[物理]江苏省南通市名校联盟2024-2025学年高三上学期8月第二次模拟演练性联考试卷(解析版)

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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：高考全部内容。
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。
1. 有人根据B＝提出以下说法，其中正确的是（ ）
A. 磁场中某点的磁感应强度B与通电导线在磁场中所受的磁场力F成正比
B. 磁场中某点的磁感应强度B与乘积Il成反比
C. 磁场中某点的磁感应强度B不一定等于
D. 通电直导线在某点所受磁场力为零，则该点磁感应强度B为零
【答案】C
【解析】AB．磁感应强度是用比值定义法定义B的，但磁感应强度是磁场的固有性质，与通电导线所受磁场力F及乘积Il等外界因素无关，A、B错误；
CD．是在通电导线与磁场垂直的情况下得出的，如果不垂直，设通电导线与磁场方向夹角为θ，则根据
得
即B不一定等于， 如果θ＝0，虽然B≠0，但F＝0，故C正确，D错误。
故选C。
2. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（ ）
A. aB. bC. cD. d
【答案】C
【解析】A．当开关S闭合后，直导线电流从B流向A，根据右手定则可知磁场方向为逆时针方向，所以a点的磁场方向刚好相反了，则A错误；
BC．当开关S闭合后，根据右手定则可知通过螺线管的右边是N极，所以C点磁场方向正确，b点的磁场方向刚好相反，所以B错误；C正确；
D．当开关S闭合后，根据右手定则可知电磁铁D的左边是N极，右边为S极，所以d点的磁场方向刚好相反，则D错误；
故选C。
3. 如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l.在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零．下列说法正确的是（ ）

A. B0的方向平行于PQ向右
B. 导线P的磁场在a点的磁感应强度大小为B0
C. 只把导线Q中电流的大小变为2I，a点的磁感应强度大小为B0
D. 只把导线P中的电流反向，a点的磁感应强度大小为B0
【答案】C
【解析】A．
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，根据安培定则及矢量叠加原理可知它们在a点处产生的合磁感应强度方向平行于PQ向右，设大小为B1，如图所示，由于a点处的合磁感应强度为零，由此可知外加的磁场B0方向平行于PQ向左，故A错误；
B．且
设导线P、Q在a点处产生的磁感应强度分别为BP、BQ，则
根据几何关系有
解得
故B错误；
C．只把导线Q中电流大小变为2I，则导线Q在a点产生的磁感应强度方向不变，大小变为
由几何知识结合矢量叠加原理，求得a点处磁感应强度大小为
故C正确；
D．当导线P中的电流反向，

其他条件不变，则导线P在a处产生的磁感应强度大小不变，但方向反向，可求得两导线在a处的合磁场大小为
方向竖直向上，如图所示，因外加的磁场方向与PQ平行，且由Q指向P，最后由矢量的合成法则，可得a点处磁感应强度的大小为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示，水平桌面上有一正三角形线框abc，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为L，线框处在与桌面成60°斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，ac边与磁场垂直。现a、c两点接到直流电源上，流过ac边的电流为I，线框静止在桌面上，则线框受到的摩擦力大小为（ ）
A. B. C. D. 2BIL
【答案】C
【解析】根据题意可知abc边的电流为
正三角形框架接入电路后，受安培力的等效长度为L，总电流为
所受安培力大小为
故选C。
5. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（ ）
A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动
B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转
C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度
D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上
【答案】D
【解析】A．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故A正确，不符合题意；
B．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向相反，指针会反向偏转，故B正确，不符合题意；
C．线圈匝数越多，受到的安培力合力越大，越容易转动，可以提高电流表的灵敏度；故C正确，不符合题意；
D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到此作用，故D错误，符合题意。
故选D。
6. 如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳1水平，绳2与水平方向成角，O为结点，绳3的下端拴接一质量为m、长度为l的导体棒，棒垂直于纸面静止，整个空间存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现向导体棒通入方向向里、大小由零缓慢增大到的电流，可观察到导体棒缓慢上升到与绳1所处的水平面成角时保持静止。已知重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 绳1受到的拉力先增大后减小
B. 绳2受到的拉力先增大后减小
C. 绳3受到的拉力最大值为
D. 导体棒中电流的值为
【答案】D
【解析】AB．对整体分析，重力大小和方向不变，绳1、2弹力方向不变，根据左手定则，安培力水平向右逐渐增大，有平衡条件得
水平方向
竖直方向
电流逐渐变大，则增大、不变，故AB错误；
C．当电流增大到时，安培力与重力的合力最大，即绳3的拉力最大
最大值为
故C错误；
D．对导体棒受力分析得
得
故D正确。故选D。
