安徽省合肥市六校联盟2024-2025学年第二学期期末统一考试（物理试题理）试题含解析

安徽省合肥市六校联盟2024-2025学年第二学期期末统一考试（物理试题理）试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素能够自发地发出射线的现象，即天然放射现象。让放射性元素镭衰变过程中释放出的α、β、γ三种射线，经小孔垂直进入匀强电场中，如图所示。下列说法正确的是（

）A．③是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力也最强B．①是β射线，是高速电子流，来自于原子的核外电子C．原子核发生一次衰变的过程中，不可能同时产生α、β两种射线D．原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，都不具有放射性2、如图所示，长为d、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上。导体棒与斜面的水平底边始终平行。已知导体棒电流方向从a到b，大小为I，重力加速度为g。若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，则磁感应强度的最小值和对应的方向是（）A．，方向垂直于斜面向下B．，方向垂直于斜面向上C．，方向竖直向上D．，方向竖直向下3、当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如图甲所示。已知图乙中定值电阻R的阻值为10Ω，电容器C的击穿电压为5V。则下列选项正确的是（）A．矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin100πt（A）B．矩形线框的转速大小为100r/sC．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略）D．矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为i=1.2sin100πt（A）4、某移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是（）A．电压 B．电量C．功率 D．能量5、下列说法正确的是（）A．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性B．高速运动的质子、中子和电子都不具有波动性C．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说D．核反应方程中的为质子6、如图所示，两个可视为质点的小球A、B通过固定在O点的光滑滑轮用轻绳相连，小球A置于光滑半圆柱上，小球B用水平轻绳拉着，水平轻绳另一端系于竖直板上，两球均处于静止状态。已知O点在半圆柱横截面圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角、其长度与半圆柱横截面的半径相等，OB与竖直方向成60°角，则（）A．轻绳对球A的拉力与球A所受弹力的合力大小相等B．轻绳对球A的拉力与半网柱对球A的弹力大小不相等C．轻绳AOB对球A的拉力与对球B的拉力大小之比为：D．球A与球B的质量之比为2：1二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R，0)点垂直x轴放置一线型粒子发射装置，能在0<y<R的区间内各处沿x轴正方向同时发射出速度均为ν、带正电的同种粒子，粒子质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。若某时刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中y轴上的同一位置，则下列说法中正确的是A．粒子击中点距O点的距离为RB．磁场的磁感应强度为C．粒子离开磁场时速度方向相同D．粒子从离开发射装置到击中y轴所用时间t的范围为＜t<8、下列说法不正确的是_____。A．竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是因为水银对玻璃管不浸润的结果B．相对湿度是空气里水蒸气的压强与大气压强的比值C．物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体D．压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现E.汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少9、在天文观察中发现，一颗行星绕一颗恒星按固定轨道运行，轨道近似为圆周。若测得行星的绕行周期T，轨道半径r，结合引力常量G，可以计算出的物理量有（）A．恒星的质量 B．行星的质量 C．行星运动的线速度 D．行星运动的加速度10、半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向为A→BB．导体棒A端相等于电源正极C．导体棒AB两端的电压为D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）实验室有一破损的双量程电压表，两量程分别是3V和15V，其内部电路如图所示，因电压表的表头G已烧坏，无法知道其电学特性，但两个精密电阻R1、R2完好，测得R1=2.9kΩ，R2=14.9kΩ．现有两个表头，外形都与原表头G相同，已知表头G1的满偏电流为1mA，内阻为50Ω；表头G2的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω，又有三个精密定值电阻r1=100Ω，r2=150Ω，r3=200Ω．若保留R1、R2的情况下，对电压表进行修复，根据所给条件回答下列问题：（1）原表头G满偏电流I=_______，内阻r=_______．（2）在虚线框中画出修复后双量程电压表的电路_____（标识出所选用的相应器材符号）（3）某学习小组利用修复的电压表，再加上可以使用的以下器材，测量一未知电阻Rx的阻值：电流表A量程0～5mA，内阻未知；最大阻值约为100Ω的滑动变阻器；电源E（电动势约3V）；开关S、导线若干．由于不知道未知电阻的阻值范围，学习小组为精确测出未知电阻的阻值，选择合适的电路，请你帮助他们补充完整电路连接____________，正确连线后读得电压表示数为2.40V，电流表示数为4.00mA，则未知电阻阻值Rx为____Ω．12．（12分）为了测量一待测电阻Rx的阻值，准备了以下器材：A．多用电表B．电流表G1（0~100mA，内阻约5Ω）C．电流表G2（0~50mA，内阻r2=10Ω）D．定值电阻R0（20Ω）E.滑动变阻器R1（0~5Ω）F.滑动变阻器R2（0~100Ω）G.直流电源（3.0V，内阻不计）H.开关一个及导线若干（1）用多用电表欧姆表“×1”挡粗测电阻时，其阻值如图甲中指针所示，则Rx的阻值大约是_______Ω。（2）滑动变阻器应选________（填仪器前的序号）。（3）若是用G2表测Rx两端电压，请在图乙对应的虚线框中完成实验电路设计（要求：滑动变阻器便于调节，电表读数不得低于量程的）。（________）（4）补全实验步骤：a.按图乙所示电路图连接电路，将变阻器滑动触头移至最________端（选填“左”或“右”）；b.闭合开关S，移动变阻器滑动触头至某一位置，记录G1、G2表的读数I1、I2；c.多次移动变阻器滑动触头，记录相应的G1、G2表的读数I1、I2；d.以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线如图丙所示，则待测电阻Rx的阻值为________Ω（保留两位有效数字）。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）两平行金属导轨水平放置，导轨间距。一质量的金属棒垂直于导轨静止放在紧贴电阻处，电阻，其他电阻不计。矩形区域内存在有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为，电阻与边界的距离。某时刻金属棒在一水平外力作用下由静止开始向右匀加速穿过磁场，其加速度大小，取。(1)求金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小；(2)若自金属棒进入磁场开始计时，求金属棒在磁场中运动的时间内，外力随时间变化的关系。(3)求金属棒穿过磁场的过程中所受安培力的冲量的大小。14．（16分）如图，在水平固定放置的汽缸内，用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体，开有小孔的薄隔板将气体分为A、B两部分．活塞的横截面积为S，与汽缸壁之间无摩擦．初始时A、B两部分体积相同，温度为T，大气压强为p1．(1)加热气体，使A、B两部分体积之比达到1:2，求此时的温度T′；(2)将气体温度加热至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p1S，推动活塞，直至最终达到平衡，推动活塞过程中温度始终维持2T不变，求最终气体压强p′．15．（12分）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷，比荷=1×l06C/kg，不计粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从O点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；(2)若k=2，求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，则k取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

