山西省晉城市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期12月大聯(lián)考物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12024—2025學(xué)年山西省高二12月大聯(lián)考物理試題（考試時(shí)間75分鐘，滿分100分）注意事項(xiàng)：1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2.全部答案在答題卡上完成，答在本試題上無效。3.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案用0.5毫米的黑色筆跡簽字筆寫在答題卡上。4.考試結(jié)束后，將本試題和答題卡一并交回。一、選擇題（1-7題為單項(xiàng)選擇，每題只有一項(xiàng)符合題意，每題4分，共28分。8-10為多項(xiàng)選擇題，每題至少有兩項(xiàng)符合題意，每題6分，少選得3分，錯(cuò)選、不選不得分，共18分，本大題46分）1.下列有關(guān)物體的動(dòng)能和動(dòng)量說法正確的是（）A.物體的動(dòng)能改變，動(dòng)量一定改變B.物體的動(dòng)量改變，動(dòng)能一定改變C.動(dòng)量大的物體，動(dòng)能一定大D.動(dòng)能大的物體，動(dòng)量一定大【答案】A【解析】AB．根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的定義式，即，可知?jiǎng)幽芨淖儎?dòng)量一定改變，動(dòng)量改變有可能速度方向發(fā)生改變，動(dòng)能不變，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)動(dòng)能和動(dòng)量的關(guān)系可知，動(dòng)能大的物體，動(dòng)量不一定大。動(dòng)量大的物體，動(dòng)能也不一定大，故CD錯(cuò)誤。2.下列有關(guān)物理學(xué)家的貢獻(xiàn)，說法正確的是（）A.法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B.奧斯特通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波C.赫茲發(fā)現(xiàn)了“磁生電”的電磁感應(yīng)現(xiàn)象D.普朗克根據(jù)能量子假說解釋了黑體輻射現(xiàn)象【答案】D【解析】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．赫茲通過實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，故B錯(cuò)誤；C．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；D．普朗克根據(jù)能量子假說解釋了黑體輻射現(xiàn)象，故D正確。故選D。3.將滑動(dòng)變阻器的導(dǎo)線拆下圍成如圖所示的線圈，其中大圓的面積為，小圓的面積均為，將線圈放入垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B中，則此時(shí)通過線圈磁通量為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)磁通量的定義計(jì)算出磁通量的大小，磁通量故選A。A.該電池儲存的電能為14.4JB.該數(shù)碼相機(jī)工作時(shí)的電流為4AC.關(guān)閉液晶屏幕時(shí)拍一張照片消耗電能43.2JD.打開液晶屏幕時(shí)拍一張照片液晶屏消耗電能172.8J【答案】C【解析】A．根據(jù)銘牌可知，該電源充滿電后儲存電能為故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題中信息無法求出數(shù)碼相機(jī)的工作電流，故B錯(cuò)誤；C．關(guān)閉液晶屏?xí)r能夠拍攝1200張照片，故拍攝一張照片消耗的電能為故C正確；D．打開液晶屏拍攝一張照片消耗的電能為液晶屏消耗的電能為故D錯(cuò)誤。故選C。5.某小組用微安表頭（量程內(nèi)阻900Ω）改裝成一個(gè)量程為1mA和一個(gè)量程為3V的兩擋電表，如圖所示，電阻箱和電阻箱可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。根據(jù)上述要求，下列說法正確的是（）A.a為電壓擋 B.的阻值為90ΩC.的阻值為2910Ω D.用b擋時(shí)電表的內(nèi)阻為30kΩ【答案】C【解析】A．用a擋時(shí)，表頭與電阻并聯(lián)。將表頭改裝成電流表，故A錯(cuò)誤；B．改裝的電流表量程為1mA，擴(kuò)成了滿偏電流的10倍，根據(jù)并聯(lián)電路電流與電阻規(guī)律可知，應(yīng)為表頭內(nèi)阻的，即故B錯(cuò)誤；CD．