 A 点的电势能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．将电荷 P 从 移动到 ，电场力做功为
得
所以克服电场力做功 ，故 A 错误；
BC．由题可得
所以
过 点做 的垂线，交于 点，根据几何关系可得
则有
可得
可知 为等势线，则电场方向由 指向 A，大小为
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故 B 正确，C 错误；
D．因为
故 D 错误。
故选 B。
7. 在研究磁场时我们定义了磁通量 ，与之类似，在静电场中，把电场强度的大小 E 与垂直于场强
方向的面积 S 的乘积定义为电通量 ，定义式为 ， 可以反映穿过该面电场线条数的多少。现
有如下情境：图甲和图丙中是磁感应强度大小为 B 的匀强磁场（方向如图），图乙中是电荷量为 q 的点电荷
的电场（提示：球体的表面积 ）。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中穿过该平面 S 的磁通量
B. 图乙中穿过以点电荷所在位置为球心，半径为 r 的球面的电通量
C. 图乙中点电荷从某球面球心位置向右移动少许（仍在所研究的球面内），穿过该球面的电通量变小
D. 图丙中通过一半径为 R 的球面的磁通量为
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中穿过该平面 S 的磁通量
故 A 错误；
B．图乙中电通量
故 B 正确；
C．由于穿过球面的电场线条数未发生变化，电通量不变，故 C 错误；
D．球面的磁感应线穿进和穿出条数相等，磁通量为零，故 D 错误。
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故选 B。
8. 已知一个均匀带电的薄球壳上的电荷在壳内任意一点产生的电场强度均为零，在壳外某点产生的电场强
度等同于把壳上电量全部集中在球心处的点电荷所产生的电场强度。如图所示，在真空中有一半径为 R、电
荷量为 的均匀带电薄球壳，以球心为坐标原点建立 Ox 轴，现将电荷量为 的试探电荷沿 Ox 轴移动，
其电势能 随其在 x 轴上位置变化关系正确的图像是（选无穷远处电势为 0）（ ）
A B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于球壳内部电场强度为零，所以试探电荷在内部移动时电场力不做功，故电势能不变化，球壳
外部电场可等效为点电荷产生的电场，试探电荷由球壳表面向外移动时电场力做正功，电势能减少，由于
电场力越来越小，移动相同位移过程中电场力做功越来减少，电势能减少越来越慢。
故选 A。
二、选择题：本题共 2 小题，每题 5 分，共 10 分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目
要求。全选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
9. 如图所示，A、B 为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔 M、N，D 为理想二极管，R 为滑
动变阻器。闭合开关 S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从 M、N 的正上方的 P 点由静止释放，
小球恰好能运动至小孔 N 处。下列说法正确的是（ ）
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A. 若仅断开开关 S，带电小球将从小孔 N 穿出
B. 若仅将 B 板下移，带电小球将无法运动至 N 处
C. 若仅将 B 板上移，带电小球仍将恰好运动至小孔 N 处
D. 若仅将 R 的滑片上移，带电小球将无法运动至 N 处
【答案】BD
【解析】
【详解】A．断开开关 S，场强不变，故小球恰好能运动至小孔 N 处，故 错误；
B．若仅将 板下移，根据公式 ，电容减小；由于二极管的作用可以阻止电容器上的电量流出，
故电量不变，根据 ， ，得到
故场强不变，故到达小孔 N 时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔 N 时速度已经减为零返回了，
故 B 正确；
C．若仅将 板上移，根据公式 ，电容增加，电容器要充电；由于电压 一定，根据 ，
电场强度增加；故到达小孔 N 时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔 N 时速度已经减为零返回了，
故 C 错误；
D．若将滑动变阻器的滑片上移，分压增加，故电容器的电压增加，故如果能到达小孔 N，重力做功小于电
场力做功，可知未达到小孔 N 时速度已经减为零返回了，故 D 正确。
