安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期1月检测物理试卷(含答案)

这是一份安徽省定远中学2023-2024学年高二上学期1月检测物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、如图所示，M、N为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的P点放一静止的负点电荷q，不计重力，下列说法中一定正确的是( )
A.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越大，速度也越来
B.点电荷在从P到O的过程中，加速度越来越小，速度越来越大
C.点电荷运动在O点时加速度为零，速度达最大值
D.点电荷越过O点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷速度为零
2、如图甲是我国自行研制的CPU“龙芯”系列，是微型集成电路。图乙中，和是两个材料相同、厚度相同、表面为正方形的芯片内部电阻，的尺寸远远小于的尺寸。现给、通以相同的电流I，则( )
A.、两端的电压
B.、的电功率
C.、在相同时间内产生的焦耳热
D.、的电阻率在相同温度情况下一定相同
3、在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，C为电容器，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向左移动时，下列判断错误的是( )
A.电容器C的电荷量将减小B.灯泡L将变亮
C.电源的输出功率不一定变大D.电源的总功率变小
4、如图所示，矩形线框ABCD垂直磁场放置，部分处在匀强磁场中，CD边与磁场边界MN平行且到MN的距离为AD边长的四分之一，此时线框中的磁通量为，当线框绕AB边转过60°时，线框中的磁通量为( )
A.B.C.D.
5、如图所示，游戏者享受着坐在喷泉上的快乐。若游戏者的质量，喷泉喷到人体的水柱横截面积，支撑人的水柱高，水接触人体后做平抛运动。忽略空气阻力，水的密度，重力加速度g取，则喷口处的水流速度为( )
A.B.C.D.
6、闭合金属线圈或线框在磁场中运动的情景如下各图所示，有关线圈或线框中磁通量变化或产生感应电流的说法中正确的有( )
①甲图，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域到达Q的过程中，线框中始终有感应电流
②乙图，磁感线方向向右，垂直纸面的线圈从P到达Q的过程中，线圈中有感应电流
③丙图，线圈从磁铁的上端M到达N的过程中，线圈中磁通量先增大后减小
④丁图，与通电导线（无限长）在同一平面内的线框沿导线向上运动过程中，线框中有感应电流
A.①③B.①④C.②③D.②④
7、如图所示，质量均为m的两个小球A、B用长为L的轻质细绳连接，B球穿在光滑水平细杆上，初始时刻，细绳处于水平状态，将A、B由静止释放，空气阻力不计。从释放到A球运动到最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A.A、B组成的系统动量守恒
B.A球运动到最低点时速度为
C.A球机械能减小了
D.A球运动到最低点时，细绳上的拉力大小为5mg
8、如图，G为灵敏电流计，V为理想电压表，、为定值电阻，是一根盐水柱（封于橡皮管内，与电路保持导通），平行板电容器两极板水平，开关S闭合后，电容器两板间的带电油滴恰好静止。则握住盐水柱两端将它竖直均匀拉伸的过程中（忽略温度对电阻的影响）( )
A.电阻的电流增大B.V表示数减小
C.油滴向上运动D.G表中有从a到c的电流
二、多选题
9、如图所示，小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，从B到小车右端挡板平滑连接一段光滑水平轨道，在右端固定一轻弹簧，弹簧处于自由状态，自由端在C点。一质量为m、可视为质点的滑块从圆弧轨道的最高点A由静止滑下，而后滑入水平轨道，小车质量是滑块质量的2倍，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.滑块到达B点时的速度大小为
B.弹簧获得的最大弹性势能为mgR
C.滑块从A点运动到B点的过程中，小车运动的位移大小为
D.滑块第一次从A点运动到B点时，小车对滑块的支持力大小为4mg
