2024安徽省县中联盟高二上学期12月联考物理试题含解析

2023～2024学年安徽县中联盟高二12月联考物理试题考生注意：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：人教版必修第三册全册。一、选择题（本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第9～10题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1. 物理学伟大发现离不开科学家的努力与奉献，物理思维的养成离不开对物理学历史的了解，以下符合物理学历史的是（　　）A. 奥斯特发现了电磁感应现象B. 麦克斯韦提出电磁场理论并用实验捕捉到电磁波C. 普朗克提出能量量子化D. 法拉第发现电流的磁效应【答案】C【解析】【详解】AD．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加深入，故AD错误；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并提出了电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论，故B错误；C．普朗克通过对黑体辐射的研究首次提出能量子的概念，故C正确。故选C。2. 如图所示的电路观察电容器的充、放电现象，其中电源电动势为，内阻不计．已知电流表中电流从左侧流入，指针向左偏．当开关拨到1时，观察充电现象，充电完毕后开关拨到2，观察放电现象，电表均为理想电表．下列说法正确的是（　　）A. 若电阻箱阻值调整到，在开关拨到1后，电流表示数逐渐变大，最后稳定在B. 在开关拨到1后，电压表示数逐渐变大，最后稳定在C. 在开关拨到2后，电流表指针向左偏D. 若只增大电阻箱的阻值，则电容器的放电时间变短【答案】B【解析】【详解】A．在开关拨到1后，最后稳定时电路是断开的，电流表读数是零，A错误；B．在开关拨到1后，电容器处于充电状态，极板的电荷量增大，电压表示数逐渐变大，充电结束时，电压表与电源的电动势相等，最后稳定在，B正确；C．在开关拨到2后，电容器放电，负电荷从下极板沿电阻箱电流表流到上极板，则电流从右向左流过电流表，电流表指针向右偏，C错误；D．当增大电阻R，导致电容器的放电电流I变小，因电容器的电量Q一定，则由，可知放电电流的时间会延长，D错误。故选B。3. 如图甲所示为某手机电池的说明书，该手机电池的电动势为3.7V，图乙为该电池的原理图，则下列说法正确的是（　　）A. 待机平均电流为B. 电池充满电存储的电能为C. 如图乙电池正在充电D. 电池工作时锂离子会通过外电路【答案】B【解析】【详解】A．待机平均电流故A错误；B．电池充满电存储的电能为故B正确；C．图乙中正电荷向正极移动，电流从负极流向正极，电池在放电，故C错误；D．电池工作时锂离子不会通过外电路，外电路中是电子的定向移动，故D错误。故选B。4. 如图所示为一边长为的立方体，在两边放置足够长的直导线，通有相等的电流，已知通电直导线周围某点的磁感应强度大小与电流成正比，与该点到电流的距离成反比．电流方向如图所示，若一根无限长直导线通过电流时，所产生的磁场在距离导线处的磁感应强度大小为，下列说法正确的是（　　）A. 两点的磁感应强度大小相等B. 点的磁感应强度小于点的磁感应强度C. 立方体中心处的磁感应强度为0D. 两点的磁感应强度大小均为【答案】B【解析】【详解】C．依题意两根导线在立方体中心处的磁感应强度大小相等，方向并非相反，所以中心处的磁感应强度不为0，故C错误；D．C、O两点到两根导线的距离都为L，由几何关系结合右手螺旋定则可知两电流在C、O两点的磁感应强度方向相互垂直，根据平行四边形定则可得故D错误；A．依题意ND导线在O、M两点的磁感应强度大小相等，而M点到FE导线的距离为，到ND导线的距离为L，FE导线在M点的磁感应强度小于在O点的磁感应强度。