2023-2024学年安徽省高二（上）皖中名校第四次教学质量检测试卷（含解析）

2023-2024学年安徽省高二（上）皖中名校第四次教学质量检测试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于物理学史，下列说法正确的是( )
A. 库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
B. 赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度
C. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D. 爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子
2.闭合金属线圈或线框在磁场中运动的情景如下各图所示，有关线圈或线框中磁通量变化或产生感应电流的说法中正确的有( )
甲图，线框从进入垂直纸面的匀强磁场区域到达的过程中，线框中始终有感应电流
乙图，磁感线向右，垂直纸面的线圈从到达的过程中，线圈中有感应电流
丙图，线圈从磁铁的上端到达的过程中，线圈中没有感应电流
丁图，与通电导线在同一平面内的线框远离的过程中，线框中有感应电流
A. B. C. D.
3.如图所示的实验装置中，小球、完全相同。用小锤轻击弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球被松开，自由下落，实验中两球同时落地不计空气阻力。图中虚线、代表离地高度不同的两个水平面，则下列说法正确的是( )
A. 球经过面时重力瞬时功率大于球经过面时重力的瞬时功率
B. 球从面到面的速率变化等于球从面到面的速率变化
C. 球从面到面的动量变化大于球从面到面的动量变化
D. 球从面到面的动能变化等于球从面到面的动能变化
4.一避雷针某时刻离带负电云层很近，其周围电场的等势面分布情况如图所示，在同一竖直平面内有、、三点，其中、两点关于避雷针对称，以避雷针表面为零势能面，则下列说法正确的是
( )
A. 点的电势高于点的
B. 、两点的电场强度相同
C. 正电荷在点的电势能小于在点的电势能
D. 负电荷只在电场力作用下从点移动到点，动能增大
5.如图所示，、、一个等腰直角三角形的三个顶点，三角形在竖直平面，斜边水平方向。图甲在、两个顶点分别放置两等量正点电荷，已知处点电荷在点产生的电场强度大小为。图乙在、两个顶点分别放置两电流相同垂直三角形平面向里的导线，已知处通电导线在点产生的磁感应强度大小为。不考虑其他因素的影响，则有( )
A. 图甲中，处的电场强度大小为，方向竖直向上
B. 图甲中，处的电场强度大小为，方向水平向右
C. 图乙中，处的磁感应强度大小为，方向竖直向上
D. 图乙中，处的磁感应强度大小为，方向水平向右
6.在如图所示的电路中，电源电压恒定为，在将滑动变阻器的滑片向左滑动时，小灯泡、的亮度变化情况是
( )
A. 两个小灯泡都变暗 B. 两个小灯泡都变亮
C. 变暗、亮度不变 D. 变亮、变暗
7.利用电流传感器测量电容器电容的实验电路图如图甲所示。电源电动势，先使开关与端相连，电源向电容器充电，然后把开关掷向端，电容器通过电阻放电。电流传感器将电流变化的信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. 图乙中紧靠纵轴的狭长矩形的面积表示内电容两端增加的电压
B. 根据图乙，可以计算电容器在全部放电过程中释放的电荷量
C. 只更换电阻，图像下面所围的面积也会改变
D. 根据已知条件和图像，不能计算电容器的电容
8.如图所示，竖直平面内固定一光滑圆形绝缘轨道，、分别为轨道上的最高点和最低点，圆心处固定一负点电荷，带正电的小球沿轨道外做完整的圆周运动，则( )
A. 球在点时受到的弹力方向指向圆心 B. 球在点时受到的弹力大于库仑力
C. 球从运动到过程动能不变 D. 球从运动到过程机械能守恒
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，、分别为某电源的图像和某电阻的图像，下列说法中正确的是
．( )
A. 电源的电动势约为
B. 电源的内阻随着电流的增大而增加
C. 电阻的电阻值随着电流的增大而增加
D. 将电源和电阻组成闭合回路，电阻消耗功率约为
10.如图所示，光滑绝缘水平面上有质量分别为和的甲、乙两个点电荷，时，乙电荷向甲运动，水平向左的速度大小为，甲的速度为零。之后，它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动整个运动过程中没有接触，它们运动的图象分别如图中甲、乙两曲线所示，则由图线可知( )
A. 两电荷可能带异种电荷 B. ：：
C. 时刻两电荷的电势能最大 D. 电场力对乙先做负功，再做正功
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒，实验装置如图所示。、为两个直径相同的小球。实验时，不放，让从固定的斜槽上点自由滚下，在水平面上得到一个落点位置；将放置在斜槽末端，让再次从斜槽上点自由滚下，与发生正碰，在水平面上又得到两个落点位置。三个落点位置标记为、、。

