安徽省宿州市十三所重點(diǎn)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二上學(xué)期期末質(zhì)量檢測物理試題（解析版）

宿州市十三所重點(diǎn)中學(xué)2021—2022學(xué)年度第一學(xué)期期末質(zhì)量檢測高二物理試卷（理科）注意事項(xiàng)：1．本試卷滿分100分，考試時間90分鐘。2．考生務(wù)必將答題內(nèi)容填寫在答題卡上，寫在試題卷上無效。一、選擇題（本題包括12小題，每題4分，共48分。第1-8題只有一項(xiàng)符合題目要求。第9-12題為多選題，全部選對的得4分，選對但選不全的得2分，有錯選的得0分。）1.一個勻強(qiáng)電場的電場線分布如圖甲所示，把一個空心導(dǎo)體引入到該勻強(qiáng)電場后的電場線分布如圖乙所示，在電場中有A、B、C、D四個點(diǎn)，下面說法正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)電場線的疏密程度可得，故選B。2.假設(shè)地球的磁場是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的，則正確表示環(huán)形電流方向的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】地磁的北極在地理南極的附近，在用安培定則判定環(huán)形電流的方向時，右手的拇指必需指向南方（下方）；則四指彎曲的方向就是電流流動的方向，故D正確，ABC錯誤。故選D。3.如圖所示，A、B、C、D是滑線變阻器的四個接線柱，現(xiàn)把此變阻器串聯(lián)接入電路中，并要求滑片P向接線柱C移動時電路中的電流減小，則接入電路的接線柱可以是()A.A和B B.A和C C.B和C D.A和D【答案】C【解析】【詳解】電路中的電流減小，則電阻增大，由電阻定律：，知導(dǎo)線的長度增大，所以接入的接線柱應(yīng)該是B和C或B和D，故C正確，ABD錯誤．4.某電源的電動勢為，內(nèi)阻未知。一同學(xué)用如圖所示的電路測其內(nèi)阻，閉合開關(guān)，將電阻箱的阻值調(diào)到時，理想電流表的讀數(shù)為，則該電源的內(nèi)阻為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得代入數(shù)據(jù)，可得故選C。5.歐姆不僅發(fā)現(xiàn)了歐姆定律，還研究了電阻定律，有一個長方體的金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻值最小的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)電阻定律可知，橫截面積越大，長度越短，則阻值越小。則選擇ab面為電流的橫切面，故ACD錯誤，B正確。故選B。6.如圖所示，可調(diào)電阻與電源構(gòu)成一個閉合電路，電源的電動勢為，內(nèi)電阻為。閉合開關(guān)，改變電阻的阻值，則電源兩端的電壓、電源提供的總功率、電源內(nèi)阻消耗的功率、電源的輸出功率隨回路中電流的變化圖像正確的是：（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電源兩端的電壓為可知，隨電流的增大，路端電壓減小，A錯誤；B．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電源提供的總功率為可知，隨著電流的增大，電源的總功率也線性增大，B正確；C．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，電源內(nèi)阻消耗的功率為可知，電源內(nèi)阻消耗的功率為非線性增加，C錯誤；D．根據(jù)閉合電路的歐姆定律，可知電源的輸出功率為可得，電源的輸出功率非線性變化，D錯誤。故選B。7.光滑水平面上放置兩個物塊A、B，質(zhì)量分別為mA、mB，物塊A以速度v0與靜止物塊B正碰，碰后A靜止，B的速度為v，v0和v的大小不等，則A、B質(zhì)量關(guān)系是（）A.mA>mB B.mA=mBC.mA<mB D.以上三種情況都有可能【答案】C【解析】【詳解】由題意，根據(jù)動量守恒可得和的大小不等，因此、大小不相等，由于碰撞過程總動能不增加，故聯(lián)立可得則有故選C。8.如圖所示，光滑絕緣水平面上有質(zhì)量分別為m和3m的小球A、B，兩小球帶等量異種電荷．水平外力F作用在小球B上，當(dāng)兩小球A、B間的距離為L時，兩小球保持相對靜止．若僅將作用在小球B上的外力的大小改為，要使兩小球保持相對靜止，兩小球A、B間的距離為()A.2L B.3L C. D.【答案】A【解析】【詳解】當(dāng)水平外力F作用在小球B上時，對A、B整體有，對A有,當(dāng)水平外力大小改為時，對A、B整體有，對A有綜上可解得，選項(xiàng)A正確9.如圖所示是等腰直角三棱柱置于水平桌面，其平面ABCD為正方形，邊長為L，按圖示方式放置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，則下列說法正確的是（）A.穿過ADFE平面的磁通量大小為零B.穿過BCFE平面的磁通量大小為C.穿過ABCD平面的磁通量大小為D.穿過ABCD平面的磁通量大于穿過BCFE平面的磁通量【答案】AB【解析】【詳解】A．ADFE與磁感線平行，所以穿過ADFE平面的磁通量大小為零，故A正確；B．根據(jù)幾何關(guān)系可知BCFE的面積為所以穿過BCFE平面的磁通量大小為故B正確；C．