2021-2022学年安徽省A10联盟高二（下）开年考物理试题（解析版）

1号卷·A10联盟2020级高二下学期高二下学期开年考物理试题本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。请在答题卡上作答。第I卷（选择题共40分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.在电场中，若A点的电势高于B点的电势，下列说法正确的是（）A.在该电场中A点的场强一定大于B点的场强B.同一电荷在A点的电势能大于在B点的电势能C.把负电荷从A点移到B点，电场力一定做负功D.把正电荷从A点移到B点，电场力做功与轨迹有关【答案】C【解析】【详解】A．在匀强电场中，A点的电势高于B点的电势，但A点的场强等于B点的场强，故A错误；B．在电场中，A点的电势高于B点的电势，同一负电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故B错误；C．把负电荷从A点移到B点，因为A点的电势高于B点的电势，所以负电荷所受电场力的方向与运动方向相反，电场力做负功，故C正确；D．因为电场力做功与电荷在电场中的轨迹无关，故D错误。故选C。2.取两根完全相同的电阻丝，第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为Q；第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为2Q。则为（）A.4:1 B.2:1 C.1:2 D.1:4【答案】C【解析】【详解】设两根完全相同的电阻丝电阻为R，则第一次将两根电阻丝串联，两端加电压U时，经t1时间产生的热量为第二次将两根电阻丝分别均匀拉长一倍后电阻丝电阻为，因为长度变为原来的二倍，由于体积不变，故横截面积变为原来的一半，则之后再并联，两端加相同的电压U，经t2时间产生的热量为解得故选C。3.疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控预防措施有效落实，工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，闭合线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最大，当线圈中出现电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远程向后台发出报警信号。下列说法中正确的是（）A.门磁系统的工作原理是利用了感应电流的磁效应B.每次打开房门线圈中磁通量的变化量可能不相等C.只有当房门向外打开时，门磁系统才会发生报警D.此种门磁系统装在左右移动的房门上不会起作用【答案】D【解析】【详解】A．由题意可得门磁系统的工作原理是利用了电磁感应原理，故A错误；BC．每次打开房门线圈中磁通量的变化量均相等，且向外开门还是向内开门，都有磁通量变化量，都有感应电流产生，门磁系统都会发生报警，故BC错误；D．此种门磁系统装在左右移动时房门上时，线圈中磁通量不发生变化，此时的房门不会起作用，故D正确。故选D。4.如图，两个相同的条形磁铁正对平行放置在水平面上，虚线与两个磁铁的轴线在同一个平面内互相平行，且虚线到两个磁铁的距离相等。虚线上有O、A、A′三点，O点在两个磁铁的中心连线上，OA=OA′。由此可知（）A.O点的磁感应强度为零B.O点的磁场方向沿OA方向C.将一小磁针置于A点，静止时N极沿OA方向D.将一小磁针置于A′点，静止时N极沿OA′方向【答案】BD【解析】【详解】AB．在磁铁的外部，磁感线从N极指向S极，又由于对称性可知，O点的磁感强度方向沿OA方向水平向左，A错误，B正确；CD．根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引可知，将一小磁针置于A点，静止时N极沿AO方向水平向右；将一小磁针置于A′点，静止时N极沿OA′方向水平向右。C错误，D正确。故选BD。5.如图，在长为L、宽为h的矩形区域ABCD内存在一竖直向上的匀强电场，在电场的右侧距离为L的位置有一竖直挡板GH。一质量为m、带电量为+q的小球以水平速度v0垂直电场线从C点射同入电场中，从电场边缘的B点离开电场后，垂直打在档板GH上的F点（图中未标出）。已知重力加速度大小为g，不考虑电场的边缘效应。从C点运动到F点过程中，下列分析正确的是（）A.小球打在竖直挡板上的速度为2v0 B.匀强电场的电场强度大小为C.小球从C点运动到F点的高度差为3h D.整个过程中小球的机械能增加了2mgh【答案】D【解析】【详解】A．因为小球在电场中做类平抛运动，出电场后做斜抛运动，整个过程水平分运动为匀速直线运动，由题意知小球垂直打在档板GH上的F点，故小球打在竖直挡板上的速度为v0，故A错误；B．因为在电场中和出电场后运动时间均为在电场中则竖直方向分速度满足解得即故B错误；C．