10、在x轴上有两个固定异种点电荷，其中放置在O点，两点电荷产生的静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示。下列说法正确的是( )
A.放置在处
B.放置在O点的左侧
C.所带的电荷量小于
D.将带负电的试探电荷从处移到处，其电势能增加
三、计算题
11、在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死肿瘤细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，极板间的加速电压，然后从坐标系xOy中的B点（0，d）平行于x坐标轴进入yOP区域，该区域充满沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，OP与x轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点（图中未标出）。取质子比荷为，，不计重力作用。求：
（1）通过极板中间的小孔射出时的速度；
（2）B、C两点电势差；
（3）质子击中边界OP的C点坐标。
12、在如图所示的电路中，电源电动势为E、内阻为r，定值电阻的阻值分别为4r、6r和1.6r，水平放置的电容器两极板间的距离为d，接在阻值为1.6r的定值电阻两端。闭合开关，回路稳定后，让电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从到上极板（开有小孔）高度为2d处由静止释放，到达下极板时小球的速度恰好为零。重力加速度大小为g。求：
（1）阻值为4r的定值电阻消耗的电功率P；
（2）小球的质量m；
（3）小球再次返回到上极板时的速度大小v。
13、如图所示，光滑水平地面上有两个静止的木板C和D，厚度相同，长度均为，质量均为。初始时两木板之间的距离为，木板左侧竖直平面内固定一四分之一光滑圆弧轨道AB，圆弧轨道的圆心为O，半径为，最高点A与圆心O等高，最低点B与木板的上表面等高。现将一质量为的小物块P从圆弧轨道的A点由静止释放，已知小物块P与两木板之间的动摩擦因数均为，小物块P从B点滑上木板C时没有能量损失，两木板碰撞时间极短，且碰后粘在一起运动，重力加速度g取。求：
（1）小物块经过圆弧轨道B点时，对轨道的压力；
（2）木板C与D发生碰撞前瞬间，木板C的速度大小；
（3）小物块P在木板D上滑行的距离。
四、实验题
14、用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。
（1）将轨道右端垫高是为了平衡摩擦阻力。先将小车B移走，给小车A一个合适的初速度，使其先后通过光电门1和光电门2，测量出遮光时间和，若，应适当______（填“增大”或“减小”）垫块的高度。
（2）用游标卡尺测量遮光片的宽度，结果如图乙所示，则遮光片的宽度________mm。
（3）将小车B静止放置在两光电门之间，给小车A一个合适的初速度，使其先单独通过光电门1，再与小车B碰撞后一起通过光电门2，光电门1记录的遮光时间为，光电门2记录的遮光时间为，已知小车A的总质量为203g，小车B的总质量为202g，则两小车碰撞前，小车A通过光电门的速度大小为________m/s，碰撞后两小车的总动量大小为_______。（结果均保留两位有效数字）
15、某实验小组在“测量金属丝电阻率”的实验中：先用多用电表进行粗测电阻，再采用“伏安法”较准确地测量未知电阻，后计算金属丝的电阻率。
（1）在使用多用电表测电阻时，以下说法正确的是_______（选填相应序号字母）。
A.每换一次挡位，不必重新进行欧姆调零
B.指针越接近刻度盘中央，误差越小
C.在外电路中，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量
（2）先用多用电表的欧姆挡“”按正确的操作步骤粗测其电阻，指针如图甲所示，则读数应记为________Ω。
（3）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中一次测量的示数如图乙所示，则该次金属丝直径的测量值_________mm。
（4）实验室提供的器材如下：
A.待测金属丝（电阻）
B.电流表（量程，内阻约0.1Ω）
C.电流表（量程，内阻约0.01Ω）
D.电压表（量程，内阻约3kΩ）
E.电压表（量程，内阻约20kΩ）
F.滑动变阻器
G.电源E（电动势为3.0V，内阻不计）
H.开关、若干导线
为了调节方便，测量精确，实验中电流表应选______（填“B”或“C”），电压表应选______（填“D”或“E”）。
（5）请你根据图丙电路图用笔画线代替导线，将图丁的实验电路连接完整。
