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延庆区2024～2025学年第二学期统测试卷
物理
满分：58分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌板和银板，都能产生光电效应。在以上两次实验中，对于下列四个物理量的说法正确的是（ ）
A．光子的能量一定相同
2．如图1所示，一绝热容器被隔板K隔开成A、B两部分。已知A内有一定量的稀薄气体，B内为真空。抽开隔板K后，A内气体进入B，最终达到平衡状态，对于该过程，下列说法正确的是（ ）
3．我国在2024年成功发射鹊桥二号中继卫星和嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，假设其近月环绕的周期为T。已知引力常量为G，嫦娥六号的质量为m。根据以上信息可求出（ ）
4．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图2甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上做匀速运动，绘图笔在纸带上画出的就是小球的振动图像。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图2乙所示。下列说法正确的是（ ）
5．在静止的小车内用细绳a、b系住一个小球，绳a处于斜向上的方向，拉力为，绳b处于水平方向，拉力为，如图3所示。现让小车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置仍保持不变，细绳a、b的拉力为和。下列关系正确的是（ ）
6．如图4所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u＝220sin(100πt)V的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V，22 W”的灯泡5个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
7．如图5所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S₁相连，线圈N与电流表和开关S₂相连。下列说法正确的是（ ）
8．将平行板电容器、滑动变阻器、电源按如图6所示连接。若平行板电容器内存在垂直纸面向里的匀强磁场，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向，从左侧入射后偏向A极板，为了使电子束沿入射方向做直线运动，可采取的方法是（ ）
9．如图7所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开。此过程中，手的支持力对物体所做的功的绝对值为W。不考虑空气阻力。关于此过程，下列说法正确的有（ ）
10．如图8所示，水平传送带以v＝2m/s的速率匀速运行，上方漏斗每秒将40kg的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动，该过程传送带与传送轮之间不打滑。如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的输出功率为（ ）
11．以6m/s的速度匀速上升的气球，当升到离地面14.5m高时，从气球上落下一小球，小球的质量为0.5kg，假设小球在运动过程中所受的阻力大小总等于1N。重力加速度 g取10m/s²。下列说法正确的是（ ）
12．如图9所示，实线为两个固定的等量正点电荷电场中的等势面，虚线abc为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，其中b点是两点电荷连线的中点。下列说法正确的是（ ）
13．汽车研发机构在某款微型汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的。某次测试中，微型汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了微型汽车的动能Ek与位移x关系图像如图10所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线。已知微型汽车的质量为1000kg，为便于讨论，设其运动过程中所受阻力恒定。根据图像所给的信息可求出（ ）
14．类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图11甲所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是（ ）
二、非选择题
本部分共6题。
15．物理实验一般涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作和实验分析等。
【答案】（
【详解】待补
16．为测量某金属丝的电阻率，小明同学设计了如图15甲、乙所示的两种实验方案， 已知该实验选用的电源可视为内阻不计的理想电源。
【答案】（
【详解】待补
17．如图19所示，半径R＝0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.5kg可以看成质点的物体从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动恰好能通过B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10m/s²。求：
【答案】（1）物体恰好能通过B点，根据牛顿第二定律： （2分）
可得： vB=2.0m/s （1分）
（2）物体从B点飞出做平抛运动，根据： （1分） A与C之间的距离x=t （1分） 可得：x=0.8m （1分）
