1、安徽省示范高中培优联盟2020-2021学年高二物理下学期春季联赛试题（含解析）本试卷分第I卷（选择题）和第卷（在选择题）两部分，第I卷第1至第6页，第卷第7至第8页。全卷满分年分，考试时间90分钟。考生注意事项：1、答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。2、答第I卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，并选涂其他答案标号。3、答第卷时，务须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡指定的位置绘
2、出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，草稿纸上答题无效。4、考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。第I卷（选择题共40分）一、选择题（本题共小题，每小题分，共分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第题有多项符合题目要求。全部选对的得分，选对但不全的得分，有选错的得分。） 伽利略在研究自由落体运动时，通过逻辑推理首先指出亚里士多德对落体认识的问题，并用实 验证实了自己的结论。下面关于伽利略研究自由落体的说法正确的是 （ ） 伽利略研究了小球从比萨斜塔上落下的运动规律 伽利略认为自由落体的运动规律与物体的质量
3、有关 伽利略认为速度的变化对位移来说是均匀的 伽利略利用斜面来“冲淡”重力，测出物体在斜面上运动的加速度 如图所示，水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点，一根轻绳的一端固定于直P点，另一端 系于墙上O点正下方的Q点，绳的Q端可以在墙上移动，且不改变绳的长度，钩码由光滑挂钩挂 在轻绳上处于静止状态，左右两边绳之间的夹角是，当绳的Q端缓慢逐渐靠近O点时（ ） 绳中的张力不变 钩码也在竖直方向上向上移动 左右两边绳之间的夹角逐渐增大 绳子对直杆的P点拉力逐渐变大 北京时间年月日，中国“天问一号”探测器进入环绕火星轨道，标志着我国航天强国建设迈出坚定步伐。假设“天问一号”环绕火星的轨道半径等于某个环绕
4、地球运动的卫星的轨道半径，如果地球表面重力加速度是火星表面的重力加速度的k倍，火星的半径是地球半径的q倍（不考虑它们本身的自转），火星和地球均可视为均匀球体，则下列说法正确的是 （ ） “天问一号”与该卫星的环绕运动周期之比为槡kq 火星与地球的密度之比为qk 火星与地球的第一宇宙速度之比为qk “天问一号”与该卫星的线速度之比为qk 为了测量自行车骑行者启动时的加速度，在笔直公路旁插上个间距相等的标杆，并用秒表测 量骑行者（视为质点）通过标杆的时刻。骑行者从号标杆开始骑行，时间记t，以后通过 号标杆、号标杆、号标杆的时刻分别是t、t、t，如果相邻标杆之间的距离均为S，假设骑行 者在到达号标杆
5、前的运动视为初速度为零的匀加速运动。则下列说法正确的是 （ ） 骑行者通过号标杆的瞬时速度是骑行者到达号标杆时平均速度是 骑行者的加速度为骑行者的加速度为 如图所示，ABCD是一个正方形，电荷量为q的点电荷固定在A点，如果将电荷量也是q的点电荷从无穷远处（电势为零）移到B点，电场力做功为W1，再把这个q从B点移到C点，电场力做功为W。现在B、C两点分别再固定一个电荷量为q、q的点电荷，再把一个q从无穷远处移到D点，电场力做的功是 （ ） W1+W2W1-W2-2W1-W2-2W1+W2 如图所示，质量均为m的物体放在水平圆盘上，连接物体A和B的细线刚好拉直且通过圆盘 的圆心O，到圆心的距离分别
6、是r和r，物体A、B与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从圆盘缓慢转动开始，直到物体A、B刚好发生相对滑动，物体A所受到的摩擦力f随圆盘的角速度 2的变化图像正确的是 （ ） 一个固定的光滑斜面上有一物块M，M的下面连着弹簧的一端，弹簧的另一端固定在斜面下 端，M的上面通过轻绳跨过定滑轮O与套在光滑竖直杆上的物块N连接，在竖直向下的外力作用下，系统各物体均处于静止状态，如图所示。B点与滑轮O点等高，不计滑轮大小及摩擦，现撤去作用在物块N上的外力，在N向上运动的过程中（绳子始终没有松弛），下面说法正确的是 （ ） N机械能一定增大 M、N组成的系统机械能不守恒 弹簧的弹性势能一
