安徽省示范高中培优联盟2022-2023学年高二下学期5月春季联赛
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4页，第Ⅱ卷第5至第8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40分）
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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．小明玩蹦床时的情景如图所示，其中A位置表示蹦床床面未受压力时的平衡位置，B位置是他从最高点直立下落的过程中将床面压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内，空气阻力及床面的质量均可忽略不计，小明可看成质点。对于小明从A位置下降到B位置的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．床面对小明的作用力大于小明对床面的作用力
B．小明始终处于超重状态
C．小明的动能和重力势能之和不断变小
D．重力对他的冲量与床面对他的冲量大小相等
2．一个矩形线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变感应电动势随时间变化的关系图像如图所示，以下说法正确的是（ ）
A．时穿过线框的磁通量为0
B．时穿过线框的磁通量变化率最大
C．感应电动势的有效值为155.5 V
D．0～0.005 s内感应电动势的平均值为220 V
3．如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中、为定值电阻，R是滑动变阻器。和是理想交流电压表，示数分别用和表示，示数变化的绝对值分别用和表示；和是理想交流电流表，示数分别用和表示，示数变化的绝对值分别用和表示；当滑片P向下滑动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．R消耗的功率变大 B．的值不变
C．的值变大 D．的值不变
4．如图所示，用两根不可伸长的轻绳OA、OB将一可视为质点的重物悬挂在竖直面内，轻绳OA与竖直方向的夹角为，整个系统静止，这时轻绳OA中的拉力大小为T．现将轻绳OB剪断，当小球摆至最低点时，轻绳OA中的拉力大小也为T，不计空气阻力，则为（ ）
A．30° B．45° C．60° D．90°
5．如图所示，空间存在一方向垂直于纸面向里、磁感应强度随时间均匀增大的匀强磁场，其边界MN如图中虚线所示，现将三个完全相同的导电圆环固定在纸面内，圆心在MN上，圆心、分别在MN的上方和下方，图中。某时刻三个圆环受到的安培力大小分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A．三个圆环中的感应电流方向不都是相同的
B．三个圆环受到的安培力方向不都是相同的
C．
D．
6．如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，MN为其左边界，磁场中沿磁场方向放置一表面涂有荧光材料、底面半径为R的圆柱体，电子打到圆柱体表面时荧光材料会发出荧光，且被圆柱体吸收。圆柱体的底面圆心O到磁场边界MN的距离为2R。一平行电子束以垂直边界MN向右的初速度射入磁场，已知电子质量为m，电荷量为e。则图示截面圆上发光部分的长度等于（ ）
A． B． C． D．
7．如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的中垂线上，且a、b到O点的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过M、N两点，为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且c、d到点的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（ ）
A．O点处的电场强度为零 B．a、b处的电场强度相同
C．点处的磁感应强度为零 D．c、d处的磁感应强度相同
8．2022年10月，我国发射的“夸父一号”太阳探测卫星成功进入距地面高度为720 km、周期约为100分钟的太阳同步晨昏轨道，如图所示。所谓太阳同步晨昏轨道，从宇宙中看，卫足围绕地球在两极上空飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，同时轨道平面围绕太阳转动，且保持这个面一直朝向太阳，可实现全天候对太阳磁场、太阳耀斑等进行观测。下列说法正确的是（ ）
A．“夸父一号”每绕地球1周，地球自转25°
B．“夸父一号”绕地球运动的向心加速度大于地球表面重力加速度
C．“夸父一号”绕地球运动的轨道平面绕地球自转轴旋转
D．“夸父一号”的发射速度大于11.2 km/s
9．如图甲所示，长木板A静止在光滑的水平地面上，某时刻一质量与长本板相等的滑块B（可视为质点）水平向左以某一初速度从右端滑上木板，经过一段时间A、B达到相同的速度，滑块始终在木板上。则滑块与长木板的速度时间（）图像、动能位移（）图像可能正确的是（ ）
A B C D
10．如图所示，在竖直面内有一匀强电场，质量为m、带电量为q的粒子从A点以速度竖直向上抛出，粒子运动到B点时速度方向水平，大小也为，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子从A点运动到B点速度的变化量大小为
B．电场强度的最小值为
C．若匀强电场沿水平方向，粒子从A点运动到B点所用的时间为
D．粒子在该过程中的最小动能为
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分。）
11．某个科技创新小组用如图1所示的实验装置测量当地的重力加速度。实验中将一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t。则：
