2024-2025学年安徽省天一大联考高二上学期12月月考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年安徽省天一大联考高二（上）联考物理试卷（12月）一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.如图所示，在河北固安举行的2024年“嘉克杯”国际焊接大赛中，一名选手在进行电焊作业，电焊弧光中含有大量波长为的紫外线。已知普朗克常量，真空中光速为，电子的电荷量，则该紫外线光子的能量约为（）A.4eV B.5eV C.6eV D.7eV【答案】A【解析】由、及，得紫外线光子能量故选A。2.如图所示为某同学自制的静电除尘器。穿过去底的矿泉水瓶瓶盖（瓶盖打孔）安装一直导线M，瓶外绕多圈铁丝N。a、b端与高压直流电源相连。断开开关S，点燃蚊香，瓶内烟雾缭绕。闭合S，顿时瓶内清澈透明，则S闭合时（）A.M附近电场强度最小 B.M附近电场强度最大C.烟尘吸附在M上 D.N附近空气中的气体分子易被电离【答案】B【解析】因为静电平衡时，M上电荷密度大，附近电场强度最大，其周围空气中的气体分子被电离，成为正离子和电子，电子在向着正极N运动的过程中，遇到烟气尘中的粉尘，使粉尘带负电，粉尘被吸附在瓶身上，从而达到除尘效果。故选B。3.如图是某新国标电动车使用的锂电池，部分参数如铭牌所示，其中100公里指以最大限速行驶时的续航。充满电后，该电池贮存的电能为E，释放的总电荷量为q，车以的速度行驶时的工作电流为I、续航时间为t。则（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．由铭牌信息知，该电池能贮存的能量可得故A错误；B．释放的总电荷量故B错误；CD．电动车以的速度行驶时，续航时间工作电流故C正确，D错误故选C。4.两个点电荷和产生电场中的等势线如图中实线所示，a、b、c为三条等势线上的点。则（）A.带负电B.电子在a点的电势能为C.三点中，电子在b点受到的电场力最大D.将电子由a经b移到c点，电场力做功为【答案】D【解析】A．连接和，顺着电场线方向电势降低，知带正电，故A错误；B．根据，知电子在a点的电势能为，故B错误；C．三点中，b处等势线最疏，电场强度最小，电子在b点受到的电场力最小，故C错误；D．将电子由a经b移到c点，电场力做功故D正确。故选D。5.如图所示的电路中，R0是定值电阻，滑动变阻器的最大电阻。电压表和电流表均为理想电表，C为电容器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中（）A.电流表示数减小B.电压表示数减小C.电容器所带电荷量增多D.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小【答案】D【解析】A．分析电路图可知，电阻R0和滑动变阻器R属于串联关系，滑片P由a滑到b的过程中，电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大，电流表示数增大，故A错误；B．电压表所测电压增大，故B错误；C．电容器两端电压减小，电容器所带电荷量减小，故C错误；D．将R0看作电源内阻，由于当滑动变阻器电阻值等于时，其功率最大，因此滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故D正确。故选D。6.E、F、G三点的坐标如图所示，空间内匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿∠xOz的平分线方向，则通过面积SEFG的磁通量Φ为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】由数学知识和对称性知，穿过的磁通量是通过面积的磁通量的2倍，将B沿垂直平面EOF和平行该平面分解为和，可得则通过面积的磁通量为故选A。7.蹦床运动是小孩喜爱的运动。一质量为40kg的小孩在t=0时从离水平网面某高度处自由落下，着网后沿竖直方向蹦离水平网面，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，在0.8s~1.6s时间内，网对小孩的平均作用力大小为（）A.1300N B.1200N C.1100N D.1000N【答案】B【解析】由题图知，在0.8s~1.6s内，小孩着网时的速度离网时速度为取竖直向上为正方向，对小孩依据动量定理，有解得故选B。8.如图所示，在与水平方向成斜向左下的匀强电场E中，质量均为m、电荷量绝对值相等、可视为质点的带电小球M和N用不可伸长的绝缘轻绳a和b连接，a上端悬于O点。静止时，M、N与图中电场线在同一竖直面内，a竖直，b刚好拉直且与水平面成、张力为零。