（6）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于________（填“A”或“B”）端。
（7）若通过测量可知，金属丝接入电路的长度为l，直径为d，通过金属丝的电流为I，金属丝两端的电压为U，由此可计算得出金属丝的电阻率________。（用题目所给字母表示）
参考答案
1、答案：C
解析：AB.等量同种点电荷连线的中垂线上，其中点处的场强为0，而沿着中点向上或向下场强均是先增大后减小，因此点电荷在从P到O的过程中，加速度可能先变大后变小，也可能越来越小，而不管场强大小如何变化，从P到O的过程中电场力对负电荷始终做正功，则其速度越来越大，故AB错误；
C.根据以上分析可知，O点处的场强为0，则点电荷在O点处所受电场力为0，加速度为0，而从P到O的过程中电场力对负电荷始终做正功，则其速度越来越大，到达O点时速度达到最大值，故C正确；
D.根据以上分析可知，点电荷越过O点后，沿着中垂线向下场强先增大后减小，因此点电荷所受电场力可能先增大后减小，则点电荷的加速度将先增大后减小，也可能所受电场力一直增大，加速度一直增大，而沿着中垂线向下运动的过程中电场力始终对负点电荷做负功，因此点电荷的速度越来越小，直到点电荷速度为零，故D错误。
故选C。
2、答案：D
解析：ABC.设电阻的厚度为d，其正方形的边长为a，则有
可见电阻值的大小仅与材料和厚度有关，与尺寸大小无关，则有
给、通以相同的电流，根据
，
可得
，
根据
可知、在相同时间内产生的焦耳热
故ABC错误；
D.由于、材料相同，所以相同温度情况下电阻率一定相同，故D正确。
故选D。
3、答案：D
解析：AB.把滑动变阻器的滑片向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中总电流增大，路端电压减小；则流过灯泡L电流增大，灯泡L将变亮；由于路端电压减小，则电容器电压减小，电容器C的电荷量将减小，故AB正确，不满足题意要求；
C.电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，由于电源的内阻与外电阻的关系未知，所以电源的输出功率不一定变大，故C正确，不满足题意要求；
D.电源的总功率为
由于电路中总电流增大，所以电源的总功率变大，故D错误，满足题意要求。
故选D。
4、答案：C
解析：设线框的面积为S，磁场的磁感应强度大小为B，则，当线框转过60°时，线框中的磁通量，C项正确.
5、答案：C
解析：喷口处的水流速度为，与人体接触时水流速度为v，设水流与人接触的很短时间内，水的质量
设这部分水受到的向下的冲击力大小为F，竖直向上为正方向，由动量定理得
解得
又根据牛顿第三定律，游戏者对人的冲击力大小
对游戏者受力平衡得
得
解得
由运动学公式
解得
故选C。
6、答案：C
解析：①甲图，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域到达Q的过程中，线框从P进入垂直纸面的匀强磁场区域，穿过线框的磁通量发生变化，有感应电流，在线框完全进入磁场区域到达Q的过程中，穿过线框的磁通量不会发生变化，没有有感应电流，①错误；
②乙图，磁感线向右，垂直纸面的线圈从P到达Q的过程中，穿过线圈的磁通量减小，线圈中有感应电流，②正确；
③丙图，线圈从M磁铁的上端到达N的过程中，穿过线圈的磁感线先变多后变少，线圈中磁通量先增大后减小，③正确；
④丁图，与通电导线（无限长）在同一平面内的线框沿导线向上运动过程中，穿过相框的磁通量不变，线框中没有感应电流，④错误。
C正确。
故选C。
7、答案：D
解析：A.A、B组成的系统在水平方向上不受外力，在竖直方向上受到细杆的弹力作用，所以A、B组成的系统动量不守恒，但A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，故A错误；
B.A球运动到最低点时，根据A、B组成的系统在水平方向上动量守恒有
根据A、B组成的系统机械能守恒有
联立解得，A球运动到最低点时速度为
故B错误；
C.则A球减小的机械能为
故C错误；
D.A球运动到最低点时，A球相对于B球的速度为
根据牛顿第二定律有
解得，A球运动到最低点时，细绳上的拉力大小为
故D正确。
故选D。
8、答案：C
解析：AB.盐水柱体积V不变，将它竖直均匀拉伸的过程中长度L变长，横截面积S变小，根据电阻定律
可知电阻的电阻阻值变大，则电路中的总电阻阻值变大，则干路电流变小，根据闭合电路欧姆定律
可知电压表示数U增大，则定值电阻的电流增大，根据
