安徽省示范高中培优联盟2023-2024学年高二下学期春季联赛物理试卷

安徽省示范高中培优联盟2024年春季联赛（高二）物理本试卷分选择题和非选择题两部分，选择题第1至第3页，非选择题第4至第6页。全卷满分100分，考试时间75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．答选择题时，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．答非选择题时﹐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。一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的，其中第1、2题为选考部分，在选考一和选考二中选择一个作答。）【选考一（选修1）】1.取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示向右传播的简谐横波，手抖动的周期为T，时，O位于最高点，P恰好在平衡位置，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（）A.P的振动周期为4TB.该波的波速为C.时，P的运动方向水平向右D.若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变小【答案】D【解析】【详解】A．质点P的周期与波源周期相同，都为T，故A错误；B．因该波的波速为B错误；C．时，质点P的振动方向竖直向上，C错误；D．若手上下抖动加快，则频率变大，周期减小，波速不变，则根据可知，该简谐波的波长将变小，D正确。故选D。2.如图所示，一块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L，一细光束从上表面AB射入的入射角，折射角，光在真空中的光速为c，则（）A.玻璃砖的折射率B.光从下表面CD射出时的折射角为C.光在玻璃中传播的时间为D.增大入射角i，光下表面CD可能发生全发射【答案】B【解析】【详解】A．玻璃砖的折射率故A错误；B．由于光在CD面上的入射角等于光在AB面上的折射角，光从下表面CD射出时的折射角为，故B正确；C．光在玻璃中传播的速度为由几何知识可知光在玻璃中传播的路程为则光在玻璃中传播的时间为故C错误；D．光在AB面上的折射角一定小于临界角，在CD面上的入射角也一定小于临界角，可知光在CD面一定不能全反射，故D错误。故选B。【选考二（选修3）】3.“玉兔二号”上装配放射性同位素电池，能将衰变释放的部分核能转化成电能。发生的核反应方程为，下列核反应发生的核反应属于同一种类型的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】由题意可知中，未知产物是，反应类型是衰变A．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是核聚变，A错误；B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是人工核转变，B错误；C．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是核裂变，C错误；D．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知产物为，反应类型是衰变，D正确。故选D。4.将压瘜的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，乒乓球便逐渐恢复原状，此过程中乒乓球内的气体（）A.对外界做功，内能减小 B.从外界吸收热量，压强增大C.所有分子运动速率都增大 D.分子间引力和斥力都增大【答案】B【解析】【详解】AB．气体体积膨胀，对外界做功，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律，气体从外界吸收热量，能将压瘜的乒乓球复原，说明气体压强增大，故A错误，B正确；C．温度升高，并非所有分子运动速率都增大，故C错误；D．气体体积膨胀，分子间距离增大，分子间引力和斥力都减小，故D错误。故选B。5.如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1以速率被踢出后，以速率落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h、速率为，重力加速度为g，空气阻力不可忽略，则足球（）A.从1到2重力做功mghB.从1到2空气阻力做功C.在2重力的功率为D.从2到3机械能减少了【答案】D【解析】【详解】A．从1到2重力做功为故A错误；B．从1到2，根据动能定理解得从1到2空气阻力做功为故B错误；C．在2位置时，速度水平，竖直方向速度为零，故在2重力的功率为零，故C错误；D．