安徽省A10联盟2024-2025学年高二下学期2月开学考试物理试题

A10联盟2023级高二下学期2月开年考物理试题满分100分，考试时间75分钟。请在答题卡上作答。一、单选题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的4个选项中，有且只有一项是符合题目要求的。1.下列实验中主要用到的科学方法与“探究加速度与力、质量的关系”所用科学方法不同的是（）A.探究两个互成角度的力的合成规律B.探究影响电荷间相互作用力的因素C.研究影响平行板电容器电容大小的因素D.探究感应电流产生条件【答案】A【解析】【详解】“探究加速度与力，质量的关系”实验和“探究影响电荷间相互作用力的因素”、“研究影响平行板电容器电容大小的因素”、“探究感应电流产生的条件”实验均采用了控制变量的科学方法，而“探究两个互成角度的力的合成规律”采用的等效替代法，故采用的科学方法不同的是A实验。故选A。2.如图所示，一个三角形导体线圈ABC位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，AB边与导线平行。已知到无限长直导线的距离为处的磁感应强度大小（为常量）。下列说法正确的是（）A.在这个平面内，线圈远离导线移动，线圈中没有感应电流B.在这个平面内，线圈平行于导线左右移动，线圈中有感应电流C.仅使导线中电流的大小随时间均匀增大，线圈中没有感应电流D.仅让线圈绕AB边向纸面内转动，线圈中有感应电流【答案】D【解析】【详解】A．线圈远离导线移动时，穿过闭合回路的磁通量减小，线圈中有感应电流，故A错误；B．线图平行于导线左右移动，穿过闭合回路磁通量不变，线圈中没有感应电流，故B错误；C．导线中的电流大小改变，穿过闭合回路的磁通量改变，线圈中一定有感应电流，故C错误；D．线圈绕AB边向纸面内转动，穿过闭合回路的线圈磁通量变化，线图中有感应电流，故D正确。故选D。3.某学校的科学兴趣小组利用所学知识设计了一个电容式压力传感器，如图所示。将电容器可动电极（上极板）与静电计连接，下极板图定，上极板在压力作用下会向下移动，引起电容的变化，压力越大，移动距离越大（设两电极始终不接触），上极板带正电且电荷量保持不变，为极板间的一点。在上极板受到的压力变大时，下列说法正确的是（）A.电容器的电容变小 B.极板间电场强度变大C.点的电势不变 D.静电计指针张角变大【答案】C【解析】【详解】A．根据在受到的压力变大时，减小，则电容器电容C变大，故A错误；B．极板带电量不变，根据极板间电场强度可知场强不变，故B错误；C．电场强度不变，和固定电极的距离不变，点电势不变，故C正确；D．极板上受到的压力变大时，变小，电容C变大，Q一定，根据Q=CU可知极板间电压U变小，静电计指针张角变小，故D错误。故选C。4.如图所示，A、B是真空中水平放置的一对平行金属板，极板A、B间的电压恒定。一质量为、电荷量为的正离子紧贴着极板A沿板面的方向射入电场。射入电场时的初动能为，恰好从B板边缘射出电场。另有一质量为、电荷量为的负离子以相同的初动能紧贴着极板B沿板面的方向进入电场。不计带电粒子的重力和正、负离子间的相互作用力，下列说法正确的是（）A.负离子恰好从A板边缘射出B.正、负离子射出电场时，动能相等C.正、负离子在电场中的运动时间相同D.若正、负离子同时射入电场，运动过程中二者不可能相遇【答案】D【解析】【详解】A．根据可知负离子的偏转距离是正离子的二分之一，负离子不是恰好从A板边缘射出，故A错误；B．根据电场力做功公式知，正负粒子射出电场时偏转距离不同，电场力对正负离子做功不同，由动能定理得，射出电场时两离子动能不同，故B错误；C．两离子射入电场的初速度不同，根据可知，在电场中的运动时间不同，故C错误；D．两离子射入电场的初速度不同，若同时射入，不可能相遇，故D正确。故选D。5.回旋加速器原理图如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（He）进行加速，所加的高频电源的电压为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度为B。已知元电荷为e，下列说法正确的是（）A.氦核能够从磁场中获得能量B.仅增大电压U，氦核最终获得的动能变大C.所有量不变，该回旋加速器不能对氘核进行加速D.被加速的氦核质量为【答案】D【解析】【详解】A．氦核仅在电场中加速，在磁场中洛伦兹力对粒子不做功，不能从磁场中获得能量，故A错误；B．设D形盒的半径为，则最终射出回旋加速器的速度满足即有动能为最终射出回旋加速器的动能与电压无关，故B错误；C．因为気核与氦核的比荷相同，由可知它们的运动周期相同，所以可以用来加速氘核，故C错误；D．根据周期公式可知故D正确。故选D。6.如图所示的电路，电源的电动势、内阻，直流电动机内阻为，额定功率为3W，滑动变阻器的调节范围为。