河北省邯鄲市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期12月聯(lián)考物理試卷（解析版）

這是一份河北省邯鄲市2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期12月聯(lián)考物理試卷（解析版），共17頁。試卷主要包含了本卷主要考查內(nèi)容等內(nèi)容，歡迎下載使用。
全卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。
注意事項(xiàng)：
1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.請(qǐng)按題號(hào)順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。
4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將試卷和答題卡一并上交。
5.本卷主要考查內(nèi)容：選擇性必修第一冊第四章，選擇性必修第二冊的第一章~第三章第2節(jié)。
一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 將一根直桿的一半插入水中后，人看到的桿變成了兩段，這是因?yàn)椋? ）
A. 光的直線傳播B. 光的反射
C. 光的折射D. 光的全反射
【答案】C
【解析】將一根直桿的一半插入水中后，人看到的桿變成了兩段，這是因?yàn)樗恼凵渎矢哂诳諝?，光線從水中射到空氣中時(shí)發(fā)生了折射。我們看到的直桿的位置實(shí)際上是光線經(jīng)過折射后形成的影像，而并非直桿的真實(shí)位置。
故選C。
2. 電磁感應(yīng)研究的是其他形式能轉(zhuǎn)化為電能的特點(diǎn)和規(guī)律，其核心是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，關(guān)于渦流、互感和自感、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）
A. 真空冶煉爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的
B. 自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同一線圈加鐵芯后線圈自感系數(shù)減小
C. 互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)，互感現(xiàn)象說明了磁場具有能量
D. 阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流不一定總是阻礙其運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】A．高頻感應(yīng)爐是用渦流來熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，加鐵芯后線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．變壓器工作原理是互感，互感現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)，電能與磁場能發(fā)生了轉(zhuǎn)化，說明磁場具有能量，選項(xiàng)C正確；
D．根據(jù)楞次定律，阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬球從磁場中穿過時(shí)，金屬球內(nèi)感應(yīng)出的渦流會(huì)對(duì)金屬板的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 如圖所示，a、b兩束相同的平行細(xì)光束以垂直底面的方向射到正三棱鏡的兩個(gè)側(cè)面，且a、b兩束光間的距離為d，兩束光的入射點(diǎn)A、B到底面的距離相等，經(jīng)折射后兩束光射到三棱鏡的底面上。已知三棱鏡截面的邊長為2d，三棱鏡的折射率為，則底面上兩光點(diǎn)間的距離為（ ）
A. 0B. C. D. d
【答案】A
【解析】光線a射到A點(diǎn)發(fā)生折射現(xiàn)象，入射角，根據(jù)折射定律
可得折射角
故光線恰好射到底邊的中點(diǎn)，如圖乙所示，同理光線b射到B點(diǎn)發(fā)生折射現(xiàn)象，也恰好射到底邊的中點(diǎn)，即兩光點(diǎn)重合。
故選A。
4. 如圖甲為一臺(tái)南北美洲的小發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，內(nèi)阻為0.5Ω的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示。外接電表均為理想交流電表，用電器的電阻R恒定為9.5Ω，則（ ）
A. 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值為220V，電動(dòng)勢的有效值是110V
B. 電流表的示數(shù)為11A，電壓表的示數(shù)為110V
C. 發(fā)電機(jī)的輸出功率為1100W
D. 在時(shí)，穿過線圈的磁通量變化率為零
【答案】D
【解析】A．由題圖乙可知，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值為
電動(dòng)勢的有效值是
故A錯(cuò)誤；
B．電流表的示數(shù)為
電壓表測量的是用電器兩端的電壓，示數(shù)為
故B錯(cuò)誤；
C．發(fā)電機(jī)的輸出功率
故C錯(cuò)誤；
D．在時(shí)刻，由題圖乙可知此時(shí)電動(dòng)勢為零，感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的變化率成正比，該時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為零，故D正確。
故選D。
5. 如圖所示，空間存在著垂直于紙面向外勻強(qiáng)磁場和水平向右的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)子從A點(diǎn)由靜止釋放，沿圖示軌跡依次經(jīng)過C、D兩點(diǎn)。已知A、D兩點(diǎn)在同一等勢面上，不計(jì)質(zhì)子重力，下列說法正確的是（ ）