可知电阻的电流变小，故AB错误；
C.电压表示数U增大，即平行板电容器两极板电压增大，根据
可知平行板电容器两极板间电场强度E增大，则油滴的电场力大于重力，油滴向上运动，故C正确；
D.根据平行板电容器的公式
得平行板电容器的电容不变，极板电压增大，则极板电荷量增大，电容器充电，上极板与电源正极相连，则G表中有从c到a的电流，故D错误。
故选C。
9、答案：BD
解析：AD.滑块从A滑到B时，满足水平方向动量守恒，机械能守恒，则有
，
解得
，
运动到B点时对滑块受力分析
解得
故A错误、D正确；
B.滑块运动到小车最右端时根据水平方向动量守恒可知二者均静止，则减少的重力势能全部转化为弹性势能，故B正确；
C.从A到B滑下过程由人船模型
，
解得小车的位移应当是
故C错误。
故选BD。
10、答案：BC
解析：ABC.O点附近电势为负无穷，可知为负电荷，间电场强度方向向左，同理可知右侧电场强度方向向右，处的斜率为零，即电场强度为0，由此可知，放置在O点的左侧，根据
可得
故A错误，BC正确；
D.从处到处，电势升高，根据电势能定义可知，将带负电的试探电荷从处到处，其电势能减少，故D错误。
故选BC。
11、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）质子在极板间加速，由动能定理可得
解得
（2）质子在电场中偏转垂直击中边界OP的C点，如图
则质子到达C点时的速度
质子从B点到C点由动能定理得
解得B、C两点电势差
（3）质子在电场中运动到达OP上的C点的水平位移为x，竖直位移为y，由匀强电场特点和类平抛规律
得
由几何关系得
解得
所以C点坐标为。
12、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）阻值为4r，6r的定值电阻并联后的阻值为
由闭合电路欧姆定律有
阻值为4r的定值电阻两端的电压为
电容器两极板间的电压为
阻值为4r的定值电阻消耗的电功率为
（2）对小球由释放后到运动到下极板的过程，由动能定理有
解得
（3）小球从下极板返回到上极板的过程，有
解得
13、答案：（1）6N（2）2m/s（3）0.25m
解析：（1）物块下滑过程，由机械能守恒定律有
解得
在B点，由牛顿第二定律有
再根据牛顿第三定律
解得小物块经过圆弧轨道B点时，对轨道的压力
即物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小为6N；
（2）小物块在木板C上时，对长木板有
长木板做匀加速直线运动；当长木板刚与右侧壁相撞时，木板C运动距离
根据运动学规律
解得木板C的速度大小
（3）对小物块有
物块做匀减速直线运动，当长木板刚与右侧壁相撞时，物块运动的时间
运动的距离
小物块此时的速度
故小物块此时距木板C右端为0.5m，之后木板C与D发生碰撞瞬间，动量守恒
解得
若最终共速，三个物体组成的系统动量守恒
解得
此时小物块相对两木板滑行距离为，根据能量守恒定律
解得
故小物块P在木板D上滑行的距离为0.25m。
14、答案：（1）减小（2）6.25（3）0.42；0.079
解析：（1）A先后通过光电门1和光电门2的遮光时间分别为
若，则
说明A做加速运动，则应该减小垫块的高度，使A做匀速运动；
（2）游标卡尺的精确度为0.05mm，则遮光片的宽度
（3）两小车碰撞前，小车A通过光电门的速度大小为
碰撞后两小车的速度
碰撞后两小车的总动量大小为
15、答案：（1）BD
（2）5.0
（3）3.707
（4）B；D
（5）
（6）B
（7）
解析：（1）A.用多用电表测电阻时，每换一次挡位，都必须重新进行欧姆调零，故A错误；
B.指针在刻度盘中央附近误差较小，故B正确；
C.在外电路中，电流从黑表笔流出经被测电阻再由红表笔流入多用电表，故C错误；
D.测量时，若指针偏角较小，说明这个电阻的阻值较大，应换倍率较大的挡位来测量，故D正确。
故选BD。
（2）由图甲所示多用电表可知，待测电阻阻值是
（3）图乙中螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，固定刻度为3.5mm，可动刻度为
，则该金属丝直径的测量值：
（4）电源电动势为3.0V，因此电压表选择电压表；测量金属丝的电阻阻值约为5Ω，则电路中的最大电流
因此电流表应选电流表。即电流表应选B，电压表应选D。
（5）根据电路图连接实物图如图所示
（6）为了保护电路的安全，闭合开关前，应使滑动变阻器的阻值最大，所以应将滑动变阻器的滑片置于B端；
（7）根据欧姆定律
根据电阻定律
截面积为
联立可得