且M点处的两个分磁感应强度夹角为钝角，O点处的两个分磁感应强度夹角为直角。所以两导线在M点的磁感应强度小于O点的磁感应强度，故A错误；B．由前面分析知C、O两点的磁感应强度大小相等，M点的磁感应强度小于O点的磁感应强度，则点的磁感应强度小于点的磁感应强度，故B正确。故选B。5. 如图所示的坐标系中，以点为圆心，半径的圆周交坐标轴的点分别为、，空间存在平行于平面的匀强电场，规定点所在位置的电势为0。大量电子以的相同初动能从点沿不同方向射出，运动到点和运动到点时的动能相同，且都为。不计电子的重力及电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A. 点和点等电势，且电势为B. 电场大小，方向为C. 到达点的电子在点的初速度方向一定为D. 一质子由点运动至点，电势能减小【答案】D【解析】【详解】A．大量电子从点沿不同方向射出，运动到点和运动到点时的动能增量相同，根据动能定理可知电场力做的正功相同，即所以点和点电势相等；由于电子带负电，即，所以则有即点和点电势应为，故A错误；B．电场强度为方向为，故B错误；C．由于电场为匀强电场，所以到达点的电子在点的初速度方向不一定为，也有可能为，故C错误；D．由于一质子的电荷量为所以质子由点运动至点时，电场力做功为根据可知，电势能减小了，故D正确。故选D。6. 如图所示，在轴上和处分别固定电荷量大小均为的点电荷，它们在轴上形成的电势分布情况如图中曲线，呈对称分布，在处曲线的切线与轴平行。取无穷远处电势为0，静电力常量，电子所带电荷量大小为。下列说法正确的是（　　） A. 这两个点电荷是异种电荷B. 在处电势和电场强度都不为0C. 一个电子在处受到的电场力大小为D. 处的电场强度为且指向轴正方向【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，各点的电势都为正值，这两个点电荷都是正电荷，故A错误；B．由图可知，在处电势不为0，图象的斜率表示电场强度，在处曲线的切线与轴平行，故在电场强度为0，故B错误；C．一个电子在处受到的电场力大小为故C正确；D．处的电场强度为根据沿电场线电势降低，处的电场强度指向轴负方向，故D错误。故选C。7. 如图所示的电路中，为滑动变阻器，电容器的电容，定值电阻，电源电动势，内阻．闭合开关，将的阻值调至时，下列说法中正确的是（　　） A. 电容器两端电压为B. 电容器的电荷量为C. 改变的阻值，滑动变阻器消耗的功率可继续增大D. 电源的效率为【答案】A【解析】【详解】A．将R的阻值调至4Ω时，由闭合电路欧姆定律，可计算出滑动变阻器中电流电容器两端电压U=IR=1×4V=4V故A正确；B．电容器的电荷量Q=CU=30×10-6×4C=1.2×10-4C故B错误；C．把定值电阻R0看作电源内阻的一部分，根据电源输出功率最大的条件，将R的阻值调至4Ω时，外电阻R等于定值电阻和内阻之和，此时滑动变阻器的功率为最大值，所以在改变R的阻值，滑动变阻器消耗的功率不会继续增大，故C错误；D．电源的效率为故D错误。故选A8. 如图为借助地磁场研究电磁感应现象，在北京某校做如下实验，沿东西方向悬挂一长方形闭合线框，线框边固定在东西方向的转轴上，线框从水平面处由静止释放，顺时针转动到竖直位置．地磁场的磁感应强度为，方向与竖直方向成角，取线框初位置磁通量为正．关于线框摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线框在水平位置时，通过线框平面的磁通量大小为B. 线框在竖直位置时，通过线框平面的磁通量大小为C. 线框从水平位置转到竖直位置过程中，磁通量变化量大小为D. 线框由水平位置转动到竖直位置过程中，线框边内始终无感应电流【答案】B【解析】【详解】A．线框在水平位置时，通过线框平面的磁通量大小为故A错误；B．线框在竖直位置时，通过线框平面的磁通量大小为故B正确；C．线框从水平位置转到竖直位置过程中，磁通量变化量大小为故C错误；D．