由于ABCD在垂直于磁感線的平面內(nèi)的投影為BCFE，所以穿過ABCD平面的磁通量與穿過BCFE平面的磁通量相等，為，故CD錯誤。故選AB。10.甲、乙、丙三個燈泡，按圖方式連接到電池組上，燈泡的電阻不變。電源電動勢為，內(nèi)阻為。電鍵閉合，三個燈泡都發(fā)光，若某時刻丙燈燈絲突然燒斷，甲乙燈絲正常，則（）A.甲燈變亮 B.甲燈變暗 C.乙燈變亮 D.乙燈變暗【答案】BC【解析】【詳解】AB．根據(jù)題意可知，丙燈燈絲突然燒斷，外電路總電阻變大，由閉合回路歐姆定律可得，流過甲燈的電流減小，即甲燈變暗，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)題意，由閉合回路歐姆定律可得，乙燈兩端電壓為由于減小，則變大，即乙燈變亮，故D錯誤，C正確。故選BC。11.如圖所示，等量異種電荷的電場中有O、A、B、C四點(diǎn)，O是兩電荷連線的中點(diǎn)，AB在兩電荷的連線上且相對于O對稱，C在兩電荷連線的中垂線上,關(guān)于這四點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢關(guān)系，以下說法中正確的是（）A.這四點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同B.這四點(diǎn)中O點(diǎn)場強(qiáng)最大C.O點(diǎn)的電勢比C點(diǎn)的高D.這四點(diǎn)中A點(diǎn)電勢最高，B點(diǎn)電勢最低【答案】AD【解析】【詳解】等量異種點(diǎn)電荷電場線與等勢線分布圖，如圖所示AB．根據(jù)電場線某點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)場強(qiáng)方向，可得這四點(diǎn)的場強(qiáng)方向相同。由電場線疏密可判斷出這四點(diǎn)中A、B點(diǎn)場強(qiáng)最大。故A正確；B錯誤；CD．等勢線分布圖中，O點(diǎn)和C點(diǎn)均處于中垂面上，所以它們的電勢相等。根據(jù)“沿電場線方向，電勢逐漸降低”可得，這四點(diǎn)中A點(diǎn)電勢最高，B點(diǎn)電勢最低。故C錯誤；D正確。故選AD。12.如圖所示豎直放置的光滑絕緣環(huán)上套有一帶正電的小球，勻強(qiáng)電場場強(qiáng)方向水平向右，小球在圓環(huán)上繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動，那么下列說法正確的是（）A.在A點(diǎn)小球有最大的電勢能B.在B點(diǎn)小球有最大的重力勢能C.在C點(diǎn)小球有最大的機(jī)械能D.在D點(diǎn)小球有最大的動能【答案】ABC【解析】【分析】【詳解】A．沿電場線電勢降低，可知A點(diǎn)電勢最高，則帶正電的小球在A點(diǎn)的電勢能最大，故A正確；B．物體位置越高，重力勢能越大，所以B點(diǎn)小球的重力勢能最大，故B正確；C．除重力以外，其它力所做的功，等于物體的機(jī)械能變化量，所以從A運(yùn)動到C的過程中，電場力一直做正功，機(jī)械能一直增大，故C點(diǎn)具有最大的機(jī)械能，故C正確．D．根據(jù)合外力做功判斷小球的動能變化．小球再從D點(diǎn)向右運(yùn)動的最初一小段距離內(nèi)，電場力做的正功大于重力做的負(fù)功，所以動能在增加，故D錯誤．故選ABC。二、實(shí)驗(yàn)題（共16分）（本題共2小題，共16分）13.某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。先不放B球，使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下，落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡。再將B球靜置于水平槽末端邊緣處，讓A球仍從C處由靜止?jié)L下，A球與B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自落點(diǎn)的痕跡。記錄紙上的O點(diǎn)是重錘所指的位置，M、P、N分別為各落點(diǎn)的痕跡。已知O點(diǎn)到M、P、N的距離分別為OM、OP、ON，入射小球A質(zhì)量為，半徑為；被碰小球B質(zhì)量為，半徑為。（1）關(guān)于兩小球需滿足（）A．；B．；C．；D．；（2）未放B球時，A球落地點(diǎn)是記錄紙上的P點(diǎn)；放上B球時，A球落地點(diǎn)是記錄紙上的M點(diǎn)。若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式______。【答案】①.C②.【解析】【詳解】（1）[1]為了使入射小球A與B球碰撞后不反彈，應(yīng)使入射小球A的質(zhì)量大于B球質(zhì)量，即；為了使入射小球A與B球碰撞為對心一維碰撞，入射小球A與B球大小應(yīng)相同，即。故選C。（2）[2]設(shè)碰撞前A球速度為，碰撞后A球的速度為，B球的速度為，若兩球相碰前后的動量守恒，則有小球從拋出到落地做平拋運(yùn)動，下落高度相等，則在空中運(yùn)動時間相等，則有，，聯(lián)立可得兩球相碰前后動量守恒的表達(dá)式為14.