7. 如图所示，水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线a和b，电流大小相等，方向垂直纸面向里，竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上。通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外。现在从M点由静止释放直导线c，直导线c可沿中垂面落至地面上的N点。整个过程导线a和b静止不动，不计空气阻力，则由M点运动到N点的过程中（ ）
A. 导线c在M点受到的安培力水平向右
B. 导线c在M点受到的安培力竖直向下
C. 导线c可能做加速度一直增大的加速运动
D. 导线c可能做加速度一直减小的加速运动
【答案】C
【解析】AB．根据右手螺旋定则可知通电直导线a和b在点的磁场方向如图所示
由矢量叠加可知通电直导线a和b在点的磁场方向水平向右，根据左手定则可知导线c在M点受到的安培力竖直向上，故AB错误；
CD．若距离点无穷远处，磁感应强度为零，点磁感应强度为零，所以从无穷远处到点磁感应强度先增大后减小，由于不清楚点的位置，所以通电直导线c所受安培力可能先增大后减小，也可能一直减小，结合牛顿第二定律
可知导线c可能做加速度一直增大的加速运动，也可能先做加速度减小加速运动再做加速度增大的加速度运动，故C正确，D错误。故选C。
8. 如图甲，两根长度和质量都相同的金属直导线用绝缘丝线连接，再用绝缘丝线将悬挂在水平细杆上，中通有相同大小的电流，方向如图所示，两根导线的质量均为m，重力加速度为g。现在两导线所在空间施加与导线垂直斜向上的匀强磁场，磁场方向与竖直方向间夹角为30°，其截面图如图乙。下列说法正确的是（ ）
A. 悬挂导线的丝线向右偏离竖直方向
B. 上下每根丝线上的拉力大小分别为mg、
C. 若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则上面丝线上的拉力大小可能为0
D. 若增大匀强磁场的磁感应强度大小，则下面丝线与竖直方向间夹角将增大
【答案】D
【解析】A．由左手定则和安培力公式可知，磁场对的安培力与对cd的安培力等大反向，将导线（含两者间丝线）看作一个整体，则悬挂导线的丝线拉力要平衡整体的重量（如下图），故应保持竖直，故A错误；
B．由整体法可知，上方丝线拉力大小等于整体的重力大小2mg，故B错误；
C．增大磁感应强度，磁场对的安培力与对cd的安培力仍然等大反向，上面丝线上的拉力平衡整体重力，等于2mg，故C错误；
D．增大匀强磁场的磁感应强度大小，则cd导线受安培力方向不变大小增大，由力三角形法（图形如下）可知，安培力与重力夹锐角且夹角不变，则合力随安培力增大而增大，方向与竖直方向夹角增大，所以下面丝线与竖直方向间夹角增大，故D正确。
故选D
9. 在城市建设施工中，经常需要确定地下金属管线的位置。如图所示，已知一根金属长直管线平行于水平地面，为探测其具体位置，首先给金属管线通上恒定电流，再用可以测量磁场强弱、方向的仪器进行以下操作：①用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a；②在a点附近的地面上，找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF；③在地面上过a点垂直于EF的直线上，找到磁场方向与地面夹角为45°的b、c两点，测得b、c两点距离为L。由此可确定（ ）
A. 金属管线在EF正下方，深度为 L
B. 金属管线在EF正下方，深度为 L
C. 金属管线的走向垂直于EF，深度为L
D. 金属管线的走向垂直于EF，深度为L
【答案】A
【解析】用测量仪在金属管线附近的水平地面上找到磁感应强度最强的某点，记为a，说明a点离电流最近；找到与a点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线EF，故说明这些点均离电流最近，根据电流应该平行EF；画出侧视图，如图所示
b、c间距为L，且磁场方向与地面夹角为45°，故金属管线在EF正下方，深度为。
故选A。
10. 在倾角的光滑导体滑轨的上端接入一个电动势，内阻的电源，滑轨间距，将一个质量，电阻的金属棒水平放置在滑轨上。若滑轨所在空间加一匀强磁场，当闭合开关S后，金属棒刚好静止在滑轨上，如图所示。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度有最小值，为0.32T，方向垂直滑轨平面向下
B. 磁感应强度有最大值，为0.4T，方向水平向右
C. 磁感应强度有可能为0.3T，方向竖直向下
D. 磁感应强度有可能为0.4T，方向水平向左
【答案】C
【解析】A．由闭合电路欧姆定律可得
对金属棒受力分析可知，当安培力沿斜面向上时，安培力最小，此时
当安培力最小，且磁感应强度方向与电流方向相互垂直时，磁感应强度最小
由左手定则判断可知，磁感应强度的方向为垂直斜面向下，故A错误；
B．当磁感应强度方向水平向右，安培力竖直向上，当
金属棒刚好静止在滑轨上，可得
但此时磁感应强度并不是最大值，故B错误；
C．当磁感应强度方向竖直向下，金属棒受到安培力方向水平向右，金属棒平衡可得
解得
故C正确；
D．当磁感应强度方向水平向左，安培力竖直向下，不可能平衡，故D错误。
故选C。
11. 如图为两形状完全相同的金属环A、B平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心Ol、O2的连线为一条水平线，其中M、N、P为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足MOl=O1N=NO2 =O2P。当两金属环中通有从左向右看逆时针方向的大小相等的电流时，经测量可得M点的磁感应强度大小为B1、N点的磁感应强度大小为B2，如果将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】对于图中单个环形电流，根据安培定则，其在中轴线上的磁场方向均是向左，故M点的磁场方向也是向左的，设A环形电流在M点的磁感应强度为BAM，B环形电流在M点的磁感应强度为BBM，测量可得M点的磁感应强度大小为B1，则有
而N点的磁感应强度大小为B2，则有
将右侧的金属环B取走，P点的磁感应强度大小应为
故选B。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有：
待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）；
电源E（电动势，内阻r约为）；
电阻箱R（阻值范围）；
滑动变阻器（最大阻值）；
滑动变阻器（最大阻值）；
微安表（量程，内阻等于）；
开关两个，温控装置一套，导线若干。
同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下：
①按图示连接电路；
②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏；
