安徽省合肥市高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

安徽省合肥市高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．A、B、C三球体积相同，A为实心木球，B为实心铁球，C是质量与A一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若它们受到的阻力相同。则（　　）
A．A球下落的加速度最大 B．B球下落的加速度最大
C．C球最先落到地面上 D．A和C两球同时落到地面上
2．如图，半径为L的半圆弧轨道PQS固定，电阻忽略不计，O为圆心。OM是可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好，OM金属杆的电阻与OP金属杆电阻阻值相同。空间存在如图的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度ω逆时针转到OS位置，则该过程
A．MO两点的电压 B．MO两点的电压
C．回路中电流方向沿M－Q－P－O D．回路中电流方向沿M－O－P－Q
3．如图所示，质量相同的两个小球A、B，其中小球A带负电，小球B带正电，但电荷量不等量，二者电荷量的值满足：qA＞qB，通过绝缘轻弹簧连接，置于绝缘光滑的水平面上，当突然加以水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在轻弹簧第一次伸到最长的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统（整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度），以下说法正确的是（ ）
A．因为小球A、B的质量相等，故系统总动量始终为零
B．虽然小球A、B的质量相等，但是系统总动量仍然不断增加
C．小球B的动能先增加后减小，弹簧的弹性势能不断增大
D．当小球B所受电场力与弹簧的弹力相等时，小球B的动能最大
4．今将磁铁缓慢或者迅速插入一闭合线圈始末位置相同，试对比在上述两个过程中，相同的物理量是　　
A．磁通量的变化量 B．磁通量的变化率
C．线圈中产生的感应电流 D．流过线圈导线截面的电荷量
二、单选题
5．如图所示的电路中，带铁芯的线圈L与灯A并联，线圈的电阻远小于灯的电阻，当闭合开关S后灯正常发光。以下说法中正确的是（　　）
A．断开开关S，灯A立即熄灭
B．断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭
C．用一个电容器代替线圈L，断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭
D．用阻值与线圈相同的电阻取代L接入电路，断开开关S，灯A闪亮一下后熄灭
6．如图所示，把两个线圈A和B分别套在同一个闭合铁芯上，A 线圈连接到交流电源的两端，B 线圈连接到小灯泡上。接通电源后，下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡不会发光
B．仅增大交流电源的电压，小灯泡亮度会降低
C．仅增大A 线圈的匝数，小灯泡亮度会降低
D．仅增大 B 线圈的匝数，小灯泡亮度会降低
7．如图所示，闭合圆形线圈放在范围足够大的匀强磁场中，下列情况线圈中能产生感应电流的是（　　）
A．线圈向右平移
B．线圈向上平移
C．线圈以ab为轴转动
D．线圈绕过圆心O且垂直于线圈平面的轴转动
8．如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一直角三角形导线框ABC，其中AB=L，BC=2L，两平行虚线间有一垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场宽度为L，导线框BC边与虚线边界垂直．现让导线框从图示位置开始沿BC方向匀速穿过磁场区域．设线框中产生顺时针方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场的过程中，产生的感应电流与线框运动距离x的函数关系图象正确的是
A． B．
C． D．
9．如图所示，两个完全相同的小球A、B用等长的细线悬于O点，开始两球均静止，两悬线竖直，线长为L。若将A球拉至图示位置静止释放，则B球被碰后第一次速度为零时的高度不可能是（　　）
A． B．
C． D．
10．一个质量为2 kg的装砂小车，沿光滑水平轨道运动，速度为3 m/s，一个质量为1 kg的球从0.2 m高处自由落下，恰落入小车的砂中，此后小车的速度为（　　）
A．3 m/s B．2 m/s C．2.7 m/s D．0
11．某同学用如图所示的实验装置探究感应电流产生的条件，下列操作中，该同学不能看到灵敏电流计指针偏转的是（　　）
A．先闭合开关S1、S2，然后将线圈A插入线圈B
B．先闭合开关S2，将线圈A置于线圈B中，然后瞬间闭合开关S1
C．先将线圈A置于线圈B中，闭合开关S1、S2，然后匀速移动滑动变阻器的滑片
D．先将线圈A置于线圈B中，闭合开关S1，然后加速移动滑动变阻器的滑片
12．如图所示，一小型电风扇通过理想变压器接到一交流电源上，电风扇的线圈电阻为r，理想变压器原、副线圈的匝数比为n：1，交流电源的电压瞬时值．开关S闭合后，电风扇正常运转且消耗的电功率为P，则（ ）
A．电风扇线圈中交流电的频率为 B．电风扇两端的电压的有效值为
C．通过电风扇的电流的有效值为 D．电风扇的输出功率为
三、实验题
