桐城中學2023?2024學年度下學期高二開學檢測

物理試題

一、單選題（本題共計7小題，總分28分）

1.下列說法正確的是（）

A.一個系統(tǒng)所受外力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機械能一定守恒

B.一個系統(tǒng)所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)的動量一定守恒

C.在閉合電路中，沿電流方向電勢一定降低，電荷的電勢能增加

D.電流元在磁場中順磁感線方向移動，安培力一定做正功

【答案】B

【解析】

【詳解】A.如果一個系統(tǒng)所受合外力做功為零，系統(tǒng)機械能不一定守恒，如在豎直方向做勻速直線運動

的系統(tǒng)所受合外力為零，合外力做功為零，由于系統(tǒng)在豎直方向做勻速直線運動，系統(tǒng)動能不變而重力

勢能不斷變化，系統(tǒng)機械能不守恒，故A錯誤；

B.如果一個系統(tǒng)所受外力矢量和為零，合外力對系統(tǒng)的沖量為零，系統(tǒng)動量保持不變，系統(tǒng)的動量一定

守恒，故B正確；

C.在外電路中，沿電流方向電勢一定降低，負電荷電勢能增加，正電荷的電勢能減??；在內(nèi)電路中，

沿電流方向電勢一定升高，負電荷的電勢能減小，正電荷的電勢能增大，故C錯誤；

D.電流元在磁場中順磁感線方向移動，不受安培力作用，故D錯誤。

故選B。

2.物理公式或物理定律都有成立條件或適用范圍，下列敘述中正確的是（）

A.在勻強電場中有關系式。=&/,任何距離1相等的兩點，U一定相等

B.。=岸放用來計算一段電路電流通過時產(chǎn)生的熱量，也可以用來計算電流在這段電路做的功

C.3=￡是磁感應強度的定義式，適用任何磁場，但電流元」一定要垂直磁場方向放置

IL

D.質(zhì)量分別為機1、7W2兩小球在同一直線上運動，速度大小分別為VI、V2,發(fā)生碰撞結(jié)合在一起，速度大

小為V,若碰撞滿足動量守恒，貝UM11V1+a2V2=（MJ1+機2）丫一定成立

【答案】C

【解析】

【詳解】A.在勻強電場中有關系式。=&7,在沿電場方向距離d相等的兩點，。一定相等，A錯誤；

B.。=心放用來計算一段電路電流通過時產(chǎn)生的熱量，此公式只適用于純電阻電路，若這段電路是純電

阻電路，也可以用來計算電流在這段電路做的功，若這段電路不是純電阻電路，不可以用來計算電流在

這段電路做的功，B錯誤；

C.3=￡是磁感應強度的定義式，是比值定義法，因此適用任何磁場，但電流元〃一定要垂直磁場方

IL

向放置，C正確；

D.兩小球速度大小分別為也、V2,發(fā)生碰撞結(jié)合在一起，速度大小為V,若碰撞滿足動量守恒，則有：

當也、V2的方向相同時，則

加1V1+"72V2=機2)V

一定成立；當也、V2的方向相反時，規(guī)定也方向為正方向，則有

mivi—m2V2=i+機2)v

一定成立。因此在利用動量守恒定律解題時，首先判定系統(tǒng)是否動量守恒，若守恒，然后規(guī)定某速度方

向為正方向，再利用動量守恒定律列方程求解，D錯誤。

故選C。

3.在學習庫侖定律內(nèi)容時，有下圖的演示實驗，一個帶正電的球體M放在絕緣支架上，把系在絕緣絲線

上的帶正電的小球N先后掛在橫桿上的尸1、尸2和P3處，通過調(diào)整絲線長度使M、N的球心在同一高度，

當小球N靜止時，觀察絲線與豎直方向的夾角。通過觀察發(fā)現(xiàn)：當小球N掛在Pi時，絲線與豎直方向的

夾角最大；當小球N掛在R時N絲線與豎直方向的夾角最小。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，通過推理和分