A. 質(zhì)子從C到D，電場力做的是正功
B. D點(diǎn)的電勢低于C點(diǎn)的電勢
C. 質(zhì)子從A到C，洛倫茲力不做功
D. 質(zhì)子在A點(diǎn)所受的合力大于在D點(diǎn)所受的合力
【答案】C
【解析】A．由題可知質(zhì)子所受電場力水平向右，質(zhì)子從C到D的過程中電場力做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低可知D點(diǎn)電勢高于C點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；
C．由于洛倫茲力一直都與速度方向垂直，故質(zhì)子從A到C洛倫茲力不做功，故C正確；
D．由于A點(diǎn)和D點(diǎn)在同一等勢面上，故從A到D電場力做功為0，而洛倫茲力不做功，A點(diǎn)速度為0，根據(jù)動(dòng)能定理可知質(zhì)子在D點(diǎn)速度也為0，則質(zhì)子在A點(diǎn)和D點(diǎn)都只受電場力作用，在勻強(qiáng)電場中質(zhì)子在這兩點(diǎn)電場力相等，即合力相等，故D錯(cuò)誤。
故選C。
6. 調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的，若經(jīng)過元件調(diào)節(jié)后，加在調(diào)速電風(fēng)扇上的電壓U與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示為部分正弦曲線，已知調(diào)速電風(fēng)扇線圈電阻為R，此時(shí)調(diào)速電風(fēng)扇正常工作，下列說法正確的是（ ）
A. 調(diào)速電風(fēng)扇的額定電壓為，通過調(diào)速電風(fēng)扇的電流小于
B. 調(diào)速電風(fēng)扇的額定電壓為，通過調(diào)速電風(fēng)扇的電流大于
C. 調(diào)速電風(fēng)扇的額定電壓為，通過調(diào)速電風(fēng)扇的電流小于
D. 調(diào)速電風(fēng)扇的額定電壓為，通過調(diào)速電風(fēng)扇的電流大于
【答案】A
【解析】據(jù)有效值定義，可由
解得
因調(diào)速電風(fēng)扇正常工作，調(diào)速電風(fēng)扇的額定電壓為；由于調(diào)速電風(fēng)扇為非純電阻用電器，故通過調(diào)速電風(fēng)扇的電流小于。
故選A。
7. 如圖所示，虛線框中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，正方形金屬框MNQP邊長為d、總電阻為R。若金屬框以恒定速度v沿x軸運(yùn)動(dòng)，并穿過圖中所示的寬度為3d的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。設(shè)當(dāng)MN邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，金屬框受到的安培力的大小為F；金屬框穿過磁場區(qū)域的全過程產(chǎn)生的電能為，則（ ）
A. ；B. ；
C. ；D. ；
【答案】B
【解析】MN邊剛進(jìn)入磁場時(shí)，金屬框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢
金屬框中的電流
金屬框受到的安培力
金屬框穿過磁場區(qū)域的全過程產(chǎn)生的電能
其中
得
故選B。
二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)。如今，隨著4G和5G網(wǎng)絡(luò)無線接入點(diǎn)的不斷拓展，需要越來越多的光纖來滿足網(wǎng)絡(luò)日益增長的需求。下列說法正確的是（ ）
A. 光纖通信是利用光作為載體來傳播信息
B. 光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)利用了光的衍射原理
C. 光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)利用了光的全反射原理
D. 光導(dǎo)纖維必須呈直線狀態(tài)，不能發(fā)生彎曲
【答案】AC
【解析】光纖通信利用光作為載體來傳播信息，光在光導(dǎo)纖維中不斷發(fā)生全反射，光沿著鋸齒路徑從一地傳到另一地，從而達(dá)到傳輸?shù)哪康?，光?dǎo)纖維可以發(fā)生彎曲。
故選AC。
9. 回旋加速器是一種粒子加速器，大小從數(shù)英寸到數(shù)米都有，它是由歐內(nèi)斯特?勞倫斯于1929年在柏克萊加州大學(xué)發(fā)明的?，F(xiàn)簡化如圖，回旋加速器D形盒上加有垂直于表面的勻強(qiáng)磁場，狹縫間接有交流電壓。若A處粒子源產(chǎn)生的帶電粒子在加速器中被加速，下列說法中正確的是（ ）
A. 洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，出射粒子的動(dòng)能與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度無關(guān)
B. 若僅增大電荷量和質(zhì)量的比值需將交流電源的周期變小
C. 電場的作用是使帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)
D. 若僅增大加速電場的電壓，帶電粒子在加速器D形盒中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間變短
【答案】BD
【解析】A．出射粒子運(yùn)動(dòng)半徑等于D形盒半徑R時(shí)，由洛倫茲力提供向心力可得
解得
粒子的最大動(dòng)能為
可知出射粒子的動(dòng)能與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，故A錯(cuò)誤；
B．交流電源的周期等于粒子在磁場中的周期，則有
若僅增大電荷量和質(zhì)量的比值，則粒子在磁場中的周期變小，需將交流電源的周期變小，故B正確；
