广东省执信、深外深育才三校2024-2025学年高二上学期12月联考物理（B卷）试卷（含解析）

2024-2025学年第一学期广深三校联考高二物理试题（B卷）（2024.12）本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。一、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，只有一项是符合要求的。1．下列关于电源的说法正确的是（）A．电源的电动势就是电压B．电源是通过静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置C．电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷，维持一定的电势差D．只要有电源，电路中就能产生持续的电流2．如图所示，我国的探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处磁场磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是(，)（

）A．在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为B．在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为C．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是D．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是3．某同学用如图甲所示的电路研究电容器的充电放电。电路图中定值电阻的阻值为R，电源内阻不计，先将开关S合向1，待电路稳定后再合向2，用电流传感器得到电容器放电电流随时间变化规律如图乙所示，测得图线与坐标轴所围面积为，则电容器的电容为（）A． B． C． D．4．如图所示，为一均匀带电量为+Q、半径为R的半球面，虚线是过球心的对称轴，A、B两点关于球心对称。其中A点的电势为φ0，且BO间电势差等于OA间电势差。若点电荷+q周围电势，则B点的电势为（）A． B． C． D．5．如图，截面A2B2C2D2将空间中的长方体A1B1C1D1-A3B3C3D3区域分成两个正方体区域，在A1点和A3点各固定一个带正电的点电荷Q，下列说法正确的是（）A．B2点和D2点的电场强度相同B．B2点和D2点的电势相同C．截面A2B2C2D2为一等势面D．使另一负点电荷自D2点沿直线运动至C2点，静电力一直做正功6．图甲是回旋加速器的工作原理图。A处的粒子源产生的粒子（）被电场加速，粒子在磁场中的动能随时间t的变化规律如图乙所示，不计粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应带来的影响，下列说法正确的是（

）A．高频交流电的变化周期等于B．在图像中有C．不改变任何条件，该装置不能对氘核加速D．设第n次加速后粒子在D形盒内运动半径为，有7．一水平足够长绝缘传送带处于静止状态，其上方空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，另有一带正电的物块静止于传送带左端，且与传送带间动摩擦因数为。从某时刻起，传送带开始以恒定加速度a（）启动，则物块的v—t图像大致为（）A． B．C． D．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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．电偶极子由两个点电荷＋q和－q组成，它们之间的距离为l（l很小），总质量为m。如图所示，空间中某区域内存在一电场，其分布为E(x)=αx2。先令一电偶极子朝着x方向，并使其中点位于x=x0处，再静止释放。（

）A．α的单位是V/m3B．电偶极子受到的合力F=2αqlx0C．电偶极子静止释放后将做往复运动D．电偶极子的电势能Ep=－αqlx029．如图所示，台秤上放一光滑平板，其左端固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为。现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为，则以下说法正确的是（）A．弹簧长度将变长 B．弹簧长度将变短C． D．10．如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克装置。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，若仅在纵向场中，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿顺时针方向运动B．带电粒子在纵向场中的速度大小不变C．在纵向场中，图中A点处带电粒子将发生左右方向的漂移D．在纵向场中，图中A点处带电粒子将发生上下方向的漂移三、非选择题：本题共5个小题，共54分。11．（8分）硅光电池是太阳能电池的一种，某同学为了测定该电池的电动势和内电阻，设计了如图1所示电路。图中与串联的定值电阻的阻值为，电流表视为理想电表，在一定强度的光照下进行下述实验（计算结果小数点后保留两位数字）