A.小球N與球體M間的作用力與球體M的電荷量成正比

B.小球N與球體M間的作用力與M、N的電荷量的乘積成正比

C.小球N與球體M間的作用力與M、N兩球心距離成反比

D.距離球體M越遠的位置，絕緣絲線對小球N的拉力越小

【答案】D

【解析】

【詳解】對比三次實驗，M、N間的距離不同，對小球N受力分析，如圖:

設絲線與豎直方向夾角為0,由平衡條件得

F庫二帆gtan夕

Tcos0=mg

由圖可知，距離球體M越遠的位置，絲線與豎直方向夾角8越小，cos。越大，tan。越小，則絕緣絲線對

小球N的作用力T越小，庫侖力越小，但不能判斷庫侖力與電荷量和距離是否成正比或反比，故ABC錯

誤，D正確。

故選D。

4.如圖所示，Ri是光敏電阻，此電阻特性是，光照增強，電阻值減小，C是電容器，&是定值電阻。閉

合開關，當品受到光照強度減弱時，下列說法中正確的是（）

E,r

A.電源兩端電壓減小B.光敏電阻用兩端的電壓增大

C.電源的輸出功率增加D.電容器C所帶的電荷量增加

【答案】B

【解析】

【詳解】ABD.當R受到的光照強度減弱時，電阻值增加，則總電阻增加，總電流減小，內(nèi)阻上電壓減

小，則電源兩端電壓增加，&兩端電壓變大，光敏電阻修兩端的電壓減小，電容器C兩端電壓減小，根

據(jù)

Q=CU

可知所帶的電荷量減?。贿x項B正確，AD錯誤；

C.當電源外電阻與內(nèi)電阻相等時電源輸出功率最大，因不知道內(nèi)阻和外電阻的關系，不能確定電源輸出

功率變化情況，選項C錯誤。

故選B。

5.如圖，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量為根、電荷量為q的帶正電的粒子從圓周上的M

點沿直徑A/ON方向射入磁場.若粒子射入磁場時的速度大小為vi,在磁場中運動時間為立，離開磁場時速

度方向偏轉(zhuǎn)90；若粒子射入磁場時的速度大小為也，在磁場中運動時間為必離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)

60°,不計帶電粒子所受重力，則G：力、vi：也分別為（）

A.2:3、1:2B.3:2、1:73C.1:2、下＞：2D.6：1、l：y/3

【答案】B

【解析】

【詳解】粒子在磁場中運動的周期不變，均為

qB

運動時間

;且T

2%

兩次在磁場中轉(zhuǎn)過的角度分別為90。和60。，則

￡_90__3

t2602

設磁場的半徑為R,則第一次在磁場中運動的半徑

n=R

第二次在磁場中運動的半徑為

丫2=7?tan60=6R

根據(jù)

v2

qvB=m—

，r

可得

IL=2L=J_

v2r2百

故選B。

6.在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)等領域，常常利用帶電粒子在磁場受力發(fā)生偏轉(zhuǎn)這種特性制造各種儀器，下圖

中關于磁場中的四種儀器的說法中正確的是（）

A.甲圖中回旋加速器所加交變電場的周期與所加速的帶電粒子的比荷無關

B.乙圖中質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場磁場不改變時，擊中光屏同一位置的粒子質(zhì)量一定相同