已知轻绳b长度l远大于球的直径，重力加速度大小为g，静电力常量为k，则E的值为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】M、N静止时，轻绳a竖直，b中无张力，说明两球沿电场线方向所受的电场力平衡，M带正电、N带负电，所带电荷量的绝对值相等设为q，隔离N，其受重力G、两球间的库仑力及电场力作用，如图所示由于，根据平衡条件可得即解得故选B。二、多选题：本大题共2小题，共8分。9.人们用手抛撒种子进行播种，某次抛撒种子后，其中质量相等两颗种子a、b的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，M、N分别为运动轨迹上与O在同一水平线上的两点，P、Q是两轨迹的最高点。从O到M和O到N的过程中，不计空气阻力，则（）A.a受到重力的冲量比b大 B.b受到重力的冲量比a大C.a在P点的动量大于b在Q点的动量 D.a在P点的动量小于b在Q点的动量【答案】AD【解析】两种子分别从O抛出到M、N的过程中做斜抛运动，由轨迹知种子a上升的最大高度较高，根据可知，种子在空中的运动时间根据，知水平速度结合重力冲量动量可知，a受到重力的冲量比b大，a在P点动量小于b在Q点的动量。10.如图所示，在竖直xOy平面第三象限内有电压为U0的加速电场，第一象限内有由一对水平平行板形成的偏转电场，板间电压为U，平行板下极板与x轴重合，左端紧靠O，上极板左端坐标为（0，d）。一价氢离子和二价氦离子的混合物从O′由静止开始加速后，从O点射入偏转电场，O′O与x轴正方向夹角θ=30°。氢离子从O运动到最高点E的轨迹方程为（k、b为常数），F为其出射点，离子重力和离子间相互作用均不计，则（）A.B.二价氦离子在F点下方离开电场C.氦离子在O点动能较氢离子大D.E点坐标为【答案】ACD【解析】AB．设离子射入偏转电场时的速度为v0，在偏转电场中运动的加速度大小为a，由O到E时间为t，竖直方向有水平方向有而解得可得因方程与带电粒子的电荷量及质量无关，二价氦离子的轨迹与一价氢离子轨迹相同，射出电场的位置也一样，故A正确，B错误；C．在加速电场中，从O′到O，对一价氢离子有对二价氦离子有氦离子在O点动能较氢离子大，故C正确；D．在最高点E，有解得横坐标结合前面结论，得即E点坐标为，故D正确。故选ACD。三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.某同学用图1所示的装置验证动量定理。器材有：滑块（含遮光片，总质量为）、与计算机相连的光电门1和2、装有沙的沙袋、长木板（带滑轮））、天平和细线等。已知重力加速度大小为g。实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d，示数如图2所示，________mm。（2）挂上沙袋，改变木板的倾角，使滑块匀速滑下。（3）取下沙袋，用天平测出其总质量为m，让滑块沿木板下滑，和计算机相连的光电门测量出遮光片经过光电门1、2的遮光时间、及遮光片从1运动到2所用时间t，则滑块从1运动到2的过程中，所受合力的冲量大小________，滑块动量的变化量大小为________（用题中给出的物理量表示）。（4）改变沙袋的质量和木板的倾角，多次重复实验。在误差允许的范围内，若有，则动量定理得以验证。【答案】（1）（3）【解析】（1）[1]由游标卡尺的读数规则得（3）[2]挂上装沙的沙袋，滑块匀速下滑，其受到的合力为零，取下沙袋，滑块受到的合力即为沙袋的重力，有则滑块受合力的冲量大小[3]滑块经过光电门1、2的速度大小分别、其动量的变化量12.某实验小组研究一个额定电压为（常温下电阻约6欧）的小灯泡的伏安特性。用电流表、电压表、滑动变阻器（最大电阻为）、电动势为6V的电池（内阻不计）、定值电阻、开关和导线等组成图1所示的实验电路。电表均为理想电表，实验要求小灯泡两端电压从0开始变化。回答下列问题：（1）根据实验要求，完成图1中的实物连线__________。（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的__________（填“a”或“b”）端。（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，灯泡与滑动变阻器并联的总电阻为，小灯泡恰好正常发光，则定值电阻__________保留2位有效数字）。（4）小组通过实验作出小灯泡的图线如图2所示，结合信息可知，滑动变阻器最大电阻__________保留2位有效数字）。（5）将小灯泡与另一电源（电动势、内阻、的定值电阻构成图3所示的电路，闭合开关S，小灯泡工作的实际功率约为__________W（保留2位有效数字）。【答案】（1）（2）a（3）5.2（4）10（5）0.28【解析】（1）实验中要求小灯泡两端电压从0开始，滑动变阻器应采用分压式接法，连接方法如图所示。（2）闭合开关S前，要保证小灯泡所在支路电压（或电流）为零，滑动变阻器滑片应置于a端。