2024-2025学年江苏省南通市名校联盟高三（上）第二次联考
物理试卷（8月份）
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.有人根据提出以下说法，其中正确的是( )
A. 磁场中某点的磁感应强度与通电导线在磁场中所受的磁场力成正比
B. 磁场中某点的磁感应强度与乘积成反比
C. 磁场中某点的磁感应强度不一定等于
D. 通电直导线在某点所受磁场力为零，则该点磁感应强度为零
2.如图所示，直导线、螺线管、电磁铁三者相距较远，其磁场互不影响，当开关闭合后，则小磁针北极黑色一端指示磁场方向正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.如图，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线和垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流时，纸面内与两导线距离均为的点处的磁感应强度为零。已知通以电流的无限长直导线在距离导线处产生的磁感应强度大小，其中为常数。出下列判断正确的是( )
A. 的方向平行于向右
B. 导线的磁场在点的磁感应强度大小为
C. 只把导线中电流的大小变为，点的磁感应强度大小为
D. 只把导线中的电流反向，点的磁感应强度大小为
4.如图所示，水平桌面上有一正三角形线框，线框由粗细相同的同种材料制成，边长为，线框处在与桌面成斜向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，边与磁场垂直现、两点接到直流电源上，流过边的电流为，线框静止在桌面上，则线框受到的摩擦力大小为( )
A. B.
C. D.
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
6.如图所示，竖直平面内有三根轻质细绳，绳水平，绳与水平方向成角，为结点，绳的下端拴接一质量为、长度为的导体棒，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所处的水平面成角时保持静止。已知重力加速度为。在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 绳受到的拉力先增大后减小
B. 绳受到的拉力先增大后减小
C. 绳受到的拉力最大值为
D. 导体棒中电流的值为
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和，电流大小相等，方向垂直纸面向里，竖直线位于直导线、的中垂面上。通电直导线中的电流方向垂直纸面向外。现在从点由静止释放直导线，直导线可沿中垂面落至地面上的点。整个过程导线和静止不动，不计空气阻力，则由点运动到点的过程中( )
A. 导线在点受到的安培力水平向右
B. 导线在点受到的安培力竖直向下
C. 导线可能做加速度一直增大的加速运动
D. 导线可能做加速度一直减小的加速运动
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，重力加速度为。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，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、
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
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
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：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；在点附近的地面上，找到与点磁感应强度相同的若干点，将这些点连成直线；在地面上过点垂直于的直线上，找到磁场方向与地面夹角为的、两点，测得、两点距离为。由此可确定( )
A. 金属管线在正下方，深度为
B. 金属管线在正下方，深度为
C. 金属管线的走向垂直于，深度为
D. 金属管线的走向垂直于，深度为
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，方向垂直滑轨平面向下
B. 磁感应强度有最大值，为，方向水平向右
C. 磁感应强度有可能为，方向竖直向下
D. 磁感应强度有可能为，方向水平向左
11.如图为两形状完全相同的金属环、平行竖直的固定在绝缘水平面上，且两圆环的圆心、的连线为一条水平线，其中、、为该连线上的三点，相邻两点间的距离满足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，经测量可得点的磁感应强度大小为、点的磁感应强度大小为，如果将右侧的金属环取走，点的磁感应强度大小应为( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
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；
电源电动势，内阻约为；
电阻箱阻值范围；
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：
按图示连接电路；
闭合、，调节滑动变阻器滑片的位置，使微安表指针满偏；
保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏；
记录此时的温度和电阻箱的阻值。
回答下列问题：
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“”。
请用笔画线代替导线，在图丙中将实物图不含温控装置连接成完整电路 。
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。
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”。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
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。
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；
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。
14.一质量为、长度为的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为、带电荷量为的物块可视为质点以初速度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：
物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量；
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。
15.如图所示，已知电源电动势，内阻，保护电阻，求：
当电阻箱读数为多少时，保护电阻消耗的电功率最大，并求这个最大值。
当电阻箱读数为多少时，电阻箱消耗的功率最大，并求这个最大值。
若电阻箱的最大值为，，求：当电阻箱读数为多少时，电阻箱的功率最大，并求这个最大值。
电源的最大输出功率。
16.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿轴正方向的匀强电场，磁感应强度大小为，电场强度大小为。第一象限中有沿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。一个带电小球从图中轴上的点，沿与轴成角度斜向上做匀速直线运动，由轴上的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轴上的点图中未标出，已知、点间的距离为，重力加速度大小为取，。求：
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；
矩形匀强磁场区域面积的最小值；
小球从点运动到点所用的时间。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
大于
减小
13.解：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
根据一定质量的理想气体的状态方程得：
解得：
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
根据玻意耳定律得：
解得：
答：的大小；
的值为。
14.解：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
场强向下时
场强向上时
解得
两次产生的热量相等，即
解得；
答：物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量为；
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为。
15.解：保护电阻消耗的电功率为
因和是常量，而是变量，所以最小时，最大，即时
这时要把保护电阻与电源内阻算在一起，据以上结论，当，即
时，电阻箱消耗的功率最大
把当作电源内阻的一部分，则等效电源内阻为，而电阻箱的最大值为，小于，由
可知不能满足，所以当电阻箱的电阻取时，消耗功率最大，最大值为
代入数据解得
由电功率公式
当时，最大，即
时有
答：当电阻箱读数为时，保护电阻消耗的电功率最大，最大值为。
当电阻箱读数为时，电阻箱消耗的功率最大，最大值为。
当电阻箱读数为时，电阻箱的功率最大，最大值为。
电源的最大输出功率为。
16.解：设小球质量为，电荷量为，速度大小为，球由到做匀速直线运动，球受力平衡，其受力如图所示，由平衡条件得：
竖直方向有：
水平方向有：
可得：
解得：
要使小球进入第一象限后能立即在矩形磁场区城内做匀速圆周运动，则球受的重力必须与电场力平衡，而只受洛伦兹力，则有：
联立解得：
由中，可得：
小球在第一象限的磁场中，由洛伦兹力提供向心力而做匀速圆周运动，则有：
解得：
小球在第一象限的运动轨迹和最小的矩形磁场如图所示。
可知矩形的最小面积：
解得：
小球在第四象限运动的时间：
在第一象限矩形磁场区域运动轨迹的圆心角为
在第一象限矩形磁场区域运动的时间：
在第一象限做匀速直线运动的时间：
则小球从到的总时间：
联立解得：
答：小球所带电荷量与质量的比值为和第一象限内匀强电场的大小为；
矩形匀强磁场区域面积的最小值为；
小球从点运动到点所用的时间为。
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