【物理】安徽省示范高中培优联盟2020年高二春季联赛试题(解析版)

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文档介绍

【物理】安徽省示范高中培优联盟2020年高二春季联赛试题(解析版)

安徽省示范高中培优联盟2020年春季联赛(高二)‎ 物理 本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,第I卷第1至第4页,第II卷第5至第8页。全卷满分100分,考试时间90分钟。‎ 第I卷(选择题 共50分)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)‎ ‎1.如图所示,ABC是一个光滑的直角的弯管,管AB竖直,管BC水平,里面有两相同的小球a、b,弯管的内侧开了一个槽,通过这个槽可以把两个球用弹簧相连,有一个水平向左的推力,作用于b上,使a、b处于静止状态。现用力F推动小球b,使之缓缓到达b'位置,则 A.推力F变大 B.b对管壁底的压力变大 C.弹簧长度变短 D.弹簧长度变长 ‎2.质量为m框架A被绳悬挂在天花板上,框架内有两个质量均为m的物块B、C,B被绳悬挂,C放在弹簧上,均处于静止状态,如图所示。当剪断悬挂框架的绳的瞬间,A、B、C三个物体的瞬时加速度是(重力加速度为g)‎ A.aA=2g,aB=g,aC=0 B.aA=2g,aB=2g,aC=0‎ C.aA=g,aB=g,aC=0 D.aA=2g,aB=0,aC=0‎ ‎3.有三根通电直导线,电流的大小和方向相同,相互平行,其中两根导线放置在x轴上,且与xOy平面垂直,它们到坐标原点的距离都是L,如图所示。要使y轴上A(0,L)点处磁感应强度为零,第三根通电导线在y轴上放置的位置应该是 A.(0,0) B.(0,L) C.(0,-L) D.(0,L)‎ ‎4.质量均为m的三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿等边三角形的外接圆做匀速圆周运动,运动的周期为T。如果在其它条件不变的情况下,三颗星的运动周期变为原来的n(n<1)倍时,则在三角形的中心必须要有一个质量是M的天体,则M等于(不计其他星体对它们的影响)‎ A. B. C. D.‎ ‎5.如图所示,从一个斜面的顶端O点连续水平抛出三个小球,它们落在斜面上的位置分别是A、B、C三点,且OA=AB=BC,若三个小球离开斜面最远距离分别是h1、h2、h3,则h1:h2:h3等于 A.1:2:3 B.1:4:6 C.1:4:9 D.1:3:6‎ ‎6.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1:n2‎ ‎,原线圈一侧接在电压为U的正弦交流电源上,电源的内阻等效为r,副线圈上接有一个滑动变阻器R,如图所示。当电源有最大输出功率时,滑动变阻器的阻值是 A. B. C. D.‎ ‎7.A、B两个物体(视为质点)从同一位置开始做匀变速直线运动,它们的-t图像如图所示,根据图像,下列说法正确的是 A.t=3s时,A、B两物体相遇 B.t=3s时,A、B两物体的速度相等 C.t=4s时,A物体的位移是零 D.t=4s时,A物体的速度是零 ‎8.如图所示电路中,R1是滑动变阻器,R2、R3是固定电阻,电流表A和电压表V均可视为理想电表。闭合开关S后,将滑动变阻器R1的滑片向右移动,下列说法正确的是 A.电源的效率增加 B.电容器C所带的电荷量减少 C.电流表A、电压表V的示数都变小 D.R1与R2并联后消耗的总功率一定减小 ‎9.A、B、C、D是一个正方形上的四个顶点,有两个带电量都是Q的正点电荷分别放置在A、C两点上,此时B点处的电场强度大小为E。下面说法正确的是 A.取走C点的点电荷,B点电场强度大小是 B.在B点释放一个电子,它一定会运动到正方形之外 C.C处的点电荷受到的电场力大小是 ‎ D.当把两个点电荷的电量都增加为原来2倍,B点电场强度也增大倍 ‎10.如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两D形盒之间所加的交流电压为U,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,被加速的粒子质量为m、电荷量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略),磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。下面说法正确的是 A.粒子第一次进入D形盒做圆周运动的半径是 ‎ B.若粒子是质子(H)和α粒子(He),它们被加速后获得的最大动能相等 C.把交流电压增大到原来的2倍,被加速的粒子获得的最大动能也增大到原来的2倍 D.把磁感应强度增大到原来的2倍,被加速的粒子获得的最大动能也增大到原来的2倍 第II卷(非选择题 共50分)‎ 考生注意事项:‎ 请用0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。‎ 二、实验题(11小题7分;12小题8分,共15分。)