江西省三新协同教研共同体2024-2025学年高二上学期12月联考物理试题（C卷）（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年“三新”协同教研共同体高二联考物理试卷注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第三册，选择性必修第一册第一章。一、选择题（1-7题，每题4分，共计28分，8-10题为多选题，每题6分，错选不给分，漏选给3分。合计46分）1.以下说法正确的是（）A.库仑不仅提出了库仑定律，还最早通过实验测得元电荷的数值B.一小段通电直导线在磁场中某处不受磁场力作用，该处磁感应强度不一定零C.磁感应强度B是矢量，方向与电流所受磁场力的方向相同D.采用了比值定义法，磁感应强度B与安培力F成正比，与IL成反比【答案】B【解析】A．最早通过实验测得元电荷的数值的是密立根，A错误；B．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，有可能是电流与磁场方向平行，故该处磁感应强度不一定为零，B正确；C．磁感应强度的方向与电流所受磁场力的方向一定垂直，C错误；D．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，通过电流元垂直放置于磁场中所受磁场力与电流元的比值来定义磁感应强度。此比值与磁场力及电流元均无关，D错误。2.以下关于电磁感应现象的几个场景说法正确的是（）A.图甲中，线圈绕垂直于磁场的转动轴转动时会产生感应电流B.图乙中，线圈垂直于匀强磁场方向向右运动，线圈右边未离开磁场前，线圈会产生感应电流C.图丙中，线框以直导线MN为轴旋转，会产生感应电流D.图丁中，线圈b中的磁通量大于线圈a中的磁通量【答案】A【解析】A．线圈绕垂直于磁场的转动轴转动，线圈的磁通量不断变化，会产生感应电流，A正确；B．线圈垂直于磁场方向向右运动，运动范围在匀强磁场内，线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，B错误；C．当线框以直导线MN为轴旋转时，穿过导体回路的磁通量没有发生变化，因此不会产生感应电流，C错误；D．图丁两线圈中存在方向相反的两个磁场，其中条形磁铁内部的磁场在两线圈处的磁通量相同，条形磁铁外部磁场在线圈a处的磁通量小于线圈b的，所以穿过线圈a的合磁通量大于穿过线圈b的合磁通量，D错误。故选A。3.一负电荷在电场中仅受电场力作用，从A点运动到B点，速度随时间变化的图像如图所示，tA、tB分别对应电荷在A、B两点的时刻，则下列说法中正确的是（）A.A处的场强小于B处的场强B.A处的电势低于B处的电势C.从A到B的过程中，电场力对电荷做正功D.电荷在A处的电势能小于在B处的电势能【答案】D【解析】A．由图像斜率表示加速度，知A处的加速度大于B处的加速度，则A处的场强一定大于B处的场强，故A错误；CD．由图像知从A到B的过程中，电荷动能减小，知电场力对电荷做负功，电荷电势能增加，故D正确，C错误。B．根据，可知同一负电荷在电势能大的地方反而电势低，电势能小的地方反而电势高，由于电荷在A处的电势能小于在B处的电势能，可知A处的电势一定高于B处的电势，故B错误。故选D。4.图甲是多用电表内部结构示意图，图乙是刻度盘，通过选择开关分别与1、2、3、4，5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表，电压表和欧姆表，下列说法正确的是（）A.A是黑表笔、B是红表笔B.作电流表时1比2量程大，作电压表时6比5量程小C.如图乙所示的指针位置，若选择电阻×10Ω挡，则读数为190Ω；若选择直流电压10V挡，则读数为4.4VD.当选择开关与3或4相连时是欧姆表，测量电阻之前需欧姆调零，但是测电阻换挡时不需要欧姆调零【答案】C【解析】AD．当选择开关与3、4相连时，多用电表是欧姆表，测量电阻之前和换挡后均需进行欧姆调零。内置电源的正极应与黑表笔相连，电源的负极应与红表笔相连，所以A为红表笔，B为黑表笔。AD错误；B．当选择开关与1、2相连时，多用电表是电流表，接1时并联电阻较小，电流表的量程较大；当选择开关与5，6相连时，多用电表是电压表，接6时串联电阻较大，电压表的量程较大。B错误；C．如图乙所示的指针位置，若选择电阻×10Ω挡，则读数为190Ω；若选择直流电压10V挡，则最小分度为0.2V，根据读数规则可知，指针读数为4.4V，C正确。5.如图所示，半径为R的带电荷量为的绝缘圆环，圆心为О，电荷量均匀分布。A，B、C为圆环的三等分点，OD=2R。现将A、B两处长为的电荷取走，，D点放置一电荷量为q的点电荷，O处电场强度恰好为0，则（）A.C点电场强度为零 B.q的绝对值为C.A、B两点电场强度相同 D.D处的点电荷一定带负电【答案】B【解析】BD．圆环上的电荷在О点产生的电场强度为0，取走A、B两处电荷后，A、B两点关于О点对称的两点分别为A'、B'，产生的电场强度矢量和水平向右，与D点处的q在空间叠加后，O点电场强度为0，所以q一定为正电荷，且有解得故D错误，B正确；A．处的电荷为正电荷，可知C点电场强度方向一定水平向右，故A错误；C．A、B两点电场强度大小相等，但方向不同，故C错误。故选B。6.