（1）如图2所示，用50分度的游标卡尺测得小球的直径________mm。
（2）多次改变高度H，重复上述实验操作，作出H随变化的图像如图3中的图线1所示，根据图中已知量、和小球的直径d，当地重力加速度的测量值可表示为________。
（3）图3中的图线2，是由当地实际重力加速度g绘出的准确的图线，则实验过程中小球所受的平均阻力f与小球重力mg的比值是________。（用、表示）
12．实验室有两个完全相同的电流表，为了尽量准确测量一节干电池的电动势E和内阻r，学习小组设计了如图1所示的电路图。电流表的内阻记为，但阻值未知。主要实验步骤如下：
①根据电路图，连接实物图。
②开关断开，闭合开关，调节电阻箱R取不同的值，记录对应的电流表的示数I。利用数据描点作图，画出的图像如图2中Ⅰ所示。
③开关闭合，闭合开关，调节电阻箱R取不同的值，记录对应的电流表的示数I。利用数据描点作图，画出的图像如图2中Ⅱ所示。
请完成下列问题：
（1）测出图2中拟合的直线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为，纵截距分别为，，可算出电源电动势________V，内阻________Ω，一个电流表的内阻________Ω。（结果均保留3位有效数字）
（2）不考虑偶然误差的影响，仅考虑电表内阻的影响，上问中测量的电源电动势________真实值（填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、计算题（本大题共3小题，共46分。其中13、14两个小题所有考生必须作答，15、16两个小题，考生任选其中一题作答。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.（12分）如图所示，长为L质量为m、电阻为r的导体棒ab放在光滑导轨上，足够长的导轨框架PQNE固定在光滑绝缘水平面上，PQ、EN的间距也为L，电阻忽略不计，NQ段电阻，整个装置放在垂直水平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B。已知导轨框架PQNE的质量，重力加速度为g。现在用大小为F的水平恒力向左拉导体棒ab，使导体棒水平向左运动，整个加速过程的位移为x。
（1）求导体棒加速过程中NQ上产生的热量；
（2）导体棒匀速后，解除导轨框架的固定，同时撤去外力F，直到两者运动稳定，求此过程通过导体棒的电荷量。
14．（20分）如图所示，在xOy平面的区域内有沿y轴负方向的匀强电场，在的区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子从坐标为的P点以初速度沿x轴正方向抛出，恰能从坐标为的Q点进入磁场，此后粒子恰能以速度再次通过P点，不计带电粒子的重力。
（1）求电场强度E的大小；
（2）求磁感应强度的大小以及连续两次经过P点所用的时间；
（3）若改变磁感应强度的大小，使带电粒子离开Q点后能再次通过Q点，求磁感应强度的大小。
以下2题考生任选1题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。
15．（14分）（1）如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，图中的实线和虚线分别是该波在和时刻的波形图。则在时，处质点向y轴________方向振动（填“正”、“负”），该波的最大周期为________s；若（T为波的周期），则该波传播的波速为________m/s。
（2）如图所示，一等腰直角三棱镜放在真空中，斜边BC长度为d，一束单色光以60°的入射角从AB侧面的中点D入射，折射后从侧面AC射出当它从侧面AC射出时，出射光线与棱镜侧面AC间的夹角为30°，不考虑光在AC面的反射．求此三棱镜的折射率和此单色光通过三棱镜的时间。（单色光在真空中的光速为c）
16．（14分）（1）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为300 K，则该气体在状态B时的温度为________K，该气体从状态A经B再到C的全过程中气体对外做功________J、吸收的热量是________J。
（2）如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为26 cm、温度为280 K的空气柱，左、右两管水银面高度差为36 cm，外界大气压为76 cmHg。若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30 cm，则此时左管内气体的温度为多少？（结果保留一位小数）
物理（参考答案）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C B D C C C BD AC AD ACD
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1-6题只有一项符合题目要求，第7-10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】C
【解析】根据牛顿第三定律，作用力和反作用大小相等，A项错误；小明接触床面之前处于失重状态，刚接触床面到弹力与重力大小相等之前，弹力小于重力，合力向下，仍然处于失重状态，B项错误；小明在最高点和B点的速度都为零，根据动量定理可知，小明从A位置到将床面压至B位置的过程中，小明的动能和重力势能之和不断变小，重力对他的冲量小于床面对他的冲量，C项正确，D错误，故选C。
2．【答案】B
【解析】时感应电动势为0，线圈处于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，A项错误；时感应电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，B项正确。由图像知，感应电动势的最大值，有效值为，C项错误；0～0.005 s内感应电动势的平均值为
