湖北省腾云联盟2024-2025学年高二年级上册12月联考物理试卷（含解析）

湖北省“腾•云”联盟2024-2025学年度高二上学期12月联考

物理试卷

试卷满分：100分

注意事项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在

答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：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。写在

试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸

和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第卜7

题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对

但不全的得2分，有选错的得0分。

1.某款小型加磁器如图所示，当把螺丝刀放入加磁孔时，能使螺丝刀磁化吸引轻质铁钉，当把螺丝刀放入

消磁孔时，螺丝刀会退磁失去磁性。根据安培分子电流假说可知（）

A.磁化时螺丝刀内部才产生了分子电流

B.退磁时螺丝刀内部的分子电流强度会减弱

C.磁化时螺丝刀内部分子电流的取向变得大致相同

D.螺丝刀在高温条件下或者受到猛烈撞击时磁性会增强

【答案】C

【解析】

【详解】ABC.安培的分子电流假说，很好的解释了磁现象的电本质，他认为所有物体里面都有分子电流，

磁体内部的分子电流的取向趋向一致时对外显示磁性，分子电流的取向杂乱无章时对外不显磁性，故AB错

误，C正确；

D.由安培分子电流假说可知，激烈的热运动或震动使分子电流的取向杂乱无章，磁体对外不显磁性，故D

错误。

故选C。

2.第四代入工心脏是一种被广泛应用于心脏衰竭手术的医疗器械，它采用的无线充电技术从根本上解决了

创口感染难题，是人工心脏技术一次革命性的进步。下图为无线充电原理图，由与人工心脏电池相连的受

电线圈和与充电器相连的送电线圈构成。下列关于人工心脏无线充电的说法正确的是（）

A.无线充电的工作原理与指南针的原理相同

B.送电线圈接直流电源时不能对人工心脏电池进行无线充电

C.人工心脏无线充电时，受电线圈始终有收缩的趋势

D.送电线圈与受电线圈只有完全对准重合时才能进行无线充电

【答案】B

【解析】

【详解】A.受电线圈的工作原理是电磁感应，故A错误；

B.送电线圈的工作原理是电流的磁效应，故B正确；

C.直流电源电流恒定，产生的磁场磁感应强度不变，受电线圈中无感应出电流，因此直流电源无法对人

工心脏进行无线充电，故C错误；

D.送电线圈产生的磁场周期性变化，所以穿过受电线圈的磁通量周期性变化，受电线圈不是始终有收缩

趋势，故D错误。

故选Bo

3.如图所示，。是等边三角形ABC底边的中点。现将等量的异种电荷分别置于边和8C边的中

点，下列说法中正确的是（）

A.A、。两点的电场强度相同，B、C两点的电势不相同

B.B、C两点的电场强度相同，A、。两点的电势不相同

C.A、。两点的电场强度不相同，B、C两点的电势相同

D.B、C两点的电场强度不相同，A、D两点的电势不相同

【答案】A

【解析】

【详解】等量异号电荷的电场分布如图所示

电荷连线为一条等势线，连线上电场强度的方向平行于连线指向负电荷一侧，根据对称性可知A、D两点

的电场强度相等，电势也相等；B、C两点的电场强度大小相等，方向不同，由电场线分布可知，

故选A„

4.2024年9月14日晚，由中宣部、湖北省人民政府等单位共同主办的长江文化艺术季拉开帷幕，震撼壮

观的无人机表演吸引了众多观众。某品牌无人机的电池的容量为4000mAh则下列说法正确的是

()

A.“mA・h”是能量单位

B.该无人机电池工作时将电能转化化学能

C.该无人机电池充满电储存的电荷量约为1.44XK)4C

D.若该无人机的工作电流为5A,则其续航时间约为1.5小时

【答案】C

【解析】

【详解】A.“毫安时(mA.h)”是电荷量的单位，故A错误；

B.该无人机电池工作时将化学能转化为电能，故B错误；

C.该无人机电池充满电储存的电荷量

q=It=4000xW3x3600s=1.44x104C

故C正确；

D.无人机工作电流为5A时，其续航时间

z=1=L44xl0=2880s=()_8h

故D错误。

故选Co

5.如图所示，由粗细均匀电阻丝制成的单匝圆形线框置于垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）中,