（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，小灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为，又灯泡与滑动变阻器的并联电阻值为，由分压原理，知解得（4）由下图可知，小灯泡正常工作时的电流，电阻定义式得由并联电阻关系式得解得I它与小灯泡的图线相交于点，则小灯泡在该电路中工作时的实际功率为四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图所示，水平绝缘平台与倾角为θ的斜面固定在同一竖直平面内，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为q（q>0）的金属机器人（视为质点）在平台O点水平抛出一绝缘小球（不带电），同时机器人由O点悬空仅在重力和静电力的作用下从静止开始运动。小球垂直打在斜面上的P点时，机器人恰好到达P点。O、P间竖直高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，设O点电势为零。求：（1）小球运动初速度大小v0；（2）电场强度大小E。【答案】（1）（2）【解析】（1）如图所示绝缘小球在空间做平抛运动，垂直打在斜面上P点，有解得（2）机器人受电场力和重力作用，从静止开始运动，必做匀变速直线运动，轨迹从O到P，设P点处小球速度与水平方向成α角，OP与水平方向成β角，由几何知识知依据平抛运动推论，有则解得14.如图所示的电路位于竖直面内，电源电动势，内阻，电阻，为定值电阻，为电阻箱。间距的两平行正对金属板AB、CD垂直纸面放置与水平面成，A、D刚好在同一水平线上。将调至最大，闭合开关S。调节电阻箱时，将一质量、带电量的小球以某一速度从A边缘水平射入板间，小球恰好沿直线AD运动。不计空气阻力，重力加速度取，，求：（1）小球从A到D，静电力所做的功；（2）电阻的阻值及它消耗的功率P。【答案】（1）（2），【解析】（1）小球在平行板间恰好沿直线AD运动，受电场力F和重力G作用，合力沿DA方向，如图所示有电场力做功得（2）设两平行板间的电势差为U，电场强度为E，由由第（1）问得得设回路总电流为I，依据闭合电路欧姆定律，有得通过的电流则代入数据，得功率15.如图所示，在竖直平面内有圆弧轨道AB和半圆轨道CD组成的光滑固定轨道，AB轨道的半径，CD轨道的直径，圆心、及B、C和D在同一竖直线上，B、C间有一空隙（宽略大于小球e的直径）。CD轨道与水平地面相切于D点，D点右侧有一质量为4m的长木板a静止在水平地面上，质量为m的小物块b静止在a的最右端。质量为m的小球e从A点由静止释放，经空隙进入CD轨道运动，恰好不脱离轨道CD。在D点，e与a发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰后瞬间锁定e，a向右运动。一段时间后，b刚好不滑离a，最后木板a的右端静止在M点（图中未画出）。已知a与b间的动摩擦因数，a与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，不计空隙大小和空气阻力，小球e和物块b均可视为质点。求：（1）圆弧轨道CD的半径；（2）木板a的长度（3）点离D点的距离s。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）设小球在B点的速度大小为，小球e从A运动到B，机械能守恒，有在B点进入轨道CD，恰好不脱离轨道，有得（2）设小球e在D点与木板a碰撞前的速度为，碰撞后e和a的速度分别为和，取水平向右为正方向，小球e由A运动D，机械能守恒，有得小球与木板弹性碰撞，动量守恒与机械能守恒，有解得，碰撞后，a向右做匀减速运动，b从静止开始向右做匀加速运动，加速度大小分别为和。对a，合力对b，合力a向右运动一段时间t后，b刚好不滑离a，两者速度相等。设此过程中，a的位移为，b的位移为，有代入数据，得a的位移b的位移为木板a的长度（3）、b速度相等时设为，此后两者一起无相对滑动做匀减速运动，加速度为，停止运动时的位移为，有由得M点离D点的距离2024-2025学年安徽省天一大联考高二（上）联考物理试卷（12月）一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.如图所示，在河北固安举行的2024年“嘉克杯”国际焊接大赛中，一名选手在进行电焊作业，电焊弧光中含有大量波长为的紫外线。已知普朗克常量，真空中光速为，电子的电荷量，则该紫外线光子的能量约为（）A.4eV B.5eV C.6eV D.7eV【答案】A【解析】由、及，得紫外线光子能量故选A。2.如图所示为某同学自制的静电除尘器。穿过去底的矿泉水瓶瓶盖（瓶盖打孔）安装一直导线M，瓶外绕多圈铁丝N。a、b端与高压直流电源相连。断开开关S，点燃蚊香，瓶内烟雾缭绕。闭合S，顿时瓶内清澈透明，则S闭合时（）A.M附近电场强度最小 B.M附近电场强度最大C.