A．由射线的带电性质可知，①是β射线，②是γ射线，③是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力最弱，A不符合题意；B．β射线是原子核发生β衰变时产生的，是高速电子流，来自于原子核，B不符合题意；C．原子核发生一次衰变的过程中，只能发生α衰变或β衰变，不能同时发生α衰变和β衰变，故不可能同时产生α、β两种射线，C符合题意；D．原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性，D不符合题意。故选C。2、A【解析】

根据三角形定则知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，根据共点力平衡可知，安培力的最小值为F=mgsinα

此时所加的磁场方向垂直于斜面向下，即为mgsinθ=BId解得方向垂直于斜面向下，故A正确、BCD错误。

故选A。3、A【解析】

A．由图象可知，矩形线框转动的周期T=0.02s，则所以线框中产生的交变电流的表达式为i=0.6sin100πt（A）故A项正确；B．矩形线框转动的周期T=0.02s，所以线框1s转50转，即转速为，故B项错误；C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压为u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V）由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故C项错误；D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为ω′=200πrad/s角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为I′m=1.2A则电流的表达式为i2=1.2sin200πt（A）故D项错误。4、B【解析】移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时，故B正确，ACD错误．故选B5、C【解析】

A．光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，A错误；B．任何运动的物体包括宏观物体和微观粒子都具有波粒二象性，B错误；C．原子的核式结构学说的提出是建立在粒子散射实验基础上的，C正确；D．根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为中子，D错误。故选C。6、D【解析】

