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2021-2022学年安徽省芜湖市高二上学期期末教学质量监控物理试题 （解析版）
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这是一份2021-2022学年安徽省芜湖市高二上学期期末教学质量监控物理试题 （解析版），共24页。试卷主要包含了6，cs37°=0等内容，欢迎下载使用。
2021—2022学年度第一学期芜湖市高中教育教学质量监控
高二年级物理试题卷（理科）
注意事项：
1.本试卷满分为100分，考试时间为100分钟。
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共6页，“答题卷”共3页。
3.请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题是无效的。
4.考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
本试卷取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度
一、选择题（每小题4分，共40分；1-8小题为单选题，9-10小题分单选题和多选题，其中多选题全部选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分）
1. 在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（ ）
A 麦克斯韦最早提出用电场线描述电场
B. 法拉第发现了电流的磁效应
C. 爱因斯坦提出了能量子假说
D. 赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
【答案】D
【解析】
【详解】A．法拉第最早提出用电场线描述电场，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C．普朗克提出了能量子假说，故C错误；
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选D。
2. 如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。设负电荷在A、B两点所受的静电力为、，A、B两点的场强分别为、，则根据图乙的信息可知下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度时间图像的斜率表示加速度，所以由题图可知粒子从A点运动到B点，加速度逐渐减小，则电场力变小，场强变小，所以有
故选C。
3. 如图所示，一个物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。现有以下看法，你认为看法正确的是（ ）
A. 物体所受合力的冲量大小为0
B. 物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受拉力F的冲量方向水平向右
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】ABC．物体所受合力为零，摩擦力和拉力F均为恒力，根据恒力冲量的定义可知，冲量等于力与时间的乘积，故摩擦力对物体的冲量为Ftcosθ，拉力F对物体的冲量大小为Ft，合力的冲量大小为0，故A正确BC错误；
D．物体所受拉力F的冲量方向与F方向相同，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，将小磁针放在水平直导线的正下方，当导线中通过大小恒定、方向向右的电流时（ ）
A. 小磁针不发生偏转 B. 小磁针的N极向里偏转
C. 小磁针的S极向里偏转 D. 首先观察到这个现象的物理学家是法拉第
【答案】B
【解析】
【详解】根据安培定则，直导线下方的磁场垂直纸面向里，可知小磁针的N极向里偏转；首先观察到这个现象的物理学家是奥斯特。
故选B。
5. 真空中有两个相同的带异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷）带电量分别为和，分别固定在两处，两球之间的静电力大小为F。现将A与B接触后，再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小将变为（ ）
A. 2F B. 4F C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据库仑定律，开始时
将A与B接触后两球各带电量为Q，则
故选D。
6. 芜湖市拟于今年在部分公共场所试点配置50台自动体外除颤仪（AED），探索建立市区主要公共场所AED配置工作机制。除颤仪是通过电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。某除颤仪的电容器电容为10μF，充电后电容器电压为5kV，如果电容器在5.0ms时间内通过人体放电至两极板间电压为0，下列说法正确的是（ ）
A. 这次放电有0.05C的电荷通过人体
B. 这次放电有0.1C的电荷通过人体
C. 放电过程通过人体的平均电流大小为0.5A
D. 放电过程通过人体的平均电流大小为1A
【答案】A
【解析】
【详解】AB．电容器充电后带电量为
Q=CU=10×10-6×5000C=0.05C
则这次放电有0.05C的电荷通过人体，A正确，B错误；
CD．放电过程通过人体的平均电流大小为
CD错误。
故选A。
7. 如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则以下说法正确的是（ ）
A. 此时穿过线圈的磁通量为0
B. 若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为
C. 若线圈绕转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BS
D. 若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量与初始位置相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．此时穿过线圈的磁通量为BS，选项A错误；
B．若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为
选项B正确；
C．若线圈绕转过90°角时，穿过线圈的磁通量为零，选项C错误；