现闭合开关，调节使图中电源输出功率最大，且此时电动机刚好正常工作，下列说法正确的是（）A.滑动变阻器接入电路的阻值为 B.滑动变阻器接入电路的阻值为C.电动机的额定电压为2V D.电动机的热功率为2W【答案】B【解析】【详解】AB．电源内外电压相等时输出功率最大，电路中电流为路端电压电动机两端电压等于路端电压，所以滑动变阻器接入电路的阻值为0，故A错误，B正确；CD．电动机额定电压为3V，热功率故CD错误。故选B。7.地磁场通过偏转太阳风中的带电粒子，保护地球免受太阳风的直接轰击，避免高能带电粒子对地球上的生命带来危害。某实验室模拟了一个赤道附近的地磁场，如图所示，半径分别为1m、2m的两个同心圆，圆心为O，大圆和小圆之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一个电子从大圆边缘的P点沿与PO连线成角的方向以速度v垂直射入磁场。不计电子的质量，电子的比荷为若要使电子不进入小圆，则v的最大值为（）A.1.32× B.1.76×C.8.8× D.3.52×【答案】A【解析】【详解】粒子的临界图像如图所示设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由余弦定理有整理有粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有解得故选A。8.如图所示的电路中，电源电动势恒定，内阻不计，为滑动变阻器，为定值电阻，且闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动后，理想电压表的示数变化量的绝对值分别为理想电流表示数变化量的绝对值为下列说法中正确的是（）A.电压表示数变大B.电压表示数减小C.D.增大【答案】C【解析】【详解】AB．滑片P向下滑动后接入电路的电阻增大，电路总电阻增大，电源电压不变，则总电流减小，两端电压减小，电压表示数减小，两端电压减小，电压表示数增大，故AB错误；C．根据由于，故故C正确；D．根据闭合电路欧姆定律可得不变，故D错误。故选C。二、多选题：本大题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求，全对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分。9.如图所示，正三角形ABC的边长为，为三角形的几何中心，为AB边的中点，在，两点各固定一个带正电，电荷量为的点电荷，点固定一个带负电，电荷量为的点电荷。已知静电力常量为，下列说法正确的是（）A.电子在点受到的电场力沿OC指向 B.点的电势低于点的电势C.点场强大小为 D.质子在点的电势能大于在点的电势能【答案】BC【解析】【详解】AC．根据电场叠加原理可得，点的场强方向由指向，大小为电子在点受到的电场力沿CO指向O，故A错误，C正确；BD．质子由运动到，电场力做负功，电势能增大，所以点的电势低于点的电势，故B正确，D错误。故选BC。10.如图所示，一个半径为R的圆环竖直放置在水平向右的匀强电场中，O为圆心，环内有两根管道AB和AC，半径AO与竖直直径BC成45°角。一质量为m、带电量为q的带正电绝缘光滑小球（直径略小于管道直径），从A点由静止释放，沿管道AB和AC到达圆周的时间相同。已知重力加速度为g，带电小球可视为点电荷，下列说法正确的是（）A.匀强电场的电场强度大小为B.小球沿管道A运动的时间为C.小球沿管道从A到C的过程中机械能逐渐减小D.若增加垂直于纸面向里的匀强磁场，仍从A点由静止释放小球，沿AB和AC到达圆周的时间仍相同【答案】AD【解析】【详解】A．根据等时圆原理，可知重力和电场力的等效重力场方向沿方向斜向下。根据力的合成法有得匀强电场的电场强度大小为A正确；B．根据等时圆原理，小球沿管道AB运动的时间等效于小球在等效重力场中沿方向运动直径的时间。小球沿管道运动的时间为等效重力场为解得运动时间B错误；C．从到电场力做正功，小球电势能减小，机械能增大，C错误；D．小球所受洛伦兹力与速度方向始终垂直，不影响小球运动的加速度，运动时间不变，D正确。故选AD三、非选择题：本题共5小题，共58分。11.利用图甲所示实验装置来验证动量守恒，其中A、B是两个大小相同、质量不同的小球，实验过程中，先不放B球，让A球从固定斜槽上点由静止释放，在水平面上得到一个落点位置；然后把B球放置在斜槽末端，使A球再次从斜槽上点静止释放，与B球发生正碰后，在水平面上又得到两个落点位置。我们把三个落点位置分别标记为、、。（1）为了确认两个小球的直径相同，该同学用10分度的游标卡尺对它们的直径进行了测量，某次测量的结果如图乙所示，其读数为______cm；（2）关于该实验，下列说法正确的是______；（填选项前字母）A.斜槽的末端不一定要水平 B.