7、定逐渐增大 M与弹簧组成的系统机械能一定减少 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n，两个副线圈的匝数分别为n、n，电流表是理想电表，灯泡L的电阻为R，原线圈的输入端的交流电压有效值U不变，单刀双掷开关接到a 时，电流表的读数为I，单刀双掷开关接到b时，电流表的读数为I，不考虑灯泡电阻的变 化，下列说法正确的是 （ ） 电流表读数的比值为若nn，则开关由接a变为接b时，灯泡变亮 若输入交流电压的频率减小，则灯泡变暗 灯泡的电阻R如图所示的电路中，电流表A和电压表v均为理想电表，R、R是定值电阻，R是滑动变阻器，电容器的电容为C ,电源电动势为E、内阻为r，当开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑
8、动时，下列说法正确的是 （ ） 电容器所带电荷量减少 电容器所带电荷量增多 电流表示数减小，电压表示数增大 电流表示数减小，电压表示数减小 如图所示，间距为L的水平光滑长导轨，左端接有一个电容器，电容为C（不会被击穿），在PQ虚线的左侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为n的金属杆ab静置 在导轨上，距离虚线PQ的距离是d，金属杆在水平向右恒力F的作用下，开始向右运动，不 计导轨与金属杆的电阻，下列说法正确的是 （ ） 金属杆ab始终在做加速运动 金属杆ab的运动可能是先从加速到匀速再到加速 金属杆ab运动到达虚线PQ的时间电容器能带的最多电量是（在此卷上答题无效） 绝密启用前安徽
9、省示范高中培优联盟年春季联赛（高二） 物理第卷（非选择题共分） 考生注意事项： 请用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（小题分；小题分，共分。） （分）如图（）所示，是某物理兴趣小组验证机械能守恒和测物体受到阻力的装置，两物块P和Q由不可伸长的轻绳连接，轻绳跨过光滑的轻质滑轮，物块P的质量为m，上面固定有宽度为d的遮光片，物块Q的质量为M（Mm），光电门固定在铁架台上，高度可以调节，用以测量物块P经过光电门时的遮光时间。空气阻力忽略不计，重力加速度g。 实验过程如下： （）用手托住物块Q，使两物块均处于静止状态，利用刻度尺测量出物块P上的遮光片到光电 门的距离h
10、； （）释放物块Q，两物块由静止开始运动，记录物块P的遮光片经过光电门时的挡光时间t，则 此时物块Q的速度为v ； （）物块P的遮光片与光电门的距离h，如果满足 ，则验证了机械守恒。 （）现将p、Q换成与原质量相同、体积较大的物体，考虑它们在运动中受到的阻力，设阻力大 小相同均为f，某同学重复以上步骤进行多次实验，得到多组h和t并记录，描绘出h/t2图像如图（）所示，计算得到图像的斜率为k，f 。 （分）如图甲所示是一多用电表的简化电路图。其表头满偏电流Ig、内阻Rg 。已知R。 （）转换开关接入 （填“”“”“”“”“”或“”）端时，可以测量电阻，表笔插入的孔是 （填“”或“”）。 （）该多
11、用电表有两个电流挡，量程分别为和，则R1/R2 。 （）当转换开关接入“”端时，多用电表的功能是测 （填“电流”“电压”或“电 阻”），其量程为 。 三、计算题（小题分；第小题分；小题分；小题分，共分。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。）（分）如图所示，光滑固定斜面上有、三个相同的物块，物块受到向左的水平推力F的作用，三个物块正在沿斜面向上做匀加速直线运动。设物块与物块之间的作用力大小是F，物块与物块之间的作用力大小是F，则F：F等于多少？ （分）如图甲所示，光滑的导体框架abcd固定放置于水平面内，ab平行