为了确认两个小球的直径相同，该同学用分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如下图所示，其读数为__________。

下列关于实验的要求哪个是正确的__________。
A.斜槽的末端必须是水平的 斜槽的轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度 、的质量必须相同
如果该同学实验操作正确且碰撞可视为弹性碰撞，、碰后在水平面上的落点位置分别为__________、__________。填落点位置的标记字母
12.在练习使用多用电表的实验中：
一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是、、、，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。
重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为_______ 。保留位有效数字
如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为，内阻为，定值电阻，电池电动势为，为调零电阻，则表盘上刻度线对应的电阻值是_________ 。保留位有效数字
当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到、内阻增加了时仍可调零，调零后，调零电阻的阻值将变_____________填“大”或“小”，若测得某电阻为，则这个电阻的真实值为_____________ 。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.某国产品牌大型电动公交车整车质量，以的速度沿水平道路匀速行驶，其动力来自水冷永磁同步直流电机，输入电压，直流电机正常工作时电能转化为机械能的效率，忽略传动系统机械能损失，若关闭电机，车辆能沿倾角的路段以相同速率向下匀速运动。假设公交车在水平道路和倾斜路段受到的阻力大小相等，，重力加速度取。求：
在倾斜路段行驶时，公交车受到的阻力大小；
以的速度沿水平道路匀速行驶时，直流电机内阻的大小。
14.如图，真空中有一匀强电场，方向沿正方向，若质量为、电荷量为的带电微粒从点以初速沿方向进入电场，经时间到达点，此时速度大小也是，方向沿轴正方向，如图所示，重力加速度为。求：
从点到点的时间；
该匀强电场的场强大小及连线与轴的夹角；
若设点电势为零，则点电势多大。
15.如图，在足够长的光滑水平面上静止着一个质量的滑板，滑板左端固定有竖直挡板，右端是由半径的光滑圆弧面和粗糙水平面在点平滑对接构成。紧挨着滑板的右侧放着一个质量为的方形木块与滑板不连接。现将一质量的滑块可视为质点从圆弧上端无初速释放，与挡板仅发生一次弹性碰撞后，与滑板相对静止于点。已知与滑板间的动摩擦因数。重力加速度。求：
方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；
滑块最终的速度大小和方向；
的长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
【解答】
A.法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，故A错误；
麦克斯韦提出电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，且通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度，故B正确，C错误；
D.普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值叫做能量子，故D错误。
2.【答案】
【解析】【分析】
解决本题的关键是掌握感应电流的产生条件：穿过闭合导体回路的磁通量发生变化。
【解答】
甲图，线框从 进入垂直纸面的匀强磁场区域到达 的过程中，线框从 进入垂直纸面的匀强磁场区域，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流，在相框完全进入磁场区域到达 的过程中，穿过线框的磁通量不会发生变化，没有有感应电流，故错误；
乙图，磁感线向右，垂直纸面的线圈从 到达 的过程中，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应电流，故正确；
丙图，线圈从磁铁的上端 到达 的过程中，穿过线圈的磁感线先变多后变少，线圈中磁通量先增大后减小，线圈中有感应电流，故错误；
丁图，与通电导线在同一平面内的线框远离的过程中，穿过相框的磁通量减少，线框中有感应电流，故正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合两个分运动的规律，通过动量定理以及动能定理判断，及重力的瞬时功率表达式，式中是竖直方向速度。
考查了动量定理与动能定理的应用，解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，注意速度的变化与速率的变化不同，及会区分瞬时功率与平均功率的不同。
【解答】两球竖直方向都做自由落体运动，加速度相等，经过面时竖直方向的速度相等，球重力瞬时功率等于球重力的瞬时功率，故A错误；
B.球从面到面的速率变化，球从面到面的速率变化等于图中粗线对应的线段，根据两边之差小于第三边，知球从面到面的速率变化小于球从面到面的速率变化，故B错误；
C.从面到面两球速度的增量相等，球动量变化等于球动量变化，故C错误；
D.根据动能定理，，所以球从面到面的动能变化等于球从面到面的动能变化，故D正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】【分析】本题考查了等势面、电场线、电势能、电场力做功、动能定理这些知识点；
根据云层的带电特点可判断电场线大致方向，可判断电势高低；根据等势面和电场线关系可画出电场线，根据疏密可判断场强大小；根据电荷电性与受力特点以及做功特点，可判断电场力做功的情况，进而判断电势能的变化及动能的变化。
【解答】因为云层带负电，根据电场线垂直于等势面，可知电场线的方向偏向向上，可知点的电势低于点的电势，故A错误；
B.电场线与等势面垂直，根据对称性可知、两点的场强大小相等，但方向不同，故B错误；