。D项错误。
3．【答案】D
【解析】A．R海耗的功率，其中和为等效电动势和等效内阻，R减小，功率先变大后变小或一直变小，A错误；
B．，变大，B错误；
C．，其中，比值不变，C错误；
D．，比值不变，D正确。
4．【答案】C
【解析】，解得，另一解舍去。
5．【答案】C
【解析】A、根据楞次定律，三个圆环中的感应电流方向都是送时针方向的，故选项A错误；
B、根据左手定则，三个圆环受到的安培力方向都是垂直MN向上的，故选项B错误；
CD、设圆环半径为r，电阻为R，磁感应强度的变化率为，则有：
，
，
，
可得：．选项C正确、D错误；故选C．
6．【答案】C
【解析】粒子半径，由图可知，截面圆上发光部分的长度等于，故选C．
7．【答案】BD
【解析】A．O点处的电场强度向右，不为零，故A错误；
B．a、b处的电场强度向右，大小相等，故B正确；
C．根据安培定则可知，两导线在点处的磁感应强度等大同向，则点处的磁感应强度不为零，故C错误；
D．根据安培定则可知，则c、d处的磁感应强度相同，方向向下，故D正确，故选BD。
8．【答案】AC
【解析】A．地球自转一圈需要24 h，“夸父一号”公转一圈需要100 min，则“夸父一号”每绕地球1圈，地球自转的角度为，A正确；
B．由，可知，“夸父一号”的向心加速度小于地球表面重力加速度，B错误；
C．根据题意：“卫星围绕地球在两极上空飞行（看作匀速圆周运动）且跟随着地球绕太阳公转，同时轨道平面围绕太阳转动，且保持这个面一直朝向太阳”，“夸父一号”绕地球运动的轨道平面绕地球自转轴旋转，且每天绕地球自转轴旋转，大约为1°，C正确；
D．“夸父一号”的发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故选项D错误，故选AC。
9．【答案】AD
【解析】AB．根据动量守恒定律，二者速度相等等于初速度的一半，且同时到达共速，选项A正确，B错误；
CD．共速时滑块和长木板的动能均为初动能的1/4，但二者位移不等，斜率为摩擦力，故斜率等大，选项C错误，D正确；故选AD。
10．【答案】ACD
【解析】AB．粒子从A点运动到B点速度的变化量大小为，电场强度的最小值为，如图：
故A正确、B错误；
C．匀强电场方向水平时，竖直方向为竖直上抛运动，时间为，故C正确；
D．粒子在该过程中的最小速度，最小动能为，故D正确。
二、实验题
11．（每空2分，共6分）【答案】（1）23.20 （2） （3）
【解析】（1）50分度游标卡尺的精确度为0.02 mm，读数。
（2）由图3中的图线1可知，小球下落时，速度，根据动能定理有，即，解得。
（3），，根据牛顿第二定律有，联立上述三式解得。
12．（每空2分，共8分）【答案】（1）1.41 1.27 10.0 （2）等于
【解析】开关S断开时，由闭合回路欧姆定律有，整理得。
开关S闭合时，由闭合回路欧姆定律有，整理得。
斜率，，，把数据代入可得，，。
实验中已经考虑了电流表的内组，因此测量的电源电动势等于真实值。
三、计算题
13．（12分）【答案】（1）（7分） （2）（5分）
【解析】（1）当导体棒匀速运动时，设导体棒速度为，有 1分
由 1分
1分
1分
对导体棒开始运动到刚好匀速运动的过程，由能量守恒定律得 1分
由电路串联关系得 1分
解得 1分
（2）撤去外力再次稳定后，两者速度差为零，此后回路中无电流
对撤去外力到再次稳定过程分析，由动量守恒定律有
1分
对导体棒，有 1分
安培力的冲量 1分
由动量定理可知 1分
联立各式解得通过导体棒的电荷量为 1分
14．（20分）【答案】（1）（5分） （2） （10分）
（3）（5分）
【解析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，则有
1分
1分
1分
解得： 2分
（2） 1分
可得带电粒子在磁场中运动的速度大小为
1分
到达O点时速度方向与x轴负方向夹角为
， 1分
带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则有
1分
由几何关系可得
1分
联立解得
1分
带电粒子在电场中的从P到Q的时间为
1分
带电粒子在磁场中的时间为
1分
连续两次经过P点所用的时间为
2分
（3）带电粒子从Q点进入磁场后做半径为的匀速围周运动，设粒子连续两次进入磁场位置间的距离为s，由对称性和几何关系可得
1分
要使粒子再次经过Q点，则需满足
1分
在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
1分
联立解得
2分
（n从不同数值开始计数的其他表达形式，只要正确都可以。）
选考题：15．（14分）【答案】（1）负 0.08 35（每空2分）
（2） （8分）
【解析】（1）由图可知波长。该波沿x轴正方向传播，根据前一质点带动后一质点振动可知，时处的质点向y轴负方向振动；由题意知，，时可得最大周期为0.08s；根据可知，因为，取则。
（2）单色光在AB面上发生折射，光路图如图所示：
根据折射定律，得 2分
由几何知识和对称性可得： 1分
解得 1分
根据几何知识得知，，而且 1分
光在三棱镜传播的速度为 2分
所以此单色光通过三棱镜的时间为 1分
选考题：16．（14分）（1）100 200 200（每空2分） （2）371.5 K
【解析】（1）对一定质量的理想气体，由理想气体状态方程得，代入数据得。从A到B气体体积不变，气体对外界不做功，从B到C气体体积增大，气体对外界做功，由。由于，该气体在状态A和状态C内能相等，，由热力学第一定律，可得，即气体吸收热量200J。
（2）设U形管左管的横截面为S，当左管内封闭的气柱长度变为30cm时，左管水银柱下降4cm，右管水银柱上升2cm，即左、右两端水银柱高度差 1分
对左管内封闭气体：
，， 2分
，， 2分
由理想气体状态方程可得 2分
可得 1分