安徽省太和县2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

安徽省太和县2021-2022学年高二（下）开学考试物理试题
一、单选题
1．如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成a角的静止皮带上，运动员用力向后蹬皮带，运动过程中人对皮带的摩擦力恒为f。使皮带以速度v匀速向后运动，则在运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人脚对此皮带的摩擦力等于皮带对人脚的摩擦力
B．人对皮带做功的功率为
C．人对皮带做功的功率为
D．人对皮带不做功
2．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（　　）
A．重物的机械能守恒
B．重物与弹簧组成的系统的机械能减少
C．重物与弹簧组成的系统的机械能守恒
D．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变
3．如图所示，等腰三角形中，底边长为l，．分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的电荷为正电荷，电荷量为Q．将一带正电的试探电荷放置在C点，其受到的电场力垂直于向上，已知静电力常量为k，则固定在B点的点电荷的电性以及C点的电场强度大小分别是（　　）
A．正由， B．负电，
C．正电， D．负电，
4．如图所示的情况中，a、b两点电势相等、电场强度也相同的是（其中，C、D选项中，两电荷电量相等）：（ ）
A．A B．B C．C D．D
5．玻璃杯从同一高度落下，掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯与石头的撞击过程中( )
A．玻璃杯的动量较大
B．玻璃杯受到的动量变化较大
C．玻璃杯的动量变化率较大
D．玻璃杯受到的的冲量较大
6．在匀强磁场中有一圆形的闭合导体线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列运动时，线圈中能产生感应电流的是
A．线圈沿自身所在的平面做匀速运动 B．线圈沿着磁场方向移动
C．线圈绕任意一条直径做转动 D．线圈静止在磁场中
7．下列说法正确的是（ ）
A．链式反应属于重核裂变
B．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大
C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
D．电子等实物粒子不具有波动性
8．竖直发射的火箭质量为6×103 kg.已知每秒钟喷出气体的质量为200 kg.若要使火箭最初能得到20.2 m/s2的向上的加速度，则喷出气体的速度应为
A．900 m/s B．800 m/s
C．700 m/s D．1 000 m/s
9．在光滑水平面上，有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前)，已知碰前两球的动量分别为pA＝10 kg·m/s、pB＝13 kg·m/s，碰后它们动量的变化分别为ΔpA、ΔpB.下列数值可能正确的是( 　)
A．ΔpA＝－3 kg·m/s、ΔpB＝3 kg·m/s
B．ΔpA＝3 kg·m/s、ΔpB＝－3 kg·m/s
C．ΔpA＝－20 kg·m/s、ΔpB＝20 kg·m/s
D．ΔpA＝20kg·m/s、ΔpB＝－20 kg·m/s
10．如图所示为一玩具起重机的电路示意图．电源电动势为6 V，内阻为0.5 Ω，电阻R＝2.5 Ω，当电动机以0.5 m/s的速度匀速向上提升一质量为320 g的物体时(不计一切摩擦阻力，g＝10 m/s2)，标有“3 V,0.6 W”的灯泡恰好正常发光．则电动机的内阻为(　　)
A．1.25 Ω B．3.75 Ω
C．5.625 Ω D．1 Ω
二、多选题
11．如右图所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则(　　)
A．电子一直沿Ox负方向运动 B．电场力一直做正功
C．电子运动的加速度不变 D．电子的电势能逐渐增大
12．如图所示，电源的电动势和内阻分别为E、r，在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，下列各物理量变化情况为（ ）
A．电流表的读数一定减小
B．R0的功率一定先减小后增大
C．电源输出功率可能先增大后减小
D．电压表与电流表读数的比值以及均先增大后减小
13．如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M的木块，现有质量为m0的子弹以大小为v0的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g．下列说法正确的是
A．子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
B．子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
C．子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于
D．子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于
14．如图所示，匀强磁场磁感应强度大小为1T，方向水平向右，一根通电直导线垂直于匀强磁场放置，导线截面是正六边形的中心O，正六边形在纸面内且ad连线与磁感线垂直，已知a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是（　　）
A．直导线中的电流方向垂直纸面向外
B．b点的实际磁感应强度方向指向中心O
C．c点的实际磁感应强度大小为T
D．f点的实际磁感应强度大小为1T
15．如图，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹．M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点．不计重力，下列表述正确的是（ ）
A．粒子所受电场力沿电场方向水平向右
B．粒子在M点的速率最小
C．粒子在电场中的加速度不变
D．粒子在电场中的电势能始终在增加
三、实验题
16．某同学用如图的装置做“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下