C.根据前面分析，可知把正电荷从点移到点，电场力做正功，电势能减少，所以，正电荷在点的电势能小于在点的电势能，故C正确；
D.根据前面分析，可知把负电荷从点移到点，电场力做负功，因为只受电场力作用，根据动能定理可知动能减少，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】【分析】根据点电荷的场强公式和电场的叠加原理分析甲图中点的场强；根据安培定则和磁场的叠加原理分析乙图中点的磁感应强度。
本题主要考查了电场、磁场的叠加原理，掌握点电荷产生的电场特点、安培定则，知道电场强度、磁感应强度都是矢量，叠加遵循平行四边形定则。
【解答】图甲中，处点电荷在点产生的电场强度方向沿斜向上，处点电荷在点产生的电场强度方向沿斜向上，二者垂直，大小均为，则处的电场强度大小为 ，方向竖直向上。故AB错误；
图乙中，处通电导线在点产生的磁感应强度方向沿方向斜向下，处通电导线在点产生的磁感应强度方向沿方向斜向上，且大小均为，则处的磁感应强度大小为 ，方向水平向右，故C错误，D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了电路的动态分析，要在分析清楚滑动变阻器有效电阻如何变化的基础上判断总电阻的变化，按局部到整体再到局部的思路分析。
【解答】
将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电源电压恒定为，则两端电压保持不变，流过的电流不变，亮度不变，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，总电流增大，则流过的支路电流增大，则两端的电压增大，两端电压减小，变暗。故C正确，ABD错误。
7.【答案】
【解析】【分析】本题为“观察电容器的充放电”实验，当电容器与电源相连时，电容器充电，再拨向另一个开关时，电容器放电。
图像与坐标轴围成的面积表示电容器的电荷量。计算图像面积时按照“大于等于半个格的按一个格算，小于半个格的舍去”的原则进行计算。
利用电容的定义式求电容。
【解答】、因，所以图乙与坐标轴围成的面积表示电容器的放电量，图乙中紧靠纵轴的狭长矩形的面积表示内电容两端释放的电荷量，故A错误，B正确；
C、只更换电阻，放电电流的大小会发生变化，但是释放的电荷量与电阻无关，故图像下面所围的面积不会改变，故C错误；
D、先通过图像面积求出电荷量，再根据电容器的电容 可求出电容器的电容，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】A.根据弹力的方向特点可知球在点时受到的弹力方向背离圆心。故A错误；
B.球在点时，由牛顿第二定律可得
易知受到的弹力小于库仑力。故B错误；
C.球从运动到过程，库仑力不做功，重力做正功，由动能定理可知动能增加。故C错误；
D.球从运动到过程只有重力做功，机械能守恒。故D正确。
故选D。
9.【答案】
【解析】【分析】电源图线与纵轴交点表示电动势，根据分析电源的内阻；电阻的图线的斜率表示电阻的阻值；
电源图线与电阻的图线的交点，表示电阻接在该电源上时的工作状态，可读出电阻两端的电压和电流，算出电源的输出功率。
本题解题关键要掌握电源的图线与定值电阻的图线交点含义，根据图像求得电压电流即可解题。
【解答】据闭合电路欧姆定律可得，图线与纵轴交点表示电动势，可得，故A错误；
B.分析图，根据可知电源的内阻等于图上的点与纵轴交点连线斜率的绝对值，随着电流的增大，该斜率绝对值变大，故内阻增加，故B正确；
C.图线是一条倾斜的直线，其斜率表示电阻的电阻值，其电阻值随着电流的增大保持不变，故C错误；
D.将电源和电阻组成闭合回路，图像和的交点的纵坐标和横坐标表示电阻实际的电压和流过电阻的电流，电阻消耗功率约为，故D正确．
故选BD。
10.【答案】
【解析】解：、由图所示图象可知，在内，甲从静止开始与乙同向运动，说明甲受到了乙的排斥力作用，则知两电荷的电性一定相同，故A错误；
B、甲、乙两电荷组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒，以向左为正方向，在时间内，由动量守恒定律得
由图所示图象可知，
代入数据解得：：，故B错误；
C、时间内两电荷间距离逐渐减小，在时间内两电荷间距离逐渐增大，时刻两球相距最近，系统克服电场力做功最多，两电荷的电势能最大，故C正确；
D、由图象看出，乙的速度先沿原方向减小，后反向增大，则其动能先减小后增大，因此电场力对乙先做负功，再做正功，故D正确。
故选：。
由题干条件可知甲、乙两个点电荷先相互靠近，后又相互远离。
本题结合物体运动图像考察带电粒子在电场的运动规律，正确解读电荷的运动图像是本题的解题关键。
11.【答案】；
；
；
【解析】观察主尺的单位为 ，读出主尺的读数是 ，游标尺上的第五条刻度线与主尺上的刻度线对齐，其读数为 ，结合主尺及游标尺的读数得到被测直径为
首先考查在实验的过程中，需要小球两次沿斜槽滚到末端时的速度都水平且大小相同。实验时应使小球每次都从同一位置由静止开始释放，并不需要斜槽的轨道光滑的条件，也不需要测出斜槽末端的高度，但是必须保证斜槽末端水平，故A正确，BC错误；
D.小球与发生正碰时，为使小球在碰后不反弹，要求小球的质量大于小球的质量，故D错误。
故选A。
设、两球的质量分别为和，且；碰前的速度；因为两个金属小球的碰撞视为弹性碰撞，则由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得 ，
可见碰后小球的速度小于小球的速度，也小于碰前的速度；所以小球单独滚下落到水平面上的位置为，、碰后在水平面上的落点位置分别为、。
12.【答案】；
；
；
小；。
【解析】【分析】指针偏转角度太小时，说明电流小，电阻大，应该换大挡位。
欧姆表读数时不要忘记乘以倍率。
欧姆表的工作原理是闭合电路欧姆定律。
当欧姆表内部电源的电动势改变时，测量值会出现误差，此时利用电流相等的特点结合欧姆表内阻等于中值电阻分析求解。
【解答】表头指针偏转角度很小，说明倍率选小了，故选择。
由表盘读出示数为，所以。
由内部结构知，所以，，解得。
由全电路欧姆定律，电池未变化时，若被测电阻，则，
现在电动势减小为，若某电阻仍使得指针指在“”的位置，说明干路电流不变，
，即，故。
13.【答案】解：公交车在倾斜路面匀速运动，根据平衡条件可得
，
解得
。
设直流电机输入电流为，电功率为 ，在水平道路行驶时，根据平衡条件可得
，
机械功率为
，
总电功率为
，
热功率为
，
解得 。