D．若从初位置转过180°角时，虽然磁通量的大小仍为BS，但是磁感线从线圈的另一面穿过，则穿过线圈的磁通量与初始位置不相同，选项D错误。
故选B。
8. 如图为某物体做简谐运动的图像，在0 ~ 1.5s范围内分析下列说法，正确的是（ ）
A. 0.6s时物体的速度与0.4s时的速度相同
B. 物体做简谐运动的振幅为8cm
C. 0.1s—0.3s时间内加速度在增大
D. 0.3s—0.5s时间内势能在增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．0.4s与0.6s，物体的位移相同，但0.4s正沿正方向振动，0.6s沿负方向振动，则两时刻的速度大小相等，方向相反，A错误；
B．由简谐运动的图像可读出振幅为4cm，B错误；
C．由简谐运动的图像可读出0.1s—0.3s时间内物体的位移在减小，根据
F = - kx = ma
则0.1s—0.3s时间内加速度在减小，C错误；
D．由简谐运动的图像可读出0.3s—0.5s时间内物体的位移在增大，弹簧被拉伸，则弹簧的弹性势能在增大，D正确。
故选D。
9. “示波器”是电工学中的重要仪器，如图所示为示波器的原理图，有一电子在电势差为的电场中加速后，垂直射入电势差为的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变小的是（ ）
A. 变小，不变 B. 变大，变小
C. 变小，变大 D. 不变，变大
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理
得
在偏转电场中
若使偏转角变小即使变小，使变大，变小可使偏转角变小。
故选B。
10. 电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，电子的运动轨迹如图所示。已知电子质量为m，电荷量为（e>0），加速电场的电压为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 加速电场的左极板带正电
B. 偏转电场的上极板带负电
C. 电子进入偏转电场的初速度等于
D. 电子在偏转电场中沿电场方向的位移等于
【答案】BC
【解析】
【详解】A．因为要加速的是电子，则加速电场的右极板带正电，选项A错误；
B．电子在偏转电场中向下偏转，可知偏转电场得上极板带负电，选项B正确；
C．电子在加速电场中
可得电子进入偏转电场的初速度等于
选项C正确；
D．电子在偏转电场中做类平抛运动，则
解得沿电场方向的位移
选项D错误。
故选BC。
11. 如图所示，平行金属板A、B之间有匀强加速电场，C、D之间有匀强偏转电场，M为荧光屏。今有质子（）、氘核（）和氚核（）均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上（不计粒子重力）。则下列判断正确的是（ ）
A. 经过加速电场的过程中，电场力对三种粒子做功一样多
B. 三种粒子从B板射出时的速度之比为
C. 三种粒子打在荧光屏的同一位置上
D. 质子氘核和氚核打在荧光屏上时的速度大小之比为6∶3∶2
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．设加速电场的电压为U1，粒子的电量为q，质量为m，根据
经过加速电场的过程中，电场力对三种粒子做功一样多，A正确；
B．设粒子从B板射出时的速度为v0，根据动能定理
解得
三种粒子从B板射出时的速度之比为
B正确；
C． 粒子在偏转电场中做类平抛运动，设偏转电场的电压为U2，极板长度为L，两极板间的距离为d，粒子的偏转距离为y
解得
设粒子打在屏上的偏转距离为y＇，屏到金属板D的距离为L＇，根据三角形相似
因为三种粒子的y相同，所以y＇也相同，则三种粒子打在荧光屏的同一位置上，C正确；
D．根据动能定理
解得
质子、氘核和氚核打在荧光屏上时的速度大小之比为
D错误。
故选ABC。
12. 如图所示的电路，电路中电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表读数变大 B. 电压表读数变大
C. 小灯泡L亮度变暗 D. 电源的输出功率一定变小
【答案】A
【解析】
【详解】AC．根据闭合电路的欧姆定律有
E = Ir + IR + IRL
当滑动变阻器滑片P向右移动时，R减小，则电流表读数变大、灯泡变亮，A正确、C错误；
B．由选项A可知，电流增大，而电压表测量的是电源的外电压，则有
U = E - Ir
可知电压表读数变小，B错误；
D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于R、RL以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，D错误。
故选A。
13. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，定值电阻R = r，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，则（ ）
A. 电源的输出功率一定减小
B. 灯泡的功率逐渐变大
C. ，，均保持不变
D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡不会立刻熄灭
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，由于定值电阻R = r，则外阻一定大于内阻，当滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，则滑动变阻器接入电路的电阻变大，外阻变大，则电源的输出功率一定减小，A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律
所以滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离时，外电阻增大，总电流减小，灯泡的功率逐渐变小，B错误；
C．根据部分电路欧姆定律可得
由闭合电路欧姆定律
则根据电源的伏安特性曲线，可得
由闭合电路欧姆定律
则根据电源的伏安特性曲线，可得
所以，，均保持不变，C正确；
D．当电路稳定后，断开开关，电容器与小灯泡组成一个回路，电容器放电，则小灯泡不会立刻熄灭，D正确。
故选ACD。
14. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，两个定值电阻，，滑动变阻器最大阻值为8r，闭合开关，将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端。若理想电压表示数变化量的绝对值是，理想电流表示数变化量的绝对值为，则正确的是（ ）