A8为线框上的两点且NAOfi=90。，恒压电源通过导线接在线框上的AB两点。闭合开关S后，整个圆形

线框所受安培力大小为E则线框ANB部分所受安培力的大小为（）

13

B.-FC.-FD.-F

324

【答案】D

【解析】

【详解】圆形导线框的部分的电阻⑷VB部分电阻的3倍，若流过的电流为/,则流过⑷VB的

电流为31,AMB部分和ANB部分均可等效为长度为的直导线，故

BIL+3BIL=F

导线框ANB部分所受安培力

3

F^=3BIL=-F

女4

故选D。

6.如图所示，电路中电源电动势为E,内阻为，，LPL2为小灯泡，R为滑动变阻器，V为理想电压表,

C为电容器。电容器两极板水平放置，当开关S闭合，电流达到稳定时，处在电容器两极板间的油滴恰好

保持静止。保持开关s闭合，将滑动变阻器的滑片向右移动一小段距离，则（）

B.L变暗，L?变亮

C.电压表的示数增大D.带电油滴向下运动

【答案】B

【解析】

【详解】AC.简化电路如图所示

◎

C

当滑动变阻器的滑片向右移时，滑动变阻器接入的阻值增大，电路中总电阻增大，干路电流减小，灯泡L】

变暗，电压表示数减小，故AC错误;

BD.滑动变阻器分得的电压增大，灯泡L2变亮。原来油滴恰好保持静止，电场力和重力平衡。电容器与滑

动变阻器并联，电容器C两端的电压也增大，根据

U=Ed

电容器极板间的场强E增大，则

qE>mg

带电油滴会向上运动，故B正确，D错误；

故选B

7.某静电场的电场强度方向与x轴平行，在x轴上各点电势。随坐标》的变化情况如图所示。现将一电子

自x=-不处由静止释放（不计重力），则在一玉）~2天）间电场强度E、电子运动时的速度V、动能后卜、电

势能Ep随坐标x变化的图像可能正确的是（

【答案】D

【解析】

【详解】A.。-无图像的斜率反映的是电场强度的变化，-％0段电场强度为定值，方向沿x轴负方向,

0~5段电场强度为零，/〜2%段电场强度大小与一/0段相同，方向沿x轴正方向，A错误；

B.-x00段电子所受电场力为恒力，沿x轴正方向做匀加速直线运动，速度v随时间♦均匀增大，0~/

段做匀速直线运动，/〜2%段做匀减速直线运动，速度v随时间/均匀减小，B错误；

C.-x00段电场力做正功，电势能减小，C错误；

D.根据动能定理

qEx=Ek

可知-Xo0段电场力是恒力，做正功，动能均匀增加，0~升段做匀速直线运动，动能不变，/〜2%段

做匀减速直线运动，动能均匀减小，D正确。

故选D。

8.在如图甲所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为广，&为定值电阻，鸟为滑动变阻器，闭合开关

S,当滑动变阻器鸟的触头从一端滑到另一端的过程中，三块电压表的示数随电流表示数的变化情况如图

乙所示。电压表和电流表均为理想电表，则下列正确的是（）

A.定值电阻N=ioc

B.电源电动势E=4.0V

电阻与最大功率为L28W

D.当电流为0.3A时，电源的效率为90%

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据图甲可知，A测干路电流,M测定值电阻尺两端电压，定值电阻用的伏安特性曲线为

过原点的倾斜直线，有

q叫

根据图乙可求得

32V

K=--=8Q

10.4A

故A错误;

B.电压表V3测路端电压，有

U^E-Ir

将均等效为电源内阻，则丫2测等效电源的路端电压，有

E/2=E-/(r+7?1)

斜率较大的图线为电压表V2读数随电流表A读数的变化图线，由图乙有

r=2.0Q,£=4.0V

故B正确;

C.当电路中的电流/最大（即&接入的阻值为0时），有

P”W

故C正确；

D.当电流为0.3A时，有

TJJD

77=——X1OO%=——X100%=85%

ElR总

故D错误。

故选BC。

9.如图所示，在直角VA3C区域内存在垂直于三角形平面向里的匀强磁场，ZA=90°,AC=d,

BC=2d。在顶点A处有一粒子源，可以在垂直磁场的平面内，向NC43区域内各个方向均匀射入比荷

为限速率为V的带负电的粒子，有2的粒子能从边射出，忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说

3

法中正确的是（）

A,匀强磁场的磁感应强度大小为2叵

3kd

B.粒子在磁场中运动的最短时间为叵4

3v

c.粒子在磁场中运动的最长时间为叵4

2v

3

D.AB边有粒子射出的区域长度为一d

2

【答案】AD

【解析】

22

【详解】A.粒子源射出的粒子有一从边射出，则速度方向与边成90°x—=60。角范围的粒子都

33

从AB边射出，如图所示，当粒子速度方向与A8边成60°时，粒子轨迹与边相切，其圆心为。-由几

何关系可得粒子的轨道半径为

选项A正确；

B.所有粒子在磁场中运动的轨道半径相同，轨迹对应弦长越短，在磁场中运动时间越短，运动时间最短

的粒子对应弦垂直于2C,由几何关系可得，轨迹对应圆心。2刚好在边上，最短时间

3r_兀d

选项B错误;