13．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，但可以通过仅测量_________（填选项前的符号）间接地解决这个问题．
A．小球开始释放高度h
B．小球做平抛运动的射程
C．小球抛出点距地面的高度H
（2）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分末端，再将入射球m1从斜轨上相同位置S静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
接下来要完成的必要两个步骤是__________（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
B．测量小球m1开始释放高度h
C．测量抛出点距地面的高度H
D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛射程OM、ON
（3）经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置距O点的距离如下图所示．则碰撞后m1和m2的动量大小比值为_______________。（结果保留两位有效数字）
（4）验证m1、m2碰撞过程系统动量守恒的表达式为__________________（用m1、m2、OM、OP、ON表示）
14．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后有
①将A迅速插入B线圈时，灵敏电流计指针将__________．
②A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将________．
四、解答题
15．将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术，光伏发电技术的原理是将太阳能直接转换为电能（直流电）后，再利用逆变器转换为交流电供用户使用或并入电网。某部队为解决高山哨所用电问题，在山脚下建立“太阳能板田”，如图1所示，电能输送到哨所原理简图如图2所示，假设太阳能电池板组件，经逆变器后输出的交流电压，输出的电功率，输送线路的总电阻，要求最终输出的电压。求：
（1）若线路损耗为5%，升压变压器和降压变压器的匝数比分别为多少；
（2）若线路损耗为5%，则送到哨所后最多可供多少盏规格为“20V、100W”的灯泡使用。
16．如图1所示，间距L=1m的足够长倾斜导轨倾角，导轨顶端连一电阻，左侧存在一面积S=0.6m2的圆形磁场区域B，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图2所示，右侧存在着方向重直于斜面向下的恒定磁场B1=1T，一长为L=1m，电阻r=1Ω的金属棒ab与导轨垂直放置，t=0至t=1s，金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过足够长的距离进入EF，且在进入EF前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知EF左侧导轨均光滑，EF右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数，取g=10m/s2，不计导轨电阻与其他阻力，sin37=0.6，cos37=0.8。求：
（1）t=0至t=1s内流过电阻的电流和金属棒ab的质量；
（2）金属棒ab进入EF时的速度大小；
（3）金属棒ab进人EF后通过电阻R的电荷量。
17．如图所示，AB是半径R=0.20m的光滑圆弧轨道，半径OB竖直，光滑水平地面上紧靠B点静置一质量M=3.0kg的小车，其上表面与B点等高．现将质量m=1.0kg的小滑块从A点由静止释放，经B点滑上小车，最后与小车达到共同速度，已知滑块与小车之间的动摩擦因数μ=0.40．重力加速度g取10m/s2．求：
(1)滑块与小车最后的共同速度；
(2)为使滑块不从小车上滑下，小车至少多长．
18．如图所示，竖直墙面和水平地面均光滑，质量分别为mA=m，mB=2m的A、B两小球如图所示放置，其中A紧靠墙壁，AB之间有质量不计的轻弹簧相连．对B物体施加一个水平向左的推力，使AB之间弹簧被压缩但系统静止，此时弹簧的弹性势能为EP,后突然撤去向左推力解除压缩，求：
（1）从撤去外力到物块A运动，墙壁对A的冲量大小？
（2）AB都运动后，B小球的最小速度是多少？
试卷第页，共页
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参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
AB．由牛顿第二定律可得
解得
CD．AC质量一样，则AC的加速度一样，B的质量较大，则B的加速度最大，所以A错误；B正确；
由运动学公式有
AC加速度一样，则下落时间相同，B的加速度最大，下落最快，所以C错误；D正确；
故选BD。
2．BD
【解析】
【详解】
根据OM转动方向可由右手定则判断电流方向为M到O即回路中电流方向沿M－O－P－Q；
OM转动过程中产生的电动势大小为：
因为OM和OP电阻相同，OM作为电源电流由低电势流向高电势，故MO两点的电压为：
故BD正确，AC错误。
故选BD。
3．BD
【解析】
【详解】
AB．加电场后，A小球受到向左的电场力，B小球受到向右的电场力，两小球所受向左的电场力大于向右的电场力，方向相反，合力向左，所以系统的动量不守恒．系统的总动量向左不断增加，故A错误，B正确 ；
C．系统的总动量向左，当A、B两小球向左速度相等时，弹簧长度达到最大值，在此过程中，小球B先向右加速，后向右减速到零，再向左加速，动能先增大后减小，再增大；弹簧的弹性势能不断增大时，故C错误；
