安徽省皖江名校联盟高二（下）开年考物理试题（word版含答案）

安徽省皖江名校联盟高二（下）开年考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O点，另一端各系一个相同的小铁球，两小球恰好在同一水平面做圆周运动，则（　 ）
A．它们做圆周运动的线速度大小相等
B．它们所需的向心力跟轨道半径成正比
C．它们做圆周运动的周期相等
D．B球受绳的拉力较大
2．如图所示，闭合开关，L1、L2均正常发光，当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时（ ）
A．L1变亮
B．L1变暗
C．L2变亮
D．L2变暗
3．如图所示，两等量同种电荷（+Q）固定放置，O为连线的中点，ABCD为电荷连线中垂面上的四个点，AO=BO=CO=DO，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点场强相同
B．C、D两点电势相同
C．把电子从A点移动到C点，电子的电势能减小
D．以速度v从C点释放一电子，只受电场力作用下，可能做圆周运动到D点
4．“天舟一号”飞船是中国空间技术研究院研制的第一艘货运飞船，2017年4月20日19时41分在海南文昌航天发射中心，由长征7号遥2运载火箭发射．4月21日上午，“天舟一号”货运飞船已经完成了两次的轨道控制，后来又进行了三次的轨道控制，使“天舟一号”货运飞船控制到“天宫二号”的后下方．4月22日12时23分，“天舟一号”货运飞船与离地面390公里处的“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接．下列说法正确的是（　　）
A．“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动过程中，受到恒力的作用
B．根据“天宫二号”离地面的高度，可计算出地球的质量
C．“天舟一号”发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s
D．“天舟一号”必须加速才能与“天宫二号”对接
二、单选题
5．如图所示，两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，一质子沿极板方向以速度v0从左端射入，并恰好从两板间沿直线穿过．不计质子重力，下列说法正确的是 （ ）
A．若质子以小于v0的速度沿极板方向从左端射入，它将向上偏转
B．若质子以速度2v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
C．若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
D．若电子以速度v0沿极板方向从左端射入，它将沿直线穿过
6．汽车在公路上以72km/h的速度直行，突然发现前方66m处有障碍物，为不撞上障碍物，驾驶员立刻刹车，刹车的加速度大小为4m/s2，则驾驶员的允许反应时间最长仅有（　　）
A．0.5s B．0.7s C．0.8s D．0.9s
7．在倾角为的光滑斜面顶端，先让一物体从静止开始滑动，经过1秒钟再让另一物体也在顶端从静止开始滑动，则两物体之间的距离将（　　）
A．保持恒定 B．逐渐拉开
C．逐渐缩短 D．无确定的关系
8．开口向上的半球形曲面的截面如图所示，直径AB水平.一小物块在曲面内A点以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，因摩擦作用物块下滑时速率不变，则下列说法正确的是（ ）
A．物块运动过程中加速度始终为零
B．物块所受合外力恒定不变
C．在滑到最低点C以前，物块所受摩擦力大小逐渐变小
D．滑到最低点C时，物块所受重力的瞬时功率达到最大
9．如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则
A．微粒达到B点时动能为
B．微粒的加速度大小等于
C．两极板的电势差
D．微粒从A点到B点的过程电势能减少
10．如图所示，长2L的轻杆两端分别固定着小球A和B，A球质量为m，B球质量未知，转轴O在杆的中点，轻杆可在竖直面内绕轴转动。不考虑空气阻力以及转轴的摩擦，重力加速度为g，若在转动中，当A球在最高点时，杆A端恰好不受力，则（　　）
A．若A、B球质量相等，则转轴O受力为零
B．B球能通过最高点的条件是其质量不大于A球质量的倍
C．若B球的质量为A球的2倍，则B球恰能转动与转轴O等高处
D．若B球的质量为A球的，B球通过最高点时对杆的作用力为mg
11．在学习了重力势能、弹性势能、电势能后，关于势能下列说法正确的是（　　）
A．电势能是带电体和电场系统共有的
B．势能的变化量与零势能点的选取有关
C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
D．地面上的物体具有的重力势能一定等于零
12．用质量不计的细绳系住一小球，细绳的另一端固定于O点、将小球拉开一定角度后释放，从小球释放到运动到最低位置的过程中，重力做功的瞬时功率将（　　）
A．始终增大 B．始终减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
三、实验题