（1）先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖立于靠近槽口处，使小球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕。
（2）将木板向右平移适当距离，再使小球从原固定点由静止释放，撞到木板在记录纸上留下压痕。
（3）把半径相同的小球静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球仍从原固定点由静止开始滚下，与球相碰后，两球撞在木板上，并在记录纸上留下压痕和。
①本实验必须测量的物理量是_________。（填序号字母，要求验证方法简洁可行）
A．小球、的质量、
B．小球、的半径
C．斜槽轨道末端到木板的水平距离
D．球的固定释放点到斜槽轨道末端的高度差
E．记录纸上点到、、的距离、、
②放上被碰小球，两球相碰后，小球在图中的压痕点为__________。
③若两球碰撞动量守恒，则应满足的表达式为____________。（用①中测量的量表示）
④若两球发生的是弹性碰撞，则还应满足的表达式为：____________。
17．某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时，发现实验桌上还有一个定值电阻R0．他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值．实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数，并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时，刻录了U1、U2、I的一系列值．
（1）他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线，如图乙所示，则U1-I图线是图中_______（填A或B）．
（2）定值电阻R0的计算表达式是：R0＝___________（用测得的U1、U2、I表示），若实验中的所有操作和数据处理无错误，实验中测得R0值_________（填“大于”“等于”或“小于”）实际值．
（3）若实验中没有电压表V1 ，你能测出的量是_________（填“电动势E”“内阻r”或“R0”，下同）．
（4）若实验中没有电压表V2 ，你能测出的量是____________．
四、解答题
18．如图所示电路，已知R2=1Ω，S断开时，两表读数分别为0.5A和2.0V，S闭合时，它们的读数分别变化了0.1A和0.4V，两表均视为理想表，求：
(1)R1的阻值；
(2)电源的电动势和内阻；
(3)S断开时电源的输出功率。
19．有一带电荷量的点电荷，从电场中的A点移动到B点的过程中，克服电场力做功J，从B点移动到C点的过程中电场力做功J．则：
(1)A、B间，B、C间，C、A间的电势差各为多少？
(2)如果取B点电势为零，电荷q在C点的电势能为多少？
20．在如图甲所示的平面坐标系内，有三个不同的静电场：第一象限内有固定在O点处的点电荷产生的电场E1(未知)，该点电荷的电荷量为－Q，且只考虑该点电荷在第一象限内产生的电场；第二象限内有水平向右的匀强电场E2(未知)；第四象限内有大小为、方向按如图乙所示规律周期性变化的电场E3，以水平向右为正方向，变化周期T=,一质量为m，电荷量为＋q的离子从(－x0，x0)点由静止释放，进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动．以离子到达x轴为计时起点，已知静电力常量为k，不计离子重力．求：
(1)离子在第一象限运动时速度大小和第二象限内电场强度E2的大小；
(2)当t=T/2和t＝T时，离子的速度分别是多少；
(3)当t＝nT时，离子的坐标．
21．如图所示，半径分别为R＝1 m和r＝0.5 m的甲、乙两光滑圆轨道置于同一竖直平面内，两轨道之间由一段光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球夹住，现同时由静止释放两小球，重力加速度取g＝10 m/s2.
①如果a、b小球都恰好能够通过各自圆轨道的最高点，求两小球的质量之比；
②如果a、b小球的质量均为0.5 kg，为保证两小球都能够通过各自圆轨道的最高点，求释放两小球前弹簧弹性势能的最小值．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．运动员的脚对皮带的摩擦力与皮带对人脚的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等方向相反，两摩擦力只是大小相等，故A错误；
BC．人对皮带的力为摩擦力，故人对皮带做功的功率
故B正确C错误；
D．皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，A错误；
BC．对重物与弹簧组成的系统而言，除重力，弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，C正确，B错误；
D．根据系统机械能守恒可知，在下摆到B点的过程，动能增大，故重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和减小，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
对电荷C受力分析如图；
可知B点的电荷带负电； C点场强
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
试题分析：A图中a、b处于匀强电场中，场强相同，电势不同，a点电势高于b点电势．故A错误．
B图中a、b处于同一等势面上，电势相等，而电场强度方向不同．故B错误．C图中a、b处于同一等势面上，电势相等，而电场强度大小相同，但是方向不同．故C错误．D图中a、b处于同一等势面上，电势相等，电场强度大小及方向都相同．故D正确．故选D．
考点：电场强度；电势
【名师点睛】对于典型的电场的电场线分布要掌握，抓住特点，有助于解答关于电场强度、电势高低判断的问题．
5．C
【解析】
【详解】
玻璃杯从同一高度落下，落地时获得的动量相同，最后速度变为零，地面给它的冲量也相同；掉在石头上比掉在草地上容易碎，这是由于玻璃杯在与石头的撞击过程中，作用时间短，动量变化快，冲击力大，故C正确；ABD错误；
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
线圈平面垂直于磁场方向，当线圈沿自身所在的平面做匀速运动时，其磁通量不变，无感应电流产生，故A错误．当线圈沿着磁场方向移动，其磁通量不变，无感应电流产生，故B错误．当线圈绕任意一条直径转动时，其磁通量发生变化，故有感应电流产生，故C正确；当线圈静止在磁场中时，磁通量不发生变化，故无感应电流产生，故D错误．故选C.