物理学中将导线中电流与导线横截面积的比值定义为电流密度，用符号j来表示。现有一根金属直导线，其电阻率为ρ，导线内部的电场强度为E，单位体积内存在n个自由电子，每个电子所带的电荷量为e，电子在导线中定向运动时受到的平均阻力为f，可以认为电子以恒定速率v沿着导线方向运动。那么下列关于这些物理量之间关系的表达式中正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】BC．电流的微观表达式为所以电流密度为根据电场强度与电压的关系有故C正确，B错误；AD．电子匀速运动，有故AD错误。故选C。7.如图所示，小物块a、b和c静置于光滑水平地面上。现让a以速度v向右运动，与b发生正碰，然后b与c也发生正碰。若a，b质量分别为m和2m，c的质量可任意选择，所有碰撞可以是弹性碰撞也可以是非弹性碰撞，各种可能的碰撞后，c的最大速度最接近（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设a、b、c的质量分别为、、。a与b碰撞后二者的速度分别为和，弹性碰撞，b碰后速度最大，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有联立解得设b与c碰撞后二者的速度分别为和，同理，弹性碰撞情况下，c的碰后速度最大联立解得由上式可知，当时，则有所以若c的质量可任意选择，碰后c的最大速度接近。故选D。8.如图所示，在光滑水平面上静止放置着并排且不粘连的木块A、B，A、B质量均为m，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端О点系一长为L的轻质细线，细线另一端系着质量为m的小球C。现将C拉起至细线水平且自然伸直的状态后由静止释放（不计空气阻力，重力加速度为g）。以下说法正确的是（）A.C能向左摆到与释放点等高的位置B.C第一次运动到最低点时，绳中张力大小为4mgC.C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统机械能守恒D.C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统动量守恒【答案】BC【解析】A．C第一次到达左侧最高处时，A、B具有动能，由系统机械能守恒可知，C第一次到达左侧最高处时的高度比释放高度低，A错误；B．C第一次运动到最低点过程中，A、B一起向右运动，当C第一次到达最低点时，A和B即将分离，则有C第一次运动到最低点过程中，由绳子张力及重力的合力提供向心力，则有C第一次运动到最低点过程中，A、B、C构成的系统机械能守恒，则有联立解得B正确。C．C第一次运动到最低点过程中，只有重力做功，A、B、C构成的系统机械能守恒，C正确；D．C第一次运动到最低点过程中，系统的合力并不等于零，动量不守恒，但是水平方向上没有受到力的左右，故水平方向上系统动量守恒，D错误。故选BC。9.如图所示，电源电动势为E，内阻恒为r，R是定值电阻。热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平行板电容器。在温度降低的过程中，分别用、、和表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值，电表均为理想电表。关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（）A.电容器的带电量一定增加 B.电源的输出功率一定变大C. D.一定变大【答案】AC【解析】A．根据题图，由闭合电路欧姆定律有当增大，I减小，由可得电容器两端电压增加，根据可知电容器带电量增加，故A正确；B．由于无法确定R与r的关系，则电源的输出功率的变化无法确定，故B错误；C．由于可得由于，，，所以可得故C正确；D．根据电路知识知，V3测路端电压，V2测热敏电阻的电压，V1测定值电阻R的电压，由得它是不变的，故D错误。故选AC。10.如图所示，在竖直平面内的匀强电场中，一质量为m，带电量为+q的带电小球先后以同样大小的速度v经过同一条竖直线上的a、b两点，在a点的速度方向与直线的夹角=30°，由a点到b点过程中动量的变化量的方向水平向左，a、b两点间的距离为。（重力加速度为g）下列说法正确的是（）A.在b点的速度方向与直线的夹角=60°B.从a到b运动过程中的最小速度为C.由a点到b点运动的时间为D.电场强度的大小为【答案】BD【解析】A．带电小球先后以同样大小的速度v经过同一条直线上的a、b两点，由a点到b点过程中动量的变化量的方向水平向左，=30°，A错误；B．从a到b，垂直ab方向先由、减速至0再反向加速至，当垂直ab方向的速度变为零时，速度最小，最小速度为B正确；C．带电小球沿ab方向做匀速直线运动解得C错误；D．垂直ab方向有又因为解得联立可得，电场强度D正确。故选BD。二、实验题（共两小题，11题6分，12题8分，合计14分）11.某同学用图示装置探究A、B两球在碰撞中动量是否守恒。该同学利用平抛运动测量两球碰撞前后的速度，实验装置和具体做法如下：图中PQ是斜槽，QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滑下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滑下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。