【解析】公交车匀速运动，根据平衡条件求阻力。
电机是非纯电阻，对于非纯电阻，不能直接对其使用欧姆定律，但是可以根据闭合电路欧姆定律结合串并联电路的特点，分析电路其他部分的电压与电流，进而可得到其电压与电流，根据求其总功率，求热功率，输出的功率。
14.【答案】解：粒子从到的运动，方向，根据速度时间关系公式，有：

解得：
根据位移时间关系公式，有：

方向做匀加速直线运动，根据速度时间关系公式，有：

根据速度位移关系公式，有：

而
联立可得：；
根据得：
该匀强电场的电场强度：
；
若设点电势为零，则点电势为，在水平方向上只受电场力作用，则电场力做正功，电势能减少，动能增加．
由
得
【解析】本题是带电微粒在复合场中运动的问题，由于微粒所受的力是恒力，运用运动的分解法研究，根据动能定理求解电势差。
由题意，微粒到达点时的速度大小与初速度大小相等，都是，说明微粒的重力不能忽略．微粒水平方向受到电场力，竖直方向受到重力作用，两个力都是恒力，运用运动的分解法：竖直方向微粒做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速运动．由速度公式研究竖直方向的运动情况即可求出时间；
在、两个方向上微粒的分运动时间相等，由速度公式研究水平方向的加速度，据及各式求出匀强电场的场强及连线与轴的夹角；
根据动能定理求解间的电势差，而，，可求出。
15.【答案】解：由系统水平方向的动量守恒得，
由系统机械能守恒得，
方形木块与滑板分离时的速度， 方向水平向右；
方形木块与滑板分离后滑板和滑块组成的系统动量守恒
，
得滑块最终的速度，
即滑块最终的速度大小为 方向水平向左；
由滑板和滑块组成的系统能量守恒得

得的长度。
【解析】方形木块与滑板滑块组成的系统水平方向的动量守恒，且系统机械能守恒，由此求得方形木块与滑板分离时的速度大小和方向；
方形木块与滑板分离后，滑板和滑块组成的系统动量守恒，从而求得滑块最终的速度大小和方向；
滑板和滑块组成的系统能量守恒，由此求得的长度。
首先要清楚研究对象的运动过程．我们要清楚运动过程中能量的转化，以便从能量守恒角度解决问题．把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。
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