微安表頭（量程內(nèi)阻900Ω）改裝成一個(gè)量程為1mA的電流表，其內(nèi)阻接b擋時(shí)，是將1mA的電流表改裝成電壓表，改裝的電壓表量程是表頭滿偏電壓0.09V的倍故電壓表總內(nèi)阻為1mA電流表內(nèi)阻90Ω的倍，故則故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。6.示波器在物理研究中有著重要的作用，其中重要器件示波管是電子在電場的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最終打在熒光屏上，使熒光物質(zhì)發(fā)光，形成顯示的圖像。圖甲是示波管的原理圖，兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極不加電壓時(shí)，右側(cè)熒光屏的中心處產(chǎn)生一個(gè)亮斑。某次實(shí)驗(yàn)中，在兩個(gè)電極上應(yīng)該加上下列選項(xiàng)中的何種電壓與時(shí)間的關(guān)系（圖像）可得到一條如圖乙所示的函數(shù)圖像（）A. B.C. D.【答案】A【解析】BC．由圖乙可知，在方向上電勢高，故BC錯(cuò)誤；AD．當(dāng)圖像在波谷時(shí)，的電勢高，故A正確，D錯(cuò)誤。故選A。7.如圖所示的電路中，電源的電動(dòng)勢，內(nèi)阻，定值電阻，，滑動(dòng)變阻器的取值范圍為0~20Ω，所有的電表為理想電表，在滑動(dòng)變阻器由最左端a向最右端b滑動(dòng)的過程中，電流表A、電壓表和電壓表的示數(shù)變化量分別為、和，則下列說法正確的是（）A.大于B.，C.的功率一直變小，最大功率為3.67WD.電源的輸出功率一直變大，最大功率為13.5W【答案】D【解析】AB．根據(jù)路端電壓和電路電流的關(guān)系可知，電壓表測量的電壓，測量的電壓，則，即由此可得小于，故AB錯(cuò)誤；C．的功率表達(dá)式為根據(jù)二次函數(shù)知識可知，當(dāng)時(shí)功率最大，最大功率為故C錯(cuò)誤；D．電源的輸出功率表達(dá)式當(dāng)外電路電阻等于2Ω時(shí)，電源的輸出功率最大，但是外電路總電阻最小為6Ω，故電源的輸出的功率一直變大，最大功率為外電阻最小時(shí)，即6Ω，最大功率為故D正確。8.壓力傳感器在物理實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用非常廣泛，它是將壓力轉(zhuǎn)化為電信號，內(nèi)部簡化原理圖如圖所示，電容的兩個(gè)平行極板A、B分別與一個(gè)靈敏電流計(jì)和電源串聯(lián)，下列說法正確的是（）A.若開關(guān)閉合，增大待測壓力，電容器的電容減小B.若開關(guān)閉合，增大待測壓力，電流表中的電流方向向左C.若將開關(guān)斷開再增大壓力，電容器極板間的電壓減小D.若將開關(guān)斷開再增大壓力，電流表中的電流方向向右【答案】BC【解析】A．當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電容器兩端的電壓不變，當(dāng)極板間距離減小時(shí)，根據(jù)平行板電容器決定式，可知電容增大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)電容的定義式，電容增大，電荷量增大，電容需要充電，電流方向向左，故B正確；CD．當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電容的電荷量不變，同上分析，電容增大，極板間電壓減小，開關(guān)斷開，沒有形成閉合回路，此時(shí)電路中沒有電流，故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。9.近年來，作為重要清潔能源之一的風(fēng)能正邁入前所未有的高速發(fā)展時(shí)代。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國風(fēng)電累計(jì)吊裝容量占全球裝機(jī)近一半。已知某風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)的扇葉的長度為10m，空氣密度為，垂直吹向發(fā)電機(jī)的空氣有一半吹到扇葉后動(dòng)能變?yōu)榱?，另一半原速率穿過發(fā)電機(jī)，取3，不考慮其他能量消耗。若某日垂直吹向發(fā)電機(jī)的風(fēng)速為8m/s，則下列說法正確的是（）A.該發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為46kWB.該發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率約為5.8kWC.空氣對風(fēng)力發(fā)電機(jī)平均作用力約為D.