2022-2023学年安徽省合肥一中等“江南十校”高二下学期5月联考物理试题 解析版

2022-2023学年安徽省合肥一中等“江南十校”高二下学期5月联考物理试题

满分：100分考试时间：75分钟

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2. 选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0. 5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。

3. 请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答题无效。

4. 保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5. 考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 质量为0. 2kg的小球以大小为6m/s的水平速度垂直撞到竖直墙面，再以大小为4m/s的速度反向弹回。取初速度方向为正方向，碰撞时间极短，在小球撞到墙面前后的过程中，下列说法正确的是

A. 小球的速度变化量为10m/s

B. 小球的动能变化量为2J

C. 小球受到墙的冲量为2N·s

D. 小球动量变化量为-2kg·m/s

2. 如图所示，通有竖直向上电流的导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。虚线为矩形线圈的对称轴，当导线MN由图示位置平移到虚线位置的过程中，矩形线圈而cd中的感应电流方向为

A. 

B. 

C. 先再

D. 先再

3. 在竖直平面内存在水平方向的匀强磁场，一质量为m的带电小球由O点静止释放，小球在此后一段时间内的运动轨迹如图中曲线所示，P为曲线的最低点，小球运动到B点时速度为零。若不计空气阻力，则下列说法正确的是

A. 小球带负电

B. 小球在P点受力平衡

C. B点与O点在同一高度

D. 小球到达B点后将沿原路径返回

4. 如图甲所示，在匀强磁场中，由100匝组成的矩形金属线圈绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙所示，下列说法正确的是

A. t=0. 005s时刻穿过线圈的磁通量最大

B. 线圈转动的角速度为100rad/s

C. t=0. 01s时刻穿过线圈的磁通量约为10-2Wb

D. 交变电动势的有效值为311V

5. 如图所示，虚线的左侧存在足够大、平行纸面向下的匀强电场，电场强度大小为E；虚线右侧存在足够大、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；一带正电粒子从A点以垂直电场和磁场方向的初速度进入匀强电场，从虚线上C点(图中未画出)进入匀强磁场，经磁场偏转后从虚线上D点(图中未画出)再次进入匀强电场。不计粒子重力，下列说法正确的是

A. 仅增大电场强度E，C点与D点之间的距离保持不变

B. 仅增大粒子的初速度，粒子在磁场中运动的时间将变长

C. 仅减小粒子的质量，第一次在电场运动的过程中电场力对电荷的做功将会减小

D. 仅增大磁感应强度B，洛伦兹力对电荷的冲量将变大

6. 如图所示为LC振荡电路，线圈的自感系数L=0. 25H，电容器的电容。某时刻电容器两极板带电情况和线圈中磁场方向如图所示，下面说法正确的是

A. 振荡电流的变化周期为

B. 图示时刻电容器正在充电

C. 图示时刻线圈中的磁场能正在增加

D. 当电容器C极板电荷为零时，通过线圈中的电流为零

7. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为、周期为的交流电源上。位于圆心处的粒子源A能不断产生粒子(初速度可以忽略)，它们在两盒之间被电场加速。当粒子被加速到最大动能后，再将它们引出。现分别加速氘核()和氦核()，下列说法正确的是

A. 加速氘核()和氦核()时磁感应强度不相等

B. 氘核()和氦核()在电场中加速次数相同

C. 氘核()和氦核()在电场中运动的时间不同

D. 氘核()和氦核()获得的最大动量相同

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 如图所示，光滑绝缘杆上缠绕着线圈，在金属杆的左端套着一铝环。已知铝环比杆的直径略大，则以下操作中出现的物理现象，描述正确的是

A. 闭合电键，铝环会向右运动

B. 闭合电键瞬间，从左向右看，铝环中感应电流的方向沿顺时针方向

C. 把电池的正负极对换后，闭合电键，铝环将会向右运动

D. 若将铝环套在光滑杆的右端，闭合电键，铝环会向右运动

9. 如图所示，竖直平面内、半径R=0. 2m的四分之一光滑圆弧轨道下端与光滑水平桌面相切，小滑块B静止在圆弧轨道的最低点。现将小滑块A从圆弧轨道的最高点无初速度释放。已知A、B的质量分别为1kg、3kg，重力加速度，则碰撞后B的动能有可能为