线框由水平位置转动到竖直位置过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，则线框边内会产生感应电流，故D错误。故选B。9. 如图甲所示是用多用电表的欧姆挡（“”挡）测电阻时指针的情况．如图乙所示为某指针式欧姆表测电阻的原理图，电源电压为，内阻不计，电流计可以测量的最大电流为，将红、黑表笔直接接触，调节，使电流计的示数达到最大，下列说法正确的是（　　）A. 图甲，测量的电阻的阻值约为B. 图乙，虚线框内的总电阻值为C. 图乙，若在红、黑表笔间接入一个待测电阻，电流计的示数变为满偏时的一半，则的阻值D. 图乙，若在红、黑表笔间接入一个待测电阻，电流计的示数变为满偏时的一半，则的功率为【答案】ABD【解析】【详解】A．图甲，测量的电阻的阻值约为，故A正确；B．图乙，电流计可以测量的最大电流为，则欧姆表内阻，即虚线框内的总电阻值为故B正确；CD．图乙，若在红、黑表笔间接入一个待测电阻，电流计的示数变为满偏时的一半，则解得的功率为故C错误，D正确。故选ABD。10. 如图所示，电荷量为的点电荷固定在点，电荷量为、质量为的点电荷绕点沿椭圆轨道运动，轨道两端点到的距离分别为，周期为。不计粒子受到的重力，静电力常量为。下列判断正确的是（　　） A. 电荷在点的速率小于点的速率B. 电荷通过两点加速度之比为C. 若电荷通过点时速度方向不变、大小突然变为，则以后周期变为D. 电荷离开向运动过程中，电势能逐渐变大【答案】BC【解析】【详解】AD．两电荷相互吸引，电荷从点到点过程中，引力做负功，动能减小，电势能增大，从向运动过程中，电场力做正功，动能增大，电势能减小，在点的速率大于点的速率，故AD错误；B．根据可知，电荷通过两点加速度之比为，故B正确；C．若电荷通过点时速度方向不变、大小突然变为，此时刚好满足所以电荷P做圆周运动，类比开普勒第三定律可知解得以后周期故C正确。故选BC。二、非选择题：本题共5小题，共58分．11. 在“测定金属的电阻率”实验中： （1）利用螺旋测微器测量金属丝的直径，读数如图甲所示，则直径______；（2）为使金属丝两端电压从0开始测量，部分连线如图丙所示，请完成电路的连线______。正确连接后，某次测量中电流表指针位置如图乙所示，其示数为______A；（3）如图丁所示，在坐标纸上建立坐标并根据4组测量数据标出相应的点，已知金属丝连入长度为，根据给出的相应数据可以估算出该金属丝的电阻率约为______。 A．　　B．C．　　D．【答案】 ①. 0.668（0.666～0.669） ②. ③. 0.52 ④. C【解析】【详解】（1）[1]利用螺旋测微器测量金属丝的直径（2）[2]电压从0开始测量，则滑动变阻器应采用分压接法，电阻丝电阻较小应采用外接法，如图 [3]电流表量程选用0.6A，分度值为0.02A，则电流表读数为；（3）[4]根据图像可知，金属丝电阻约为根据得故选C。12. （1）某同学用多用电表欧姆挡测量某元件的电阻时发现欧姆表的指针位置如图甲所示，则接下来他应该将图右的选择开关置于______（选填“”“”或“”）挡。（2）①如图乙是“测量电源的电动势和内电阻”实验的电路图．某同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数。为查找故障，在其他连接不变的情况下，他将电压表连接位置的导线端分别试触、三个位置，发现试触时，电压表有示数；试触时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，则______（选填选项前的字母）。A．导线断路　　B．滑动变阻器短路C．导线断路　　D．滑动变阻器断路②修复好故障后，该同学测得电源的电动势和内阻（电表阻值未知），如果只考虑系统误差，则所测的电动势数值______真实值，所测的电源内阻______真实值（均填“大于”“小于”或“等于”）。