13．杨琪同学要测定一节某种电池的电动势E的内阻r，他利用电压传感器、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量该电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，并用电压传感器（相当于直流电压表）测得路端电压U，在计算机上显示出如图乙所示的关系图线。
(1)写出关系式：=____________（用题干中所给字母表示）；
(2)由图线可知电池的电动势E=________V，内阻r＝__________；（保留两位有效数字）
(3)若任意调节电阻箱的过程中，得的最大值为1（如图乙中所示），则定值电阻R0的值为________；
(4)用此装置测得的电动势_________电动势的真实值（填“大于”、“小于”、“等于”。）
14．（1）某同学利用螺旋测微器测量工件如图所示，该工件的直径为______mm。
（2）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将气垫导轨固定在水平桌面上，调节旋钮使其水平．在气垫导轨的左端固定一光滑的定滑轮，在B处固定一光电门，测出滑块及遮光条的总质量为M，将质量为m的钩码通过细线与滑块连接．打开气源，滑块从A处由静止释放，宽度为d的遮光条经过光电门遮光时间为t，取遮光时间t内的平均速度作为滑块经过B处的速度，A、B之间的距离为x，钩码离地面足够高，重力加速度为g。
①滑块由A运动到B的过程中，系统重力势能的减小量ΔEp为______，系统动能的增加量ΔEk为______（以上结果均用题中所给字母表示）。
②改变x重复实验得到多组数据，用图象法处理数据，为了形象直观，应该画______。
A．t—x图象　　　　　　B．t2—x图象　　　　　　C．—x图象
四、解答题
15．有两个相同的总电阻为9Ω的均匀光滑圆环，固定于一个绝缘的水平台面上，两环分别在两个互相平行的 相距为20cm的竖直平面内，两环的连心线恰好与环面垂直，两环面间有方向竖直向下的磁感应强度的匀强磁场，两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5Ω的电源，连接导线的电阻不计。今有一根质量为10g，电阻为1.5Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动，而棒恰好静止于图所示的水平位置，它与圆弧的两接触点P Q和圆弧最低点间所夹的弧所对应的圆心角均为θ=60°，取重力加速度为g=10m/s2，试求此电源电动势E的大小。
16．一轻质细绳一端系一质量为m=kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O上，O到小球的距离为L=0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平面长s=2m，动摩擦因数为μ=0.25．现有一滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，每次与小球碰撞时相互交换速度，且与挡板碰撞时不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，（斜面底端和水平面光滑连接）．试问：
（1）若滑块B从斜面上高度h=3.2m处滑下，要保证运动过程中绳子不会断，绳子的最大承受拉力至少应为多大？
（2）若滑块B从斜面上高度h′处滑下与小球第一次碰后，使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动，求此高度h′．
（3）若滑块B从H="2.8m" 处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数n．
17．如图所示，在纸面内有一绝缘材料制成的等边三角形框架DEF区域外足够大的空间中充满磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直于纸面向里．等边三角形框架DEF的边长为L，在三角形DEF内放置平行板电容器MN，N板紧靠DE边，M板及DE中点S处均开有小孔，在两板间紧靠M板处有一质量为m，电量为q(q>0)的带电粒子由静止释放，如图(a)所示．若该粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失，且每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边．不计粒子的重力．
(1)若带电粒子能够打到E点，求MN板间的最大电压；
(2)为使从S点发出的粒子最终又回到S点，且运动时间最短，求带电粒子从S点发出时的速率v应为多大？最短时间为多少？
(3)若磁场是半径为Ⅱ的圆柱形区域，如图(b)所示（图中圆为其横截面），圆柱的轴线通过等边三角形的中心O，且.要使从S点发出的粒子最终能回到S点，带电粒子速度v的大小应为多少？
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BC
【解析】
【分析】
小球靠重力和绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度、线速度的大小，向心力的大小，看与什么因素有关．
【详解】