从2到3由动能定理解得根据空气阻力做负功，所以机械能减少，根据可知，从2到3机械能减少了故D正确。故选D。6.如图所示，、是两个固定的点电荷，O点位于两电荷的中点，A、B是连线上的两点，且。在A点静止释放点电荷q，它在A、B两点间往复运动，已知带正电，点电荷q的重力不计，则（）A.可能带负电 B.q可能带负电C.q在A、B两点的电势能相等 D.q经过O点时动能最大【答案】C【解析】【详解】A．q在A、B两点间往复运动，在A点受合力向右，B点受合力向左，A、B两点电场方向必然相反，因此一定带正电，故A错误；B．若q带负电，在A点向B点运动过程中，对q的引力越来越大，对q的引力越来越小，q会加速通过B点，而不是在A、B两点间往复运动，故B错误；C．q在A、B两点速度均为零，动能相等，所以电势能相等，故C正确；D．因为，所以，O点加速度不为零，所以经过O点时速度不是最大，故D错误。故选C。7.如图所示，一卫星绕某星球做椭圆轨道运动的周期为T，轨道的近地点与星球表面很近（可视为相切），远地点到星球表面的高度为星球半径的4倍。星球可视为质量分布均匀的球体，已知引力常量为G。则星球的密度为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】卫星轨道的半长轴为由开普勒第三定律得根据万有引力提供向心力得解得密度为故选D。8.如图所示为一台手摇交流发电机的结构示意图，大轮与小轮通过皮带传动，大小轮半径之比为4∶1，小轮与线圈固定在同一转轴上，线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，总阻值为r，磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。转动手柄使大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值为R的灯泡。发电时灯泡两端电压不超出其额定电压，皮带不打滑，下列说法正确的是（）A.发电机产生的电动势最大值为B.灯泡两端电压有效值为C.若增大大轮转速，则通过线圈磁通量的最大值变大D.若增大小轮半径，灯泡亮度变亮【答案】B【解析】【详解】AB．大轮与小轮通过皮带传动，轮子边缘线速度相等，由可知，小轮转动的角速度为，感应电动势的最大值为灯泡两端电压有效值为故A错误，B正确；C．通过线圈磁通量的最大值为，增大大轮转速，磁通量的最大值不变，故C错误；D．若增大小轮半径，由可知，小轮转动的角速度变小，则感应电动势的最大值变小，有效值变小，灯泡亮度变暗，故D错误。故选B。9.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接电压恒定的正弦交变电源，图中定值电阻、、，滑动变阻器最大阻值为2R，理想电压表V的示数为U，理想电流表、的示数为、。滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（）A.减小，U不变 B.先减小后增大，U减小C.变压器传输的功率先增大后减小 D.的值变小，的值变小【答案】C【解析】【详解】AB．滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，副线圈的总电阻增大，范围为整理，可得所以、均减小，原线圈电压增大，所以电压表的示数U变大。故AB错误；C．用等效电阻法，等效电阻为副线圈的总电阻的4倍，取值范围为当其等于时，副线圈的功率最大，因此变压器传输的功率先增大后减小。故C正确；D．依题意，有其值不变，由可得、即其值不变。故D错误。故选C。10.如图所示，光滑绝缘的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块在CD段所受的合力大小相等，重力加速度为g，电场强度大小为。则（）A.A到C过程中滑块的加速度变小B.滑块经过C点时速度大小为C.滑块到达D点时加速度为零D.滑块经过D点时速度大小【答案】D【解析】【详解】A．A到C过程中滑块受重力、弹力、电场力、洛伦兹力四个力的作用，竖直方向只受重力作用，可知加速度不变，故A错误；B．滑块在C点时离开墙壁，满足解得故B错误；C．CD段做曲线运动，则滑块到达D点时加速度不为零，故C错误；D．D点时加速度等于C点时加速度，即在D点解得故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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。）11.在竖直平面内，将一个电荷量为Q的正点电荷固定在四分之一圆弧AB的圆心，一个带电荷量为的小球，已知小球的重力等于两球之间库仑力的2倍，在外力F作用下沿圆弧AB从A缓慢移动到B，在移动过程中（）A.外力F逐渐增大 B.外力F先增大后减小C.外力F与竖直方向的最大夹角为 D.外力F与竖直方向的夹角先增大后减小【答案】CD【解析】【详解】CD．