空氣對風(fēng)力發(fā)電機(jī)平均作用力約為【答案】AD【解析】AB．由題意可知，風(fēng)的動(dòng)能有一半用來發(fā)電，設(shè)空氣密度為，扇葉長度為R，風(fēng)速為v，取一小段時(shí)間t，可計(jì)算出發(fā)電功率解得故A正確，B錯(cuò)誤；CD．根據(jù)動(dòng)量定理可得解得故C錯(cuò)誤，D正確。10.光滑水平面上有一個(gè)質(zhì)量為的木板乙，其上相對靜止放置一個(gè)質(zhì)量為的滑塊甲（視為質(zhì)點(diǎn)），二者以的初速度一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木板乙與墻壁碰后的速度大小均變?yōu)榕銮暗膎倍，方向反向。已知滑塊甲與木板乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)，滑塊甲始終未脫離木板，木板乙與墻壁每一次碰撞時(shí)甲、乙已達(dá)到共速，g取。（）A.若，木板乙與墻壁第一次碰撞后共速的速度大小為B.若，木板乙與墻壁第一次碰撞后共速的速度大小為C.若，木板的最短長度為8mD.若，木板的最短長度為【答案】ABD【解析】A．若，木板碰撞原速率反彈，地面光滑，設(shè)向右為正方向，第1次碰撞后動(dòng)量守恒，設(shè)共速為，得解得故A正確；B．若，碰撞后木板的速度大小為，可知第1次碰撞后動(dòng)量守恒，設(shè)此后共速為，得解得故B正確；C．若，說明碰撞墻壁沒有機(jī)械能的損失，最終木板和木塊速度趨于零，故開始的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，設(shè)板長為L，由能量守恒得解得故C錯(cuò)誤；D．若，第1次碰撞，木板損失的機(jī)械能為以上分析可知，第1次碰后共速為，之后木板因碰撞損失的機(jī)械能為聯(lián)立以上解得第2次碰撞后動(dòng)量守恒，設(shè)此后共速為，由動(dòng)量守恒，得碰撞后木板損失的機(jī)械能為聯(lián)立解得綜合以上分析可得，每次損失的動(dòng)能為（n=1，2，3...）可知最終損失的機(jī)械能（n=1，2，3...）最終損失的機(jī)械能由能量守恒可知，摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為設(shè)板長為，根據(jù)內(nèi)能的產(chǎn)生表達(dá)式可知聯(lián)立解得故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共16分）11.某小組在驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，用到了如下器材：A、B兩個(gè)質(zhì)量不同的小球和、光滑斜面導(dǎo)軌、擋片S、天平和刻度尺。將白紙和復(fù)寫紙鋪在地面上，調(diào)平斜面軌道末端，固定擋片S的位置，記錄重垂線在白紙上的投影為O，A小球由擋片處靜止釋放后做平拋運(yùn)動(dòng)后的落點(diǎn)為P?，F(xiàn)將B小球放置于水平軌道的末端，再將A小球由擋片處由靜止釋放，碰B后A小球的落點(diǎn)為M點(diǎn)，B小球的落點(diǎn)為N點(diǎn)，用刻度尺測出OM、OP、ON的長度為、和，用天平稱出兩個(gè)小球的質(zhì)量和，由操作可知小球質(zhì)量______（選填“>”“<”和“=”），若等式______成立，則可驗(yàn)證動(dòng)量守恒。若發(fā)現(xiàn)碰后小球A做自由落體運(yùn)動(dòng)（小球碰撞看成彈性碰撞），則兩個(gè)小球質(zhì)量關(guān)系為______（選填“>”“<”和“=”）?！敬鸢浮?gt;=【解析】[1]根據(jù)動(dòng)量守恒可知，A小球能夠碰后向右平拋，由此可知；[2]根據(jù)動(dòng)量守恒列出方程兩個(gè)小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向，根據(jù)可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，水平方向根據(jù)小球的水平射程與拋出速度成正比，故上式化簡為[3]當(dāng)碰后小球A做自由落體運(yùn)動(dòng)，故小球A碰撞后速度變?yōu)榱悖鶕?jù)動(dòng)量守恒和總動(dòng)能不變，可得，解出兩小球的質(zhì)量關(guān)系為12.兩個(gè)物理小組要測量一節(jié)新干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻（內(nèi)阻較?。?，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：①電流表A（量程2mA，內(nèi)阻約1Ω）②電壓表（量程3V，內(nèi)阻約6kΩ）③電壓表（量程1V，內(nèi)阻約6kΩ）④變阻箱（0~999Ω）⑤滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Ω）⑥定值電阻（阻值1Ω）⑦開關(guān)，導(dǎo)線若干。