A. 0. 3J     B. 0. 8J     C. 1. 3J     D. 1. 8J

10. 磁流体发电机相比于传统发电机效率更高，其工作原理如下描述。电阻率为的高温等离子气体从长方体管道左端开口以速度喷入，从右端开口喷出，高温等离子气体由正、负离子组成，正、负离子的电荷量分别为，长方体管道的长度数据分别为、、，和两个上下面是电阻可忽略的导体板，和两个前后面是绝缘体板，和两个导体板与电阻相连。长方体管道处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于面向外。若等离子气体以不变的速度通过管道，以下说法正确的是

A. 开关S断开时，和间的电势差为

B. 开关S断开时，的电势低于间的电势

C. 开关S闭合时，中电流大小为

D. 开关S闭合时，的电功率大小为

三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。

11. (5分)某同学利用下列实验研究电磁现象。

(1) 某同学利用如图甲所示装置研究电磁感应的电流方向，实验时将磁铁沿竖直方向远离线圈时，灯泡____________(填“C”或“D”)短暂亮起。

(2) 如图乙所示，A为量程较大的弹簧测力计，B为条形磁铁，C为螺线管，其中，螺线管线圈的电阻忽略不计。(以下示数都是在电路稳定后弹簧测力计静止的状态下的示数)

① 先闭合，接1，记下弹簧测力计的示数。现将断开，由1改接到2，弹簧测力计的示数将____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

② 先断开，接2，记下弹簧测力计的示数。现接2不变，再闭合，弹簧测力计的示数将____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

12. (10分)某同学利用如图甲所示的实验装置“探究碰撞中的动量守恒”实验。AB部分为气垫导轨，圆弧与气垫导轨在A点平滑连接(实验时可忽略小物块经过A点时速度大小的变化)。光电门1和光电门2固定在气垫导轨上。

(1) 将质量为的物块从圆弧上的某点静止释放，小物块的遮光片通过光电门1和光电门2的时间分别为和，当____________(填“大于”、“小于”或“等于”)表明气垫导轨已经调成水平。

(2) 用螺旋测微器测得挡光片的宽度，示数如图乙所示为____________mm。

(3) 将形状相同，但质量为的物块放在Q点，质量为的物块由P点静止释放，若两物块的遮光片的宽度均为，由P点下滑的物块先后两次通过光电门1的时间分别为、，Q处的物块通过光电门2的时间为，若两者碰撞过程动量守恒，则必须满足____________，若两者碰撞为弹性碰撞，则必须满足____________。(表达式均用字母、、表示)

(4) 若质量为的物块换为质量很大的同形状的物块，仍由P点静止下滑，与放在Q点的小质量物块发生弹性碰撞，碰后小质量和大质量的物块分别经过光电门2的时间分别为和。位于P处的物块质量越大，则越接近____________(保留两位有效数字)。

13. (10分)如图所示，矩形有界磁场MNPQ的NP边长为，MN边长为，在该区域中存在垂直MNPQ平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子从P点垂直磁场边界NP以初速度进入磁场，带电粒子从MN的中点离开磁场。不计粒子的重力。求：

(1) 带电粒子在磁场中运动的时间；

(2) 若该粒子从M点离开磁场，粒子从P点进入磁场的速度为多大?

14. (12分)如图所示，足够长的光滑金属平行导轨平面与水平面成角()，其中MN与PQ平行且间距为，导轨平面与磁感应强度大小为的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。导轨顶端和底端接有定值电阻、，定值电阻、的阻值均为。金属棒由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，棒接入电路的电阻为，金属棒沿导轨下滑距离时速度恰好达到最大值。已知金属棒的质量为，重力加速度为。棒从开始运动到速度恰到最大速度过程中，求：

(1) 棒的最大速度；

(2) 定值电阻产生的焦耳热；

(3) 通过定值电阻的电荷量。

15. (17分)如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧与水平桌面相切于点(其中水平，竖直)，水平桌面的长度为，以点为圆心，半径为的四分之一圆弧分别与水平轴，竖直轴相交。位于点甲物块的质量为，位于点的乙物块的质量可调整变化。乙物块与水平桌面之间的动摩擦因数为。不计空气阻力，重力加速度为。甲、乙物块均可视为质点，两物块碰撞时无机械能损失，且碰撞时间极短。求：