C.轨迹对应圆心角越大，在磁场中运动时间越长，故

2—

371r_gnd

v3v

选项C错误;

D.A8边有粒子射出的区域如图所示，由几何关系可得

选项D正确。

故选AD。

10.如图所示，与纸面平行的匀强电场中有一矩形ABCD其外接圆的半径和边的长度均为R在A点

处有一粒子源，在纸面内向各个方向发射动能均为Ek、电荷量为+4的同种带电粒子，到达B点处的粒子

动能为2E「到达。点处的粒子动能为4Ek。0点为外接圆的圆心，是平行于AB边的直径，不计粒

子的重力及粒子间的相互作用，下列说法中正确的是（）

3E

A.A、。两点间的电势差为一上

q

B.匀强电场的电场强度大小为《迟

qR

C.到达圆周上的粒子的最大动能为54

D.将电荷量为的带电粒子由M点移到N点，粒子的电势能增加线

【答案】AC

【解析】

【详解】A.带电粒子到达。点处的粒子动能为4E「由动能定理得

qUAD=4E「Ek

解得

故A正确；

B.设匀强电场在A3方向的分量为&,在AD方向的分量为七2，依题意可得

qE.R=2Ek-Ek

qE2xy/3R-4线-Ek

解得

区E=6纥

Ei

qR'°—qR

如图所示

将耳、马根据平行四边形定则合成得

E=^

qR

方向沿AC方向，故B错误;

C.粒子到达圆周上的C点动能最大,由动能定理得

qEx2R=EkC—Ek

解得

Eke二5七卜

故C正确;

D.将电子由M点移到N点，有

AEp=qE-2Rcos60°=25k

即电场力做负功，电子的电势能增加2Ek，故D错误。

故选ACo

二、非选择题（本题共5小题，共60分）

11.某同学对课本演示实验装置改进后制作的“楞次定律演示仪”如图所示，演示仪由反向并联的红、黄两

只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。

n

（1）利用该装置可以探究感应电流的方向与磁通量变化的关系，螺线管导线绕向如图所示。正确连接好

实验电路后。若观察到红色LED灯亮，该同学可能进行的操作是（填下方选项前的字母序号）：

A.条形磁铁N极朝下，插入螺线管B.条形磁铁N极朝下，拔出螺线管

C.条形磁铁S极朝下，插入螺线管D.条形磁铁S极朝下，拔出螺线管

由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向（填

“相同”或“相反”