C.丙圖中的霍爾元件是金屬導體，在如圖電流和磁場時N側(cè)帶負電荷

D.丁圖中長寬高分別為。、b、c的電磁流量計加上如圖所示磁場，前后兩個金屬側(cè)面M、N形成的電壓

與a、b、c無關

【答案】C

【解析】

【詳解】A.甲圖中回旋加速器所加交變電場的周期與帶電粒子在磁場中圓周運動的周期相等

qB

所加速的帶電粒子的比荷有關，故A錯誤；

B.帶電粒子在加速電場中，根據(jù)動能定理可得

qU=—mv

在復合場中，根據(jù)平衡條件可得

qvB[=qE

在磁場中，由牛頓第二定律可得

v2

qvB2=m—

解得

q_v

m~B2R

乙圖中不改變質(zhì)譜儀各區(qū)域的電場磁場時擊中光屏同一位置的粒子，速度相同，半徑R相同，因此粒子

比荷相同，粒子質(zhì)量不一定相同，故B錯誤；

C.丙圖金屬導體中自由電荷為負電荷，如圖所示電流和加上如圖所示的磁場時，根據(jù)左手定則可知，負

電荷所受洛倫茲力向左，因此N側(cè)電勢低，帶負電荷，故C正確;

D.最終正負粒子會受到電場力和洛倫茲力而平衡，則

qvB=qE

又

U=Ed

流量為

Q=Sv=vbc

解得

前后兩個金屬側(cè)面的電壓與流量。、磁感應強度B以及c有關，與a、b無關，故D錯誤。

故選Co

7.如圖所示，質(zhì)量為優(yōu)2的小球B靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為祖1的小球A以速度w向2運動，并與

B發(fā)生碰撞，碰撞前后兩個小球的速度始終在同一條直線上。A、B兩球的半徑相等，且碰撞過程沒有機

械能損失。當機1、W）一定時，加2越大，則下列說法正確的是（）

T。

，艮,////,另

A.碰撞后A的速度越小B.碰撞后B的速度越大

C.碰撞過程中B受到的沖量越小D.碰撞過程中A受到的沖量越大

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.設兩球碰撞后相1、加2的速度分別為vi、V2?mi＞m2碰撞時動量守恒，以向右為正方向,

由動量守恒定律得

=miv1+m2v2

由機械能守恒定律得

121212

萬叫%+-^2

解得

m,—m,2m

vi=%—%

叫+叫叫+叫

由上可知，若叫＞加2，恤越大碰撞后A的速度也越??；若如＜根2,儂越大碰撞后A的速度也越大。

租2越大碰撞后B的速度V2越小。故AB錯誤；

CD.根據(jù)牛頓第三定律可知，B與A之間的作用力大小時間，作用時間也相等，B受到的沖量與A受到

的沖量大小相等；對B由動量定理得

742叫

/=△/?==-------vn

1+%

m2

則當m1、w一定時，儂越大，碰撞過程中A、B受到的沖量都越大，故C錯誤，D正確。

故選D。

二、多選題（本題共計3小題，總分18分）

8.如圖所示，三根通電長直導線a、氏。平行水平放置，其橫截面恰好位于等邊三角形的三個頂點，導

線服6固定在同一豎直面內(nèi)，導線a中的電流方向垂直紙面向里，導線》中的電流方向垂直紙面向外，

已知導線。、6中的電流在導線c處產(chǎn)生的磁場的磁感應強度大小均為坑；導線c中的電流方向垂直紙面

向里，電流大小為/,長度為L,質(zhì)量為瓶，在粗糙水平面上處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g,下列說法

正確的是（）

a?

b④

A.導線c所受安培力的大小為22億,方向豎直向上

B.導線c受到地面的靜摩擦力為零

C.導線c對水平面的壓力大小為mg-BoIL

D.若僅將b中的電流反向，則導線c所受安培力的大小為百氏五，方向向左

【答案】BCD

【解析】

【詳解】AC.根據(jù)右手定則可知，導線仍在c點的磁場方向互成120。，大小均為瓦，則合場強為Bo,

方向水平向左，則導線c所受安培力的大小為為遼，方向豎直向上，則導線c對水平面的壓力大小為根g-

BoIL,選項A錯誤，C正確；

B.導線c所受安培力的方向豎直向上，則水平方向受合外力為零，則受到地面的靜摩擦力為零，選項B

正確；

D.若僅將6中的電流反向，則導線c處的合磁場為

B=2BQCOS30=出B°

方向豎直向下，則導線C所受安培力的大小為班氏〃，方向向左，選項D正確。

故選BCDo

9.矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在某種場，三個帶正電的粒子a、b、c,質(zhì)量分別為機a=，，z、mb=2m、ntc=4m,電