（3）物体经A点时的受力分析如答图1 根据动能定理，物体由A点运动到B点的过程中，有： （1分） 根据牛顿第二定律有： （1分） 可得：F=30N （1分）
（2）物体从B点飞出做平抛运动，根据： （1分） A与C之间的距离x=t （1分） 可得：x=0.8m （1分）
（3）物体经A点时的受力分析如答图1 根据动能定理，物体由A点运动到B点的过程中，有： （1分） 根据牛顿第二定律有： （1分） 可得：F=30N （1分）
【详解】待补
18．如图20所示，在xOy坐标系第一象限的矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子在M点以垂直于y轴的方向射入磁场，并从另一侧边界的N点射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为q，入射速度为v，矩形区域的长度为L，MN沿y轴方向上的距离为。不计重力。
【答案】（1）如答图2（1分）
由几何关系可得 （1分）
解得 （1分）
（2）根据左手定则可以判断出磁场方向为垂直于纸面向外 （1分） 根据牛顿第二定律 （1分） 解得 （1分）
（3）设粒子由N点射出磁场和电场时速度方向与x轴的夹角分别为₁和₂ 由几何关系可得 （1分） 粒子在电场中运动 x方向 y方向 可得 （1分） 可见，粒子由N点射出磁场和电场时速度方向不相同 （1分）
（2）根据左手定则可以判断出磁场方向为垂直于纸面向外 （1分） 根据牛顿第二定律 （1分） 解得 （1分）
（3）设粒子由N点射出磁场和电场时速度方向与x轴的夹角分别为₁和₂ 由几何关系可得 （1分） 粒子在电场中运动 x方向 y方向 可得 （1分） 可见，粒子由N点射出磁场和电场时速度方向不相同 （1分）
【详解】待补
19．2024年9月22日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体，如图21所示，成功产生了42.02万高斯（即42.02特斯拉）的稳态强磁场，超越了2017年美国国家强磁场实验室水冷磁体保持的41.4万高斯的世界纪录，刷新了国际稳态强磁场领域的世界纪录。这种水冷磁体可以算做改良后的水冷磁体通电螺线管。
【答案】（1）A、B两电流产生的磁场如右图所示，且磁感应强度B₁=（1分）
由矢量合成可知C点产生的磁感应强度BC=2B₁cos60°（1分）
可得：BC=（1分）
且C点的磁场方向为竖直向上（1分）
（2）对于任意一个I∆l，总有另一个I∆l使产生的磁场水平方向抵消， 所以圆形电流在P处产生的磁场方向为竖直向上（1分） 且每一个I∆l产生的磁感应强度 （1分） 其竖直方向分量By=Bicosθ（1分） 可得：圆形电流在P处产生的磁感应强度B=By 联立可得：B=（1分） 磁感应强度B在MN上随夹角θ的分布图线 如右图所示。（2分）
（2）对于任意一个I∆l，总有另一个I∆l使产生的磁场水平方向抵消， 所以圆形电流在P处产生的磁场方向为竖直向上（1分） 且每一个I∆l产生的磁感应强度 （1分） 其竖直方向分量By=Bicosθ（1分） 可得：圆形电流在P处产生的磁感应强度B=By 联立可得：B=（1分） 磁感应强度B在MN上随夹角θ的分布图线 如右图所示。（2分）
【详解】待补
20．国家的高质量发展离不开可靠的能源保障。
【详解】（1）当风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。设风轮机叶片旋转所扫过的面积为S
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=v·S，风力发电机的最大功率Pm=
可得：Pm= （1分）
按题意，风力发电机的输出功率为kW=8×10³kW （1分）
最低年发电量约为 W=P₂t=8×10³×6000kW·h=4.8×10⁷kW·h （1分）
（2）驱动电机的输入功率P=UI （1分）
当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为
距太阳中心为的球面面积 （1分）
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为， （1分）
由于，所以电池板的最小面积 （1分）
我的思考：电池板的面积远远大于电动客车的车顶面积，所以用太阳能电池板直接驱动汽车是困难的。但可以利用太阳能给具备储能功能的电池充电，待容纳的电量足够时就可以驱动汽车对外做功。 （1分）
（3）设用电低谷阶段电站消耗的总电能为压缩机组对气体做功（1分）
气体向外界传递的热量（1分）
由热力学第一定律：气体增加的内能（1分）
可得：，该电站输入、输出电能转化效率（1分）
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量m=v·S，风力发电机的最大功率Pm=
可得：Pm= （1分）
按题意，风力发电机的输出功率为kW=8×10³kW （1分）
最低年发电量约为 W=P₂t=8×10³×6000kW·h=4.8×10⁷kW·h （1分）
（2）驱动电机的输入功率P=UI （1分）
当阳光垂直电池板入射时，所需板面积最小，设其为
距太阳中心为的球面面积 （1分）
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为， （1分）
由于，所以电池板的最小面积 （1分）
我的思考：电池板的面积远远大于电动客车的车顶面积，所以用太阳能电池板直接驱动汽车是困难的。但可以利用太阳能给具备储能功能的电池充电，待容纳的电量足够时就可以驱动汽车对外做功。 （1分）
（3）设用电低谷阶段电站消耗的总电能为压缩机组对气体做功（1分）
气体向外界传递的热量（1分）
由热力学第一定律：气体增加的内能（1分）
可得：，该电站输入、输出电能转化效率（1分）