安徽省定远二中2024-2025学年高二（上）1月第三次物理试卷

安徽省定远二中2024-2025学年高二（上）1月第三次物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.图示中的路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为J.如果每天等效日照时间约为，光电池一天产生的电能可供的路灯工作。光电池的光电转换效率约为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，、、、为矩形各边的中点，为、的交点，边的长度为。、两点各固定一等量负点电荷，另一电荷量为的正点电荷置于点时，点处的电场强度恰好为零。若将点的正点电荷移到点，则点处场强的大小和方向为静电力常量为( )
A. ，方向向右 B. ，方向向左 C. ，方向向右 D. ，方向向左
3.如图所示，是一个用导线弯成的半径为、以为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面垂直的磁感应强度为的匀强磁场中。当在该导线中通以方向由到、大小为的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )
A. ，垂直的连线指向右上方 B. ，垂直的连线指向左下方
C. ，垂直的连线指向右上方 D. ，垂直的连线指向左下方
4.如图所示，圆形虚线框内有一垂直纸面向里的匀强磁场，、、、是以不同速率对准圆心入射的正电子或负电子的运动径迹；、、三个出射点和圆心的连线分别与竖直方向成，，的夹角，则下列判断正确的是( )
A. 沿径迹运动的粒子在磁场中运动时间最短
B. 沿径迹、运动的粒子均为正电子
C. 沿径迹、运动的粒子速率比值为
D. 沿径迹、运动的时间之比为：
5.图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线．两粒子、质量相等，所带电荷量的绝对值也相等．现将、从虚线上的点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示．点、、为实线与虚线的交点．已知点电势高于点电势．不计重力，则
A. 带负电，带正电
B. 在点的速度与在点的速度大小相同
C. 从点运动至点的过程中克服静电力做功
D. 从点运动至点的过程中，电场力对它始终做正功
6.如图，光滑水平面上有两个质量相同的物体和，上系有一轻弹簧。开始时，静止，以某一速度向运动，压缩弹簧然后分离。假设在此碰撞过程中没有机械能损失，关于两物体动量的大小，下列说法正确的是
A. 当弹簧压缩到最大程度时，的动量大于的动量
B. 当弹簧压缩到最大程度时，的动量小于的动量
C. 当两物体完全分离时，的动量小于碰撞前的动量
D. 当两物体完全分离时，的动量等于碰撞前的动量
7.如图，电源内阻较大，当开关闭合、滑动变阻器滑片位于某位置时，水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态，灯泡也能正常发光，现将滑片由该位置向端滑动，则( )
A. 灯泡将变暗，电源效率将减小 B. 液滴带正电，将向下做加速运动
C. 电源的路端电压增大，输出功率也增大 D. 滑片滑动瞬间，带电液滴电势能将减小
8.在空间技术发展过程中，喷气背包曾经作为航天员舱外活动的主要动力装置，它能让航天员保持较高的机动性。如图所示，航天员在距离空间站舱门为的位置与空间站保持相对静止，启动喷气背包，压缩气体通过横截面积为的喷口以速度持续喷出，航天员到达舱门时的速度为。若航天员连同整套舱外太空服的质量为，不计喷出气体后航天员和装备质量的变化，忽略航天员的速度对喷气速度的影响以及喷气过程中压缩气体密度的变化，则喷出压缩气体的密度为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.年月日，神舟十六号载人飞船将十六乘组三名航天员送入空间站组合体，图中轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行轨道。两轨道相切于点，为椭圆轨道的近地点，为远地点，为轨道Ⅱ上一点，、、三点在一条直线上，则下列判断正确的是( )
A. 空间站从运行到和载人飞船从运动到时间相等
B. 载人飞船在轨道Ⅰ上点速度小于空间站在点速度
C. 载人飞船从沿椭圆轨道运动到点，发动机不断做正功
D. 载人飞船在轨道Ⅰ上的加速度不小于空间站在轨道Ⅱ上的加速度
10.如图甲所示，一个半径为的绝缘圆柱面，有根等长直导线均匀地紧紧贴在其表面且通有向上的电流，大小均为，其俯视图如图乙所示。已知通有电流的长直导线在距其距离为处产生的磁感应强度大小为其中为一常数。则( )
A. 第和第根直导线在圆心处的产生的磁感应强度大小相等，方向相反
B. 第和第根直导线对第根导线的安培力的合力小于第和第根直导线对第根导线的安培力的合力
C. 第和第根直导线对第根导线的安培力的合力大小等于第和第根直导线对第根导线的安培力的合力大小
D. 第根导线受到其他根导线对它的安培力的合力方向沿指向的方向