点睛：解题时把握问题实质，本题的关键是看穿过闭合线圈的磁通量是否变化，与运动形式无关．
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．链式反应属于重核裂变，A正确；
B．半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，B错误；
C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，C错误；
D．电子等实物粒子具有波动性，只是不明显，D错误。
故选A。
8．A
【解析】
【详解】
以喷出气体为研究对象，设每秒喷出气体质量为
由动量定理可知：，对火箭有
解得：，故选项A正确．
点睛：对气体分析由动量定理可求得反冲力与动量的关系；再对火箭分析可求得加速度与力的关系，联立可求得气体的速度．
9．A
【解析】
【详解】
对于碰撞问题要遵循三个规律：动量守恒定律、碰撞后系统的机械能不能增加和碰撞过程要符合实际情况．
BD．本题属于追及碰撞，碰前，后面运动物体速度一定要大于前面运动物体的速度（否则无法实现碰撞），碰后，前面物体动量增大，后面物体的动量减小，减小量等于增大量，所以，,并且由此可知：不符合题意．
A．碰撞后，，，根据关系式，满足以上三条定律，符合题意．
C．碰撞后，，，根据关系式，A球的质量和动量大小都不变，动能不变，而B球的质量不变，动量增大，所以B球的动能增大，系统的机械能比碰撞前增大了，不符合题意．
10．A
【解析】
【详解】
由电路图可知，灯泡与电动机并联，灯泡正常发光，电压为3V，电流为：
；
故电动机两端的电压为3V；R及r两端的电压为3V，由欧姆定律可得，总电流为：；
电动机的电流为：
；
电动机的输出功率为：
代入数据解得：
【点睛】
本题考查功率公式的应用及闭合电路欧姆定律，要注意正确分析电路，明确各种功率公式的正确应用．
11．BC
【解析】
【详解】
由电势—位移图象可知，电势随位移均匀增加，相同位移间的电势差相同，电场强度恒定，电子运动的加速度恒定，C正确．沿Ox轴方向电势增大，电场线方向与Ox轴负方向重合，电子沿Ox轴正方向运动，A不正确．电场力方向也沿Ox轴正方向，电场力做正功，B正确．由功能关系，电场力做正功，电势能减少，D不正确．
12．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．在滑动变阻器的滑片P由a向b移动的过程中，变阻器并联总电阻先增大后减小，根据闭合电路欧姆定律分析可知，电路中总电流I先减小后增大，则电流表的读数先减小后增大，A错误；
B．电流表的读数先减小后增大，故R0的功率
P = I2R0
先减小后增大，B正确；
C．路端电压先增大后减小，则电压表的读数先增大后减小。由于电源的内阻与外电阻的关系未知，无法判断电源输出功率如何变化。可能先减小后增大，也可能先增大后减小，C正确；
D．电流表的读数先减小后增大，电压表的读数先增大后减小，电压表与电流表读数的比值一定先增大后减小，而根据
E = U + Ir
可知
= r
而电源内阻r恒定，故不变，D错误。
故选BC。
考点：电路的动态分析
【名师点睛】
此题是电路的动态分析问题，要知道电路中变阻器两侧电阻并联，滑片滑到中点时，并联电阻最大。当内外电路电阻相等时电源的输出功率最大；根据
E = U + Ir
可知
= r
然后可知结论；此题考查分析电路动态变化问题的能力。
13．BD
【解析】
【详解】
A、圆环、木块和子弹构成的系统水平方向没有外力，水平方向动量守恒，A错误
B、子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统水平方向动量守恒，所以可得，，B正确
C、子弹射入木块后的瞬间，速度大小为，圆环没有移动，根据圆周运动向心力的构成可知，C错误
D、子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于T+mg，大于，D正确
14．CD
【解析】
【详解】
A．a点的实际磁感应强度为零，可知直导线在a点的磁场方向向左，大小为1T，由安培定则可知直导线中的电流方向垂直纸面向里，故A错误；
B．依题意可得，直导线在b点产生的磁场大小也为1T，由安培定则可知方向与B的反方向成60°角，则b点的实际磁感应强度方向与B正向成60°角，不指向中心O，故B错误；
C．由安培定则可知，直导线在c点的磁场方向垂直Oc斜向右上方向，与水平成60°角，大小为1T，则c点的实际磁感应强度大小为
故C正确；
D．由安培定则可知，直导线在f点的磁感应强度方向斜向左下方且与磁场B的正方向成，大小为1T，则合成后实际磁感应强度大小为，故D正确。