D．两小球远离过程，先做加速度不断减小的加速运动，再做加速度不断变大的减速运动，故小球B当电场力与弹力平衡时，加速度为零，小球B动能最大，故D正确。
故选BD。
4．AD
【解析】
【分析】
根据磁通量变化的快慢可知磁通量变化率的大小关系，再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小；
【详解】
A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流，条形磁铁第一次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢．条形磁铁第二次迅速插入线圈时，磁通量增加快，但磁通量变化量相同，根据可知，导体某一横截面的电荷量也相同，故AD正确；
B、由于第二次迅速插入，即磁通量变化的快，即磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律可知第二次线圈中产生的感应电动势大，由于线圈电阻不变，则再根据欧姆定律可知第二次感应电流大，即，故BC错误．
【点睛】
本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力，知道磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小以及电阻有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关．
5．B
【解析】
【详解】
AB．电键断开前，电路稳定，灯A正常发光，线圈相当于直导线，电阻较小，故流过线圈的电流较大；电键断开后，线圈中的电流会减小，发生自感现象，线圈为A、L回路的电源，故灯泡会更亮一下后熄灭，故A错误，B正确；
C．用一个电容器代替线圈L，电路稳定时，电容器的电阻过大，电容器相当于断路。断开开关S，电容器为A、L回路的电源，故灯泡会慢慢熄灭，故C错误；
D．用阻值与线圈相同的电阻取代L接入电路，断开开关S，回路中没有自感现象产生，灯A立即熄灭，故D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
A．把两个线圈A和B分别套在同一个闭合铁芯上就制成了一个变压器，可以改变交流电压，因此当接通电源后，小灯泡会发光，A错误；
B．根据
可得
若仅增大交流电源电压 ，小灯泡亮度增加；若仅增大A 线圈的匝数 ，小灯泡亮度会降低；若仅增大 B 线圈的匝数，小灯泡亮度会增加，因此BD错误，C正确。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
A．线圈向右平移，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B．线圈向上平移，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流。故B错误；
C．线圈以ab为轴转动，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流。故C正确；
D．线圈绕过圆心O且垂直于线圈平面的轴转动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故D错误；
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
在线圈进入0-L范围时，线圈内产生的感应电流为逆时针方向；切割磁感线的有效长度从0均匀增加到，可知感应电流均匀增加；从L-2L，线圈切割磁感线的有效长度为不变，感应电流不变，方向为逆时针方向；从2L-3L，线圈切割磁感线的有效长度从逐渐增加到L，则感应电动势增加到原来的2倍，感应电流增加到2倍，方向为顺时针方向，故选D.
9．D
【解析】
【详解】
小球A从释放到最低点，由动能定理可知
解得
若A与B发生完全弹性碰撞，由能量守恒定律和动量守恒定律可知两者交换速度，即
B上升过程中由动能定理可知
解得
若A与B发生完全非弹性碰撞即AB粘在一起，由动量守恒定律可知
解得
在AB上升过程中，由动能定理可知
解得
所以B球上升的高度
高度不可能是。
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
小车、砂、球三者组成的系统在水平方向上动量守恒，故
Mv＝(M＋m)v′
解得
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A．先闭合开关S1、S2，然后将线圈A插入线圈B，则穿过线圈B的磁通量会发生变化，线圈B中会有感应电流，则灵敏电流计指针偏转，选项A不符合题意；
B．先闭合开关S2，将线圈A置于线圈B中，然后瞬间闭合开关S1，则穿过线圈B的磁通量会发生变化，线圈B中会有感应电流，则灵敏电流计指针偏转，选项B不符合题意；
C．先将线圈A置于线圈B中，闭合开关S1、S2，然后匀速移动滑动变阻器的滑片，则穿过线圈B的磁通量会发生变化，线圈B中会有感应电流，则灵敏电流计指针偏转，选项C不符合题意；
D．先将线圈A置于线圈B中，闭合开关S1，然后加速移动滑动变阻器的滑片，因线圈B所在的支路是断开的，则灵敏电流计指针不偏转，选项D符合题意。
故选D。
12．B
【解析】
【详解】
交流电的频率，A错误；原线圈电压的有效值，电风扇两端的电压，B正确；电风扇是非纯电阻用电器，不能使用公式求电流，C错误；电风扇中的电流，线圈的发热功率，电风扇的输出功率，由几式联立，可得，D错误；故选B.