荷量分別為g=e、4b=e、qc=2e,三個帶電粒子都由靜止開始經(jīng)相同電壓加速，先后均從邊上。點垂

直進入場中，若矩形區(qū)域A2C。內(nèi)為場強方向平行于AD邊的勻強電場（如圖甲），三個帶電粒子都

從8c邊離開場；若矩形區(qū)域A8CD內(nèi)是垂直紙面向里的勻強磁場（如圖乙），三個帶電粒子也都從

邊離開場，不計粒子的重力，關于它們在場中的運動，下列說法正確的是（）

A.在電場中,。、b、c沿同一軌跡運動

B.離開電場時,。、6粒子動能相同,c粒子動能最大

C.在磁場中,a、b、c運動時間相同

D.通過磁場，。偏轉(zhuǎn)角最大,b、c偏轉(zhuǎn)角相同

【答案】ABD

【解析】

【詳解】A.粒子在電場中加速則

qU=^mv；

進入偏轉(zhuǎn)電場后水平方向

x=vot

豎直方向

解得

E2

V=------X

-4U

可知粒子運動軌跡與粒子帶電量和質(zhì)量都無關，選項A正確；

B.粒子離開電場時豎直方向偏轉(zhuǎn)距離相同，則離開電場時的動能

Ek=qU+Eqy=q（U+Ey）ocq

則離開電場時a、b粒子動能相同，。粒子動能最大，選項B正確;

CD.在磁場中

qvGB=m—

解得

1l2Um

r=-----

B]q

因三個粒子的荷質(zhì)比為2:1:1,可知在磁場中a運動半徑最小，be運動半徑相等且大于。的半徑，則只有

be粒子的軌跡相同，與。的軌跡不同，。運動半徑最小，則偏轉(zhuǎn)角最大，氏c偏轉(zhuǎn)角相同；根據(jù)

T*

qB

271

可知反周期相同且大于〃的周期，則仄。運動時間相同，但與〃的運動時間不同，選項C錯誤，D正

確。

故選ABDo

10.如圖，光滑水平面上放置著總質(zhì)量為根、右端帶有固定擋板的長木板。一輕質(zhì)彈簧與擋板相連，彈簧

左端與長木板左端的距離為打?？梢暈橘|(zhì)點的質(zhì)量為3m的小鐵塊從長木板的左端以速度VI滑上長木板，

且恰好能夠回到長木板的左端，在此過程中彈簧的最大壓縮量為尤2。若將長木板固定，滑塊滑上長木板

的速度改為也，彈簧的最大壓縮量也為及,且滑塊最終也與彈簧分離。已知滑塊與長木板之間的動摩擦

因數(shù)為〃，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

777777^777777777777777777777777777777777777777777777777777777'

A.vi：V2=2:l

B.彈簧彈性勢能的最大值為0.375mvi2

C.系統(tǒng)因鐵塊與木板摩擦產(chǎn)生熱量為3/bimg（xi+及）

D.滑塊以速度V2滑上固定的長木板，也恰好能夠回到長木板的左端

【答案】AD

【解析】

【詳解】AB.當長木板不固定，彈簧被壓縮到最短時兩者速度相同，設為v,彈簧最大彈性勢能為EP,

從滑塊以速度0滑上長木板到彈簧被壓縮到最短的過程，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒

定律定律得

3mvi=4mv

由能量守恒定律得

2

x4mv+/LI-3mg+x2）+

從彈簧被壓縮到最短到滑塊恰好滑到長木板的左端，兩者速度再次相等，由能量守恒定律得

E.grng（xi+x2）

若把長木板固定，滑塊滑上長木板速度為V2,彈簧的最大壓縮量也為X2,由能量守恒定律得

（玉

g--3mg+x2^+Ep

解得

%=2V2

32

EFp=正"匕

故A正確，B錯誤；

C.系統(tǒng)因鐵塊與木板摩擦產(chǎn)生熱量為

0=2/1-3mg（X1+X2）=6/Limg（X1+X2）

選項C錯誤;

