2024~2025学年广东省部分学校高二上学期12月联考物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年广东省部分学校高二上学期12月联考物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前、先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图所示，手机通过电磁波和基站，经过一系列的传输后，实现了甲、乙两手机之间的通信。某人边走边通话，当他进入电梯轿厢里面时，通话突然中断了，走出电梯又可以正常通话。对手机在电梯里面不能正常通话的原因，下列分析正确的是（ ）
A. 手机在电梯里面不能正常通话，说明电梯所在建筑物不在基站的服务范围内
B. 基站发生故障，导致手机不能正常通话
C. 刚好在电梯里面时，通话的对方挂断了手机，导致无法正常通话
D. 电梯轿厢是金属制作的封闭空间，对电场有屏蔽作用，导致电磁波无法传播，手机不能正常通话
【答案】D
【解析】手机在电梯里面不能正常通话的原因是静电屏蔽，电梯轿厢是金属制作的封闭空间，对电场有屏蔽作用，导致电磁波无法传播，手机不能正常通话。
故选D。
2. 如图所示，底部绝缘的金属薄片和金属丝放置在透明无底玻璃瓶里面，用金属导线分别接在起电机的正负极上，玻璃瓶中间放置点燃的蚊香。摇动起电机，蚊香产生的烟尘颗粒会被金属薄片吸附，下列说法正确的是（ ）
A. 金属薄片和金属丝之间的电场是匀强电场
B. 烟尘颗粒带正电
C. 同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近速度越大
D. 同一烟尘颗粒在被吸附过程中离金属薄片越近电势能越大
【答案】C
【解析】A．由题意可知金属薄片和金属丝之间的电场大小不是处处相等，方向不是处处相同，不是匀强电场，故A错误；
B．金属薄片接在起电机的正极，即金属薄片带正电，且烟尘颗粒会被金属薄片吸附，则烟尘颗粒应带负电，故B错误；
CD．同一烟尘颗粒在被吸附过程中，在电场力作用下向金属薄片做加速运动，电场力做正功，因此离金属薄片越近，烟尘颗粒的速度越大、电势能越小，故C正确，D错误。
故选C。
3. 某兴趣小组在实验室连接的实验电路如图所示，闭合开关后发现小灯泡都不亮，该小组的同学利用多用电表的电压挡来排查电路故障，测得间的电压都相等（不为零），测得间电压为零，由此可以判断出造成电路故障的可能原因是（ ）
A. 开关接触不良B. 小灯泡的灯丝都断了
C. 滑动变阻器断路D. 小灯泡中有一个灯丝断了
【答案】A
【解析】测得间的电压都相等（不为零），分别能够说明电源、滑动变阻器、B灯泡、A灯泡都是好的，测得间电压为零，说明开关处断路。
故选A。
4. 图甲是直线加速器，各电极接在电压大小为U、极性随时间周期性变化的电源上。图乙是回旋加速器，其核心部件是两个中空的半圆形金属盒D1和D2，称为“D形盒”，带电粒子在两盒之间被电场加速，在两盒中做匀速圆周运动，带电粒子在缝隙中的运动时间均不计，则下列说法错误的是（ ）
A. 图甲中为保证电子持续稳定的加速，电子在每个圆筒中运动的时间等于电压的变化周期的一半
B. 图乙中D形盒有静电屏蔽的作用，使带电粒子在盒中做匀速圆周运动而不被电场干扰
C. 在两D形盒之间所加交变电压的周期应等于带电粒子做匀速圆周运动的周期
D. 图乙中仅使加速电压增大，带电粒子获得的动能一定增大
【答案】D
【解析】A．图甲中为保证电子持续稳定的加速，电子在每个圆筒中运动的时间等于电压的变化周期的一半，故A正确，不符合题意；
B．图乙中D形盒有静电屏蔽的作用，使带电粒子在盒中做匀速圆周运动而不被电场干扰，故B正确，不符合题意；
C．为了保证粒子每次在两D形盒之间都能做加速运动，在两D形盒之间所加交变电压的周期应等于带电粒子做匀速圆周运动的周期，故C正确，不符合题意；
D．图乙中，当带电粒子的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有
可得最大动能为
可知图乙中仅使加速电压增大，带电粒子获得的动能不会增大，故D错误，符合题意。
故选D。
5. 当家用电热水器发生漏电时，电流会经过水管中的水与人体相连从而发生意外事故。“防电墙”可以在一定程度上保护人体的安全，其装置如图1所示，其内部结构是一个螺旋状的管道，结构如图2所示，它实际上是将水管的水道变得更细更长，安装位置如图3所示。下列说法正确的是（ ）
A. 漏电时“防电墙”变成绝缘体完全隔断水流，形成断路
B. “防电墙”是靠减小水流速度来减小电流而保护人体安全