设轻绳中拉力为T，球A受力如图A．所受弹力为绳对A的拉力和半圆对球A的弹力的合力，与重力等大反向，大于T，故A错误；B．受力分析可得解得故B错误；C．细线对A的拉力与对球B的拉力都等于T，故C错误；D．对球B解得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ABD【解析】

由题意，某时刻发出的粒子都击中的点是y轴上同一点，由最高点射出的只能击中（0，R），则击中的同一点就是（0，R），即粒子击中点距O点的距离为R，所以A选项正确。从最低点射出的也击中（0，R），那么粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛仑兹力提供向心力得：，则磁感应强度，所以选项B正确。粒子运动的半径都相同，但是入射点不同，则粒子离开磁场时的速度方向不同，选项C错误；显然偏转角最大的时间最长，显然从最低点射出的粒子偏转90°，在磁场中的时间最长，最长时间为。从最高点直接射向（0，R）的粒子时间最短，则最短的时间为，所以选项D正确。故选ABD。看起来情况比较复杂，但涉及的问题却是常规问题，本题的关键点是粒子源发出的粒子是速度大小和方向均相同，则其做匀速圆周运动的半径相同，在从最低点的特殊情况就能知道相同的半径就是圆弧的半径，再结合周期公式能求出最长和最短时间。8、BCD【解析】

A．竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力产生的不浸润现象所致，故A正确不符合题意；B．相对湿度等于水蒸气的实际压强与同温下水的饱和汽压的比值，故B错误符合题意；C．多晶体和非晶体均具有各向同性，故物理性质表现为各向同性的固体不一定是非晶体，故C错误符合题意；D．气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部压强产生的阻力造成的，并非由于分子之间的斥力造成，故D错误符合题意；E．气缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体的状态方程可知，压强不变而体积增大，则气体的温度一定升高；温度是分子的平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，单个分子对器壁的撞击力增大，压强不变则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，故E正确不符合题意。故选：BCD。9、ACD【解析】

A．设恒星质量为M，根据得行星绕行有解得所以可以求出恒星的质量，A正确；B．行星绕恒星的圆周运动计算中，不能求出行星质量，只能求出中心天体的质量。所以B错误；C．综合圆周运动规律，行星绕行速度有所以可以求出行星运动的线速度，C正确；D．由得行星运动的加速度所以可以求出行星运动的加速度，D正确。故选ACD。10、AC【解析】

AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；C．AB棒产生的感应电动势为导体棒AB两端的电压为故C正确；D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。故选AC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、1mA100Ω750Ω【解析】

（1）由图示电路图可知，电压表量程：

Ig（rg+R1）=3VIg（rg+R2）=15V

代入数据解得：Ig=1mA，rg=100Ω；

（2）修复电压表，表头满偏电流为，Ig=1mA，电阻应为：rg=100Ω，需要的实验器材为：表头的满偏电流0.5mA，内阻为200Ω的表头以及r3，即将表头和r3并联在电路中使用，电路图如图所示：

（3）根据题意可明确实验中应采用分压接法，电流表采用外接法，故实物图如图所示：电压表量程为3V，则其内阻RV＝＝3000Ω，根据欧姆定律可知．12、9（或9.0）E左10【解析】

（1）[1]多用电表用欧姆表盘的读数乘以倍率即为待测电阻阻值（2）[2]滑动变阻器采用分压式接入电路，所以选择阻值较小的滑动变阻器便于调节分压，即选E。（3）[3]电路中没有电压表，电流表的内阻已知，可作为电压表使用，电流表采用外接方式可以消除系统误差，使测量结果更精确，定值电阻串联在分压电路上，起到保护电路的作用，电路图如图。（5）[4]滑动变阻器的触头在开始实验前，需要滑到最左端保护电路，使电表的示数都从0开始变化。[5]根据电路图结合欧姆定律的分流规律可得整理得结合图像的斜率解得四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)；(2)其中；(3)。【解析】

(1)设金属棒到达磁场左、右边界、时的速度分别为、则有解得由电磁感应规律，金属棒的平均感应电动势金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小联立以上各式，解得。(2)金属棒在磁场中运动时产生感应电动势，金属棒中有感应电流，则金属棒速度为时受到的安培