③另一小组的同学按如下的实物图丙连接好线路后，也测出了电源的电动势和内阻值，已知灵敏电流计（满偏电流为，内阻为），电阻箱阻值已调为进行实验，图丁为该实验绘出的图线（为灵敏流计的示数，为电流表的示数），由图线可求得被测电池的电动势______，内阻______。（结果保留两位小数）【答案】 ①. ②. A ③. 小于 ④. 小于 ⑤. 1.48##1.47 ⑥. 0.84 ##0.82##0.83【解析】【详解】（1）[1]欧姆表的挡位为“”挡，则根据图中可知欧姆挡指针偏转角度大，因此需要将挡位调成“”挡。（2）①[2]闭合电键后，却发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电流表示数始终为零，可能是电路中出现断路，电压表的示数不变化，说明电压表串联在电路中；当试触时依然是这个情况，说明段是正常的，试触时，电压表没有示数说明在之间某处发生了断路，故选A。②[3][4]利用等效电源的算法可知故测量值均小于真实值。③[5][6]由闭合电路欧姆定律得解得结合图乙求得斜率和截距分别为由以上两式解得13. 如图所示，平行正对的金属板M、N间存在匀强电场（不考虑边界效应），两金属板所在平面与水平面夹角，板长，M带负电。某时刻从平行板下边缘中间处平行于极板方向射入速度为的微粒，另一时刻在M板上边缘处垂直金属板射入速度为的微粒b，a和两微粒电荷量均为，质量均为。已知板间电场强度，微粒恰好从N板下边缘处离开两板间，不计微粒间的相互作用（重力加速度为），求：（1）两板间的距离；（2）若两微粒同时射入电场，则会在何时相遇？相遇位置离平行板下边缘中间处的距离为多少？【答案】（1）；（2）时在距离平行板下边缘中间处相遇【解析】【详解】（1）根据题意可知，垂直金属板方向，对于粒子a、b有即粒子a、b在垂直金属板方向上受力平衡，则由牛顿第二定律可得两粒子运动加速度为加速度方向沿两板平面向下。则粒子b做类平抛运动，则有联立得两板间的距离为（2）根据（1）中分析可知，粒子沿金属板方向做匀减速直线运动，粒子b做类平抛运动，则粒子b运动到垂直金属板方向中间位置的时候才会与粒子相遇，设粒子a、b沿金属板方向的位移分别为xa、xb，则有解得则经过时间，在距离平行板下边缘中间处相遇。14. 图甲中M为一电动机，当滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在以下时，电动机没有发生转动，电表均为理想电表。求：（1）电源电动势；（2）此电路中，电动机的最大输出功率；（3）滑动变阻器的最大阻值。 【答案】（1）3.9V；（2）0.54W；（3）【解析】【详解】（1）由于题图乙中最上面的图线表示电压表的电压与电流表的电流的变化关系，此图线的斜率大小等于电源的内阻，即电流时，，则电源的电动势（2）电流表读数在以下时，电动机没有发生转动，则由题图乙中下方图线可知，电动机的电阻当时，，电动机的输入功率最大，最大输入功率为电动机热功率为则最大的输出功率为（3）当时，电路中电流最小，滑动变阻器的电阻为最大值，所以15. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻为水平正对放置的平行板电容器，两极板间距，极板长为，其电容，则：（1）若开关闭合、断开，稳定时，求两端的电压；（2）若开关均闭合，达到稳定时，求电容器两端的电压及电容器所带电荷量；（3）开关闭合稳定后，有一个带正电粒子从极板左侧中央位置以速度平行于极板入射，恰好能从下极板边缘飞出电场，已知粒子带电量、质量．求带电粒子进入极板时的初速度。（不计任何阻力和粒子重力） 【答案】（1）9V；（2）6V，；（3）【解析】【详解】（1）当开关闭合、断开，稳定时，由闭合电路欧姆定律得电容器两端的电压即为电阻两端电压，则（2）若开关均闭合状态并达到稳定时，电阻和并联，其总阻值为由闭合电路欧姆定律得此时电容器两端电压即为路端电压，则有电容器所带电荷量为（3）开关闭合，两极板间电场强度为由运动学公式可得解得