烟尘吸附在M上 D.N附近空气中的气体分子易被电离【答案】B【解析】因为静电平衡时，M上电荷密度大，附近电场强度最大，其周围空气中的气体分子被电离，成为正离子和电子，电子在向着正极N运动的过程中，遇到烟气尘中的粉尘，使粉尘带负电，粉尘被吸附在瓶身上，从而达到除尘效果。故选B。3.如图是某新国标电动车使用的锂电池，部分参数如铭牌所示，其中100公里指以最大限速行驶时的续航。充满电后，该电池贮存的电能为E，释放的总电荷量为q，车以的速度行驶时的工作电流为I、续航时间为t。则（）A. B.C. D.【答案】C【解析】A．由铭牌信息知，该电池能贮存的能量可得故A错误；B．释放的总电荷量故B错误；CD．电动车以的速度行驶时，续航时间工作电流故C正确，D错误故选C。4.两个点电荷和产生电场中的等势线如图中实线所示，a、b、c为三条等势线上的点。则（）A.带负电B.电子在a点的电势能为C.三点中，电子在b点受到的电场力最大D.将电子由a经b移到c点，电场力做功为【答案】D【解析】A．连接和，顺着电场线方向电势降低，知带正电，故A错误；B．根据，知电子在a点的电势能为，故B错误；C．三点中，b处等势线最疏，电场强度最小，电子在b点受到的电场力最小，故C错误；D．将电子由a经b移到c点，电场力做功故D正确。故选D。5.如图所示的电路中，R0是定值电阻，滑动变阻器的最大电阻。电压表和电流表均为理想电表，C为电容器。闭合开关S，将滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中（）A.电流表示数减小B.电压表示数减小C.电容器所带电荷量增多D.滑动变阻器消耗的功率先增大后减小【答案】D【解析】A．分析电路图可知，电阻R0和滑动变阻器R属于串联关系，滑片P由a滑到b的过程中，电路总电阻减小，由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大，电流表示数增大，故A错误；B．电压表所测电压增大，故B错误；C．电容器两端电压减小，电容器所带电荷量减小，故C错误；D．将R0看作电源内阻，由于当滑动变阻器电阻值等于时，其功率最大，因此滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中，滑动变阻器消耗的功率先增大后减小，故D正确。故选D。6.E、F、G三点的坐标如图所示，空间内匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向沿∠xOz的平分线方向，则通过面积SEFG的磁通量Φ为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】由数学知识和对称性知，穿过的磁通量是通过面积的磁通量的2倍，将B沿垂直平面EOF和平行该平面分解为和，可得则通过面积的磁通量为故选A。7.蹦床运动是小孩喜爱的运动。一质量为40kg的小孩在t=0时从离水平网面某高度处自由落下，着网后沿竖直方向蹦离水平网面，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，在0.8s~1.6s时间内，网对小孩的平均作用力大小为（）A.1300N B.1200N C.1100N D.1000N【答案】B【解析】由题图知，在0.8s~1.6s内，小孩着网时的速度离网时速度为取竖直向上为正方向，对小孩依据动量定理，有解得故选B。8.如图所示，在与水平方向成斜向左下的匀强电场E中，质量均为m、电荷量绝对值相等、可视为质点的带电小球M和N用不可伸长的绝缘轻绳a和b连接，a上端悬于O点。静止时，M、N与图中电场线在同一竖直面内，a竖直，b刚好拉直且与水平面成、张力为零。已知轻绳b长度l远大于球的直径，重力加速度大小为g，静电力常量为k，则E的值为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】M、N静止时，轻绳a竖直，b中无张力，说明两球沿电场线方向所受的电场力平衡，M带正电、N带负电，所带电荷量的绝对值相等设为q，隔离N，其受重力G、两球间的库仑力及电场力作用，如图所示由于，根据平衡条件可得即解得故选B。二、多选题：本大题共2小题，共8分。9.人们用手抛撒种子进行播种，某次抛撒种子后，其中质量相等两颗种子a、b的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，M、N分别为运动轨迹上与O在同一水平线上的两点，P、Q是两轨迹的最高点。从O到M和O到N的过程中，不计空气阻力，则（）A.a受到重力的冲量比b大 B.b受到重力的冲量比a大C.a在P点的动量大于b在Q点的动量 D.a在P点的动量小于b在Q点的动量【答案】AD【解析】两种子分别从O抛出到M、N的过程中做斜抛运动，由轨迹知种子a上升的最大高度较高，根据可知，种子在空中的运动时间根据，知水平速度结合重力冲量动量可知，a受到重力的冲量比b大，a在P点动量小于b在Q点的动量。10.