1、安徽省示范高中培优联盟2021年春季联赛(高二) 物理本试卷分第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出,确认后再用0.5毫米的
2、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有关 伽利略认为速度的变化
3、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地球运动的卫星的轨道半径,
4、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 者在到达号标杆前的运动视为初速度为零的匀
5、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,到圆心的距离分别是r和r,物体A、B与圆盘
6、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 弹簧的弹性势能一定逐渐增大 M与弹簧组成的
7、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 动时,下列说法正确的是 (
8、 ) 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) 绝密启用前安徽省示范高中培优联盟年春季联
9、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; ()释放物块Q,两物块
10、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“”)。 ()该多用电表有两个电流挡,量程分
11、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平行于cd,cd边连接一 个电
12、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离开电场进入磁场,最终又回到了
13、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.安徽省示范高中培优联盟
14、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,合力又等于钩码的重力不变,
15、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 :k ,D 选项错误。正确
16、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 D 点,电场力做应-2W1
17、,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 = mw2r ,A2rT + mmg
18、 = 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,所以机械能不守恒,B 正确;弹簧初
19、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 R =,D 正确。正确选
20、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的时间里,电容器充电量为q,则
21、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)物块 P 通过光电门时的
22、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 02.5 V)(2 分)【解
23、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;16 题 15 分,共 4
24、5 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 MN 棒的位移与速度分别是
25、 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 分2v0;45(2)B
26、= 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,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
27、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