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图所示是用来“验证机械能守恒定律”的实验装置，弹性球用长为的细线悬挂于点，点下方桌子的边沿处有一竖直立柱。实验时，调节悬点，使弹性球静止在最低点时恰好与立柱上的弹性球接触且两球等高。将球拉到水平位置并由静止释放，在最低点与球发生正碰，随后球落至水平地面上，球静止，已知两小球完全相同。实验过程中测得立柱高，桌面高，绳长，球的落地点距点正下方的水平距离。
关于本实验，下列说法正确的是______。
A.实验过程中需要测量小球的质量
B.本实验中，应使两小球发生弹性碰撞
C.实验过程中需要知道当地重力加速度
本实验中验证机械能守恒定律的表达式为__________。
根据实验数据可得出的结论是__________。
12.某实验兴趣小组为了较为精确地测量某一定值电阻的阻值，现准备了以下器材：
A.待测电阻；
B.电压表量程，内阻约为；
C.电流表量程，内阻为；
D.滑动变阻器；
E.滑动变阻器；
F.电源电动势，内阻为；
G.单刀单掷开关两个，导线若干。
先用多用电表欧姆挡“”挡粗测待测电阻的阻值，其示数如图甲所示，则________。
为减小测量误差，实验电路应采用图中的________填“乙”或“丙”。
滑动变阻器应选用________填“”或“”。
若用正确的电路图测量，某次电压表示数为，电流表示数为，则该待测电阻的阻值________。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，在的空间存在匀强电场，场强沿轴的负方向；在的空间存在匀强磁场，磁感应强度垂直于纸面向外。一电荷量为、质量为的带正电的运动粒子，经过轴上处的点时速率为，方向沿轴的正方向；然后经过轴上处的点进入磁场，并经过轴上处的点，不计重力，求：
电场强度的大小；
磁感应强度的大小；
粒子从到经历的时间。
14.如图所示，木板静置于光滑的水平面上，物块静置于木板的左端，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道下端与木板的上表面相切．物块以初速度从圆弧轨道的最高点滑下，与物块发生弹性碰撞后恰好返回到圆弧轨道的最高点，物块恰好未滑离木板已知物块的质量，木板的质量，圆弧轨道的半径，物块和木板间的动摩擦因数为，物块、均可看作质点，重力加速度取求：
物块第一次运动到圆弧轨道最低点时受到的支持力大小；
物块的质量；
木板的长度．
15.如图甲所示，两块相同的平行金属板、正对着放置，相距为，板、上的小孔、与三点共线，，连线垂直于板、在以为圆心、为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场．收集屏上各点到点的距离都为，两端点、关于连线对称，屏所对的圆心角质量为、电荷量为的质子连续不断地经孔进入、间的电场，接着通过孔进入磁场．质子重力及质子间的相互作用均不计，质子在孔的速度看作零．
若、间的电压时，求质子进入磁场时速度的大小；
若、间接入如图乙所示的随时间变化的电压式中，周期已知，且在质子通过板间电场区域的极短时间内板间电场视为恒定，则质子在哪些时刻自孔进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏上？
在上述问的情形下，当、间的电压不同时，质子从孔运动到收集屏所经历的时间会不同，求的最大值．
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】；
；
在误差允许范围内，弹性球下落过程中机械能守恒
12.【答案】；丙；；
13.【答案】解：如图所示，粒子在电场中做类平抛运动，
水平方向：，
竖直方向：，联立解得；
由水平方向：，竖直方向：，得，
由数学知识得，进入磁场的速度与水平方向夹角的正切值，
速度进入磁场方向与水平方向成角，连线恰为圆周运动的直径，
由洛伦兹力提供向心力，解得，
如图由几何关系可知，所以；
从到时间，
到恰好转过半圆，所用时间，
则总用时。

14.【答案】解：对物块，由机械能守恒定律得
由牛顿第二定律得，
联立两式解得；
对物块，与物块发生弹性碰撞后恰好返回到圆弧轨道的最高点，
由机械能守恒定律得，
对物块与物块的碰撞过程，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
解得，
对物块与木板，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得，
解得
15.【答案】解：根据动能定理，有：
解得：
质子在板间运动，根据动能定理，有：
质子在磁场中运动，根据牛顿第二定律，有：
若质子能打在收集屏上，轨道半径与半径应满足的关系：
解得板间电压：
结合图象可知：质子在之间任一时刻从处进入电场，均能打到收集屏上
、间的电压越小，质子穿出电场进入磁场时的速度越小，质子在极板间经历的时间越长，同时在磁场中运动轨迹的半径越小，在磁场中运动的时间也会越长，出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间也越长，所以当质子打在收集屏的端时，对应时间最长，两板间的电压此时为：
在板间电场中运动时间：
在磁场中运动时间：
出磁场后打到收集屏前作匀速运动的时间：
所以，运动总时间为：
；
答：质子进入磁场时速度的大小为；
质子在之间任一时刻从处进入电场，均能打到收集屏上；
时间的最大值为．
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