安徽省示范高中培优联盟2021-2022学年高二上学期冬季联赛物理含解析

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安徽省示范高中培优联盟2021年冬季联赛(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3页，第II卷第4至第6页。全卷满分100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，再选涂其他答案标号。

3.答第II卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，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，在试题卷、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.下列说法中正确的是

A.若电流元在磁场中某点受力为0，则该点磁感应强度为0

B.若某平面在空间中的磁通量为0，则该处依然可能存在磁场

C.磁感线和电场线一样，都是闭合曲线

D.磁场和电场一样，都是物理模型，实际并不存在

2.风力发电是一种环保的电能获取方式，如图为某风力发电站外观图。实验测得风的动能转化为电能的效率约为η＝20％，空气的密度是ρ＝1.29kg/m3，当地水平风速约为v＝10m/s，风力发电机的叶片长度约为L＝10m。则一台该风力发电机的功率约为

A.1×104W     B.1×105W     C.4×104W     D.4×105W

3.2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点成功发射升空，神舟十二号载人飞船与天和核心舱及天舟二号组合体成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，运行周期约为90min，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2。下列说法中正确的是

A.核心舱在轨道上飞行的速度约为7.9km/s

B.仅根据题中数据即可估算出地球密度

C.“太空家园”中静止状态的宇航员的加速度为0

D.理论上火箭从酒泉发射比从文昌发射更节省燃料

4.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一质量m＝1kg的小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2。若转动过程中小物体始终存在离心的趋势，则该物块转至圆心等高处A点时所受摩擦力大小可能为

A.2.5N     B.6.5N     C.10.5N     D.14.5N

5.如图1所示，足够长固定绝缘光滑斜面倾角为θ，以斜面底端为坐标原点，沿斜面建立x轴，斜面所在空间存在电场。质量为m、电量为＋q可视为质点的滑块在斜面底端由静止释放，空气阻力不计，滑块对原电场无影响，滑块向上运动的一段过程机械能E随位移x变化图像如图2所示，曲线A点处切线斜率最大，以下说法正确的是

A.滑块运动到x1点时所受到的电场力最大

B.在x2～x3过程中，滑块做匀速直线运动

C.当运动到x2点时，滑块的动能大小为E1－mgx1

D.在0～x2过程中，滑块电势能和重力势能之和先减小后增大

6.某实验小组设计了如图所示的欧姆表电路和对应表盘，通过调控开关S和调节电阻箱R2，可使欧姆表具有“×1”、“×10”两种倍率。已知电源电动势E＝1.5V，表头内阻Rg＝90Ω。则下列说法中正确的是

A.R1＝10Ω                         B.表头的满偏电流为100mA

C.A应是红表笔，B应是黑表笔      D.开关S断开时，欧姆表的倍率为“×1”

7.真空中M、N两个等大的均匀带电圆环，其圆心分别为A、C，带电量分别为＋Q、－Q，将它们平行放置，O、A、C三点连线垂直于圆环平面，B为AC的中点。现有质量均为m、带电量分别为－q、＋q的甲、乙两微粒(重力不计)分别从O点、A点由静止开始向右运动。已知乙微粒运动到B点时速度vB＝m/s。取无穷远处电势为零，忽略两微粒间影响，则下列说法中正确的有

A.甲微粒向右运动能经过B点             B.乙微粒能运动到C点，且vC＝2m/s

C.甲微粒将以A点为中心做往返运动       D.乙微粒的最终速度为m/s

8.如图，电源内阻忽略不计，两个定值电阻R2＝2R1＝R，滑动变阻器最大阻值为2R，闭合开关，将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端。若理想电压表V3示数变化量的绝对值是△U3，理想电流表A1、A2示数变化量的绝对值分别为△I1、△I2，则正确的是

A.V2示数减小

B.V2示数与A1示数的比值减小

C.△U3与△I1的比值不变且△I1小于△I2

D.滑动变阻器与R2消耗的总功率先增大后减小

9.如图所示，真空中有一匀强电场(图中未画出)，电场方向与圆周在同一平面内，△ABC是圆的内接直角三角形，∠BAC＝63.5°，O为圆心，半径R＝5cm。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为8eV、电荷量＋e的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为12eV，到达C点的粒子电势能为－4eV(取O点电势为零)。忽略粒子的重力和粒子间的相互作用，sin37°＝0.6。下列说法正确的是