‎ ‎11.(7分)某同学在“探究两个互成角度的力的合成规律”时,如图甲,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的长度为GE。在图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2‎ 的共同作用,处于O点,橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2,改用一个力F单独拉住小圆环,仍使它处于O点(丙)。请就这一探究过程,回答下面问题。‎ ‎(1)乙图、丙图都要保证O点的位置不变的原因是 A.为了让F大小等于F1和F2的大小之和 B.保证两次橡皮条对小圆环的拉力相同 C.保证F1和F2之间的夹角不能随意改变 D.力F单独作用,与F1、F2共同作用的效果是一样 ‎(2)由纸上O点出发,用力的图示法画出拉力F1、F2和F,用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接,能看到所围成的形状像是一个平行四边形(丁),但这只是猜想。‎ 为了检验,某同学通过改变 ,重做上述实验,检验所围成的图形是不是平行四边形。‎ ‎12.(8分)实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R0(阻值等于10Ω),滑动变阻器R(阻值0~20Ω),电流表A,电压表V,开关s,导线若干。利用这些器材来测量电源的电动势和内阻。请回答下列问题。‎ ‎(1)某同学设计了两个实验电路图,如图所示,为了减小误差,应选择 (填“甲”或“乙”)‎ ‎(2)电表有以下几种型号,你认为电压表最好选用 ;电流表最好选用 。‎ A.电压表(0~3V,内阻约15kΩ)‎ B.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)‎ C.电流表(0~200mA,内阻约2Ω)‎ D.电流表(0~30mA,内阻约2Ω)‎ ‎(3)在选择了测量误差较小的电路图后,进行了多次测量,并根据测量的数据作出U-I图像,如图所示,根据图中的符号回答:电源的电动势等于 ;电源的内阻是 。‎ ‎(4)本次实验电源电动势的测量值 (填“>”或“<”或“=”)电源电动势的真实值,电源内阻的测量值 (填“>”或“<”或“=”)电源内阻的真实值。‎ 三、计算题(13小题8分;第14小题12分;15小题15分,共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)‎ ‎13.(8分)如图所示是一速度选择器,两个极板之间的距离和极板的长度都等于L,当电量和质量分别是+q、m的粒子以速度v0从极板的左边正中间飞入极板时,粒子沿图中虛线水平射出;如果撤去电场,粒子恰从右边极板的边缘飞出磁场。(不计粒子重力)试问:‎ ‎(1)磁感应强度B是多大;‎ ‎(2)如果只撤去磁场,保留电场,粒子飞出极板时,在电场方向上位移是多少。‎ ‎14.(12分)如图甲所示,导体框架abcd放置于水平面内,ab平行于cd,bc边连接一个电阻R=5Ω,质量为m=0.5kg,长L=0.5m、电阻也等于5Ω的导体棒MN垂直导轨放置在导轨上,与导轨动摩擦因数µ=0.2,且cM=bN=L。整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中,图乙中磁感应强度B0=10T,t1=1s,t2=2s,t3=3s。为了保证MN从t1时刻开始向右做加速度a=1m/s2匀加速运动,必须给MN导体棒加一个垂直MN的水平外力F。试问:t3‎ ‎=3s时,MN导体棒受到的水平外力F多大?‎ ‎15.(15分)光滑的水平面AB上放着两个质量均为m的木块(可视为质点)紧靠在一起,它们中间有少量的炸药,AB的左侧连接着一个半径为R半圆轨道,竖直方向上的半圆轨道下端与AB相切,AB的右侧有一个坡面,如果以坡面的最低点O为坐标原点,水平向右为x轴,竖直向上为y轴,则坡面正好满足抛物线方程为y=,B点在O点的正上方,且BO=2R,如图所示。忽略空气阻力,重力加速度为g。试问:‎ ‎(1)点燃炸药让其爆炸,左边的木块恰能通过半圆轨道,右边的木块落到坡面上时的动能是多少?‎ ‎(2)若要右边的木块落到坡面上的动能最小,炸药提供的能量是多少?‎ ‎【参考答案】‎ 选择题:1-6 DABDAD 7-10AC AB AC AB ‎1.D ‎【解析】对a受分析,受重力mg,管壁支持力FN,弹簧的弹力F',F'的方向与竖直方向的夹角为θ,如图所示,小球到达b′位置,当a、b重新处于静止状态时,由几何关系可知,θ减小,由于F'竖直方向上分力大小等于重力,所以F'减小,弹簧变长,F'在水平方向上分力也要减小,所以推力F减小;b受到管底的支持力等于两个重力,所以不变。综合分析,正确的选项是D。‎‎'‎ ‎2.A ‎【解析】剪断轻绳的瞬间,如果悬挂B的绳子有拉力,则A的加速度大于g,B的加速度小于b,显然与绳子有拉力矛盾,所以剪断悬挂框架的绳瞬间,悬挂B的绳的拉力瞬间变为零,弹簧的弹力不变,所以研究A,,得,研究B得,研究C得,正确选项是A。