根据题意可知，两电荷之间的库仑力大小始终不变，而重力为恒力，示意图如图所示根据图像可知，外力F与竖直方向的夹角先增大后减小，设最大夹角为，则有解得即最大夹角为。故CD正确；AB．根据图像可知，外力F逐渐减小。故AB错误。故选CD。12.如图甲所示，质量为m的木板A在光滑水平面上以速度向右匀速运动，某时刻将质量也为m的小物块B轻放在木板上，木板A的位移x随时间t的变化如图乙中实线所示，其中时刻前后的图像分别是抛物线的一部分和直线，二者相切于P，抛物线的顶点为Q。B始终未脱离A，重力加速度。下列说法正确的是（）A. B.C.A、B间的动摩擦因数为0.04 D.A、B间的动摩擦因数为0.02【答案】BD【解析】【详解】根据动量守恒定律解得木板A的位移解得木板A的加速度根据牛顿第二定律有解得故选BD。三、实验题（本大题共2小题，第11小题6分，第12小题10分，共16分。）13.某实验小组用如图a所示的装置验证碰撞中的动量守恒。（1）实验时，为测量碰撞前入射小球的速度大小，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，建立xOy坐标系。然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹。上下调节挡板进行多次实验，测量各印迹中心点的坐标，并绘制“”图线如图b所示。由图线求得斜率，小球平抛运动的初速度表达式为__________（用斜率k和重力加速度g表示），带入图b中的数值，可得__________（重力加速度，结果保留两位有效数字）。（2）把被碰小球静置于斜槽轨道末端，让入射小球仍从斜槽同一位置静止释放，两球在斜槽末端碰撞﹐碰后两小球从斜槽末端水平抛出，用与（1）同样的方法绘制出两球平抛过程的“”图线如图c所示，图中直线的斜率分别为、，已知。验证碰撞中两球组成的系统动量守恒的表达式为____________________。（用入射小球质量，被碰小球质量和、、表示）【答案】（1）①.②.0.80（2）【解析】【小问1详解】[1][2]根据平抛运动规律可得，联立可得可知图像的斜率为解得小球平抛运动的初速度为代入数据，得【小问2详解】动量守恒得表达式化简得14.实验小组用如图甲所示电路图测定一节干电池的电动势（约）和内电阻（约）。要求尽量减小实验误差。（1）现有开关和导线若干，以及以下器材：A．电流表：量程，内阻约B．电压表：量程，内阻约C．电压表：量程，内阻约D．滑动变阻器E．滑动变阻器实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）；（2）实验小组根据记录数据，并画出图线，如图乙所示。根据图线得出干电池电动势的测量值__________V，内电阻的测量值__________；（3）设干电池的电动势为E，内电阻为r，电压表内阻为，实验中电压表、电流表示数分别为U、I。考虑电压表的分流，U与I的函数关系式为__________；（4）实验过程中由于电表内阻的影响而存在系统误差。下图中实线是根据测量数据（电表是非理想电表的情况下）绘出的图像，虚线代表电表是理想电表的情况下，电压与电流关系的图像，则图中能正确表示二者关系的可能是__________（选填选项下面的字母）。A. B.C. D.【答案】（1）①.B②.D（2）①.1.45②.0.9（3）（4）A【解析】【小问1详解】[1]一节干电池电动势约为，则电压表应选B。[2]干电池内电阻较小，为方便实验操作，滑动变阻器应选D。【小问2详解】[1]由图像可知，图线与纵轴交点的坐标即为电源电动势，故[2]电源内阻【小问3详解】根据欧姆定律可知变形可得【小问4详解】根据可知，实线的纵截距为，虚线的纵截距为E，实线与虚线的横截距均为，如下图所示故A正确；BCD错误。故选A。四、计算题（第13小题10分；第14小题14分；第15小题18分，共42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。）15.如图所示，带圆弧凹槽的物块置于粗糙水平面上，圆弧半径为R、内壁光滑，物块质量为M。质量为m、可视为质点的小球从凹槽上端A点静止释放，小球运动过程中物块始终保持静止状态。O是圆弧的圆心，C是圆弧的最低点，C距水平面的高度也为R，求：（1）小球做平抛运动的落地点距C点的水平距离；（2）地面对物块摩擦力的最大值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）根据机械能守恒，C点的速度为v根据平抛运动，水平距离x，，联立得（2）小球下滑到B点时，设，根据机械能守恒定律根据牛顿第二定律地面对物块的静摩擦力联立得当时f最大，摩擦力的最大值16.如图所示，半径为R的绝缘圆筒内分布着匀强磁场﹐磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。一质量为m，电荷量为q的正粒子（不计重力）从筒壁上的小孔Р射入筒中，已知粒子与筒壁碰撞过程，沿圆筒切线和垂直于圆筒切线的速度分量大小均不变，不计粒子与筒壁碰撞电荷