C. “防电墙”是通过增加管道中水的电阻率来保护人体安全的
D. “防电墙”是通过增加管道中水的电阻来减小电流从而保护人体安全
【答案】D
【解析】A．漏电时“防电墙”没有隔断水流，A错误；
B．“防电墙”将水管的水道变得更细更长，水流速增大，B错误；
C．“防电墙”不能改变水的电阻率，C错误；
D．根据电阻定律
“防电墙”实际上是将水管水道变得更细更长，水的电阻率ρ不变，S减小、L增大，管道中水的电阻增大，漏电电流减小，从而保护人体安全。
故选D 。
6. 如图甲所示为市面上常见的一种电动车，图乙为其内部电动机的工作原理图，两磁极间的磁场可近似看作匀强磁场，磁感应强度大小为，正方形线圈的边长，匝数为，电动机电路两端的电压为，额定功率为。下列说法正确的是（ ）

A. 线圈沿图乙方向转动，则该位置，电刷接入电路正极，电刷接入电路负极
B. 线圈转动过程中，点与点间电流方向保持不变
C. 在额定功率下运行时，电动机电路中的电流为
D. 若电动机保持额定功率运行，则在图乙位置时，线圈边受到的安培力为
【答案】C
【解析】A．线圈沿图乙方向顺时针转动，根据左手定则可以判断，线圈中的电流从上看是逆时针的，电刷接入电路正极，故A错误；
B．线圈转动过程中，点与点间电流方向经过与磁场垂直位置会改变，故B错误；
C．在额定功率下运行时，电动机电路中的电流为
故C正确；
D．若电动机保持额定功率运行，则在图乙位置时，线圈边受到安培力为
故D错误。
故选C。
7. 如图所示的装置处于真空环境中，少量带负电的油滴以一定的初速度正通过夹板上的小孔沿竖直方向进入匀强电场做加速运动。油滴在电场中向下加速的过程中，以向下为正方向，以电源负极为零电势点，油滴的速度随时间、动能随下降的高度、电势能随下降的高度、机械能随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．由题意知，粒子的初速度不为0，故A错误；
B．由动能定理得
整理得
图像为直线，故B错误；
C．由题意知，运动中电势逐渐降低，但移动的是负电荷，电势能逐渐增大
图像为直线，故C错误；
D．电势能逐渐增大，机械能逐渐减小，减小量等于电势能的增加量
图像为曲线，越来越接近竖直，故D正确。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下面是生活中常见的几种电器元件，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中的充电宝上标注的是电荷量的单位
B. 图乙中的电容器上标注的电压是电容器的额定电压，不是击穿电压
C. 图丙中的电阻是导体的固有属性，在任何情况下都不会发生变化
D. 图丁中的充电器的功率数值越大，对同一手机充电时间越短
【答案】ABD
【解析】A．是电荷量单位，故A正确；
B．电容器的额定电压指的是电容器正常工作时的电压；击穿电压指的是它允许加的最大电压，额定电压小于击穿电压，电容器上标注的电压是电容器的额定电压，故B正确；
C．电阻是导体本身固有属性，它的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度等有关，故C错误；
D．充电器的功率数值越大，相同时间内充的能量越多，对同一手机充电时间越短，故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示的电路中，电源的电动势为，内阻为，灯泡完全相同且阻值均大于电源的内阻，忽略灯泡的电阻变化，则当开关闭合稳定后，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡均发光
B. 将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，则灯泡变暗，灯泡可能会闪亮一下
C. 将滑动变阻器的滑片向左滑动，电容器两极板的电荷量在增加
D. 将滑动变阻器的滑片向左滑动一小段距离后再次稳定，电源的输出功率比滑动前增大
【答案】BC
【解析】A．当开关闭合稳定后，电容器相当于断路，灯泡B不亮，故A错误；
B．将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动，电阻增大，电流减小，灯泡变暗，内阻分压减小，电容器两端电压增大，电容器充电，灯泡可能会闪亮一下，故B正确；
C．将滑动变阻器的滑片向左滑动，电阻增大，电流减小，内阻分压减小，电容器两端电压增大，电容器充电，电容器两极板的电荷量在增加，故C正确；