斜槽的轨道必须是光滑的C.必须测出斜槽末端的高度 D.的质量必须大于B的质量（3）若实验操作正确，已知点为小球平抛起点在水平面上的投影，测量出水平位移OM、ON、OP的长度分别为、、、A、B两球质量分别为、，除动量守恒以外，若____________成立，则碰撞为弹性碰撞。【答案】（1）1.05（2）D（3）（或）【解析】【小问1详解】根据游标卡尺读数规则可知，小球的直径为【小问2详解】ABC．在实验过程中，需要小球A两次沿斜槽滚到末端时的速度都相同，不需要光滑的条件，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ABC错误；D．小球A与B发生正碰时，为使小球A在碰后不反弹，要求小球A的质量大于小球B的质量，故D正确。故选D。【小问3详解】设碰前A小球速度为，碰后两球速度分别为，，则若动量守恒则因为平抛时间t相等，则即若为弹性碰撞，则满足即通过化简得到（或）。12.学校的物理兴趣小组同学要测量未知电阻的阻值，进行如下操作：（1）该小组同学先用欧姆表“”倍率粗测电阻，结果发现欧姆表指针的偏转角度过大，为了测量结束比较准确，应将选择开关拨到______（填“”或“”）倍率，再将红、黑表笔短接进行欧姆调零，再次测量电阻，欧姆表指针所指位置如图所示，则被测电阻的阻值为______；（2）为精确测量电阻的阻值，小组成员又准备了以下器材：A．电源，电动势约为12.0V。内阻可忽略不计B．电流表，量程为，内阻为C．电流表，量程为，内阻约为D．定值电阻，阻值为E．滑动变阻器，最大阻值F．单刀单掷开关S、导线若干①该小组同学利用现有器材完成实验，要求尽量减小误差，每个表的示数不小于量程的，应该把电流表与电阻______（填“”或“”）串联。测量中要求电表示数从零开始调节，请在下面方框中画出测量电阻的实验电路原理图（图中的元件用题干中相应的字母标注）_______；②若某次测量中电流表的示数为，电流表的示数为，则由已知量和测量量得出______。【答案】（1）①.②.（2）①.②.③.97【解析】【小问1详解】[1][2]欧姆表指针的偏转角度过大，表明通过欧姆表的电流较大，即所测电阻阻值较小，为了减小读数误差，需要使得指针指在欧姆表的中央刻线附近，则需要换用低倍率挡位，即应将选择开关拨到“”倍率；根据欧姆表的读数规律，该读数为。【小问2详解】①在尝试设计电路中，很容易设计出图a所示的测量电路，当电流表的读数为量程的，即120mA时，可知通过电流表的电流超过其量程，所以不满足实验要求。另一种测量电路如图b所示，电流表和待测电阻的串联阻值约是，和定值电阻的比约为5:1，通过电流表的电流最大时，图b电路中电流表的电流也达到最大，所以这个电路符合要求，然后连接滑动变阻器来进行调节测量多组数据即可．所以应该把电流表和电阻串联。又因为测量中要求电表示数从零开始调节，最终的电路图如图c所示。②根据电路知识有整理可得代入数据计算可得13.在光滑绝缘水平面上有一可视为质点、带正电的滑块。现将滑块所处区域加上水平向右的匀强电场，让滑块从静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间以后，立即把电场换成反向的匀强电场，又经过的时间滑块回到初始位置。（1）求两电场的电场强度大小之比；（2）求时刻和时刻滑块速率之比。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设刚开始运动时电场强度大小为，加速度大小为，电场反向后场强大小为，加速度大小为，时刻滑块速度大小为，则从开始运动到回到初始位置过程中，根据匀变速直线运动规律可得，两式联立可解得设滑块带电量为，质量为，再根据牛顿第二定律：，易得：【小问2详解】设时刻滑块速度大小为，选择水平向右为正方向，由匀变速直线运动速度公式可得：再结合，可得出：又因为所以可得速率之比：14.如图所示，空间有两个无限长的竖直边界AC和DE，二者之间充满着垂直纸面向外的上、下两个匀强磁场，OF为上、下两磁场的水平分界线，OF上方区域匀强磁场的磁感应强度大小为现让一个带正电的粒子从AO边上的P点垂直于AO沿纸面射入AOFD区域，经过OF上的中点Q进入下方磁场。已知粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子重力。（1）求粒子从P点射入时的速度大小；（2）若粒子在下方磁场区域运动时恰好未从左侧边界射出，求粒子在下方磁场中运动时距离边界DE的最小距离；（3）若仅将OF上方区域的磁场更换为竖直向下的匀强电场，粒子从P点射入的速度不变，仍从Q点进入下方区域，求电场强度的大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】设粒子在上方做圆周运动的半径为，粒子从点射出时速率为，运动轨迹如图所示由几何关