‎ ‎3.B ‎【解析】‎ x y O A P B B1‎ B2‎ 首先根据安培定则判断两根导线在A点的磁场方向,x轴上两根通电导线在A点处磁感应强度分别是B1、B2,由题给条件知,所以,如图所示。在A点的上方,距A点距离等于AP,即可使A点处磁感应强度为零,,所以另一根导线放置的y坐标是 所以选项B正确。‎ ‎4.D ‎【解析】‎ 设轨道半径为,由万有引力定律和牛顿第二定律得 ‎ ①‎ 在其它条件不变的情况下,当运动周期变为原来的倍时,在三角形中心必须增加一个质量为M的星体,则 ‎ ②‎ 两式相比得 所以选项D正确。‎ ‎5.A ‎【解析】设小球落到斜面上的点到抛出点的距离是L,则 得,其中是斜面的夹角,小球离开斜面最远距离为,所以可得,则h1:h2:h3=1:2:3。所以选项A正确。‎ ‎6.D ‎【解析】根据变压器的工作原理得=,又,,所以可得 则原线圈的等效电阻是,则电源的输出功率是 ‎ ‎ 当时,电源有最大输出功率,即。所以,。‎ ‎7.AC ‎【解析】由得:,对照图像可得:,,,。t=3s时,,,选项A正确,,,选项B错误;t=4s时,同理可得,,,选项C正确,D错误。所以正确选是AC。‎ ‎8.AB ‎【解析】R1的滑片向右移动,接入电路的电阻增大,电路的总电阻增大,由I=知,干路中的电流减小,内电压减小,路端电压增大,电源的效率η=×100%=×100%,所以效率增加,A正确;由于总电流减小,U3减小,电容器C所带的电荷量减少,B选项正确;电阻(R3+r)上电压降减小,并联电路的电压将增大,即电压表的读数变大,I2增大,I1减小,电流表读数减小,C选项错误;因为各电阻和电源内阻的大小关系均不知道,R1与R2并联后消耗的总功率也有可能是先增大后减小,D选项错误。正确选择项是AB。‎ ‎9.AC ‎【解析】‎ ‎ ‎B A D C E E'‎ E'‎ 设正方形的连长是a,Q在B点产生的电场强度为E',有题给条件可得,A选项正确;在B释放的电子,受电场力的作用,只能在B、D两点之间往复运动,不会超越正方形的边界,B选项错误;又,所以在C处的点电荷受到电场力是,C选项正确;,选项D错误。所以选项AC正确。‎ ‎10.AB ‎【解析】粒子在电场中被加速,由动能定理qU=mv2得:v=,‎ 带电粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得,,解得:,代入数据得:,选项A正确;由洛伦兹力提供向心力得qvnB=m,解得此时粒子的速度为vn=,此时粒子的动能为Ek=mv,代入数据得Ek=,质子(11H)和α粒子(24He)都满足,B选项正确,同时也可判断C、D错误。所以选项AB正确。‎ ‎11.【答案】(1)BD(3分,错选得零分,漏选得2分) ‎ ‎(2)拉力F1和F2的大小和方向(4分,F1、F2、大小、方向各1分)‎ ‎12.【答案】(1)甲(2分) (2)A(1分); C(1分) ‎ ‎(3)U1(1分);(1分) (4)<(1分);<(1分)‎ ‎【解析】(1)由于电源的内阻比较小,可以跟电源串联一个已知定值电阻,测量出定值电阻与电源内阻的和,即可较准确测量出电源的内阻,所以电路图选择“甲”图。‎ (1) 电压表在量程相同的情况下,应选择内阻较大的电压表,所以选择“A”;估算电路中的最小电流 所以电流表选择“C”。‎ ‎(3)由图读出电源电动势是U1;由闭合电路欧姆定律得得 ‎(4)因为选择了甲电路,可以设电源等效内阻,则把电压表和电源等效为一新电源,这个等效电源的内阻为和的并联电阻,也就是测量值,即 ‎   ‎ ‎   ‎ ‎  等效电源的电动势为电压表和电源组成回路的路端电压,也就是测量值,即 ‎   ‎ ‎   ‎ 所以都填“<”,也可以通过图像分析法得到结论。‎ ‎13.【解析】(1)‎ 撤去电场,粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图,设半径为R,则 ‎ 1分 得 1分 又洛伦兹力提供向心力,即 1分 得 1分 ‎(2)‎ 如果撤去磁场,保留电场,粒子做类平抛运动,如图所示。则 ‎ 3分(每个等式1分)‎ 联列以各式,解得 1分 ‎14.【解析】图知,t1=3s时MN棒的位移与速度分别是、,则 ‎ 1分 ‎ 1分 由法拉第电磁感应定律 ‎ 2分 ‎ 2分 MN棒受到摩擦力与安培力分别为 ‎ 1分 ‎(向左) 2分 再有牛顿第二定律得 ‎ 1分 ‎ 2分 方向:水平向右。‎ ‎15.【解析】‎ (1) 爆炸后,根据动量守恒知两个木块的速度大小相等,设木块速度的大小为,左边木块到达半圆轨道的最高点时速度为,则 ‎ 1分 ‎ 1分 得 1分 ‎ 右边的木块从B点飞出后,做平抛运动,满足 ‎ 1分 ‎ 1分 结合题给条件的抛物线方程中,得 ‎ 1分 根据机械能守恒,右边的木块落到坡面上时的动能是 ‎ 1分 把和代入上式得 1分 (1) 设右边的木块落在坡面上的动能最小时的平抛速度是,则木块落在坡面上的动能为 ‎ 2分 又因为 ‎ 2分 所以当木块落到坡面上动能最小时,应满足 即 2分 炸药提供的能量是: 1分
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