A. 电流表示数增大
B. 示数与示数的比值减小
C. 与的比值不变且等于r
D. 滑动变阻器与消耗的总功率先增大后减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】依题意，电表均为理想表，故电流表在电路中相当于短路，电压表相当于断路。
A．将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，则外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流将增大，由题图判断知电流表测量的电流为干路电流，所以示数增大，故A正确；
B．由题图可知示数与示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的阻值，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，所以二者的比值减小，故B正确；
C．根据电路结构结合闭合电路欧姆定律可知，与的比值为
故C错误；
D．可将和电源等效成一个新电源，则新电源内阻为，当滑动变阻器与并联的总电阻等于时，并联部分电路总功率最大，故当滑片从最上端移到最下端，并联总电阻最大值为
最小值为0，并联总电阻从减小到0，则滑动变阻器与消耗的总功率先增大后减小。故D正确。
故选ABD。
二、填空题（每空2分，共14分）
15. 中国载人登月工程计划在2030年前后实现航天员登月。已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的，航天员若将地球上的单摆带到月球上去，此单摆的周期会变为原来的______倍。
【答案】
【解析】
【详解】依题意，根据单摆周期公式
可得
所以，此单摆的周期会变为原来的倍。
16. 如图，将带正电的导体球C靠近不带电的导体，若沿图示虚线a将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、，则A部分带______电（选填“正”或“负”），______（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】 ①. 正 ②. =
【解析】
【详解】[1][2]根据静电感应规律“近异远同”可知，A部分带正电，B部分带负电，且两部分所带电荷量相等，即
=
17. 如图是双量程电压表的原理图，它有两个量程分别为3V和15V，则接a、b两端时量程应为______，已知表头内阻为10Ω，满偏电流为1mA，则______Ω。
【答案】 ①. 3V ②. 12000
【解析】
【详解】[1]改装后电压表量程为，故串联的电阻越大，量程越大，故接a，b时，为灵敏电流计与R1串联，量程为3V；
[2]接a，c时，为灵敏电流计与R1和R2串联，量程为15V，由题可知，Ubc=12V，则
18. 1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验装置，成功发现了磁生电现象。开关始终处于闭合状态时，a线圈中_______（填“有”或“无”）感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中_______（填“有”或“无”）感应电流产生。
【答案】 ①. 无 ②. 有
【解析】
【分析】
【详解】[1]开关始终处于闭合状态时，b线圈中电流稳定，产生磁场稳定，故a线圈中磁通量不发生变化，a线圈中无感应电流产生；
[2]开关闭合或断开瞬间，b线圈中电流变化，产生磁场变化，通过a线圈的磁通量发生变化，a线圈有感应电流产生。
三、实验题（第15小题6分，第16小题10分，共16分）
19. 如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车P前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车P以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。
（1）图中数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车P碰撞前的速度大小，则应选______段；计算小车P和碰后的速度大小应选______段。（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）
（2）测得小车P质量，小车Q的质量，根据纸带数据，碰前两小车的总动量大小为______kg·m/s（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. BC ②. DE ③. 0.420
【解析】
【详解】（1）[1][2]接通打点计时器电源后，推动小车P由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而小车P和Q碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，应选DE段来计算碰后共同的速度。
（2）[3]碰前小车P的速度为
碰前只有P有动量，则
p = m1v = 0.420kg×m/s
20. 某同学将铜片和镀锌螺丝钉分别插入自家果园新解采摘的果冻橙的两侧，做成一个“橙子电池”。他查阅资料得知“橙子电池”的电动势约1V左右、内阻约1kΩ左右，为了尽可能准确测定这个“橙子电池”的电动势和内阻，他在实验室找到了以下器材：
U/V
0.83
0.74
0.64
0.53
0.44
I/mA
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；
毫安表mA（量程为0~1.0mA，内阻约为5Ω）：
滑动变阻器（阻值0~50Ω）；
滑动变阻器（阻值0~3000Ω）；
导线和开关。
（1）实验时，滑动变阻器应选______（选填“”或“”）。
（2）两个测量电路图应选图______（选填“甲”或“乙”）。
（3）实验时记录数据见表格，请在图丙坐标系中描点并作出U-I图线。（ ）
（4）根据图线求出这个“橙子电池”的电动势为______V，内阻为______Ω（结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 甲 ③. ④. 1.03~1.13 ⑤. 950~1.01×103
【解析】