（2）楞次定律可以用来判断感应电流的方向，它是_____在电磁感应现象中的具体体现。

A.电阻定律B.库仑定律C.欧姆定律D.能量守恒定律

【答案】⑴BC②.相反

（2）D

【解析】

【小问1详解】

[1]根据楞次定律可判断当条形磁铁N极朝下拔出螺线管或者条形磁铁S极朝下插入螺线管时电流由上至下

经过红色LED灯，A错误，B正确，C正确，D错误。

故选BC。

⑵由此可分析得出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向相反。

【小问2详解】

楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，这种阻碍作用做功将其他形式的

能转变为感应电流的电能，所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程，D正确。

故选D。

12.某同学欲用下列器材测量电源的电动势E与内阻r。

A.待测电源（电动势E约为9V,内阻厂未知）

B.电流表A（量程0.6A,内阻（未知）

C.电阻箱火（O~999.9Q）

D.定值电阻片=25Q

E.定值电阻g=15。

F.开关Sp开关S2,导线若干

该同学将器材连接成图甲所示的电路。

（1）该同学先利用图甲电路测量电流表的内阻尺,。闭合开关S「将开关S2先后掷向。和6,并调节电阻

箱，反复操作后发现当R=375.00,将开关S2掷向。和6时，电流表示数相同，则电流表的内阻此=

Q=若忽略偶然误差，从理论上分析，实验测得电流表的内阻值______（填“大于”“等于”或

“小于”）真实值。

（2）该同学再利用图甲电路测量电源的电动势和内阻。闭合开关S「将开关S2掷向触点c,多次调节电

阻箱，记录下电阻箱的阻值R和电流表的示数/；利用R、/数据绘制!-工图像如图乙所示，则电源的电

IR

动势£=V,内阻厂=。（结果均保留两位有效数字）。

【答案】（1）①.②.等于

（2）①.9.1②.2.3

【解析】

【小问1详解】

[1]⑵闭合开关将开关S2掷向。，当开关S2掷向。和掷向》电流表示数相同，说明S2掷向。时没有电

流通过开关，则有

RiRA

可得

RA~

该同学用电桥法测电流表的内阻，从理论上分析

&=也

AR

是没有系统误差的，实验测得的电流表内阻值等于真实值。

【小问2详解】

[1北2]由闭合电路的欧姆定律有

变形可得

1(4+&)「1

1ERE

代入已知量有

116r116+r

——•—।------

IERE

结合图乙有

16r10-2,

——=-------=4

E2

16+r

-------=2

E

解得

E=9.1V

r=2.3。

13.如图所示，电源电动势E=9V,内阻厂=3,定值电阻凡=2。,凡为电阻箱。闭合开关S,调节

电阻箱&，求:

E,rS

(1)当电阻箱&=5Q时，与两端的电压;

(2)电阻箱%消耗的最大功率4。

【答案】(1)2.25V

(2)6.75W

【解析】

【详解】(1)根据闭合电路的欧姆定律有

&+Ry+r

由欧姆定律

U=吗

电阻箱&=5Q时，求得R]两端的电压

U=2.25V

(2)由闭合电路的欧姆定律有

1=——-——

R[+7?2+丫

电阻箱号消耗的功率

P=EI—F(&+r)

将上式变形得

£2

P=----------------------------5---------------------------

(凡+「一旦)7\

5R"+4")

可得当'=«+厂时，&消耗的功率最大

_E2

■=4(7?"

解得

Pm=6.75W

14.如图所示，半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道48c固定在竖直平面内，其下端与光滑绝缘水平面相切于

A点，整个空间存在水平向右的匀强电场。质量为相、电荷量为+q的带电小球(可视为质点)从水平面

上的尸点以某一初速度水平向左运动，小球能沿轨道运动至C点飞出并最终落回水平面。已知带电小球经

过。点时对圆弧轨道无压力，OQ与竖直方向夹角为c=37°,重力加速度大小为g,取

sin37°=0.6,cos37°=0.8„求：

(1)匀强电场电场强度£的大小；

(2)带电小球经过轨道上的C点时对圆弧轨道的压力大小;

(3)带电小球落回水平面时离A点的距离乩

【答案】(1)—

4q

3

(2)—fng

(3)*R

2

【解析】

【详解】(1)小球恰好能经过轨道上的。点且此时对圆弧轨道无压力，小球在。点的受力如图所示

由题意可知

qE

tana=--

mg

解得

E二31ng

4q

(2)小球在。点所受合外力

F=4/mg

coscr4

设小球在Q点的速度为%,在。点由牛顿第二定律得

5VQ

—mg=m-^―

4R

解得

设小球在C点的速度为％,自。点运动至C点由动能定理可得

11

-mgR(1-costz)+qERsina=2WVc2_”Q2

解得

3野

在C点由牛顿第二定律得

mg+F=m-^~

NR

解得

“3

然=~mg

由牛顿第三定律得小球经过轨道上的。点时对轨道的压力

3

万

FN=综口

（3）小球自C点飞出后，在竖直方向做自由落体运动，设小球经时间f落回水平面，有

1,

2R=/

在水平方向做匀加速直线运动，有

2

x=vct+^axt

又

qE=max

解得

3+277p

x=-------R

2

15.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为8

（8未知）的匀强磁场，第二象限内存在垂直平面向外、磁感应强度大小为32的匀强磁场。质量为相、电

荷量为+4的带电粒子从y轴上M点（0,d）以初速度/沿无轴正方向射入第一象限，然后从无轴上的N

点（百d，0）射入第四象限，不计粒子的重力。求:

（1）磁感应强度2的大小；

（2）带电粒子自M点进入磁场开始到第四次经过x轴时所经历的时间；

（3）若粒子在磁场中受到与速度大小成正比、方向相反的阻力/且f=H（左为已知常量），己知粒子第

一次经过x轴时速度与x轴垂直，求此时粒子的位置坐标。

【答案】⑴家mV。

53兀d

(2)——

9%

⑶费

【解析】

【小问1详解】

设带电粒子在第一、三、四象限磁场中做圆周运动的半径为与，粒子在第一象限的轨迹的圆心为。-由

几何关系知

ZNM0=NMC{N=60°

则

cos60°=—~—

解得

&=2d

由洛伦兹力提供向心力