C．磁場的作用是使帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)，獲得多次被加速的機(jī)會(huì)，故C錯(cuò)誤；
D．若僅增大加速電場的電壓，根據(jù)
可知粒子的最大動(dòng)能保持不變，設(shè)粒子在電場中加速的次數(shù)為，根據(jù)動(dòng)能定理可得
可知僅增大加速電場的電壓，粒子在電場中加速的次數(shù)減小，即粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的次數(shù)減小，而粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)周期不變，所以帶電粒子在加速器D形盒中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間變短，故D正確。
10. 如圖所示，兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌上靜止地放置兩根完全相同的導(dǎo)體棒MN和PQ，兩導(dǎo)體棒平行且垂直導(dǎo)軌，整個(gè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計(jì)，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，兩根導(dǎo)體棒質(zhì)量均為m，有效電阻均為R。某時(shí)刻給MN施加一個(gè)水平向右的恒力F，關(guān)于兩導(dǎo)體棒最終的狀態(tài)，下列說法正確的是（ ）

A. MN棒和PQ棒最終處于相對(duì)靜止的狀態(tài)
B. MN棒受到的安培力與F是一對(duì)平衡力
C. PQ棒的加速度大小為
D. 回路中的電功率為
【答案】CD
【解析】A．開始時(shí)MN棒在拉力和安培力作用下加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度較小，安培力較小，加速度較大，PQ棒在安培力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)安培力較小，加速度較小，MN速度增加得比PQ快，則根據(jù)
回路電動(dòng)勢增加，安培力增加，則MN加速度減小，PQ加速度增加，最終穩(wěn)定時(shí)，兩棒的速度差恒定即加速度相同，安培力不再變化，故MN相對(duì)于PQ向右運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B．由以上分析可知，拉力F大于MN受到的安培力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C．最終穩(wěn)定時(shí)，兩棒受到的安培力等大反向，對(duì)整體根據(jù)牛頓第二定律
解得
選項(xiàng)C正確；
D．對(duì)MN，根據(jù)牛頓第二定律
對(duì)PQ，根據(jù)牛頓第二定律
解得
回路中的電功率
選項(xiàng)D正確。
故選CD。
三、非選擇題：本題共5小題，共54分.
11. 如圖所示，某同學(xué)用電流天平測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
（1）電流天平的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁場方向與線圈平面垂直.當(dāng)線圈中通過電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡，然后使電流反向，大小不變這時(shí)需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到新的平衡。已知重力加速度為g，則勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝__________（用題中所給物理量的符號(hào)表示）；
（2）當(dāng)n＝9，l＝10.0cm，I＝0.10A，m＝8.78g時(shí)，g取10m/s2，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等于__________T（保留2位有效數(shù)字）
【答案】（1） （2）0.49
【解析】（1）設(shè)原來左盤內(nèi)砝碼質(zhì)量為m1，右盤內(nèi)砝碼及線圈的總質(zhì)量為m2，平衡時(shí)有
電流方向改變后，有
兩式相減得
（2）根據(jù)
代入數(shù)據(jù)得
12. 用雙縫干涉測光波長的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。已知單縫與雙縫間的距離，雙縫到屏的距離，雙縫間的距離。用測量頭來測量亮紋中心間的距離，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成?，F(xiàn)用激光替代白熾燈作為光源，請(qǐng)完成該實(shí)驗(yàn)。
（1）用激光替代白熾燈作為光源，則除白熾燈外，光具座上還可以撤除的元件是________。
（2）實(shí)驗(yàn)得到明暗相間的條紋，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板的中心刻度線對(duì)準(zhǔn)第1條亮條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖乙所示，則對(duì)準(zhǔn)第1條時(shí)示數(shù)________mm；分劃板的中心刻度線對(duì)準(zhǔn)第6條亮條紋的中心時(shí)，手輪上的示數(shù)，則相鄰亮條紋間的距離________mm。
（3）計(jì)算波長的表達(dá)式為________（用符號(hào)表示），代入數(shù)據(jù)可算得________nm。
【答案】（1）濾光片、單縫 （2）0.25 6.20 （3） 620
【解析】（1）用激光替代白熾燈作為光源，由于激光是頻率單一的單色光，并具有良好的平行度，故不需要濾光片和單縫。
（2）[1][2]手輪的讀數(shù)方法與游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法相同，
故題圖乙中示數(shù)
