安徽省合肥市六校联盟2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

试卷更新日期：2025-01-22 类型：期末考试

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一、选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案，请把正确答案涂在答题卡上）

1. 下列相关描述及判定，正确的是（　　）

A、甲图中说明磁体周围不同点的磁场方向都不同 B、乙图中奥斯特提出著名的分子电流假说，他认为分子电流的取向是否有规律，决定了物体对外是否显磁性 C、丙图中说明磁场对电流有力的作用，根据该原理制成了电动机 D、丁图中麦克斯韦提出“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”，并预言了电磁波的存在，而后赫兹用实验捕捉到了电磁波

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2. 如图所示为三根平行直导线的截面图，若它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，且如果AB=AC=AD，则A点的磁感应强度的方向为（　　）

A、沿AB方向 B、沿AD方向 C、沿AC方向 D、沿DA方向

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3. 下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（　　）

A、甲图中，当蹄形磁体顺时针转动（从上往下看）时，铝框将沿顺时针方向转动 B、乙图中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属 C、丙图中磁电式仪表，把线圈在铝框骨架上，起到电磁驱动的作用 D、图丁中，铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速不变

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4. 2023年12月，中核集团230MeV超导质子回旋加速器及治疗端通过验收技术测试，这意味着中核集团布局治癌回旋加速器及治疗端技术又取得重要突破。如图所示，甲图为该回旋加速器的照片，乙图为回旋加速器工作原理示意图。现将回旋加速器置于垂直的匀强磁场中，接入高频电源，分别对质子和氦核进行加速。下列说法正确的是（　　）。

A、两粒子在磁场中运动的周期相同 B、两粒子的最大速度相等 C、两次所接高频电源的频率不相同 D、仅增大高频电源的电压，可增大粒子的最大动能

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5. 在光滑的水平面上，质量为 $m_{1}$ 的小球 $A$ 以速率 $v_{0}$ 向右运动。在小球 $A$ 的正前方有一质量为 $m_{2}$ 的小球 $B$ 处于静止状态，如图所示。小球 $A$ 与小球 $B$ 发生弹性碰撞后，均向右运动，且碰后 $A 、 B$ 的速度大小之比为1∶4，则两小球质量之比 $\frac{m_{1}}{m_{2}}$ 为（　　）

A、1∶2 B、2∶1 C、3∶1 D、1∶3

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6. 有“海上充电宝”之称的南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）

A、线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B、线圈转动到如图所示位置时 $a$ 端电势低于 $b$ 端电势 C、线圈转动到如图所示位置时其靠近 $N$ 极的导线框受到的安培力方向向上 D、该发电机单位时间内能输出的最大电能与浪板面积的大小有关

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7. 近年来，无线充电技术得到了广泛应用。图甲为正在进行无线充电的电子产品，图乙为某种无线充电器的简化原理图。由于发射线圈与接收线圈处于两个分离的装置中，穿过接收线圈的磁通量少于发射线圈的磁通量。已知发射线圈与接收线圈的匝数分别为1210匝和55匝，当发射线圈接入220V交流电源时，接收线圈输出电压为9V。忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　）

A、发射线圈与接收线圈的电流之比为 $1 : 22$ B、穿过接收线圈的磁通量变化率是穿过发射线圈的90% C、发射线圈与接收线圈中交变电流的频率之比为 $22 : 1$ D、只要发射线圈接入电压为220V，接收线圈输出电压均为9V

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8. 电磁轨道炮是利用安培力使金属炮弹获得极大动能的先进武器。如图所示为电磁炮的原理简图，炮弹可看作阻值为R的导体，放置在光滑的金属轨道上，轨道水平放置并与电源连接。当炮弹放入轨道后，受到垂直纸面向里的匀强磁场对其的安培力作用，使其加速后射出。下列说法正确的是（　　）

A、电源输出的电能完全转化为了炮弹的动能 B、安培力对炮弹做功的大小等于回路中产生的总焦耳热 C、炮弹在轨道上的加速度逐渐减小 D、炮弹的末动能和轨道长度成正比

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二、选择题（本大题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分）

9. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R是定值电阻，热敏电阻 $R_{T}$ 的阻值随温度的降低而增大，C是平行板电容器，电路中的电表均为理想电表。闭合开关S，平行板电容器内的带电液滴恰好静止。分别用I、 $U_{1}$ 、 $U_{2}$ 和 $U_{3}$ 表示电流表A、电压表 $V_{1}$ 、电压表 $V_{2}$ 和电压表 $V_{3}$ 的示数，用 $Δ I$ 、 $Δ U_{1}$ 、 $Δ U_{2}$ 和 $Δ U_{3}$ 表示电流表A、电压表 $V_{1}$ 、电压表 $V_{2}$ 和电压表 $V_{3}$ 的示数变化量的绝对值。当温度降低时，关于该电路工作状态的变化，下列说法正确的是（　　）