用如圖所示的電路，測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻較小，為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路，電路中用一個定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：（a）電流表（量程0.6A、3A）；（b）電壓表（量程3V、15V）（c）定值電阻（阻值1、額定功率5W）（d）定值電阻（阻值10，額定功率10W）（e）滑動變阻器（阻值范圍0~10、額定電流2A）（f）滑動變阻器（阻值范圍0-100、額定電流1A）(1)要正確完成實(shí)驗(yàn)，電壓表的量程應(yīng)選擇_____V，電流表的量程應(yīng)選擇_____A；R0應(yīng)選擇_____的定值電阻，R應(yīng)選擇阻值范圍是_____的滑動變阻器。(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是_____。【答案】①.3②.0.6③.1④.0～10⑤.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電池實(shí)際輸出電流小【解析】【分析】干電池電動勢一般為1.5V，可以選取電壓表量程；電流表的量程、滑動變阻器與定值電阻選擇時應(yīng)兼顧電路的安全和偏轉(zhuǎn)范圍進(jìn)行分析。【詳解】(1)[1]由于電源是一節(jié)干電池（1.5V），所選量程為3V的電壓表。[2]估算電流時，考慮到干電池內(nèi)阻一般幾Ω左右，加上保護(hù)電阻，最大電流在0.5A左右，所以選量程為0.6A的電流表。[3]由于電池內(nèi)阻很小，所以保護(hù)電阻不宜太大，否則會使得電流表、電壓表取值范圍小，造成的誤差大，故R0應(yīng)選擇電阻值為1Ω的定值電阻。[4]滑動變阻器的最大阻值一般比電池內(nèi)阻大幾倍就好了，取0～10Ω能很好地控制電路中的電流和電壓，若取0～100Ω會出現(xiàn)開始幾乎不變最后突然變化的現(xiàn)象，故R應(yīng)選擇阻值范圍是0～10Ω的滑動變阻器。(2)[5]關(guān)于系統(tǒng)誤差一般由測量工具和所造成測量方法造成的，一般具有傾向性，總是偏大或者偏小，本實(shí)驗(yàn)中由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比測量值小，造成，三、計算題（本題共4小題，共36分，解答時寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，只寫出最后答案的不得分）15.小型直流電動機(jī)（其線圈內(nèi)阻為r=2Ω）與規(guī)格為“4V，4W”的小燈泡并聯(lián)，再與阻值為R=4Ω的電阻串聯(lián)，然后接至電動勢為E=12V、內(nèi)阻r0=1Ω的電源上，如圖，電鍵閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，電動機(jī)正常工作，求：（1）定值電阻R電壓U；（2）電動機(jī)的輸出功率P出?！敬鸢浮浚?）6.4V；（2）1.68W【解析】【詳解】（1）由題意可得，流過電阻R的電流因此加在電阻R兩端的電壓為（2）根據(jù)可知流過燈泡的電流為因此流過電機(jī)的電流因此電動機(jī)的發(fā)熱功率電動機(jī)的總功率為

則電動機(jī)的輸出功率為16.平行金屬板M、N水平固定放置，兩板間距為，M板中間有孔，兩板之間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場，板外無電場。質(zhì)量均為、帶電量均為的兩個小球A、B，用絕緣輕質(zhì)桿連接，桿長為?，F(xiàn)讓兩球從圖示位置靜止釋放，保持桿豎直，當(dāng)A球進(jìn)入電場時剛好勻速（重力加速度大小為），求：（1）勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小和方向；（2）從靜止釋放到B剛接觸N板的時間。【答案】（1），方向豎直向上；（2）【解析】【詳解】（1）由題可知A進(jìn)入電場時剛好勻速，以兩小球A、B和輕桿為整體，根據(jù)受力平衡可得解得勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小為電場力方向豎直向上，小球帶正電，可知勻強(qiáng)電場方向豎直向上。（2）在A進(jìn)入電場前，A、B和輕桿整體做勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律可得解得根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有解得當(dāng)A進(jìn)入電場之后做勻速直線運(yùn)動，則有又聯(lián)立解得則從靜止釋放到B剛接觸N板的時間為17.木板A的質(zhì)量為M，靜止放在光滑水平面上，滑塊B（看作質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量為m，放在木板右端。給木板向右的速度v0，當(dāng)滑塊相對木板靜止時，停在距木板右端的距離為木板長的五分之三處。求：（1）上述過程損失的機(jī)械能。（2）若木板固定，給滑塊向左的速度v0，滑塊恰好能夠滑到木板的左端；求木板和滑塊的質(zhì)量之比?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）取A、B整體為系統(tǒng)、由動量守恒可得則損失的機(jī)械能為（2）設(shè)AB間的摩檫力為f、木板長為L，則由上面兩個式子可解得18.如圖所示，在