(1) 甲物块由点静止释放，甲物块即将与乙物块碰撞前对圆弧的压力多大；

(2) 甲物块每次都是从点释放，通过调整乙物块的质量，甲乙物块碰撞后乙物块获得的速度不同，落到圆弧上速度也会发生变化。若某次乙物块落到圆弧上的速度最小，则乙物块从圆心平抛的初速度多大？

(3) 上述(2)中乙物块的质量为多大？

2023年“江南十校”高二阶段联考

高二物理参考答案

1. 【答案】D

【解析】小球的速度变化为-10m/s，选项A错误；

小球与竖直墙面碰撞后动能减少，选项B错误；

小球动量变化量为-2kg·m/s，因而墙对小球的冲量为-2N·s，选项C错误，选项D正确。

2. 【答案】B

【解析】MN处于图示位置时，线圈abcd总的磁通量垂直纸面向里，当MN向虚线移动时，磁通量逐渐减小为零，根据楞次定律可知线圈abcd中产生的感应电流方向为顺时针方向，选项B正确。

3. 【答案】C

【解析】若无磁场，小球由静止释放后将向下加速，但由于有磁场的存在，小球在洛伦兹力作用下向右偏转，根据左手定则可知小球带正电，选项A错误；

由于小球做曲线运动，小球到达最低点后有向上的加速度，小球受力不平衡，选项B错误；

小球由O点运动到B点，只有重力做功，机械能守恒，故B点与O点在同一高度，选项C正确；

小球到达B点后将向右运动，重复B点左侧的运动曲线，选项D错误。

4. 【答案】C

【解析】t=0.005s时刻线圈穿过线圈的磁通量为零，选项A错误；

线圈转动的角速度为，选项B错误；

，，选项C正确；

交变电动势的有效值为，选项D错误。

5. 【答案】A

【解析】设带电粒子进入匀强磁场时速度与水平方向的夹角为，由类平抛运动规律得带电粒子在磁场中运动的速度大小为，由洛伦兹力提供向心力得，C点与D点之间的距离为，

C点与D点之间的距离与电场强度E无关，仅增大电场强度E，C点与D点之间的距离将不变，故A正确；

由类平抛运动规律得，粒子在磁场中运动的圆心角等于，

所以仅增大粒子的初速度，粒子在磁场中运动的圆心角将变小，时间将变短，故B错误；

设A点和C点的距离为L，由类平抛运动规律得，电场力对粒子做的功为，仅减小粒子的质量，电场力对粒子做的功增大，故C错误；

由A可知，仅增大磁感应强度B，粒子在磁场中运动初末态的速度变化量相同，所以洛伦兹力对电荷的冲量不变，故D错误。

6. 【答案】C

【解析】振荡电流的变化周期，A错误；

由题图线圈内部磁感应强度的方向和安培定则可知，从上向下看，此时线圈中的电流沿逆时针方向流动，电容器正在放电，电路中电流正在增加，故B错误，C正确；

电容器C极板电荷为零时，振荡电流达到最大值，D错误。

7. 【答案】B

【解析】交流电源周期需和粒子在磁场中周期相等，由可知，粒子比荷相等，磁场的磁感应强度相等，故A错误；

离开加速器时有，解得，由于两核的比荷相同，磁感应强度也相同，故加速次数相同，选项B正确；

根据可知氘核()和氦核()在电场中运动的时间相同，选项C错误。

设D形盒半径为R，此则速度最大时有，即，

最大动量为，电荷量不同，故最大动量不同，选项D错误。

8. 【答案】BD

【解析】闭合电键，铝环中磁通量会增加，由楞次定律可得铝环会向左运动起来，故A错误；

线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，感应电流由左侧看为顺时针，故B正确；

由增反减同可知，电池正负极调换后，放在左边的金属环仍受力向左，故仍将向左运动，故C错误；若环放在线圈右方，根据楞次定律判断线圈中产生从右边看逆时针方向的电流，则原线圈对环有向右的安培力，即环将向右运动，故D正确。