因为竖直方向在电场中和出电场后加速度等大方向，则出电场后的竖直方向位移也为h，故小球从C点运动到F点的高度差为2h，故C错误；D．由功能关系知，机械能增加量为故D正确。故选D6.两个相同电流表分别改装成两个电压表V1、V2，把它们接入如图所示的电路，其中V1与V2的量程之比为1：3，电容器C1、C2的电容之比为1：2。已知电源的电动势为6V，内阻不计。闭合开关，电路稳定后下列说法正确的是（）A.两个电压表V1、V2的示数相等 B.指针偏转角度，V1表比V2表大C.电容器C1、C2的电量之比为1：6 D.若V2断开，V1最终的示数为6V【答案】C【解析】【详解】AB．因为电路稳定后，电容器相当于断路，故电路等效为两电压表串联。又因为电流表改装成电压表，是将电流表和电阻串联，故两电压表偏转角度相同，但是量程不同，所以示数不等，示数之比为电阻之比，又因为所以电阻之比为量程之比，所以故AB错误；C．由得解得故C正确；D．若V2断开，则电路相当于断路，则电路中，没有电流，电压表V1最终的示数为0，故D错误。故选C。7.如图，光滑绝缘水平面上ABC三点构成直角三角形，∠A=30°，D是C在AB连线上的垂足，E是AB连线上的中点，A、B两点分别放置正点电荷Q1、Q2，D点放置负点电荷Q3时，C点处的电场强度恰好为零。下列选项正确的是（）

A.B.C.Q3沿DA移到E点的过程中电势能先增大后减小D.Q3沿DC移到C点的过程中电场力方向一直不变【答案】BC【解析】【详解】A．Q1、Q2在C点处的合场强沿DC方向，如图

根据磁场的叠加可知而，根据几何关系整理得A错误；B．由于C点的合场强为零，因此而联立可得B正确；C．在Q1、Q2形成的电场中，由几何关系可知可知D点的场强水平向左，E点的场强水平向右，因此Q3沿DA移到E点的过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，C正确；D．Q3在D点时受电场力水平向右，在C点受电场力竖直向下，Q3沿DC移到C点的过程中电场力方向发生变化，D错误。故选BC。8.如图，处于自然长度的绝缘轻弹簧放在光滑的绝缘水平桌面上，右端固定在竖直墙壁上，左端连接一质量为m、带电量为+q的光滑小球，系统处于水平向右的匀强电场中，小球在外力作用下处于静止状态。现撤去外力，小球由静止开始运动，在弹簧第一次被压缩至最短过程中，a、x、v、Ek、Ep表示小球的加速度、位移、速度、动能、电势能，取小球释放时的电势能Ep=0。下列图像合理的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【详解】A．由题意根据牛顿第二定律可得即可以看出加速度a与x成线性关系，且开始时电场力大于弹力，随弹力增大加速度减小，之后当弹力大于电场力时，随弹力增大，加速度反向增大，故A正确；B．小球由静止开始运动，在弹簧第一次被压缩至最短过程中，由功能关系得可以看出速度v与x不是线性关系，Ek与x所成图像为开口向下的抛物线，故BD错误；C．因为电场力做功等于电势能的变化量，即因为取小球释放时的电势能Ep=0，故电场力做正功，电势能减小，故电势能为负值，且与x成线性关系，故C正确。故选AC。9.如图，电路中R1、R2为两只定值电阻，L为阻值恒定的灯泡，C为电容器，R为光敏电阻（光照越强，阻值越小），V为电压表，A为电流表。现闭合开关，逐渐增加光照强度，下列说法正确的是（）A.电路中灯泡L的发光亮度逐渐变强 B.电容器两极板间的电场强度逐渐变大C.电路中电阻R1消耗的电功率逐渐变大 D.V的变化量与A的变化量之比不变【答案】BD【解析】【详解】ABC．逐渐增加光照强度，光敏电阻R的阻值逐渐减小，整个外电路的总电阻逐渐减小，干路电流强度逐渐增加，内电压逐渐升高，路端电压逐渐降低，流过R1的电流逐渐减小，电阻R1消耗的电功率逐渐减小，流过R2的电流逐渐增加，加在R2两端的电压逐渐升高，电容器与R2并联，加在电容器两端的电压逐渐升高，电容器两极板间的电场强度逐渐变大，灯泡L两端的电压逐渐降低，灯泡L的发光亮度逐渐减弱，AC错误，B正确；D．将电源与R1作为等效电源，内电阻为，根据可知因此V的变化量与A的变化量之比保持不变，D正确。故选BD。10.如图，光滑水平面左侧固定一光滑斜面，水平面与斜面平滑连接，水平面上有两个静止的小球B、C，B球与轻质弹簧连接，C球与轻质弹簧接触但未拴接。现让小球A从左侧斜面上距水平面高度为h处由静止释放，与球B发生正碰并粘在一起，A、B碰撞时间极短，随后C球脱离弹簧。已知A、B、C三个小球质量分别为m、2m、m，且均可视为质点，重力加速度为g，所有阻力不计。下列说法正确的是（）A.A与B碰前瞬间A的速度为 B.A与B碰后瞬间B的速度为C.A与B组合体最小速度为 D.弹簧具有的最大弹性势能为【答案】AD【解析】【详解】A．由动能定理可得，A与B碰前瞬间A的速度满足解得故A正确；B．由题意知，球A与球B发生正碰并粘在一起，则由动量守恒定律得解得A与B碰后瞬间B速度为故B错误；C．由题意可得，开始时A与B组合体做减速运动，直到弹簧恢复原长时，A与B组合体有最小速度，即相当于A与B组合体与C发生了弹性碰撞，故解得故C错误；D．由题意知当A、B、C三个小球共速时，弹簧压缩最短，此时弹性势能最大，即解得故D正确。故选AD。第II卷（非选择题共60分）二、实验题（共2题，共15分）11.小李在实验室测量一量程为5mA的电流表A的内阻，实验室提供的器材如下：A.电压表V（量程为0～3V，内阻约3kΩ）B.滑动变阻器（0～10Ω，允许通过的最大电流2A）C.滑动变阻器（0～1000Ω，允许通过的最大电流0.3A）D.电阻箱（阻值0～9999Ω）E.电源（电动势4V，内阻很小）F.开关S、导线若干他首先设计了如图1所示的电路图