（1）闭合开关，调节滑动变阻器，读出电流表、的值、。为了作出此电池的曲线，需要计算出电路的路端电压U，则（用题中所给字母表示）；（2）根据测量数据作出该硅光电池的图像如图2所示，该电池的电动势V，在流过电流表的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻；（3）若将该硅光电池两端接上阻值为的电阻，此时对应的电池内阻。12．（10分）根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。（1）实验小组用多用电表直接粗糙人体电阻，先把选择开关调至“”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至（填“”或“”）挡，经欧姆调零后再次测量，示数如图b所示，则人体电阻为；（2）现用另外方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表（量程，内阻），电压表（量程，内阻），电流表A（量程，内阻），滑动变阻器R（额定电流，最大阻值），电源E（电动势，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤：①图中虚线框内缺少了一块电表，应选择，②请把实验电路图补充完整；③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表的示数为，则待测电阻（用题中所给的物理量符号表达）。13．（10分）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L、直径为d、电阻率为ρ的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位长度的导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q（q>0），它们沿导线定向移动的平均速率为v。求：(1)这段导线受到的安培力的大小；(2)导线上下两侧C、D间的电势差；14．（10分）亥姆霍兹线圈是一种产生匀强磁场的器件，其结构主要由一对平行的完全相同的圆形线圈组成，两线圈通入方向相同的恒定电流后，在线圈间足够大的区域形成平行于中心轴线的匀强磁场。沿建立x轴，一圆形接收屏接地并垂直于x轴放置，其圆心位于x轴上的P点，圆形接收屏可沿x轴方向左右移动，如图所示。在两线圈间的区域加上平行于x轴的匀强电场，粒子源从x轴上的O点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为的粒子，已知粒子质量为m，电荷量为q（），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，电场和磁场均沿x轴正方向，不计粒子重力和粒子间相互作用。(1)沿x轴正向从左向右观察，判断亥姆霍兹线圈通入电流的方向为顺时针还是逆时针？(2)未加电场时，粒子在线圈间做匀速圆周运动，求粒子做圆周运动的半径r；(3)电场与磁场共存时，若粒子源在垂直于x轴的平面内，沿各向持续均匀发射速度大小均为的粒子，单位时间发射的粒子数为n，粒子打到接收屏后被立即吸收，圆形接收屏的半径。若要使所有粒子恰好打在接收屏的中心，求OP间的最小距离；15．（16分）如图所示，带电量、质量的滑块|以m/s的速度滑上静置在光滑水平面上的质量kg的绝缘木板，滑块与木板间的动摩擦因数，一段时间后滑块与木板以共同速度进入方向水平向左的电场区域，以水平面为x轴、电场区域左侧竖直边界为y轴建立直角坐标系，不同位置的电场强度大小E随x变化的规律为，其中V/m2。滑块可视为质点，电量保持不变，且始终未脱离木板；最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度m/s2。求：(1)滑块与木板进入电场前因摩擦产生的热量；(2)滑块进入电场后即将与木板产生相对滑动时的横坐标x1与此时滑块的速度大小；(3)已知滑块与木板在电场中未再次达到共同速度，则滑块从进入电场到向左运动到速度最大的过程中，电场力对其做的功和滑块向左运动过程中的最大速度大小。