D．当外阻等于内阻时输出功率最大，灯泡阻值大于电源的内阻，滑片左移后，外阻增大，阻值离内阻更远，电源的输出功率比滑动前减小，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示是一种质谱仪，由以下几部分构成：粒子源N；PQ间电压恒为加速电场；静电分析器，即中心线为半径等于的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐向电场，方向沿径向指向圆心，且与圆心等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度大小为的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。由粒子源发出的带电粒子（可认为初速度为零），经过加速电场加速后，从进入静电分析器后，沿着中心线进入磁场偏转，最终分别打在荧光屏上的点，已知，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子源N放射出的粒子一定都带负电
B. 静电分析器的中心线上各点的电场强度大小为
C. 仅增大加速电场的电压，粒子可能沿曲线运动
D. 最终打在点粒子的比荷之比为
【答案】CD
【解析】A．粒子在磁场中，受洛伦兹力向上，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
B．进入静电分析器前的粒子
在静电分析器内
解得
故B错误；
C．仅增大加速电场的电压，粒子进入静电分析器速度变大，粒子做离心运动，可能沿曲线运动，故C正确；
D．进入磁场后，做圆周运动的半径为
最终打在G点的粒子，根据几何关系可知
最终打在H点的粒子，根据几何关系可知
半径
则打在点的粒子的比荷之比为25：64，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学测量一个约的电阻的阻值。
（1）他首先利用多用电表欧姆挡测量该未知电阻阻值，图甲中有A、B、C三个旋钮，在测电阻时，依次的调节顺序是________（填“ABC”“BCA”或“ACB”）。
（2）将选择开关旋至欧姆挡“”倍率处，正确测量完成后示数如图乙所示，则该电阻的阻值为_________。
（3）他进一步采用伏安法精确测量该电阻的阻值。采用的电压表的内阻约为，电流表的内阻约为，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，计算结果由计算得出，式中与分别为电压表和电流表的读数；若将图（a）和图（b）中电路测得的电阻值分别记为和，则_________（填“”或“”）更接近待测电阻的真实值。
【答案】（1）ACB （2） （3）
【解析】（1）在测电阻时，应先调节A（指针定位螺丝）使指针指在电阻的刻度处，然后旋动C（功能选择开关）至合适的倍率，最后将两表笔短接并调节B（欧姆调零旋钮）进行欧姆调零，所以正确顺序为ACB。
（2）由图乙可知，待测电阻的阻值为
（3）由于待测电阻满足
所以为大电阻，电流表应采用内接法，即采用图（a）接法，更接近待测电阻的真实值。
12. 某新能源汽车动力电池由若干节磷酸铁锂电池组合而成。一节磷酸铁锂电池的电动势约为，且电池的内阻很小，约为。长期使用后电池性能会下降，当内阻超过时，会将其回收，经科学有效拆分、修复或重组，转化为梯次产品应用至其他领域。实验小组设计电路来检测一节磷酸铁锂电池是否达到回收标准，实验器材如下：
A.磷酸铁锂电池一节
B.电压表（量程为，内阻约为
C.电压表（量程为，内阻约为
D.电阻箱（最大阻值为
E.定值电阻
F.开关S、导线若干
（1）按图甲电路图连接电路，电压表应选择_________（填“”或“”）。
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录电阻箱的阻值和相应的电压表读数；根据记录的实验数据作出图像，如图乙所示，则该磷酸铁锂电池的电动势为_________V（结果保留两位有效数字）；该电池_________（填“是”或“否”）达到回收标准。
（3）实验小组将多节（2）中的磷酸铁锂电池改装成的电源给额定电压为9V、额定电流为的玩具车供电，要使玩具车正常工作，至少需要串联_________节磷酸铁锂电池，且在电路中串联_________（结果保留两位有效数字）的电阻。
【答案】（1） （2）3.0 是 （3）4 5.2
【解析】（1）由题意知，该电池的电动势约为，故选电压表。
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律
变形得