【详解】（1）[1]电路最小总电阻约为
若选择R1的话，路端电压变化范围很小，为测多组实验数据，滑动变阻器应选择R2。
（2）[2]因为“橙子电池”的内阻很大，若相对于电源来说电流表采用外接法，电压表分流较大，实验误差较大，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用内接法，应选择图甲所示电路图。
（3）[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分不在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象如图所示
（4）[4]根据图甲所示电路图应用闭合电路的欧姆定律得
由作出的U-I图象可知，电池电动势为E=1.13V
[5]图象斜率的绝对值为
解得“橙子电池”的内阻为
四、计算题（第17小题8分，第18小题10分，第19小题12分，共30分；要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明）
21. 为规范电动自行车管理，保障全市道路交通安全有序，芜湖市正开展电动车集中登记上牌工作。下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗。若该车在额定状态下行驶，求：
自重
40kg
额定电压
48V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
350W
（1）电动机在额定状态下工作时的电功率；
（2）电动机的内电阻。
【答案】（1）576W；（2）1.57Ω
【解析】
【详解】（1）根据
代入数据得
（2）根据
代入数据得
22. 质量为0.02kg的子弹，以200m/s的速度射入质量是0.08kg、静止在光滑水平面上的木块。
（1）如果子弹留着木块中，木块运动的速度是多大；
（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）系统动量守恒，当子弹留在木块中时，由动量守恒定律可得
解得
（2）当子弹打穿木块时，有
解得
23. 在气垫导轨上，一个质量为0.4kg的滑块以2m/s的速度向右运动，与另一质量为0.2kg、速度为1m/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。求：
（1）碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
【答案】（1）1m/s，方向向右；（2）0.6J
【解析】
【详解】（1）两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
v=1m/s
方向向右；
（2）碰撞的机械能损失
解得
24. 如图所示，质量为m=1kg的小铁块A，静止在质量M=2kg的长木板B的左端，长木板B静止在光滑的水平面上。现有一颗质量为的子弹，以的水平初速度向右击中铁块并水平反弹，子弹反弹的速度大小为.此后，小铁块在长木板上向右滑行，小铁块与长木板间的动摩擦因数.求：
（1）小铁块A被子弹击中后的速度大小v；
（2）要使小铁块在长木板上向右滑行不离开长木板，长木板B的最小长度需多大？
【答案】（1）3m/s；（2）1.5m
【解析】
【详解】（1）对子弹击中铁块的过程，由动量守恒定律得
代入数据解得
v=3m/s
（2）铁块在长木板上向右滑行恰好不离开长木板，
由动量守恒定律得
由能量守恒可得
联立代入数据解得木板长度最小长度
L=1.5m
25. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为.现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为37°.则：
（1）该小球带正电还是带负电？
（2）求电场强度E的大小；
（3）若在某时刻将细线剪断，求经过1s时小球的速度大小。
【答案】（1）负电；（2）；（3）125m/s
【解析】
【详解】（1）由受力平衡可知：小球带负电；
（2）对小球，由平衡条件可得
解得
（3）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
由速度-时间公式得
代入数据解得
v=12.5m/s
26. 如图，AB为竖直的光滑圆弧绝缘轨道，其半径为0.5m，A点与圆心O等高，最低点B与绝缘水平面平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为5×103N/C。将一个质量为0.1kg，电荷量为+8×10-5C的滑块（可视为质点）从A由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为0.05，取g=10m/s2，则：
（1）物块第一次经过B点时的速度大小为多少？
（2）第一次经过B点时对B点的压力大小为多少？
（3）在水平面上通过的总路程为为多少？
【答案】（1）m/s；（2）2.2N；（3）6m
【解析】
【详解】（1）设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，根据动能定理可得
代入数据解得
（2）最低点B对小滑块运用牛顿第二定律可得
代入数据求得，小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时轨道对滑块支持力大小为
根据牛顿第三定律，可知小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力大小为2.2N。
（3）滑块所受电场力大小
摩擦力大小
可知
所以小滑块最终在圆弧轨道的下部分往复运动，并且小滑块运动到B点时速度恰好为零，对小滑块运用动能定理可得
代入数据，解得小滑块在水平轨道上通过总路程
27. 如图所示，水平绝缘轨道AB和竖直放置半径为R的光滑绝缘半圆轨道BCD在B点平滑连接，过半圆轨道圆心O的水平边界MN下方有场强为E水平向左的匀强电场，电场区域足够大。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）从水平轨道上距离B点为的A点由静止释放，已知：滑块的电荷量，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g.求：
（1）滑块从B点刚进入半圆轨道时的速度大小及滑块对轨道的压力大小；
（2）滑块运动到D点时的速度大小；