参考答案：1．C【解析】A．电源的电动势不是电压，当外电路断路时，路端电压等于电源电动势，A不符合题意；B．电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，B不符合题意；C．电源的作用是使电源的正、负极始终带一定数量的正、负电荷，维持一定的电势差，C符合题意；D．电路中形成持续的电流的条件是有电源且电路闭合，D不符合题意。故选C。2．C【解析】在水平位置时穿过线框的磁通量为在竖直位置时穿过线框的磁通量为磁通量的变化量的大小为故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3．A【解析】设电容器充电结束时的电压为，开关接2时电容器开始放电，有由图像的面积表示放电的电量，有联立解得故选A。4．B【解析】设半球面在B点的电势为φ1，在半球面的右侧填补一个均匀带电量为+Q、半径为R的半球面，根据，填补后圆心O点的电势为又因为填补后，根据题意得解得故选B。5．B【解析】A．等量同种点电荷的电场分布如图所示由此可知，B2点和D2点电场强度大小相等，方向不同，故A不符合题意；B．B2点和D2到场源电荷的距离相等，则两点电势相等，故B符合题意；C．由于截面A2B2C2D2上各点到场源电荷的距离不相等，则电势不相等，则该截面不是等势面，故C不符合题意；C．使另一负点电荷自D2点沿直线运动至C2点，静电力一直做负功，故D不符合题意。故选B。6．D【解析】A．粒子在磁场中做圆周运动，有可得周期为回旋加速器周期与速度无关，粒子加速一次电流改变一次方向，所以粒子一个周期粒子加速两次，所以高频交流电的变化周期等于粒子圆周运动的周期，即故A不符合题意；B．粒子在电场中加速，有所以故B不符合题意；C．根据可知粒子（）与氘核的比荷相同，所以粒子做圆周运动的周期相同，所以可以加速，故C不符合题意；D．粒子第n次加速后有可得所以有由于所以有故D符合题意。故选D。7．A【解析】由于，则物块将相对传送带向左运动，物块向右做运动，根据左手定则，物块受到竖直向下的洛伦兹力，在竖直方向上有水平方向上有则有可知物块先做加速度增大的变加速直线运动，经历一段时间后，加速度将大于传送带的加速度a，之后速度将增大至与传送带速度相等，两者保持相对静止，共同做加速度为a的匀加速直线运动，由于v—t图像的斜率表示加速度，可知第一个图像是符合题意的。故选A。8．AB【解析】A．由电场强度的单位是V/m，由于E（x）=αx2，所以α的单位是故A符合题意；B．电偶极子受到的合力故B符合题意；C．电偶极子所受合力方向沿x轴正方向，静止释放后一直向x轴正方向运动，合力方向与位移方向同向，故C不符合题意；D．两个电荷放在一起电势能为零，相当于把其中一个移开了距离l，qU就是变化的电势能，即电偶极子的电势能，为Ep=−qU=−qEl=−αqlx02而实际不是匀强电场，故电偶极子的电势能不等于−αqlx02，故D不符合题意。故选AB。9．BC【解析】导体棒所处的磁场是由磁铁产生的，磁场方向指向右上方，如图甲根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向指向右下方，根据牛顿第三定律知，磁铁受到导体棒的作用力指向左上方，设为，对条形磁铁受力分析，如图乙，由于有水平向左的分力和竖直向上的分力，可知弹簧长度变短，台秤对条形磁铁的支持力减小，故台秤示数故AD不符合题意，BC符合题意。故选BC。10．BD【解析】A．根据左手定则可判断正离子在磁场中受力如图，所以正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A不符合题意；B．由于洛伦兹力总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力不改变速度大小，则带电粒子在纵向场中的速度大小不变，故B符合题意；CD．由图可知左右两边磁感应强度不一样，根据洛伦兹力提供向心力有解得可知同一正离子在磁场中因为磁感应强度不同导致左右的半径不同，所以发生偏移，B越大，R越小，所以同一正离子在左边部分的半径大于右边部分的半径，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，同理可知电子向上侧漂移，故C不符合题意，D符合题意。故选BD。11．2.904.005.60【解析】（1）理想电流表和定值电阻构成一个电压表，可测量外电压为（2）硅光电池的图像，当时，，图线的斜率的绝对值表示内阻，所以在流过电流表的电流小于200mA的情况下，此电池的内阻（3）作出的定值电阻的图线，是一条过原点的直线，该直线与图乙中电源的外电压和电流图线有交点，交点对应的电压和电流表示硅光电池两端接上阻值为的电阻时的电压和电流，如图所示电压值为，电流为，则对应的电池内阻为12．100【解析】（1）由题图可知，当选择开关调至“”挡时，欧姆表指针偏角过小，可知选择量程过小，应把选择开关调至挡；由图b可知，人体电阻为（2）流过人体的最大电流约为则电流表的量程太大，可以用电压表代替电流表，其量程为（3）由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如下图所示（4）流过人体电阻的电流人体电阻两端的电压根据欧姆定律可得人体电阻13．(1) (2) 【解析】（1）每个电荷所受的磁场力为这段导线受到的安培力的大小为解得（2）根据平衡条件得解得14．(1)顺时针 (2) (3)【解