图中О点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，E、F、J是实验中小球落点的平均位置。A、B小球经测量质量分别为m1和m2。（1）若两个小球碰撞前后动量守恒，需验证的关系式为___________。（用m1、m2、OE、OF和OJ表示）（2）若两个小球的碰撞为弹性碰撞，测量出长度比值，则k=__________。（用数字表示）（3）本实验中下列说法正确的是_________。A.小球在斜槽上运动时有摩擦，所以对实验会造成误差B.A球质量m1应该大于B球的质量m2C.需要测量轨道末端到地面的高度【答案】（1）（2）1（3）B【解析】（1）由于两球从同一高度开始下落，且下落到同一水平面上，故两球下落的时间相同；根据动量守恒定律可得在水平方向有故有即（2）弹性碰撞过程系统在水平方向动量守恒、机械能守恒，由机械能守恒定律得两边同时乘以2t2整理得解得测量出长度比值为（3）A．小球A每次从斜槽同一位置释放，摩擦力做的功相同，每次碰前小球A的速度相同，摩擦力不会产生实验误差，故A错误；B．为保证碰撞后两球能都往前运动，A球的质量m1应该大于B球的质量m2，故B正确；C．两球从同一高度开始下落，则下落的时间相等，即轨道末端到地面的高度未测量对实验不会造成误差，故C错误。12.某同学欲测量一定值电阻的阻值和一电流表的内阻，可供选择的实验器材有：待测电阻Rx（阻值约为几十欧姆）；电阻箱R1（0~999.9Ω）；滑动变阻器R（0~20Ω，额定电流为1A）；电流表A1（0~0.3A，内阻为3.0Ω）；电流表A2（0~0.3A，内阻未知待测）；电源E（电动势为10V，内阻很小）；开关一个，导线若干回答下列问题：（1）要求通过Rx的电流从零开始连续调节，在图1虚线框内将电路原理图补充完整。_________（2）实验时，电流表a应选_________（填“A1”或“A2”）。（3）实验时，先调节电阻箱R1为适当值，再调节滑动变阻器R，使电流表a的示数为Ⅰ0=0.15A，记下此时电阻箱的阻值R1和电流表b的示数Ⅰ；保持Ⅰ0的示数不变，多测几组R1和Ⅰ值；得到R1—Ⅰ图像，如图2所示。根据图像可测得待测电阻的阻值为Rx=______Ω，电流表A2的内阻RA2=_____Ω。（结果均保留3位有效数字）【答案】（1）见解析（2）A2（3）25.4~26.44.00【解析】（1）（2）根据电路图可知电阻箱与电流表a串联，待测电阻与电流表串联，两串联电路再并联，并联电路电压相等，则即由题图2可知=4.0Ω要求的阻值，电流表b的内阻需已知，结合实验器材可知电流表b应为电流表A1，电流表a应为电流表A2。（3）根据可知代入数据得=25.9Ω=4.00Ω三、计算题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分）13.如图1所示，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器（最大阻值为25Ω），现闭合电路中的开关S，将滑动变阻器的滑片Р从最左端滑到最右端的过程中，由电表的测量数据得到U−Ⅰ图线如图2所示（电表均为理想电表）。求：（1）电源的电动势和内阻；（2）滑动变阻器R2的最大功率。【答案】（1）6V，5Ω（2）0.9W【解析】（1）滑动变阻器的滑片Р从最左端滑到最右端的过程中，接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电路电流减小，R1两端的电压减小，故乙表示V1示数的变化，甲表示V2示数的变化，由题图2可知图线乙的斜率表示定值电阻的阻值，则有根据闭合电路欧姆定律可得可知图线甲斜率的绝对值为可得电源内阻为图线甲纵轴截距表示电源电动势，则有（2）将R1看作电源的内阻，当滑动变阻器接入阻值为滑动变阻器消耗的功率最大，为联立以上解得14.如图，空间存在竖直向下的匀强电场，半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABCD固定在电场中的竖直面内，BD为圆弧的竖直直径，O为圆心，OA与竖直方向的夹角为53°，在电场中的P点沿水平方向抛出一个质量为m，电荷量为q的带正电小球，小球恰好从A点无碰撞地进入圆弧轨道。不计小球的大小，重力加速度大小为g，匀强电场的电场强度大小，P、Q两点在同一水平线上，sin53°=0.8。（1）求小球到A点的速度大小；（2）若小球到A点时，电场强度大小变为原来的2倍，方向变为水平向右，则此后小球在圆弧轨道上运动的最大动能为多少？【答案】（1）（2）【解析】（1）小球从Р点到A点过程中，小球运动的加速度设小球的初速度为，小球到A点时的速度沿电场方向的分速度为，则解得则小球在A点的速度为（2）将小球所受重力与电场力合成，设合力与竖直方向的夹角为即=53°当小球运动的位置和O点的连线与OB的夹角为53°时，即在等效平衡位置时动能最大，根据动能定理解得15.吉安市政欲规划一项新的娱乐设施，它是由陆上滑道和水上浮台两大部分组成，如下图所示。滑道ABC有斜道AB和平道BC，AB与BC在B处平滑衔接。A和C的竖直