D.設滑塊被彈簧彈開，運動到長木板左端時的速度為V3,由能量守恒得

Ep=卬3mg（再+）+；?3mvf

代入數(shù)據(jù)可解得

V3=0

說明滑塊以速度V2滑上長木板，也恰好能回到長木板的左端，故D正確。

故選AD。

三、實驗題（本題共計2小題，總分16分）

11.如圖所示，用圖示裝置做驗證動量守恒定律的實驗，調(diào)整好裝置后，先將。球從斜槽軌道上某標記點

處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復10次；再把同樣大小的6球放在斜槽軌道

末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原標記點處由靜止開始滾下，和6球相碰后，兩球分別落在

記錄紙的不同位置處，重復10次。

(1)本實驗必須測量的物理量有

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度X

B.小球a、b的質(zhì)量小°、mb

C.小球a、b的半徑2、n

D.小球°、6離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間/

E.記錄紙上。點到A、B、C各點的距離。4、OB、0C

F.a球的標記釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

(2)小球0、〃的質(zhì)量而、儂滿足的關系是：儂mb(填符號">”或“<”、或“=”)。

(3)讓。球仍從原標記點處由靜止開始滾下，和6球相碰后，下列說法正確的是o

A.碰撞后兩小球做平拋運動的時間不相同

B.碰撞后兩小球做平拋運動的時間相同

C.兩小球碰后，小球a的落地點是圖中水平面上的A點

D.兩小球碰后，小球6的落地點是圖中水平面上的8點

(4)按照本實驗方法，驗證動量守恒的驗證式是(用*mb,0A,OB、0c表示)；若碰撞是彈

性碰撞，驗證式是(用0A、OB、OC表示)

【答案】ILBE12.>13.BC

14.①.m&-0B-ma-OA+mb-0C②.0A+0B=0C

【解析】

【小問1詳解】

由題意可知，要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以需要測量兩個小球的質(zhì)量，及碰撞前

后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運動，根據(jù)x=4,因運動時間相同，所以速度可以用水平位移

代替，所以需要測量的物理量為：小球。、6的質(zhì)量網(wǎng),、mb,記錄紙上。點到A、B、。各點的距離

0A,OB、OCo

故選BEo

【小問2詳解】

為了避免小球。碰撞后被反彈，兩個小球的質(zhì)量應滿足

ma>mb

【小問3詳解】

AB.碰撞后兩小球做平拋運動，高度相同，則運動時間相同，故B正確，A錯誤；

CD.。小球和〃小球相撞后，Z?小球的速度增大，。小球的速度減小，所以碰撞后“球的落地點距離。

點最近，6小球距離。點最遠，中間一個點是未放匕球時。小球的落地點，所以相撞后，小球。、6的平

均落點位置依次是圖中A、。點，故C正確，D錯誤。

故選BC。

【小問4詳解】

山根據(jù)動量守恒定律

由于運動時間相同，故可以用水平位移代替速度，即

maOB=maOA+mhOC

⑵若碰撞是彈性碰撞，有

整理可得

maOB-maOA=mhOC①

22

maOB~-moOA=mhOC②

兩式相除可得

OA+OB^OC

12.

(1)用螺旋測微器測量某金屬絲直徑。如圖，可知其直徑為mm?