A.UCA＝－8V                    B.电场方向由A指向B

C.匀强电场的场强大小为1V/cm    D.经过圆周上的所有粒子当中，最大动能可能为17eV

10.如图所示，A为放在水平光滑桌面上的足够长的长木板，在它上面放有物块B和C。A、B、C的质量分别为m、5m、m。B、C与A之间的动摩擦因数均为0.1，K为轻滑轮，绕过轻滑轮连接B和C的轻细绳足够长且都处于水平位置。现用水平方向的恒定外力F拉滑轮，使A的加速度等于0.2g，g为重力加速度。则此时

A.外力F的大小为2.2mg             B.外力F的大小为2.4mg

C.C、A之间摩擦力大小为0.1mg      D.B、A之间摩擦力大小为0.1mg

第II卷(非选择题 共50分)

二、实验题(11小题6分；12小题9分，共15分。)

11.(6分)在一次郊游活动中，同学们看到一根排污管(管壁厚度可忽略不计)管口水平，大量污水正在以恒定流速满口排出，如图所示。物理教师观察到附近有一根笔直的长度足够的竹竿，于是拿出一把量程足够的卷尺，要求同学们利用竹竿和卷尺测出必要的数据估算管道排污量(所测数据都能在确保安全情况下完成，已知管口的直径相对于其距水面高度可忽略不计，重力加速度为g)。

(1)根据现有器材和活动目的，同学们应直接测量哪些数据最为合理？(注明各数据的意义和字母符号)                                                                     。

(2)根据所测量的数据及符号写出每秒钟排污体积的表达式V＝          。

12.(9分)某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，并尝试测量这种电池的电动势E和内阻r。有以下器材可供选择：

电压表V：0～1.2V，内阻约为4kΩ；    电流表G：0～300μA，内阻为100Ω；

电阻箱R：0～9999Ω；                 开关和导线。

(1)小组共设计了以下三种实验电路，从实际情况出发，最合理的应是          (填“甲”、“乙”或“丙”)。

(2)若实验时发现电压表坏了，于是小组成员利用剩余器材重新设计了实验电路丁，请你结合实际情况，推断出最有可能的实验方案，并在下面方框中画出电路图。

(3)小组根据(2)中电路图连接好电路，测量并记录多组数据，在处理数据时，选择以电阻箱阻值R作为横轴、以             作为纵轴绘制出一条直线，若已知直线斜率为k、与纵轴截距为b，则该电池的电动势为             ，内阻为             (用题中给出的字母或数据表示)。

三、计算题(13小题8分；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，电容器C＝100pF，R1为0～99.00Ω的电阻箱，电源电动势E＝15V，内阻r＝5Ω，定值电阻R2＝4Ω，R3＝R4＝10Ω。现闭合开关S，试求：

(1)当调整R1＝16Ω时，电容器a极板所带电荷量；

(2)若移除电容器C，直接用导线连接MN两点，调节R1为多少时，电源输出功率最大？最大功率为多少？

14.(12分)如图甲所示，固定粗糙斜面的倾角为37°，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为1kg的小滑块(视为质点)，BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示(取沿斜面向下为加速度的正方向)，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，根据上述过程，试求出下列各量：

(1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)当x＝0时滑块的动能Ek；

(3)弹簧的最大弹性势能Ep。

15.(15分)如图所示的平面直角坐标系xOy，第一象限内存在竖直向上的匀强电场E1，第三、四象限内存在水平向左的匀强电场E2，在y轴上距O点L＝3cm处的O'点固定一长也为L的轻质绝缘细线，细线的一端拴接一质量为m＝0.1kg的小球，小球所带电荷量为－q。已知重力加速度g＝10m/s2，E1＝，E2＝，现将小球向右拉至细线与y轴正方向成60°角的位置并由静止释放，不计空气阻力，求：

(1)小球从释放到运动到O点的过程中，小球电势能的变化量；

(2)小球运动到O点时的速度大小；

(3)若小球运动到O点时细线断裂，求之后的运动过程中小球的最小速度。