9. 【答案】BC

【解析】A下滑过程有。两滑块发生完全弹性碰撞时，B动能最大，

则有，，联立解得；

当两滑块发生完全非弹性碰撞时，B动能最小，则有，

此时。综上可知选项B、C正确。

10. 【答案】AC

【解析】由左手定则可判断正离子受到向下的洛伦兹力，所以正电荷向下运动，负离子受到向上的洛伦兹力而向上运动，故发电机下导体电极为正极、上导体电极为负极，开关S断开时，电荷不再偏转时有，和间的电势差为，所以A正确，B错误；

开关S闭合时，回路中电流为，所以C正确；

开关S闭合时，R中产生的热功率为，D错误。

11. (5分)【答案】(1) D (1分)  (2) 变小 (2分)  变大 (2分)

【解析】(1) 当磁铁远离线圈时，通过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，回路中出现逆时针方向的电流，灯泡D短暂亮起；

(2)① 根据安培定则，由图乙可知，闭合开关，螺线管上端是N极，条形磁铁下端是S极，条形磁铁受到向下的吸引力，现将断开，由1改到2，电路电流变小，通电的螺线管圈数变少，电磁铁的磁性变弱，螺线管对条形磁铁的吸引力变小，弹簧测力计示数变小；

② 若接2不变，闭合，电阻短路，电路电流变大，螺线管的磁场变强，条形磁铁受到的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大。

12. (10分)【答案】 (1) 等于 (2分)  (2) 0.410 (2分)

(3)  (2分)  或 (2分)

(4) 0.50 (2分)

【解析】(1) 若气垫导轨水平，则物块做匀速运动，即，故有。

(2) 螺旋测微器的分度值为，则示数为。

(3) 由于质量为的物块先后两次经过光电门1，则碰后反向运动，

根据动量守恒定律有，化简可得：。

若碰撞为弹性碰撞，则，

解得，

结合动量守恒定律，可得。

(4) 大质量物体碰撞小质量物体，碰后小质量物体将以大质量物体速度2倍飞出去，而大质量物体速度几乎不变，故有。

13. (10分)

【解析】(1)由数学知识可知粒子在磁场中做圆周运动的半径为

····································································(1分)

粒子在磁场中做圆周运动的周期为··········································(2分)

粒子在磁场中运动的时间为···············································(1分)

联立解得······························································(1分)

(2) 粒子在磁场中做圆周运动的半径为，由数学知识可得

·····································································(1分)

而···································································(1分)

·····································································(1分)

联立解得······························································(2分)

14. (12分)

【解析】(1) 棒达到最大速度时，棒受力平衡，则有

·····································································(1分)

根据法拉第电磁感应定律有

·····································································(1分)

联立解得······························································(1分)

(2) 棒恰达到最大速度时，根据能量转化和守恒定律有

·····································································(1分)

定值电阻产生的焦耳热为·················································(2分)

联立解得······························································(1分)

(3) 棒恰达到最大速度的过程，则·········································(1分)

而···································································(2分)

根据电路知识有························································(1分)

联立解得······························································(1分)

15. (17分)

【解析】(1) 甲物块由点静止释放运动到点过程，

根据机械能守恒定律有

·····································································(1分)

在b点与乙物块即将碰撞前，根据牛顿第二定律有

·····································································(1分)

根据牛顿第三定律有·····················································(1分)

联立解得······························································(1分)

(2) 乙物块到达点后将向右平抛运动的初速度为，落到圆弧上的速度为，则

水平方向有····························································(1分)

竖直方向有····························································(1分)

而···································································(1分)

乙物块由点向右平抛落到圆弧上时，根据动能定理有

·····································································(1分)

联立可得······························································(2分)

由数学知识可知时，乙物块平抛落在圆弧上的速度最小，·························(1分)

联立可得······························································(1分)

(3) 设乙物块质量调整为，甲乙两物块在点碰撞时动量和机械能均守恒，则有

·····································································(1分)

·····································································(1分)

碰后物块向右左减速运动到点，根据动能定理有

·····································································(1分)

联立解得 (2分)