如图所示，在竖直xOy平面第三象限内有电压为U0的加速电场，第一象限内有由一对水平平行板形成的偏转电场，板间电压为U，平行板下极板与x轴重合，左端紧靠O，上极板左端坐标为（0，d）。一价氢离子和二价氦离子的混合物从O′由静止开始加速后，从O点射入偏转电场，O′O与x轴正方向夹角θ=30°。氢离子从O运动到最高点E的轨迹方程为（k、b为常数），F为其出射点，离子重力和离子间相互作用均不计，则（）A.B.二价氦离子在F点下方离开电场C.氦离子在O点动能较氢离子大D.E点坐标为【答案】ACD【解析】AB．设离子射入偏转电场时的速度为v0，在偏转电场中运动的加速度大小为a，由O到E时间为t，竖直方向有水平方向有而解得可得因方程与带电粒子的电荷量及质量无关，二价氦离子的轨迹与一价氢离子轨迹相同，射出电场的位置也一样，故A正确，B错误；C．在加速电场中，从O′到O，对一价氢离子有对二价氦离子有氦离子在O点动能较氢离子大，故C正确；D．在最高点E，有解得横坐标结合前面结论，得即E点坐标为，故D正确。故选ACD。三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.某同学用图1所示的装置验证动量定理。器材有：滑块（含遮光片，总质量为）、与计算机相连的光电门1和2、装有沙的沙袋、长木板（带滑轮））、天平和细线等。已知重力加速度大小为g。实验步骤如下：（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d，示数如图2所示，________mm。（2）挂上沙袋，改变木板的倾角，使滑块匀速滑下。（3）取下沙袋，用天平测出其总质量为m，让滑块沿木板下滑，和计算机相连的光电门测量出遮光片经过光电门1、2的遮光时间、及遮光片从1运动到2所用时间t，则滑块从1运动到2的过程中，所受合力的冲量大小________，滑块动量的变化量大小为________（用题中给出的物理量表示）。（4）改变沙袋的质量和木板的倾角，多次重复实验。在误差允许的范围内，若有，则动量定理得以验证。【答案】（1）（3）【解析】（1）[1]由游标卡尺的读数规则得（3）[2]挂上装沙的沙袋，滑块匀速下滑，其受到的合力为零，取下沙袋，滑块受到的合力即为沙袋的重力，有则滑块受合力的冲量大小[3]滑块经过光电门1、2的速度大小分别、其动量的变化量12.某实验小组研究一个额定电压为（常温下电阻约6欧）的小灯泡的伏安特性。用电流表、电压表、滑动变阻器（最大电阻为）、电动势为6V的电池（内阻不计）、定值电阻、开关和导线等组成图1所示的实验电路。电表均为理想电表，实验要求小灯泡两端电压从0开始变化。回答下列问题：（1）根据实验要求，完成图1中的实物连线__________。（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的__________（填“a”或“b”）端。（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，灯泡与滑动变阻器并联的总电阻为，小灯泡恰好正常发光，则定值电阻__________保留2位有效数字）。（4）小组通过实验作出小灯泡的图线如图2所示，结合信息可知，滑动变阻器最大电阻__________保留2位有效数字）。（5）将小灯泡与另一电源（电动势、内阻、的定值电阻构成图3所示的电路，闭合开关S，小灯泡工作的实际功率约为__________W（保留2位有效数字）。【答案】（1）（2）a（3）5.2（4）10（5）0.28【解析】（1）实验中要求小灯泡两端电压从0开始，滑动变阻器应采用分压式接法，连接方法如图所示。（2）闭合开关S前，要保证小灯泡所在支路电压（或电流）为零，滑动变阻器滑片应置于a端。（3）将滑动变阻器的电阻调至最大时，小灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为，又灯泡与滑动变阻器的并联电阻值为，由分压原理，知解得（4）由下图可知，小灯泡正常工作时的电流，电阻定义式得由并联电阻关系式得解得I它与小灯泡的图线相交于点，则小灯泡在该电路中工作时的实际功率为四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图所示，水平绝缘平台与倾角为θ的斜面固定在同一竖直平面内，空间有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为q（q>0）的金属机器人（视为质点）在平台O点水平抛出一绝缘小球（不带电），同时机器人由O点悬空仅在重力和静电力的作用下从静止开始运动。小球垂直打在斜面上的P点时，机器人恰好到达P点。O、P间竖直高度为h，不计空气阻力，重力加速度大小为g，设O点电势为零。求：（1）小球运动初速度大小v0；（2）电场强度大小E。【答案】（1）（2）【解析】（1）如图所示绝缘小球在空间做平抛运动，垂直打在斜面上P点，有解得（2）机器人受电场力和重力作用，从静止开始运动，必做匀变速直线运动，轨迹从O到P，设P点处小球速度与水平方向成α角，OP