第一小組根據(jù)給定的器材，設(shè)計(jì)了四種測量電路圖，為了使電動(dòng)勢和內(nèi)阻的測量值更準(zhǔn)確，應(yīng)選擇______圖更為合適。其中電壓表應(yīng)選用______（填器材前面的序號）。第二小組利用合適電壓表（示數(shù)為U）、變阻箱（示數(shù)為R）和定值電阻測量該電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻，設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。為求出電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，該小組同學(xué)利用多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)該作出______圖像（選填“””或“”），根據(jù)圖像計(jì)算出圖像的斜率為0.75，縱軸截距為0.68（單位均為國際單位制單位），由此可得該電源的電動(dòng)勢為______V，內(nèi)阻為______Ω（結(jié)果保留2位小數(shù)）?！敬鸢浮勘?.470.10【解析】[1][2]由于電源內(nèi)阻較小，直接測量不易測出，需要將定值電阻串聯(lián)在電路中測量，為了減小測量誤差，測量電路常選用外接法，故實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)電路應(yīng)選擇丙圖。電源電動(dòng)勢為1.5V，故電壓表選量程為3V的電壓表，即②號電壓表。[3]第二小組利用電壓表和變阻箱設(shè)計(jì)了如題圖的電路，根據(jù)電壓表和變阻箱的示數(shù)得化簡得由此可知需要作出圖像；[4][5]圖像的斜率為截距為解得電源電動(dòng)勢，三、計(jì)算題（13題8分，14題13分，15題17分，共38分）（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；（2）將電荷量為的點(diǎn)電荷由電場中的A點(diǎn)移動(dòng)到O點(diǎn)，靜電力做的功W?！敬鸢浮浚?）200V/m，方向由AB的中點(diǎn)D指向O點(diǎn)（2）【解析】（1）由圖可知，O點(diǎn)電勢為0，A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢均為4V，故AB為一個(gè)等勢面，由O向AB作垂線，垂足為D，如圖所示根據(jù)幾何關(guān)系可知OD的長度為根據(jù)勻強(qiáng)電場中電場強(qiáng)度公式有沿著電勢降低最快的方向，即電場強(qiáng)度方向由AB的中點(diǎn)D指向O點(diǎn)。（2）根據(jù)電場力做功表達(dá)式14.如圖所示，高為的光滑斜面頂端有一輛質(zhì)量為的小車乙，足夠長的光滑水平面上靜止著質(zhì)量為的小車甲，甲車上站立一個(gè)質(zhì)量為的小孩?，F(xiàn)將乙小車由靜止釋放，為了使兩小車不相撞，有以下兩種方法：（1）小孩由甲車跳向乙車，為保證兩小車不相撞，求跳車后甲車的最小速度；（2）若甲車上有若干個(gè)質(zhì)量為1kg的小球（一共25個(gè)小球），若保證小車均安全，小孩以相對地面以2m/s的水平速度向乙車扔實(shí)心球，小球落入乙車隨乙車運(yùn)動(dòng)，小孩一次性拋出小球個(gè)數(shù)的范圍是多少（后續(xù)不再扔球）?！敬鸢浮浚?）1m/s（2）22個(gè)≤n≤25個(gè)【解析】（1）由于地面光滑，根據(jù)動(dòng)能定理可得解得當(dāng)小孩向乙車跳車時(shí)，保證不相撞時(shí)跳后甲車的速度等于跳后乙車的速度，即三者共速，由動(dòng)量守恒定律得解得（2）為了使兩小車不相撞。甲、乙兩車向左共速或乙車向右運(yùn)動(dòng)速度與甲車速率相同，設(shè)小孩扔出實(shí)心球n個(gè)，若兩車最終共速，即解得共速的速度為再針對甲車列出動(dòng)量守恒解得個(gè)即最少扔出22個(gè)。當(dāng)乙小車與甲小車速率相同得再以甲車為研究對象可得本方程無解。故人的扔球個(gè)數(shù)的范圍是22個(gè)≤n≤25個(gè)。15.如圖所示，在半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子由A點(diǎn)以初速度射入電場，方向與直徑AB成60°角，從B點(diǎn)射出電場，且出電場時(shí)的速度大小為，方向與直徑AB成30°角，不考慮粒子的重力。粒子的運(yùn)動(dòng)平面始終平行于電場。求：（1）電場強(qiáng)度的大??；（2）若粒子垂直電場方向射入，為使粒子出電場時(shí)獲得的動(dòng)能最大，粒子射入的初動(dòng)能；