12、于cd，cd边连接一 个电阻R，质量为m、长L、电阻也等于的导体棒垂直导轨放置在导轨上，且cMbNL。整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，取竖直向上为磁感应强度的正方向，图乙中磁感应强度B，t，t，t。为了保证MN从t 时刻开始向右做加速度a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：t、t时，导体棒、电阻、轨道所组成的回路中，产生的感应电动势分别是多少？ （分）平面直角坐标系xOy中，第、象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第象限存 在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v沿x轴正方向开始运动，已知Q点的坐标是（L，L）。粒子从坐标原点O离开
13、电场进入磁场，最终又回到了Q点。不计粒子重力，问： （）粒子到达O点时速度的大小和方向； （）磁感应强度B的大小。 （分）如图所示，在光滑的水平面上放置了一个质量M的长木板Ab，长木板的上表面AC段是粗糙的、BC段是光滑的，粗糙段的长度L；长木板的左端放置了一个质量 m的小物块（视为质点），右端B连着一段轻质弹簧，弹簧处于自然状态时，左端正好在 C点。如果给小物块一个初速度v，小物块正好滑到犆处；若给长木板一个水平 向左的恒力F（图中未画出），作用t时间后撤去此力，小物块也能正好到达C点。求： （）小物块与长木板粗糙段间的动摩擦因数； （）恒力F作用的时间； （）撤去恒力后，弹簧的最大弹性势能
14、.安徽省示范高中培优联盟 2021 年春季联赛高二物理试卷参考答案一选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 16 题只有一项符合题目要求，第 710 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【答案】：D【解题思路】小球从“比萨斜塔”落下只一个传说，A 错误；自由落体运动与物体的质量无关，B 错误；伽利略认为速度的变化对时间的变化是均匀的，C 错误；利用斜面来“冲淡” 重力，较容易测量出物体运动的时间，所以 D 正确。正确选项是 D。2.【答案】:A【解题思路】因光滑挂钩挂两边的绳子的张力的大小相等，
15、合力又等于钩码的重力不变，所 以绳子的张力大小方向都不变，正确选项是 A。3【答案】：Aq 2M1Mm， 由 G= mg 得=， 又R2【解题思路】设火星与地球的质量分别是 M 1、 M2Mk2Mm = 4p2Gmr ，知T = 2T 2，用T 和T 分别表示“天问一号”的环绕运动周期与卫星环绕地p12r 2=，正确选项是 A；由 M = 4prR3 得火星与地球的密度之比为球运动的周期，则 T1 =T2M 2kM1q3r1 = 1，B 选项错误；由 v = gR 得火星与地球的第一宇宙速度之比为 q : k ，C 选项错误；kqr2v2Mm =由Gm得“天问一号”与该卫星的线速度之比为 q
16、:k ，D 选项错误。正确选项是 A。r 2r4.【答案】：D2R【解题思路】A是(t3-t1)中间时刻的瞬时速度，非中间位置 3 号标杆速度，A 错；骑行t3t13R者到达第 4 根路灯杆时平均速度是t3 ，B 错；骑行者的加速度是利用 2、3 标杆中间时刻到 2、 2S S 2Rh2t t t )t t t t4 标杆中间时刻，a =3 1 2 1= 2 1 3ht3t1)ht2t1)ht3t2)，C 错 D 对。正确选项是 Dt3t1t2t122r3GM12345678910DAADBBBDADACACD5.【答案】：B【解题思路】如图只考虑 A、C 固定的+q,把另一个+q 电荷移到