根据图像可得截距为，由上式知
联立可得
E=3.0V
根据图像可得斜率
即
解得
达到了回收标准。
（3）[1]玩具车额定电压为9V，电池电动势为3.0V，考虑到内阻需要分压，至少需要串联4节电池；
[2]玩具车额定电压为9V，额定电流为，根据闭合电路欧姆定律有
解得
需串联电阻阻值为
13. 如图所示，质量,直径为的金属圆环竖直放置在绝缘水平地面上、圆环的电阻为，一根绝缘细线一端连在圆环D点，另一端连接在天花板上，细线刚好拉直，且细线与竖直方向的夹角为60°。竖直虚线MN过圆环的圆心，在虚线MN右侧加一垂直于金属圆环面向里的匀强磁场，圆环的直径AC两端连接在电动势为、内阻为的电源上，发现此时圆环对地面的压力为零，已知重力加速度，，不计电路连接对圆环的作用力。求：
（1）电源接通后，流经圆环半圆CDA的电流大小I；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】（1）2A （2）0.85T
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律得
（2）根据平衡条件得
解得
14. 示波器的构造如图所示，电子经过电子枪加速后以速度v0沿平行金属板中轴线OO′进入偏转区域，最后到达右侧的荧光屏。已知A、B、C、D为OO′轴上的点且偏转系统的平行金属板长度及到荧光屏的水平距离的关系有LAB = LBC = LCD = L，LDO′ = 3L，平行金属板间距离均为d，平行金属板的面积足够大，忽略平行金属板的边缘电场效应。荧光屏上PQ为竖直直径，GH为水平直径，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子重力。
（1）若只在竖直偏转板上加电压（上极板Y接正极，下极板Y′接负极），则电子到达荧光屏上的何处？
（2）若某次电子打在荧光屏O′H区域的F点，F点到直径PQ的距离为x，求加在竖直偏转板上的电压U1和加在水平偏转板上的电压U2。
【答案】（1）O′P之间 （2），
【解析】（1）电子在竖直偏转电场做类平抛运动，沿OO′方向做匀速直线运动，在竖直方向上电子做匀加速直线运动，因为电子带负电，往上极板Y偏转，最终打在荧光屏上O′P之间。
（2）若某次电子打在荧光屏O′H区域的F点，说明电子在竖直方向上没有偏转，加在竖直偏转板上的电压
水平方向上，电子往X板方向偏转，故X板带正电，沿OO′方向做匀速直线运动，在极板XX′间运动的时间为
在偏转方向上电子做匀加速直线运动，加速度大小为
故电子从极板XX′间出射时的偏转距离为
电子从极板XX′间射出时偏转方向分速度为
电子从极板XX′射出到射到荧光屏的时间为
打中荧光屏位置离O′的距离为
解得
15. CT技术是通过高能电子撞击目标靶，使目标靶辐射出X射线，进而对人体进行扫描取得信息的，其原理如图所示：半径为L的圆形区域内存在着磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场和平行于纸面的匀强电场，水平放置的目标靶MN长为2L，目标靶左端点M、右端点N与磁场圆心O的距离相等，目标靶与O点的竖直距离为，右侧荧光屏PQ垂直圆直径CQ于Q点。从阴极逸出的电子（初速度可忽略），经电场加速后从C点瞄准圆心O沿着水平方向进入圆形电磁场区域，恰好击中荧光屏上的Q点，设电子的质量为m、电荷量为−e，电子枪的加速电压为U，不考虑电子重力及电子间的相互作用力，求：
（1）圆形区域内的电场的方向和电场强度E的大小；
（2）撤去圆形区域内的电场后，当电子枪的加速电压为U1时，电子恰好打在目标靶的M点上，求电压U1的值；
（3）撤去圆形区域内的电场后，改变电子枪的加速电压时，求电子从C点运动到目标靶上N点经历的时间t。
【答案】（1）竖直向下， （2） （3）
【解析】（1）电子在电场中的加速过程
解得
进入磁场区后，由左手定则可知洛伦兹力竖直向下，电子能沿直线打到Q点，所以电场力竖直向上，平衡洛伦兹力
解得
方向竖直向下。
（2）撤去圆形区域内的电场后，电子从C点射入磁场，沿OM直线射出磁场，设∠COM为θ，由几何关系知
即
设电子在磁场中的转动半径为r1，由几何关系知
解得
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
加速电场中
联立解得
（3）撤去圆形区域内的电场后，电子从C点射入磁场，沿ON直线射出磁场，设∠CON为α，由几何关系知
设电子在磁场中的转动半径为r2，由几何关系知
解得
在磁场中，洛伦兹力提供向心力
解得
电子在磁场中运动的周期
电子从C到N的总时间为