故选 BD。
10. 如图所示，abc 是竖直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为 0.5R；bc 是半径为 R 的四分之一圆弧，
与 ab 相切于 b 点。空间中存在范围足够大的水平向右的匀强电场。电场强度大小为 。一质量为 m
，带电量为 q 的小球自 a 点从静止开始向右运动，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（ ）
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A. 小球对轨道 c 点的压力为 2mg
B. 小球运动轨迹最高点到地面的竖直距离为 2R
C. 从 a 点开始运动到轨迹最高点过程中小球电势能 变化量为
D. 小球从 c 点离开轨道到落地前整个过程中的最小速度为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由题意，电场力大小
方向水平向右
对小球由 到 的过程，由动能定理得
解得
在 c 点运用牛顿第二定律可得
解得
故 A 错误；
B．小球从 c 点上升的高度
小球运动轨迹最高点到地面的竖直距离为
故 B 正确；
C．小球离开 点后竖直方向做竖直上抛运动，设小球离开 点到其轨迹最高点所需的时间为 ，有
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小球沿水平方向做初速度为 0 的匀加速运动，加速度为 ，则有：由牛顿第二定律可知
此过程小球沿电场方向位移为
电场力做功为
因为电场力做正功，所以电势能减少量为
故 C 正确；
D．由题意可知，重力与电场力合力方向与竖直方向夹角 ，斜向下如图
沿着合力与垂直合力方向建立坐标系，将 c 点速度沿着两个方向分解， 方向做匀减速直线运动， 方向做
匀速直线运动，此速度为离开 c 后的最小速度
故 D 正确。
故选 BCD。
三、非选择题：本题共 5 小题，共 58 分。
11. 某中学物理兴趣学习小组的同学用普通的干电池、直流电流表、定值电阻和电阻箱 、 等组装成一
个简单的欧姆表，电路如图所示，通过控制开关 S 和调节电阻箱，可使欧姆表具有“ ”和“ ”两
种倍率。
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（1）图中的 b 端应与______（选填“红”或“黑”）表笔连接；当开关 闭合时，欧姆表的倍率是______
（填“ ”或“ ”）。
（2）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法测电阻，
其测量结果将比真实值______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. 红 ②.
（2）偏大
【解析】
【小问 1 详解】
[1][2]由“红入黑出”可知， 端应与红表笔连接；开关 断开与闭合时相比较断开时欧姆表 内阻大，即
中值电阻大，所以开关 闭合时欧姆表的倍率是 。
【小问 2 详解】
由闭合电路欧姆定律知，内阻变大，但此表仍能调零，表头满偏电流不变，电池电动势变小，说明欧姆表
的内阻变小，欧姆挡表盘刻度值偏大，按正确使用方法测电阻，测量结果将比真实值偏大。
12. 某中学物理兴趣学习小组的同学将锌、铜两电极插入一个苹果中，用伏特表测其两极时读数为 0.85V。
但当他们将六个这样的苹果电池串起来给手机供电时（该手机充电器的额定电压为 5V），手机却没有反应，
他们猜测出现这种现象的原因可能是水果电池的内阻太大，给手机充电时电流太小。为验证上述猜想，该
学习小组想尽可能准确测量出“苹果电池”的电动势和内阻，他们带了一个苹果进入实验室，发现有以下
器材：
A.电流表 A1（量程为 0~0.6A，内阻为 1Ω）
B.电流表 A2（量程为 0~200μA，内阻为 900Ω）
C.电流表 A3（量程为 0~300μA，内阻为 1000Ω）
D.滑动变阻器 R1（最大阻值约 2kΩ）
E.定值电阻 R0（阻值为 100Ω）
F.电阻箱 R（0~9999Ω）
G.导线和开关。
（1）经分析，实验电路中最大电流约 1~2mA，则需选择电流表______（选填“A1”、“ A2”或“A3”）并
用定值电阻 R0 对其量程进行扩充，扩充后的量程为______。
（2）在方框中画出设计的电路图______；
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（3）用（2）中实验电路测得的几组电流表的读数 I、电阻箱的读数 R，作出 图线如图所示，根据图
线求得：E=______V，r =______ （结果保留 2 位有效数字）。
【答案】（1） ①. ②.
（2）见解析 （3） ①. 0.91 ②.