17、D 点，电场力做应-2W1，如果只考虑 B 点固定一个-q 电荷，把一个 +q 从无穷远处移到 D 点，电场力做功应为 W1-W2。所以 A、B、C 三点分别固定+q、-q、+q 时，把一个 +q 从无穷远处移到 D 点，电场力做功是-2w1+（W1-W2）=-W1-W2。正确选项是 B。6.【答案】：B【解题思路】当角速度较小时，A、B 的向心力均有静摩擦力提供，由于 B 物体的向心力大于 A 物体的向心力，所以 B 物体先达到最大静摩擦力，设角速度为w1 ，由mmg = mw2 2r 得w2 = mg ；角速度继续增大，绳子产生拉力，设为 T，分别对 A、B 列方程，T + f = mw2
18、r ，A2rT + mmg = mw2 2r ，联列解得 f A = mmg - mw2r ，可知物体 A 之后静摩擦力减小，减小到零，再反向增大到最大静摩擦力，之后 A、B 发生相对滑动。设物体 A 受到摩擦力反向达到最大m2g222时，圆盘的角速度为w ，满足T + mmg = mw r ， T - mmg = mw 2r ，解得w =。综合222r以上分析，正确图像是 B。7【答案】：BD【解题思路】由于两个物体质量关系未知，撤去外力后，物体 N 向上运动，可会通过 B 点，通过 B 点后，绳子对物体 N 的拉力做负功，机械能减小，A 错误；M、N 组成的系统受到弹簧的弹力作用，所以机械
19、能不守恒，B 正确；弹簧初始是伸长还是压缩不知，C 错误；绳子对 M 与弹簧组成的系统做负功，系统的机械能一定减少，D 正确。正确选项是 BD。8.【答案】：A DU 2U 2n2UnUnI【解题思路】 根据功率关系知UI1 = 2 、UI 2 = 3， 又 2 = 2 、 3 = 3 ， 可 得 1 = 2，n2RRUn1Un1I 23正确选项是 A；若 n2n3，则 I1I2，又 P = I 2R 则 P1P2，灯泡变暗，B 错误；输入交流电压频率变化，最大电压不变，则灯泡亮度不变，C 错误；开关 S 接到 a 时，灯泡两端电压U1 = n2 U ，n12 = n1 I1 ，则灯泡的电阻为
20、 R =，D 正确。正确选项是 AD。Un U1 2 流过灯泡的电流为 I1I1n2In21 19.【答案】：A C【解题思路】 由于电表都是理想电表，所以电阻 R3 只相当于导线，电阻 R1 和 R2 是串联的， 电压表测量的是路端电压，电容器是与电阻 R1 并联，当开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右滑动时，R2 增大，电路中电流减小，电流表的示数减小，内电压减小，路端电压增大， 即电压表的示数增大，电阻 R1 两端的电压减小，由 Q=CU 知，电容器所带的电荷量将减少。AC 选项正确。10【答案】：ACD【解题思路】金属棒向右运动，切割磁感应线产生电动势 E，给电容器充电，设在 tt+t的时
21、间里，电容器充电量为q，则充电电流为i = qt又q = CBLv，所以 i = q = CBL V = CBLa，对金属棒列牛顿第二定律方程tTF BLi = maF m+CB2L2a =得m+CB2L2；再由上式说明金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，由 t =2d得：t = 2daFQ = CE = CBLv = CBLat2dF m+CB2L2得 CBL。综上所述，正确选项是 ACD。二、实验题(11 小题 8 分；12 小题 7 分，共 15 分）dd 2mgk - 2.5md 211.【答案】：（2）（2 分）（3） gh =（3 分）（4）（3 分）t 2t4kd【解题思路】（2
22、）物块 P 通过光电门时的速度为v =，两物块通过轻绳连接，速度相等，t所以此时物块 Q 的速度为v =；tdd 21d（3）由（M - m)gh =(M + m)( ) 得 gh =；2t2t 2d 2d 2d11（4）根据v =及v = 2ah 得 h = k ，所以 a =，对两物块受力分析，由2t 2t 2t牛顿第二定律可得2a2k(M - m)g - 2 f = (M + m)a（2 M - m）gk - (M + m)d 2mgk - 2.5md 2f =所以4k4k12【答案】：(1)“3”或“4”（1 分）+（1 分）(2)1/9（2 分）(3)电压（1 分）2.5 V(或 0