(2)測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，有下列器材:

A、被測干電池一節(jié)

B、電流表1：量程0?0.6A,內(nèi)阻約為0.1。

C、電流表2：量程。?0.6A,內(nèi)阻RA=0.2。

D、電壓表2：量程0?3V,內(nèi)阻未知

E、滑動變阻器1：阻值范圍為。?10。，允許通過最大電流2A

F、滑動變阻器2：阻值范圍為0?50。，允許通過最大電流1A

(i)伏安法測電池電動勢和內(nèi)阻的實驗，由于電流表和電壓表內(nèi)阻的影響，測量結(jié)果存在系統(tǒng)誤差，在

現(xiàn)有器材的條件下，要盡可能準確地測量電池的電動勢和內(nèi)阻。在上述器材中請選擇適當?shù)钠鞑?，電?/p>

表選擇,滑動變阻器選擇o(填寫器材前的字母)

(ii)實驗電路圖應選擇圖_______(填“甲”或"乙”)=

(iii)根據(jù)實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的圖像，則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后，干

丙

【答案】(1)6.360

(2)①.C②.E③.甲④.1.40⑤.1.05

【解析】

【小問1詳解】

山金屬絲直徑

Z>=6mm+0.01x36.0mm=6.360mm

【小問2詳解】

(i)[1]實驗要盡可能準確地測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，已知電流表2的內(nèi)阻，可以把它串聯(lián)在干

路中，把它的內(nèi)阻看成電源的一部分，而電壓表測量得到的電壓就可以看成是路端電壓，電流表選擇

C?

⑵電池內(nèi)阻較小，則為了方便調(diào)節(jié)，滑動變阻器選擇E。

(ii)[3]因為電流表的內(nèi)阻已知，把它接入干路中，可以準確測出流過電源的干路電流，把它的內(nèi)阻等效

為電源內(nèi)阻，電壓表的示數(shù)即可看做路端電壓，選甲圖。

(iii)山⑵由閉合回路歐姆定律有

U=E—I(Rzr)

結(jié)合圖像可得

E=1.40V

1.4-0.9Q

0.4

得

度=1.05。

四、計算題(本題共計3小題，總分38分)

13.如圖所示，足夠長、傾角0=30。的固定斜面，斜面上有P、Q兩點，P與Q點相距x=L8m,Q點放置

滑塊B,B能靜止在。點，質(zhì)量機=2kg的滑塊A從P點由靜止釋放，滑塊A與斜面間動摩擦因數(shù)〃=

在。處與滑塊B發(fā)生正碰，碰后A、B結(jié)合在一起沿斜面向下運動，碰撞后瞬間整體速度為

6

v=2m/s,碰撞時間極短，重力加速度g=10m/s2,求:

(1)滑塊A在與滑塊B碰撞前瞬間的速度大小出；

(2)碰撞過程A、B系統(tǒng)損失的機械能AE。

【答案】(1)3m/s；(2)3J

【詳解】(1)A從P滑到Q,由動能定理得

(mgsva0-jumgcosff)x=~rnvo

解得

vo=3m/s

(2)設B的質(zhì)量為A、B在。點碰撞，由動量守恒定律得

mvo=(%+Af)v

解得

Af=lkg

碰撞過程A、B系統(tǒng)損失機械能

解得

A￡=3J

14.絕緣光滑水平面內(nèi)有一半徑為R=0.5m圓形有界勻強電場，場強大小E=2X103N/C,水平面內(nèi)建立的

坐標系尤Oy的原點與圓心。重合，電場方向沿x軸正向，俯視圖如圖，可視為質(zhì)點的帶電荷量為q=-

3x10-7(3、質(zhì)量機=1x10-3kg的小球，由坐標原點。處以速度vo=O.4m/s沿y軸正方向開始運動，從圓邊界

上P點(圖中P點末標出)離開電場，選取圓心。處電勢為零。求：

(1)小球在電場中運動的時間f；

(2)小球到達P點，小球的電勢能耳。

【答案】(1)1s；(2)-1.8X10-4J

【解析】

【詳解】(1)小球在水平面上受重力，支持力，這兩個力在豎直方向，受另一個沿x軸負向恒定的電場

力，它在水平面上做類平拋運動，設P點坐標為(-X,>)。

E同

a--1

m

1,2

x=—at

2

x2+y2=R2

代入數(shù)值，解得

t=ls