（3）滑块在轨道上运动的最大速度。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块通过B点时的速度大小为，在滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理得
解得
设滑块通过B点时半圆轨道对滑块的支持力大小为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小
（2）在滑块从B点运动到D点的过程中，由动能定理得
解得
（3）将电场力与重力的合成为等效重力，其与竖直方向夹角设为，如图所示：
P点为圆周运动的等效最低点，在P点速度最大设为，则有
解得
滑块从B点到P点的过程，由动能定理得
解得
2021—2022学年度第一学期芜湖市高中教育教学质量监控
高二年级物理试题卷（理科）
注意事项：
1.本试卷满分为100分，考试时间为100分钟。
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分。“试题卷”共6页，“答题卷”共3页。
3.请务必在“答题卷”上答题，在“试题卷”上答题是无效的。
4.考试结束后，请将“试题卷”和“答题卷”一并交回。
本试卷取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度
一、选择题（每小题4分，共40分；1-8小题为单选题，9-10小题分单选题和多选题，其中多选题全部选对得4分，选不全得2分，选错或不答得0分）
1. 在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是（ ）
A 麦克斯韦最早提出用电场线描述电场
B. 法拉第发现了电流的磁效应
C. 爱因斯坦提出了能量子假说
D. 赫兹最早用实验证实了电磁波的存在
【答案】D
【解析】
【详解】A．法拉第最早提出用电场线描述电场，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误；
C．普朗克提出了能量子假说，故C错误；
D．赫兹最早用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选D。
2. 如图甲，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。设负电荷在A、B两点所受的静电力为、，A、B两点的场强分别为、，则根据图乙的信息可知下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度时间图像的斜率表示加速度，所以由题图可知粒子从A点运动到B点，加速度逐渐减小，则电场力变小，场强变小，所以有
故选C。
3. 如图所示，一个物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。现有以下看法，你认为看法正确的是（ ）
A. 物体所受合力的冲量大小为0
B. 物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受拉力F的冲量方向水平向右
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】ABC．物体所受合力为零，摩擦力和拉力F均为恒力，根据恒力冲量的定义可知，冲量等于力与时间的乘积，故摩擦力对物体的冲量为Ftcosθ，拉力F对物体的冲量大小为Ft，合力的冲量大小为0，故A正确BC错误；
D．物体所受拉力F的冲量方向与F方向相同，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，将小磁针放在水平直导线的正下方，当导线中通过大小恒定、方向向右的电流时（ ）
A. 小磁针不发生偏转 B. 小磁针的N极向里偏转
C. 小磁针的S极向里偏转 D. 首先观察到这个现象的物理学家是法拉第
【答案】B
【解析】
【详解】根据安培定则，直导线下方的磁场垂直纸面向里，可知小磁针的N极向里偏转；首先观察到这个现象的物理学家是奥斯特。
故选B。
5. 真空中有两个相同的带异种电荷的金属小球A和B（均可看作点电荷）带电量分别为和，分别固定在两处，两球之间的静电力大小为F。现将A与B接触后，再使A、B之间距离增大为原来的2倍，则它们之间的静电力大小将变为（ ）
A. 2F B. 4F C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据库仑定律，开始时
将A与B接触后两球各带电量为Q，则
故选D。
6. 芜湖市拟于今年在部分公共场所试点配置50台自动体外除颤仪（AED），探索建立市区主要公共场所AED配置工作机制。除颤仪是通过电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。某除颤仪的电容器电容为10μF，充电后电容器电压为5kV，如果电容器在5.0ms时间内通过人体放电至两极板间电压为0，下列说法正确的是（ ）
A. 这次放电有0.05C的电荷通过人体
B. 这次放电有0.1C的电荷通过人体
C. 放电过程通过人体的平均电流大小为0.5A
D. 放电过程通过人体的平均电流大小为1A
【答案】A
【解析】
【详解】AB．电容器充电后带电量为
Q=CU=10×10-6×5000C=0.05C
则这次放电有0.05C的电荷通过人体，A正确，B错误；
CD．放电过程通过人体的平均电流大小为
CD错误。
故选A。
7. 如图所示，线圈面积为S，线圈平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则以下说法正确的是（ ）
A. 此时穿过线圈的磁通量为0
B. 若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为
C. 若线圈绕转过90°角时，穿过线圈的磁通量为BS
D. 若从初位置转过180°角时，穿过线圈的磁通量与初始位置相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．此时穿过线圈的磁通量为BS，选项A错误；
B．若线圈绕转过60°角时，穿过线圈的磁通量为
选项B正确；
C．若线圈绕转过90°角时，穿过线圈的磁通量为零，选项C错误；
D．若从初位置转过180°角时，虽然磁通量的大小仍为BS，但是磁感线从线圈的另一面穿过，则穿过线圈的磁通量与初始位置不相同，选项D错误。
故选B。
8. 如图为某物体做简谐运动的图像，在0 ~ 1.5s范围内分析下列说法，正确的是（ ）
A. 0.6s时物体的速度与0.4s时的速度相同
B. 物体做简谐运动的振幅为8cm
C. 0.1s—0.3s时间内加速度在增大