13． B AD 3.8
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中直接测量小球碰撞前后的速度是不容易的，因小球碰后做平抛运动，下落时间相同，则可以通过仅测量小球做平抛运动的射程间接地解决这个问题，故选B．
（2）[2]要验证的关系
两边乘以t可得
即
则接下来要完成的必要两个步骤是：用天平测量两个小球的质量m1、m2；分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N，并测量平抛射程OM、ON；故选AD。
（3）[3]碰撞后m1和m2的动量大小比值为
（4）[4]由以上分析可知，验证m1、m2碰撞过程系统动量守恒的表达式为
14． ①向右偏转一下 ②向左偏转一下
【解析】
【详解】
（1）由题意“在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下”，得出磁通量增加则电表指针向右偏，当将A线圈迅速插入B线圈时,磁通量增大,则产生的感应电流也使指针向右偏转一下.
（2）A线圈插入B线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,电阻增大，电流减小,则产生的磁场变弱,通过副线圈的磁通量减小,所以产生的感应电流使指针向左偏转一下
15．(1)1:20；95:22；(2)95
【解析】
【详解】
(1)升压变压器初级电流
输电线的功率损失
解得
I2=10A
则
升压变压器次级电压
降压变压器的初级电压
则降压变压器的匝数比
(2) 送到哨所后最多可供灯泡的个数
16．（1）；；（2）v=0.6m/s；（3）
【解析】
【详解】
（1）根据法拉第电磁感应定律可得至内回路中的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得t=0至t=1s内流过电阻的电流为
设金属棒ab的质量为m，这段时间内金属棒ab受力平衡，即
解得
（2）设金属棒ab进入EF时的速度大小为v，此时回路中的感应电动势为
回路中的电流为
导体棒ab所受安培力大小为
根据平衡条件可得
解得
v=0.6m/s
（3）设金属棒ab从进入EF到最终停下的过程中，回路中的平均电流为，经历时间为t，对金属棒ab根据动量定理有
其中
且
解得
17．(1)；(2) 0.375m
【解析】
【详解】
(1)滑块由至，由机械能守恒定律得：
解得：
滑块滑上小车后，对滑块与小车组成的系统，由动量守恒定律得：
解得共同速度：
(2)滑块滑上小车后，对滑块与小车组成的系统，由能量守恒定律得：
解得：
即小车至少长0.375m
18．(1)2 (2)
【解析】
【分析】
撤去推力后，B在弹力的作用下做加速运动．此过程中墙给A的冲量即为系统动量的变化，根据动量定理求解；A离开墙后，在弹簧的作用下速度逐渐增大，B的速度逐渐减小，当弹簧再次恢复原长时，A达到最大速度，B速度减小到最小值，根据系统动量守恒、机械能守恒求解．
【详解】
(1) 撤去外力后，物体B在弹力作用下做加速运动．在弹簧恢复原长的过程中，系统的机械能守恒．设弹簧恢复原长时，物体B的速度为有：EP=．2m
解得：vB0=
此过程中墙对A的冲量大小等于弹簧对A的冲量大小，也等于弹簧对B的冲量大小，则
I=2mvB0=2
(2) 物体A离开墙壁后，弹簧伸长，A的速度逐渐增大，B的速度逐渐减小．当弹簧恢复原长时，物体A达到最大速度vA，物体B的速度减小到最小值vB ， 在此过程中系统的动量守恒有：2mvB0=mvA+2mvB
机械能守恒有：．2m =m+．2m
联立解得：vB=
所以B的最小速度为
【点睛】
本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统，注意应用动量守恒定律时要规定正方向．
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