（1）为了测量准确且调节方便，实验中滑动变阻器应选___________（填器材前的字母序号），开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于___________（选填“左”或“右”）端；（2）按图正确连接好电路，将电阻箱阻值调为2Ω，改变滑动变阻器接入电路的阻值，进行多次实验。根据实验数据，画出了电压表的示数U和电流表的示数IA的关系图线如图2所示。由此可知，待测电流表A的内阻为___________Ω。（保留两位有效数字）【答案】①.B②.左③.2.5【解析】【详解】（1）[1]由于滑动变阻器采用分压式接法，所以选用总阻值小的变阻器即可，应选B；[2]测量部分电路与滑动变阻器左边部分并联，故开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于左端，使测量部分电路电压从零开始变化。（2）[3]设电阻箱阻值为R，待测电流表A的内阻为由图像可知则待测电流表A的内阻为2.5Ω。12.现有一待测电池组（电动势约为6V，内阻约2Ω），用电流表和电压表来测量该电池组的电动势和内阻，实验器材除待测电池组外有：A.电流表A（量程为0～0.3A，内阻RA=2Ω）B.电压表V1（量程为0～3.0V，内阻RV1=3kΩ）C.电压表V2（量程为0～15V，内阻RV2=10kΩ）D.定值电阻R（阻值R=3kΩ）E.滑动变阻器R1（0～2kΩ）F.滑动变阻器R2（0～200Ω）G.开关S，导线若干（1）为了能安全、准确的测出该电池组的电动势和内阻，实验中电压表应选择___________，滑动变阻器应选择___________；（填器材前的字母序号）（2）请从上述提供的实验器材中选择必要的器材，在图甲方框中画出实验电路图，标明所选器材的符号______；（3）按照第（2）问中设计的电路进行正确的实验操作，得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，数据如下表。根据表中数据，在图乙中的坐标纸上将所缺数据点补充完整，并画出U-I图线_____；I/mA1931531116930U/V2.512.592.682.762.84（4）根据第（3）问绘制的U-I图线求出电池组的电动势E=____________V，内阻r=___________Ω。（均保留三位有效数字）【答案】①.B②.F③.④.⑤.5.80⑥.2.08【解析】【详解】（1）[1]因为电动势约为6V，所以电压表V2量程过大，应该选电压表V1，再进行改装，故选B；[2]滑动变阻器R1阻值范围太大，电表变化不明显，所以应该选滑动变阻器R2，即选择F；（2）[3]由题意可得电路图如图（3）[4]由题意得图像如图（4）[5]因为电压表改装为原来的二倍，故电源电动势为[6]由图像得电源内阻为三、计算题（本大题共4小题，共45分）13.已知通电的长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为B=k，其中I为电流强度，r为该位置到长直导线的距离，k为常数。如图所示，现有通电的两根长直导线分别固定在正方体abcd-efgh的两条边dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d流向h、由h流向g，dh中电流是hg中电流大小的一半，dh中的电流在c点产生的磁感应强度为B0。不计导线的粗细，求a、c、e三点的磁感应强度的大小。【答案】；；【解析】【详解】由题意可得，dh导线到a、c、e三点距离相等，则dh中的电流在a、c、e三点产生的磁感应强度均为B0，由安培定则得方向分别沿着ab、bc、ef；由于dh中电流是hg中电流大小的一半，则hg在c、e两点产生的磁感应强度均为2B0，由安培定则得方向分别沿着bc、ea；hg到a点的距离为，则hg在a点产生的磁感应强度为，方向沿着aehd平面且垂直于ha；则合场强分别为14.如图甲所示，带电物块置于绝缘水平面上，所在空间存在水平方向的电场，在电场力作用下，物块运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，运动过程中物块的最大速度为2m/s，总位移为44m。已知物块质量为2kg，物块与水平面间的动摩擦因数为0