【解析】
【小问 1 详解】
[1][2]实验电路中最大电流约 ，则需选择电流表 ，并用定值电阻 对其量程进行扩充；扩充后
的量程为
小问 2 详解】
电路如图所示
【小问 3 详解】
[1][2]改装后的电流表内阻为
设电流表的电流为 ，干路电流为
根据闭合电路欧姆定律得
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解得
根据图像得
，
解得
，
13. 某实验小组拆下一个玩具风扇的电动机，并把它接入如下电路，电源电动势 E=12V、内阻 r=1Ω，电压
表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值 为 56Ω，此时电机没有转动、电压表示数为 0.6V ；再
次调节变阻箱阻值 为 9Ω时，电动机正常工作，电流表示数为 0.6A。求：
（1）电动机的内阻 及正常工作时的输出功率；
（2）若该电动机的发热功率超过 2W 将会被烧坏，请通过计算分析该电动机正常工作时因某原因突然卡住
不转，会不会被烧坏？
【答案】（1） ，
（2）会被烧坏
【解析】
【小问 1 详解】
当 时，由闭合电路欧姆定律得
代入数据得
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当 时，由闭合电路欧姆定律
电动机得输出功率
解得
【小问 2 详解】
若被卡住，由闭合电路欧姆定律
电动机得热功率
解得
会被烧坏
14. 如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆 AC 与半径为 的圆周交于 B、C 两点，在圆心处有一固定的
正点电荷，电荷量为 Q，B 点为 AC 的中点，C 点位于圆周的最低点。现有一质量为 、电荷量为 、套在
杆上的带正电小球（可视为质点）从 A 点由静止释放，下滑至 B 点时的速度大小为 。已知重力加速
度为 ，静电力常量为 k，A 点距过 C 点的水平面的竖直高度为 ，求：
（1）小球滑到 B 点时对杆的压力 FN 的大小；
（2）小球滑至 C 点时的速度的大小。
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【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
如图
有几何关系可得
，
所以
由 点受力分析可得
所以
【小问 2 详解】
根据点电荷的电场特征可知，BC 所在的圆是一个等势面，所以小球从 B 到 C 电场力做的总功为零，由几何
关系可得 BC 的竖直高度为
小球从 B 到 C，根据动能定理可得
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解得
15. 探究某粒子源发射速度大小和方向分布的实验装置如图所示。在坐标系 xOy 的第一象限内存在沿 y 轴负
方向的有界匀强电场。曲线Ⅰ、曲线Ⅱ分别为匀强电场的上、下边界并刚好相切于坐标原点 O 处。在曲线
Ⅱ与 x 轴的交点 x0=L 的 A 处垂直于 x 轴放置一荧光屏。位于坐标原点 O 的粒子源能向第一象限发射质量为
m、电荷量为 q 的不同速率的正粒子，其速度方向与 x 轴正方向夹角θ在 0 到θm 之间，其中夹角为θm 的离子
轨迹刚好和曲线Ⅰ完全重合。已知射出的所有离子都能以相同动能垂直打到荧光屏上，且运动时间都为 T，
电场强度大小为 ，不计离子的重力及相互作用。
（1）粒子源发射粒子的初速度 v 与夹角θ的关系。
（2）求粒子源发射粒子的初速度方向与 x 轴正方向的最大夹角θm ，以及荧光屏最上方亮点 B 的纵坐标 。
（3）求打在荧光屏上 P 点 的粒子的发射角度 。
【答案】（1）
（2） ，
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
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粒子水平方向做匀速直线运动，有
解得
【小问 2 详解】
逆向思维，沿上边界曲线Ⅰ运动的粒子可视为从 垂直于荧光屏向左做类平抛运动：
在 点处
所以有
解得
【小问 3 详解】
设曲线Ⅱ的上的一点 坐标为 ，经过 的粒子打在荧光屏上的坐标为 ，设粒子在电场中的运
动时间为 ，逆向思维粒子垂直于荧光屏向左做类平抛运动，由几何关系可知
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联立可得
联立还可以解得
将 点纵坐标 代入可解得 点坐标
所以有
解得
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