A、C项：设绳子与竖直方向的夹角为θ，则有mgtanθ=mlsinθω2， 解得，两球的竖直高度相同，即lcosθ相同，则角速度相同，根据，所以周期相同，故C正确；
圆周运动的线速度v=rω，角速度相同，半径不同，则线速度不等，故A错误；
B项：向心力等于合外力，即F向=mgtanθ=mg，故B正确；
D项：小球在竖直方向上的合力等于零，有mg=Tcosθ，解得：，知A球受绳子的拉力较大，故D错误．
2．BD
【解析】
【详解】
当滑动变阻器的滑片P自C向D滑动时，电路中总电阻减小，总电流增大，则电源内部电压增大，外电路电压减小，根据串、并联电路电压特点，L1、L2两端电压均减小，L1、L2均变暗。
故选BD。
3．BD
【解析】
【详解】
A．根据两个等量同种正点电荷的电场分布特点，由对称性可知A、B两点电两点场强的大小相等，方向不同，故A错误；
B．由于C、D两点到两正电荷的距离相等，所以CD两点的电势相等，故B正确；
C．根据两个等量同种正点电荷的电场分布特点知
所以把电子从A点移动到C点，电子的电势能增大，故C错误；
D．过O点在垂直两电荷的连线方向的平面内，以CD为直径的圆面为等势面，以速度v从C点释放一电子，只受电场力作用下，受到的电场力始终指向O点，电场力提供向心力，能做圆周运动到D点，故D正确。
故选BD。
4．CD
【解析】
【详解】
“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动过程中，受到地球引力的作用，大小不变，但方向在变化，是变力，故A错误；根据万有引力等于向心力得 ，可得地球的质量为 ，可知根据“天宫二号”离地面的高度，不可计算出地球的质量，故B错误； “天舟一号”从地球发射后仍绕地球运行，“天舟一号”与“天宫二号”的对接时，“天舟一号”要向后喷气加速才能对接天宫二号”，所以“天舟一号”发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s，故C正确；对接前，“天舟一号”货运飞船控制到“天宫二号”的后下方，所以必须加速才能对接，故D正确．所以CD正确，AB错误．
5．C
【解析】
【详解】
根据速度选择器工作原理可知：速度v0=的粒子不论电性，可以从两板间沿直线穿过，如果速度v0>,粒子将向上方运动，如果速度v0<,粒子将向下方运动．如果从左端穿过，则洛伦兹力和电场力均向上，粒子会向上偏转，因此C正确，ABD错误
6．C
【解析】
【详解】
汽车的初速度
驾驶员立刻刹车后，汽车停下来的距离
驾驶员的允许反应时间最长为
故C正确，ABD错误。
故选C。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
在倾角为的光滑斜面顶端下滑时，由牛顿第二定律可得
由运动学规律可得，开始运动的物体的位移为
经过1秒钟，另一物体的位移为
两物体之间的距离
则两物体之间的距离将逐渐拉开，所以B正确；ACD错误；
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零；故A错误．
B、物块做匀速圆周运动，所受的合外力的大小不变，方向在变；故B错误．
C、因物体匀速率下滑，重力沿切线方向上的分量与滑动摩擦力大小相等，在下滑过程中，重力在切线方向上的分力变小，所以滑动摩擦力变小；故C正确．
C、物体圆周运动到C点时，重力的瞬时功率，瞬时速度水平，而重力竖直向下，夹角为90°，则瞬时功率为零；故D错误．
故选C．
9．C
【解析】
【详解】
试题分析：物体在运动过程中，受力如图所示
由于物体力受力不在一条直线上，因此不可能做匀速直线运动，到达B点的速度一定不是，因此A错误；将电场力分解到水平方向和竖直方向上，可知，，，因此加速度大小为，B错误；电容器内的电场强度，因此两板间的电势差为，C正确，从A向B运动的过程中，由于电场力做负功，电势能增加，D错误
考点：带电粒子在复合场中的运动
10．B
【解析】
【详解】
A．当A球在最高点时，杆A端恰好不受力，设此时A、B的速度大小均为v，对A、B分别根据牛顿第二定律有
解得
即此时杆对B有竖直向上大小为2mg的作用力，则转轴O受竖直向下大小为2mg的作用力，故A错误；
B．B球恰好通过最高点时的速度为零，设此时B的质量为M，根据机械能守恒定律有
解得
所以B球能通过最高点的条件是其质量不大于A球质量的倍，故B正确；
C．若B球的质量为A球的2倍，设其通过与O等高处时的速度大小为v1，根据机械能守恒定律有
解得
故C错误；
D．若B球的质量为A球的，设B通过最高点时的速度大小为v2，根据机械能守恒定律有
解得
设B球通过最高点时杆对B的作用力大小为T2，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知此时B球对杆的作用力为，故D错误。
故选B。
11．A
【解析】
【详解】
A．势能是由于相互作用而具有的能，因此电势能是带电体和电场系统共有的，A正确；
B．势能的大小与零势能点的选取有关，但势能的变化量与零势能点的选取无关，B错误；
C．物体只有发生弹性形变，才具有弹性势能，C错误；
D．重力势能的大小与零势能面的选取有关，若以地面为零势能面，则地面上的物体的重力势能等于零，若不是以地面所在的平面为零势能面，地面上的物体的重力势能不为零，D错误；
故选A。