D. 0.3s—0.5s时间内势能在增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．0.4s与0.6s，物体的位移相同，但0.4s正沿正方向振动，0.6s沿负方向振动，则两时刻的速度大小相等，方向相反，A错误；
B．由简谐运动的图像可读出振幅为4cm，B错误；
C．由简谐运动的图像可读出0.1s—0.3s时间内物体的位移在减小，根据
F = - kx = ma
则0.1s—0.3s时间内加速度在减小，C错误；
D．由简谐运动的图像可读出0.3s—0.5s时间内物体的位移在增大，弹簧被拉伸，则弹簧的弹性势能在增大，D正确。
故选D。
9. “示波器”是电工学中的重要仪器，如图所示为示波器的原理图，有一电子在电势差为的电场中加速后，垂直射入电势差为的偏转电场，在满足电子能射出偏转电场的条件下，下列四种情况中，一定能使电子的偏转角变小的是（ ）
A. 变小，不变 B. 变大，变小
C. 变小，变大 D. 不变，变大
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理
得
在偏转电场中
若使偏转角变小即使变小，使变大，变小可使偏转角变小。
故选B。
10. 电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出，电子的运动轨迹如图所示。已知电子质量为m，电荷量为（e>0），加速电场的电压为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为L，板间距为d。忽略电子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A. 加速电场的左极板带正电
B. 偏转电场的上极板带负电
C. 电子进入偏转电场的初速度等于
D. 电子在偏转电场中沿电场方向的位移等于
【答案】BC
【解析】
【详解】A．因为要加速的是电子，则加速电场的右极板带正电，选项A错误；
B．电子在偏转电场中向下偏转，可知偏转电场得上极板带负电，选项B正确；
C．电子在加速电场中
可得电子进入偏转电场的初速度等于
选项C正确；
D．电子在偏转电场中做类平抛运动，则
解得沿电场方向的位移
选项D错误。
故选BC。
11. 如图所示，平行金属板A、B之间有匀强加速电场，C、D之间有匀强偏转电场，M为荧光屏。今有质子（）、氘核（）和氚核（）均由A板从静止开始被加速电场加速后垂直于电场方向进入偏转电场，最后打在荧光屏上（不计粒子重力）。则下列判断正确的是（ ）
A. 经过加速电场的过程中，电场力对三种粒子做功一样多
B. 三种粒子从B板射出时的速度之比为
C. 三种粒子打在荧光屏的同一位置上
D. 质子氘核和氚核打在荧光屏上时的速度大小之比为6∶3∶2
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．设加速电场的电压为U1，粒子的电量为q，质量为m，根据
经过加速电场的过程中，电场力对三种粒子做功一样多，A正确；
B．设粒子从B板射出时的速度为v0，根据动能定理
解得
三种粒子从B板射出时的速度之比为
B正确；
C． 粒子在偏转电场中做类平抛运动，设偏转电场的电压为U2，极板长度为L，两极板间的距离为d，粒子的偏转距离为y
解得
设粒子打在屏上的偏转距离为y＇，屏到金属板D的距离为L＇，根据三角形相似
因为三种粒子的y相同，所以y＇也相同，则三种粒子打在荧光屏的同一位置上，C正确；
D．根据动能定理
解得
质子、氘核和氚核打在荧光屏上时的速度大小之比为
D错误。
故选ABC。
12. 如图所示的电路，电路中电源电动势为E，内阻为r，电压表和电流表均为理想电表，闭合开关S，当滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表读数变大 B. 电压表读数变大
C. 小灯泡L亮度变暗 D. 电源的输出功率一定变小
【答案】A
【解析】
【详解】AC．根据闭合电路的欧姆定律有
E = Ir + IR + IRL
当滑动变阻器滑片P向右移动时，R减小，则电流表读数变大、灯泡变亮，A正确、C错误；
B．由选项A可知，电流增大，而电压表测量的是电源的外电压，则有
U = E - Ir
可知电压表读数变小，B错误；
D．当外阻等于内阻时电源的输出功率最大，则由于R、RL以及r的具体数据未知，则无法判断电源的输出功率变化情况，D错误。
故选A。
13. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，定值电阻R = r，闭合开关，小灯泡能正常发光。现将滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，滑动前后理想电压表、、示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，则（ ）
A. 电源的输出功率一定减小
B. 灯泡的功率逐渐变大
C. ，，均保持不变
D. 当电路稳定后，断开开关，小灯泡不会立刻熄灭
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于外电阻与内阻相等时，电源的输出功率最大，由于定值电阻R = r，则外阻一定大于内阻，当滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离，则滑动变阻器接入电路的电阻变大，外阻变大，则电源的输出功率一定减小，A正确；
B．根据闭合电路欧姆定律
所以滑动变阻器的滑片向左滑动一段距离时，外电阻增大，总电流减小，灯泡的功率逐渐变小，B错误；
C．根据部分电路欧姆定律可得
由闭合电路欧姆定律
则根据电源的伏安特性曲线，可得
由闭合电路欧姆定律
则根据电源的伏安特性曲线，可得
所以，，均保持不变，C正确；
D．当电路稳定后，断开开关，电容器与小灯泡组成一个回路，电容器放电，则小灯泡不会立刻熄灭，D正确。
故选ACD。
14. 如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，两个定值电阻，，滑动变阻器最大阻值为8r，闭合开关，将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端。若理想电压表示数变化量的绝对值是，理想电流表示数变化量的绝对值为，则正确的是（ ）
A. 电流表示数增大
B. 示数与示数的比值减小
C. 与的比值不变且等于r
D. 滑动变阻器与消耗的总功率先增大后减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】依题意，电表均为理想表，故电流表在电路中相当于短路，电压表相当于断路。