23、2.5 V)（2 分）【解题思路】(1)转换开关 S 接入“3”或“4”都是电流挡；由于电流都是“红进黑出”，根据表内电池的正负极，电流从黑表笔流出可知，A 表笔插入的孔是“+”。（2）由题意列方程10m = Ig + IghRg + R2)R1IgRg R1 + R21mA = Ig +得R1=1。R2 9(3)由于 S 接“2”时，是量程为 1 mA 的电流挡，因此当开关 S 接“5”时，相当于电流表与电阻R3 串联，改装成电压表，用来测量电压。其量程 UI2R3IgRg(1103247550010650)V2.5 V。三、计算题（13 题 8 分；14 题 10 分；15 题 12 分；
24、16 题 15 分，共 45 分）13.（8 分）【解题思路】 设每个物块的质量均为 m ，斜面倾角为q，推力 F 在沿斜面方向的分力是 F，三物块沿斜面向上的加速度是 a ，对整体应用牛顿第二定律有F - 3mg sinq= 3ma2 分得1a =F - g sinq 3m1 分将物块 2 与物块 3 视为一个整体对其进行受力分析有F1 - 2mg sinq= 2ma2 分F = 2 F 得1 分13同理以物块 3 为研究对象可得F = 1 F 231 分所以F1 = 2F211 分14.（10 分）【答案】：t2=2s 时，5V；t3=3s 时，22.5V= 10T/s ，t =2s 时
25、MN 棒的位移与速度分别是 x ，则【解题思路】图知2x = 1 at 2 = 1 112 m = 0.5m1 分22由法拉第电磁感应定律E = DB S = 10 0.5（0.5 + 0.5）V = 5V2 分Dtt3=3s 时 MN棒的位移与速度分别是 x 、 v ，则x = 1 at 2 = 1 1 22 m = 2m1 分22v = at = 2m/s1 分此时回路中的感生电动势是E = DB S = 10 0.5（0.5 + 2）V = 12.5V2 分1Dt动生电动势是E2 = B0vL = 10 2 0.5V = 10V2 分回路中总电动势是E = E1 +E2 = 22.5V1
26、 分2v0；45（2）B = mv015.【答案】：（12 分）（1）qL【解题思路】(1)在电场中，粒子做类平抛运动，设 Q 点到 x 轴距离为 L，到 y 轴距离为 2L，粒子的加速度为 a，运动时间为 t，有2Lv0t2 分L1at22 分2设粒子到达 O 点时沿 y 轴方向的分速度为vyvyat1 分设粒子到达 O 点时速度方向与 x 轴正方向夹角为，有vytanv0DBDt联立式得451 分即粒子到达 O 点时速度方向与 x 轴正方向成 45角斜向上。设粒子到达 O 点时速度大小为v，由运动的合成有vvv220y联立式得v(2)2v01 分vR设磁场的磁感应强度大小为 B，粒子在磁场
27、中做匀速圆周运动的半径为 R，所受的洛伦兹力提供向心力，有v2qvBm2 分R根据题给条件，结合几何关系可知R 2L1 分联立式得B = mv02 分qL16.【答案】：（15 分）（1） m= 0.2（2） v1 = 3m/s ； v2 = 2m/s（3） Epm = 0.4J【解题思路】（1）设小物块与长木板之间的动摩擦因数为m，小物块与长木板组成的系统5 m/s ，小物块正好滑到 C 处，说明小物块与长木板动量守恒，给小物块一个初速度 v =02达到共同速度，由动量守恒定律和功能关系有mv0 = (m + M )v1 分11mmgL =mv - (m + M )v222 分022解得m= 0.21 分（2）设经过 t 时间后，长木板和小物块的速度分别是 v1 、v2 ，对系统用动量定理Ft = Mv1 + mv21 分对系统整个运动过程用功能关系11222Fx - fL =Mv +mv1 分122又 x = v1t21 分x - L = v21 分t2联立求解得t = 1s1 分v1 = 3m/s ， v2 = 2m/s1 分（3）当弹簧的弹性势能最大时，长木板与小物块达到共同速度，设为 v3 ，则Mv1 + mv2 = (M + m)v32 分12112223Mv +mv = E+ (M + m)v22 分12pm2解得 Epm = 0.4J1 分