③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
④记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用___________（填“”或“”）。
（2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路__________。
（3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为___________（结果保留到个位），该测量值___________（填“大于”或“小于”）真实值。
（4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐___________（填“增大”或“减小”）。
【答案】（1） （2） （3）3500 大于 （4）减小
【解析】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。
（2）[2]电路连接图如图所示
（3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即
可得
[4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。
（4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。
13. 如图所示，一粗细均匀、长度为、导热性能良好的细玻璃管竖直放置，下端封闭，上端开口。长度为的水银柱将长度为的空气柱（可视为理想气体）封闭在玻璃管底部，大气压强，管内空气的初始温度为，热力学温度与摄氏温度之间的关系为。
（1）若缓慢升高管内气体的温度，当温度为时，管内水银恰好有一半溢出，求的大小；
（2）若保持管内空气温度不变，缓慢倾斜玻璃管，当玻璃管与水平面间的夹角为时，管内水银恰好有一半溢出，求的值。
【答案】（1）360K；（2）
【解析】（1）开始时封闭气体的压强为
当温度为时，管内水银恰好有一半溢出， 封闭气体的压强为
根据理想气体状态方程可得
解得
（2）当玻璃管与水平面间的夹角为时，管内水银恰好有一半溢出，此时封闭气体的压强为
根据玻意耳定律有
解得
14. 一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为m、带电荷量为-q的物块（可视为质点）以初速度v0从绝缘板上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘板所在空间有范围足够大的匀强，电场，其场强大小、方向竖直向下，如图所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定，物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止；若将匀强电场的方向改为竖直向上，场强大小不变，且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入。求：
（1） 物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量；
（2）当匀强电场的方向为竖直向上时，物块与木板的相对位移大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）当物块与绝缘板相对静止时，根据动量守恒定律得
解得
根据能量守恒定律可得
（2）场强向下时
场强向上时
解得
两次产生的热量相等，即
解得
15. 如图所示，已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=0.5Ω，
求：(1)当电阻箱R读数为多少时，保护电阻R0消耗的电功率最大，并求这个最大值？
(2)当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R消耗的功率PR最大，并求这个最大值？
(3)若电阻箱R的最大值为3Ω，R0=5Ω，求：当电阻箱R读数为多少时，电阻箱R的功率最大，并求这个最大值？
(4)电源的最大输出功率。
【答案】(1)0，8W；(2)1.5Ω，6W；(3)3Ω，W；(4)9W
【解析】(1)保护电阻消耗的电功率为
P0=
因R0和r是常量，而R是变量，所以R最小时，P0最大，即R=0时
P0max=＝W＝8W
(2)这时要把保护电阻R0与电源内阻r算在一起，据以上结论，当R=R0＋r，即
R=1Ω＋0.5Ω=1.5Ω
时，电阻箱R消耗的功率最大
PRmax==W=6W
(3)把R0=5Ω当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻r等为6Ω，而电阻箱R的最大值为3Ω，小于6Ω，由
P=R=
可知不能满足R=r等，所以当电阻箱R的电阻取3Ω时，R消耗功率最大，最大值为
P=
(4)由电功率公式
当R外=r时，P出最大，即
R=r－R0=0.5Ω
时有
16. 如图所示，在竖直平面内的直角坐标系xOy中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。第一象限中有沿y轴正方向的匀强电场（电场强度大小未知）及某未知矩形区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场（磁感应强度大小也为B）。一个带电小球从图中y轴上的M点，沿与x轴成角度斜向上做匀速直线运动，由x轴上的N点进入第一象限并立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，离开矩形磁场区域后垂直打在y轴上的P点（图中未标出），已知O、N点间的距离为L，重力加速度大小为g（取，）。求：
（1）小球所带电荷量与质量的比值和第一象限内匀强电场的大小；
（2）矩形匀强磁场区域面积S的最小值；
（3）小球从M点运动到P点所用的时间。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）设小球质量为m，电荷量为q，速度为v，球在MN段受力如向下如
因为在MN段做匀速直线运动，所以球受力平衡，由平衡条件得
解得
要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区域内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡
联立解得
（2）由（１）可知
即
由
可知
由下图可知矩形的最小面积
（３）在第四象限运动时间
在第一象限矩形磁场区域运动的时间
在第一象限做匀减速直线运动的时间
联立解得小球从M到P的总时间