A．将滑动变阻器滑片从最上端移到最下端，滑动变阻器接入电路中的阻值减小，则外电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，干路电流将增大，由题图判断知电流表测量的电流为干路电流，所以示数增大，故A正确；
B．由题图可知示数与示数的比值等于滑动变阻器接入电路中的阻值，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，所以二者的比值减小，故B正确；
C．根据电路结构结合闭合电路欧姆定律可知，与的比值为
故C错误；
D．可将和电源等效成一个新电源，则新电源内阻为，当滑动变阻器与并联的总电阻等于时，并联部分电路总功率最大，故当滑片从最上端移到最下端，并联总电阻最大值为
最小值为0，并联总电阻从减小到0，则滑动变阻器与消耗的总功率先增大后减小。故D正确。
故选ABD。
二、填空题（每空2分，共14分）
15. 中国载人登月工程计划在2030年前后实现航天员登月。已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的，航天员若将地球上的单摆带到月球上去，此单摆的周期会变为原来的______倍。
【答案】
【解析】
【详解】依题意，根据单摆周期公式
可得
所以，此单摆的周期会变为原来的倍。
16. 如图，将带正电的导体球C靠近不带电的导体，若沿图示虚线a将导体分为A、B两部分，这两部分所带电荷量大小分别为、，则A部分带______电（选填“正”或“负”），______（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】 ①. 正 ②. =
【解析】
【详解】[1][2]根据静电感应规律“近异远同”可知，A部分带正电，B部分带负电，且两部分所带电荷量相等，即
=
17. 如图是双量程电压表的原理图，它有两个量程分别为3V和15V，则接a、b两端时量程应为______，已知表头内阻为10Ω，满偏电流为1mA，则______Ω。
【答案】 ①. 3V ②. 12000
【解析】
【详解】[1]改装后电压表量程为，故串联的电阻越大，量程越大，故接a，b时，为灵敏电流计与R1串联，量程为3V；
[2]接a，c时，为灵敏电流计与R1和R2串联，量程为15V，由题可知，Ubc=12V，则
18. 1831年，物理学家法拉第用如图所示的实验装置，成功发现了磁生电现象。开关始终处于闭合状态时，a线圈中_______（填“有”或“无”）感应电流产生，开关闭合或断开瞬间，a线圈中_______（填“有”或“无”）感应电流产生。
【答案】 ①. 无 ②. 有
【解析】
【分析】
【详解】[1]开关始终处于闭合状态时，b线圈中电流稳定，产生磁场稳定，故a线圈中磁通量不发生变化，a线圈中无感应电流产生；
[2]开关闭合或断开瞬间，b线圈中电流变化，产生磁场变化，通过a线圈的磁通量发生变化，a线圈有感应电流产生。
三、实验题（第15小题6分，第16小题10分，共16分）
19. 如图甲，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度以平衡摩擦力，使小车能在木板上做匀速直线运动。小车P前端贴有橡皮泥，后端连一打点计时器纸带，接通打点计时器电源后，让小车P以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车相碰并粘在一起，继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。
（1）图中数据有AB、BC、CD、DE四段，计算小车P碰撞前的速度大小，则应选______段；计算小车P和碰后的速度大小应选______段。（选填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”）
（2）测得小车P质量，小车Q的质量，根据纸带数据，碰前两小车的总动量大小为______kg·m/s（计算结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. BC ②. DE ③. 0.420
【解析】
【详解】（1）[1][2]接通打点计时器电源后，推动小车P由静止开始运动，故小车有个加速过程，在碰撞前做匀速直线运动，即在相同的时间内通过的位移相同，BC段为匀速运动的阶段，故选BC计算碰前的速度；碰撞过程是一个变速运动的过程，而小车P和Q碰后的共同运动时做匀速直线运动，故在相同的时间内通过相同的位移，应选DE段来计算碰后共同的速度。
（2）[3]碰前小车P的速度为
碰前只有P有动量，则
p = m1v = 0.420kg×m/s
20. 某同学将铜片和镀锌螺丝钉分别插入自家果园新解采摘的果冻橙的两侧，做成一个“橙子电池”。他查阅资料得知“橙子电池”的电动势约1V左右、内阻约1kΩ左右，为了尽可能准确测定这个“橙子电池”的电动势和内阻，他在实验室找到了以下器材：
U/V
0.83
0.74
0.64
0.53
0.44
I/mA
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）；
毫安表mA（量程为0~1.0mA，内阻约为5Ω）：
滑动变阻器（阻值0~50Ω）；
滑动变阻器（阻值0~3000Ω）；
导线和开关。
（1）实验时，滑动变阻器应选______（选填“”或“”）。
（2）两个测量电路图应选图______（选填“甲”或“乙”）。
（3）实验时记录数据见表格，请在图丙坐标系中描点并作出U-I图线。（ ）
（4）根据图线求出这个“橙子电池”的电动势为______V，内阻为______Ω（结果均保留三位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 甲 ③. ④. 1.03~1.13 ⑤. 950~1.01×103
【解析】
【详解】（1）[1]电路最小总电阻约为
若选择R1的话，路端电压变化范围很小，为测多组实验数据，滑动变阻器应选择R2。
（2）[2]因为“橙子电池”的内阻很大，若相对于电源来说电流表采用外接法，电压表分流较大，实验误差较大，为减小实验误差，相对于电源电流表应采用内接法，应选择图甲所示电路图。
（3）[3]根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，让尽可能多的点过直线，不能过直线的点对称分不在直线两侧，根据坐标系内描出的点作出图象如图所示
（4）[4]根据图甲所示电路图应用闭合电路的欧姆定律得