A、 $U_{2}$ 和 $U_{3}$ 的示数均增加 B、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I}$ < $\frac{Δ U_{3}}{Δ I}$ C、电源的输出功率可能先增加后减小 D、带电液滴可能向下加速运动

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10. 如图所示，A点的离子源沿纸面垂直OQ方向向上射出一束负离子，离子的重力忽略不计。为把这束负离子约束在OP之下的区域，可加垂直纸面的匀强磁场。已知O、A两点间的距离为s，负离子的比荷为 $\frac{q}{m}$ ，速率为v，OP与OQ间的夹角为30°，则所加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向可能是（　　）

A、 $B > \frac{m v}{3 q s}$ ，垂直纸面向里 B、 $B > \frac{m v}{q s}$ ，垂直纸面向里 C、 $B > \frac{m v}{q s}$ ，垂直纸面向外 D、 $B > \frac{3 m v}{q s}$ ，垂直纸面向外

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三、非选择题（本大题共5小题，共58分）

11. 某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞：
（1）若入射小球的质量为 $m_{A}$ ，半径为 $r_{A}$ ；被碰小球的质量为 $m_{B}$ ，半径为 $r_{B}$ ，则要求
A． $m_{A} > m_{B}, r_{A} > r_{B}$      B． $m_{A} > m_{B}, r_{A} = r_{B}$
C． $m_{A} > m_{B}, r_{A} < r_{B}$        D． $m_{A} < m_{B}, r_{A} = r_{B}$
（2）以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项。
A．斜槽必须光滑
B．斜槽末端必须水平
C．入射小球 $A$ 必须从同一高度释放
D．水平槽放上 $B$ 球时， $B$ 球落点位置必须在斜面上
（3）实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球 $A$ ，在记录纸上找到了未放被碰小球 $B$ 时，入射小球 $A$ 的平均落点 $P$ ，以及A球与 $B$ 球碰撞后， $A$ 、 $B$ 两球平均落点位置 $M$ 、 $N$ ，并测得它们到抛出点 $O$ 的距离分别为 $O P$ 、 $O M$ 、 $O N$ 。已知 $A$ 、 $B$ 两球的质量分别为 $m_{A}$ 、 $m_{B}$ ，如果 $A$ 、 $B$ 两球在碰撞过程中动量守恒，则 $m_{A}$ 、 $m_{B}$ 、 $O P$ 、 $O M$ 、 $O N$ 之间需满足的关系式是：。
（4）如果 $A$ 、 $B$ 两球的碰撞是弹性碰撞，则 $m_{A}$ 、 $m_{B}$ 、 $O P$ 、 $O M$ 、 $O N$ 之间需满足的关系式是：。

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12. 小明想利用多用电表和一粗细均匀的铅笔芯测一节干电池的电动势和内电阻，实验步骤如下：
(1)将多用电表调至“欧姆×1”挡，调零后，测量该铅笔芯的电阻，指针指示如图甲所示，则该铅笔芯的电阻R为Ω；
(2)将多用电表调至合适的直流电流挡（该挡内阻较小），按如图乙连接电路；
(3)用刻度尺测得铅笔芯连入电路的总长度为L；
(4)多次改变铅笔芯接入电路中PN的长度x，并记录相对应的电表读数；
(5)在坐标纸上画出 $\frac{1}{I}$ -x图像如图丙所示，已知该图像的斜率为k，纵轴截距为b，由图像可知，该电池的电动势E= ，内电阻r=；（本问结果均用题中所给字母表示）
(6)若不考虑测量中的偶然误差，从实验原理上看，该方法测得的电池的电动势（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测得的内电阻（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，产生的原因是。

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13. 如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I₁时，金属杆恰好能静止。求：
(1)磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I₂调到多大才能使金属杆保持静止？

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14. 如图，两个定值电阻的阻值分别为R和 $\frac{1}{3} R$ ，直流电源的内阻为 $\frac{1}{6} R$ ，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，极板长为 $2 d$ ，极板间存在方向水平向外的匀强磁场，质量为m、带电量为 $- q$ 的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）求直流电源的电动势E的大小；
（2）求磁场的磁感应强度B的大小。

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15. 2024年5月8日下午，我国第三艘航空母舰福建舰圆满完成为期8天的首次航行试验任务。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，配置电磁阻拦装置，其原理是在飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L、轨道端点MP间接有电阻R。一根长为L、质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于MN、PQ静止放在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机着舰后立即关闭动力系统，以水平速度v₀迅速钩住导体棒ab，并立即与ab获得共同的速度，仅在电磁作用力下很快停下来。不计其他电阻及摩擦阻力，求：
（1）飞机钩住ab棒后获得的共同速度v的大小；
（2）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，电阻R产生的焦耳热；
（3）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中，飞机运动的距离x。

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