12．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据重力功率方程
小球在初位置重力做功的功率为零；在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率为零；因为初末位置都为零，则运动过程中重力做功的功率先增大后减小．故C正确，ABD错误．
故选C。
13． 2.0 1.0 1 小于
【解析】
【详解】
(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，得
化简得
(2)[2][3]根据公式
结合图象可知
，
联立解得
E=2.0V，r＝1.0
(3)[4]由公式
可知，当的最大时，就是最大时，即，带入解得
(4)[5]如果考虑电压表的内阻，根据实验的原理为
即
考虑电压表的内阻，此时图线的纵轴截距表示，所以小于。
14． 6.861 mgx （M＋m） C
【解析】
【详解】
（1）[1] 螺旋测微器的读数为
（2）①[2] A、B之间的距离为x，钩码下落的高度为x， 重力势能的减小量为
[3] 极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则通过光电门的速度
动能的改变量为
②[4] 为验证机械能守恒定律，需满足重力势能的减小量等于系统动能的增加量，即
变形得
用图象法处理数据，为了形象直观，应该画图像，故C正确，AB错误。
故选C。
15．6V
【解析】
【分析】
【详解】
在图中，从左向右看，棒PQ的受力如图所示，棒所受的重力和安培力FB的合力与环对棒的弹力FN是一对平衡力，且
而FB=IBL，所以
在图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R，则
由闭合电路欧姆定律得
E=I(r+2R+R棒)=1×(0.5+2×2+1.5)V=6V
16．（1）绳子的最大承受拉力至少应48N；
（2）能使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动的高度为0.5m；
（3）小球做9次完整的圆周．
【解析】
【详解】
试题分析：（1）由动能定理求出滑块与小球碰撞前的速度，然后求出碰撞后小球的速度，然后由牛顿第二定律求出绳子的拉力．
（2）小球恰好在竖直平面内做圆周运动，说明此时只有重力作为向心力，再根据小球做圆周运动的过程中机械能守恒，列出方程可以求得滑块的高度；
（2）每次碰撞没有能量损失，只是在水平面上运动时克服摩擦力做功，小球的速度也是一次次的减小，最小的时候应该是恰好能做圆周运动，根据动能定理可以求得总的路程和碰撞的次数．
解：（1）滑块B从h=3.2m处滑下到与小球碰撞过程中，
由牛顿第二定律得：mgh﹣μmg=mv12，
由题意可知，滑块与小球碰撞后交换速度，则碰后小球为v1，
碰撞后小球做圆周运动，在最低点，由牛顿第二定律得：
F﹣mg=m，解得：F=48N；
（2）小球刚能完成一次完整的圆周运动，它到最高点的速度为v0，
在最高点，仅有重力充当向心力，
由牛顿第二定律得：mg=m ①，
在小球h处运动到最高点的过程中，机械能守恒，
由机械能守恒定律得：mg（h′﹣2L）﹣μmg=mv02，
解得：h′=0.5m；
（3）滑块和小球第一次碰撞后的能量为E1，
则：E1=mgH﹣μmg，
滑块和小球第一次碰撞后，每在平面上经s路程后再次碰撞，
设能完成n次完整的圆周运动，
则：E1﹣（n﹣1）μmgs=mv02+2mgL，
解得：n=9.8，
则能完成9次完整的圆周运动；
答：（1）绳子的最大承受拉力至少应48N；
（2）能使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动的高度为0.5m；
（3）小球做9次完整的圆周．
点评：本题物体的运动过程好像是挺复杂，但是每次碰撞只是由于克服摩擦力做功而减小了能量，当减到最小时小球应该恰好能做圆周运动，找到能量损失的原因，利用动能定理就可以求出了，本题很好的考查了学生的分析理解能力，是道好题．
17．(1) (2),
(3)
【解析】
【详解】
（1）根据洛伦兹力提供向心力得：
粒子要经过一次偏转垂直打在E点应满足： ，
则E点的速度为
带电粒子在板间加速，则
解得：
（2）依题意粒子做圆周运动的轨道半径， （n=1，2，3…）
在磁场中粒子做圆周运动的速度 n=1，2，3…）
周期： ，与粒子速度无关，由粒子运动时间
得，粒子在磁场中偏转的角度最小时，运动的时间最短
此时n取1，
解得：
粒子以三角形的三个顶点为圆心运动，相邻两次碰撞的时间间隔为
第三次碰撞回到S点，则最短时间为 ；
（3）如图设E点到磁场区域边界的距离为L/,由题设条件可知
S点发射的粒子要回到S点就必须在磁场区域内运动，即满足： ，即
又知， （n=1，2，3，4，5，6…，）
当n=1时，
当n=2时，
当n=3时，
当n=4时，
所以，当n=3,4,5，……时满足题意；由于 ，代入上式可知
解得： （n=3,4,5，……）
点睛：解决本题的关键得出粒子在磁场中运动的半径通项表达式，确定半径为何值时恰好打在E点，何时能够回到S点，结合半径公式和周期公式进行求解．注意结合几何特性及半径与长度的关系，从而确定运动轨迹，这是解题的关键．
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