第1、6兩亮條紋之間是5個(gè)條紋間距的寬度，
則相鄰條紋間的距離
（3）[1][2]根據(jù)公式
可得
代入數(shù)據(jù)求得
13. 如圖所示，一束平行光以的入射角從玻璃射向空氣中，折射角。已知光在真空中的傳播速度，，。求：
（1）玻璃的折射率；
（2）光在玻璃中的傳播速度。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）根據(jù)光路的可逆性知，光從空氣射向玻璃時(shí)，入射角為，折射角為，根據(jù)折射定律，
可得玻璃的折射率
（2）由折射率與光速的關(guān)系有
可得光在玻璃中的傳播速度
14. 如圖所示，兩根互相平行的粗糙金屬導(dǎo)軌與水平方向的夾角為，導(dǎo)軌上端與定值電阻R相接、下端開口，導(dǎo)軌置于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一長度為L、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌靜止在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌保持良好接觸，此時(shí)形成回路的面積為S，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻忽略不計(jì)。從某時(shí)刻開始，磁場以的規(guī)律隨時(shí)間發(fā)生變化，在0至t時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒一直保持靜止?fàn)顟B(tài)。求：
（1）t時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力；
（2）t時(shí)刻導(dǎo)體棒受到摩擦力的大小。
【答案】（1） （2）見解析；
【解析】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
可知，通過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流
根據(jù)楞次定律可知，通過閉合回路的電流方向從上往下看為順時(shí)針，所以導(dǎo)體棒受到的安培力方向沿導(dǎo)軌向上；
導(dǎo)體棒受到的安培力大小
（2）磁場變化前無感應(yīng)電流，沿導(dǎo)軌斜向下的重力的分力與靜摩擦力大小相等，由于無法確定磁場變化后產(chǎn)生的沿導(dǎo)軌向上的安培力與導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向下的重力的分力的大小關(guān)系，時(shí)間為t時(shí)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小有以下三種可能：
a.若
導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小為
方向沿斜面向上；
b．若
導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小為0；
c．若
導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小為
方向沿斜面向下。
15. 如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中存在兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，兩區(qū)域的邊界均為矩形且磁場方向均垂直于坐標(biāo)平面（圖中未畫出），一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子以大小為、方向與y軸正方向成30°角的速度從P（0，6d）點(diǎn)垂直磁場射入勻強(qiáng)磁場Ⅰ中，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰好能沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O，經(jīng)第二象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場Ⅱ偏轉(zhuǎn)后恰好沿著與y軸正方向成30°角的速度經(jīng)過P點(diǎn)。不計(jì)粒子重力，求：

（1）磁場Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小及磁場Ⅰ的最小面積；
（2）磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值；
（3）磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度取最小值時(shí)，該粒子從P點(diǎn)射出到第一次回到P點(diǎn)所需的時(shí)間。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）根據(jù)題意，畫出粒子在勻強(qiáng)磁場Ⅰ中的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示

由幾何關(guān)系可得
解得
又有
解得
根據(jù)題意結(jié)合上述分析可知，磁場Ⅰ的面積最小時(shí)的矩形如圖所示

由幾何關(guān)系可得，矩形的長為
寬為
則磁場Ⅰ的最小面積為
（2）由題意可知，當(dāng)該粒子離開點(diǎn)就進(jìn)入磁場Ⅱ時(shí),粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑最大，此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

設(shè)最小磁感應(yīng)強(qiáng)度為，半徑為，由牛頓第二定律有
解得
由幾何關(guān)系有
解得
可得
（3）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期為
又有
解得
則粒子在磁場Ⅰ中的周期為
粒子在磁場Ⅱ中的周期為
結(jié)合幾何關(guān)系可得，粒子從P點(diǎn)射出到第一次回到P點(diǎn)所需的時(shí)間為