故选CD。
15．BC
【解析】
【详解】
A、粒子做曲线运动，受电场力指向曲线弯曲的内侧，故可知，粒子所受电场力沿电场的反方向，即水平向左，故A错误；
B、粒子受到的电场力向左，在向右运动的过程中，电场力对粒子做负功，粒子的速度减小，运动到M点时，粒子的速率最小，故B正确；
C、粒子在匀强电场中只受到恒定的电场力作用，故粒子在电场中的加速度不变，故C正确；
D、当粒子向右运动时电场力做负功电势能增加，当粒子向左运动时电场力做正功电势能减小，故D错误．
点睛：本题就是对电场力做功特点的考查，掌握住电场力做正功，电势能减小，动能增加，电场力做负功时，电势能增加，动能减小．
16． AE C
【解析】
【分析】
【详解】
（3）①[1]设单独滚下经过斜槽轨道末端的速度为，两球碰撞后、的速度分别为和。
若两球碰撞动量守恒，则
；
根据平抛运动规律得
，；；
联立得：应满足的表达式为
所以本实验必须测量的物理量是小球、的质量、，记录纸上点到、、的距离、、；所以AE正确;
故选AE。
②[2]放上被碰小球，两球相碰后，小球平抛运动的速度减小，运动时间变长，根据知，竖直下降的高度增大，所以在图中的压痕点为。
③[3]由上可知，若两球碰撞动量守恒，则应满足的表达式为
。
④[4]若两球发生的是弹性碰撞，动能也守恒，即
将
，；
代入得
17． B图线 大于 E、r E
【解析】
【详解】
（1）根据闭合电路的欧姆定律知，U1-I图像的斜率表示r+R0，U2-I的斜率表示r，所以U1-I图线是B；
（2）R0的电压为U2-U1，所以；因为电压表V1的分流，电流表的读数小于R0的实际电流，所以测得R0值大于实际值；
（3）根据可求电源电动势E和内阻r；
（4）根据可求电动势E．
18．(1)4Ω；(2)E=3V，r=1Ω；(3)1.25W
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据题意可知U1=2.0V，I1=0.5A，U2=2.4V，I2=0.6A根据欧姆定律可知
(2)根据闭合电路欧姆定律可知
两式联立可得
E=3V，r=1Ω
(3)功率为
19．(1)UAB=200V；UBC=-300V；UCA=100V (2)
【解析】
【详解】
(1)电荷量q=-3×10-6C，电场力的功WAB=-6×10-4J，WBC=9×10-4J，由公式知
(2)如果取B点电势为零，则φB=0，而
则
φC=300V
电荷q在C点的电势能为：
20．(1) (2) 方向：与x轴正向成角偏向y轴负向：
沿y轴负向 (3) [(4n＋1)x0，－2nx0]，(n＝1、2、3、……)
【解析】
【详解】
(1)设离子在第一象限的速度为，在第一象限内，由库仑力提供离子做圆周运动的向心力得：，解得：
在第二象限内，只有电场力对离子做功，由动能定理得：，解得：；
(2)离子进入第四象限后，在x方向上，前半个周期向右做匀加速直线运动，后半个周期向右做匀减速直线运动直到速度为0.当时：
所以此时离子的合速度：
方向：与x轴正向成角偏向y轴负向：
当时：，此时离子的合速度，沿y轴负向．
(3)由(2)分析可知，离子进入第四象限后，y方向上做匀速直线运动，x方向上每个周期向右运动的平均速度为，每个周期前进
因为开始时离子的横坐标为，所以时，离子的横坐标
纵坐标
故在时，离子的坐标为：，．
点睛：本题中质点在复合场运动，分析受力情况，确定质点的运动情况是解题的基础，结合粒子运动的周期性，运用数学几何知识综合求解．
21．(1) (2)
【解析】
【详解】
根据牛顿第二定律得出最高点的速度，根据机械能守恒定律，动量守恒定律列出等式求解；由动量守恒定律知两小球与弹簧分离时速度大小相等，再根据机械能守恒定律求解．
已知a、b小球恰好能通过各自圆轨道的最高点，则它们通过最高点时的速度大小分别为，
设两小球与弹簧分离时的速度大小分别为，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有，，．联立以上各式解得
②若ma=mb=0.5 kg，由动量守恒定律知两小球与弹簧分离时速度大小相等
当a小球恰好能通过最高点时，b小球一定也能通过最高点，a小球通过最高点的速度为，此时弹簧的弹性势能最小，最小值为
【点睛】解决该题关键能判断出小球能通过最高点的条件，然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律联立列式求解．
答案第1页，共2页
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