由作出的U-I图象可知，电池电动势为E=1.13V
[5]图象斜率的绝对值为
解得“橙子电池”的内阻为
四、计算题（第17小题8分，第18小题10分，第19小题12分，共30分；要求写出主要的计算公式、解题步骤和必要的文字说明）
21. 为规范电动自行车管理，保障全市道路交通安全有序，芜湖市正开展电动车集中登记上牌工作。下表列出了某品牌电动自行车及所用电动机的主要技术参数，不计其自身机械能损耗。若该车在额定状态下行驶，求：
自重
40kg
额定电压
48V
载重
75kg
额定电流
12A
最大行驶速度
20km/h
额定输出功率
350W
（1）电动机在额定状态下工作时的电功率；
（2）电动机的内电阻。
【答案】（1）576W；（2）1.57Ω
【解析】
【详解】（1）根据
代入数据得
（2）根据
代入数据得
22. 质量为0.02kg的子弹，以200m/s的速度射入质量是0.08kg、静止在光滑水平面上的木块。
（1）如果子弹留着木块中，木块运动的速度是多大；
（2）如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度为100m/s，这时木块的速度又是多大。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）系统动量守恒，当子弹留在木块中时，由动量守恒定律可得
解得
（2）当子弹打穿木块时，有
解得
23. 在气垫导轨上，一个质量为0.4kg的滑块以2m/s的速度向右运动，与另一质量为0.2kg、速度为1m/s并沿相反方向运动的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块粘在一起。求：
（1）碰撞后滑块速度的大小和方向；
（2）这次碰撞，两滑块共损失了多少机械能？
【答案】（1）1m/s，方向向右；（2）0.6J
【解析】
【详解】（1）两滑块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
v=1m/s
方向向右；
（2）碰撞的机械能损失
解得
24. 如图所示，质量为m=1kg的小铁块A，静止在质量M=2kg的长木板B的左端，长木板B静止在光滑的水平面上。现有一颗质量为的子弹，以的水平初速度向右击中铁块并水平反弹，子弹反弹的速度大小为.此后，小铁块在长木板上向右滑行，小铁块与长木板间的动摩擦因数.求：
（1）小铁块A被子弹击中后的速度大小v；
（2）要使小铁块在长木板上向右滑行不离开长木板，长木板B的最小长度需多大？
【答案】（1）3m/s；（2）1.5m
【解析】
【详解】（1）对子弹击中铁块的过程，由动量守恒定律得
代入数据解得
v=3m/s
（2）铁块在长木板上向右滑行恰好不离开长木板，
由动量守恒定律得
由能量守恒可得
联立代入数据解得木板长度最小长度
L=1.5m
25. 用一条绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为，所带电荷量为.现加水平方向的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角为37°.则：
（1）该小球带正电还是带负电？
（2）求电场强度E的大小；
（3）若在某时刻将细线剪断，求经过1s时小球的速度大小。
【答案】（1）负电；（2）；（3）125m/s
【解析】
【详解】（1）由受力平衡可知：小球带负电；
（2）对小球，由平衡条件可得
解得
（3）剪断细线后，小球只受重力和电场力，所以两力的合力沿着绳的方向，小球做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
由速度-时间公式得
代入数据解得
v=12.5m/s
26. 如图，AB为竖直的光滑圆弧绝缘轨道，其半径为0.5m，A点与圆心O等高，最低点B与绝缘水平面平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为5×103N/C。将一个质量为0.1kg，电荷量为+8×10-5C的滑块（可视为质点）从A由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数为0.05，取g=10m/s2，则：
（1）物块第一次经过B点时的速度大小为多少？
（2）第一次经过B点时对B点的压力大小为多少？
（3）在水平面上通过的总路程为为多少？
【答案】（1）m/s；（2）2.2N；（3）6m
【解析】
【详解】（1）设小滑块第一次到达B点时的速度为vB，根据动能定理可得
代入数据解得
（2）最低点B对小滑块运用牛顿第二定律可得
代入数据求得，小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时轨道对滑块支持力大小为
根据牛顿第三定律，可知小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力大小为2.2N。
（3）滑块所受电场力大小
摩擦力大小
可知
所以小滑块最终在圆弧轨道的下部分往复运动，并且小滑块运动到B点时速度恰好为零，对小滑块运用动能定理可得
代入数据，解得小滑块在水平轨道上通过总路程
27. 如图所示，水平绝缘轨道AB和竖直放置半径为R的光滑绝缘半圆轨道BCD在B点平滑连接，过半圆轨道圆心O的水平边界MN下方有场强为E水平向左的匀强电场，电场区域足够大。现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）从水平轨道上距离B点为的A点由静止释放，已知：滑块的电荷量，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g.求：
（1）滑块从B点刚进入半圆轨道时的速度大小及滑块对轨道的压力大小；
（2）滑块运动到D点时的速度大小；
（3）滑块在轨道上运动的最大速度。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块通过B点时的速度大小为，在滑块从A点运动到B点的过程中，由动能定理得
解得
设滑块通过B点时半圆轨道对滑块的支持力大小为，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小
（2）在滑块从B点运动到D点的过程中，由动能定理得
解得
（3）将电场力与重力的合成为等效重力，其与竖直方向夹角设为，如图所示：
P点为圆周运动的等效最低点，在P点速度最大设为，则有
解得
滑块从B点到P点的过程，由动能定理得
解得
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