安徽省江南十校2021届高三上学期第二次联考 物理(含答案)

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（在此卷上答题无效）

绝密★启用前

江南十校2021届高三第二次联考

物理

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．全卷满分100分，考试时间90分钟．

第Ⅰ卷（选择题  共50分）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，第1～6题只有一项符合要求，第7～10题有多项符合要求．全部选对得4分，选对但不全得2分，选错得0分）

1．质量的物块在竖直方向上的拉力作用下，由静止开始沿竖直方向运动，其速度与时间的关系为5（速度v与时间t均采用国际主单位），，不计空气阻力，则在第内（    ）

A．物块的重力势能增加了      B．物块的机械能增加了

C．物块的动量增量为      D．拉力的功率为

2．如图所示，左侧为加速电场，右侧为偏转电场，有一初速度为零的质子经加速电场加速后，从偏转电场两板正中间垂直电场方向以速度射入，且正好能从极板下边缘穿出电场．已知偏转电场的长度L与宽度d的比值为k，则加速电场的加速电压与偏转电场的电压U的比值为（    ）

A．k      B．      C．      D．

3．如图所示，长方形区域内存在方向垂直纸面向内的匀强磁场，P为边上的点，，边足够长．现有一粒子从P点沿与成角且沿纸面射入磁场中，则（    ）

A．若粒子从C点射出，则粒子带负电

B．若粒子从D点射出，则料子的轨迹半径为a

C．若粒子能从边射出磁场，则粒子恰好不从边射出的临界轨迹半径为

D．若粒子能从边射出磁场，则粒子在磁场中的运动时间与其速度大小无关

4．2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第55颗北斗导航卫星，至此，北斗全球定位系统组网卫星部署圆满收官．北半系统星座由（地球静止轨道）、（中圆地球轨道）、（倾斜地球同步轨道）三种轨道卫星组成，其中卫星和卫星轨道半径约为，卫星轨道半径为．关于北半导航卫星，下列说法正确的是（    ）

A．卫星在轨运行速度一定小于

B．卫星相对地面是运动的，对应纬度是不停变化的，但对应经度是不变的

C．卫星的线速度和卫星的线速度大小之比约

D．卫星的向心加速度和卫星的向心加速度大小之比约为4∶9

5．如图所示为A、B两质点在同一条直线上运动的图象．已知在时刻，A在B前面处．对A、B运动情况的分析，下列结论不正确的是（    ）

A．质点B在内的加速度与质点A在内的加速度相同

B．在时间内，质点B的平均速度为

C．在时间内，质点B的速度大于A的速度，质点B的加速度小于A的加速度

D．在时刻，A、B两质点相遇

6．如图所示为无线充电原理示意图，送电线圈中接入交流电，受电线圈中也产生交流电，受电线圈中的交流电经整流电路转变成直流电后对用电器的电池充电．如果送电线圈的a、b两端接如图乙所示的正弦交流电，则下列说法正确的是（    ）

A．若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c端电势比d端电势高

B．若受电线圈的c、d两端断开，时刻，c、d两端的电压最大

C．若受电线圈的c、d两点用导线连接，时刻两线圈相互吸引

D．若受电线圈的c、d两点用导线连接，从时刻到时刻，以俯视角度受电线圈中的感应电流一直沿逆时针方向

7．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面静止在粗糙水平面上，三条轻细绳结于O点．外力F拉住细绳，绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，绳连接小球Q，Q下端通过弹性绳连接小球M．小球Q和M的质量相等，重力加速度为g，整个系统处于静止状态．下列推论正确的是（    ）

A．地面对斜面体向左的摩擦力

B．烧断细绳后，物块P将沿斜面加速下滑

C．烧断细绳的瞬间，小球Q和M的加速度分别为和0

D．烧断弹性绳，物块P的摩擦力方向发生了改变

8．一个含有理想变压器的电如图所示，灯泡、、的规格均为“  ”，R为定值电阻，为理想交流电压表，a、b端接正弦交流电压源，端输入电压随时间的变化关系为．当开关S闭合时，各灯泡均正常发光，则（    ）

A．电压表的示数为      B．变压器原、副线圈匝数比为1∶2

C．定值电阻的阻值为      D．变压器的输入功率约为

9．如图所示，在半径为R的一竖直平面内的圆周上，A、B两点和圆心O等高，D点为圆周上的最高点，空间内存在一平行于圆周平面的匀强电场．在与夹角为的圆弧C点上有一粒子源，以相同大小的初速度在圆周所在的平面内，向各个方向发射质量为m，带电量为q的同种微粒，其中从圆周B点离开的微粒机械能最大，从圆周F点（与水平方向夹角）上离开的微粒动能最大，已知重力加速度为g，取最低点E所在水平面为重力零势能面．则下列说法正确的有（    ）

A．电场场强大小为，且方向一定沿方向

B．通过F点的微粒动能大小为

C．动能最小的点可能在劣弧之间

D．微粒通过A点的动能一定等于C点的动能

10．如图所示，斜面和水平面相交于B点，是竖直放置的半径为的光滑半圆轨道，与相切于C点，E点与圆心O点等高．质量为m的小球从离水平面h处由静止释放，经过水平面后并滑上半圆轨道，已知小球与水平地面及与斜面间的动摩擦因数都为，斜面的倾角长，取如果让小球进入半圆轨道后不脱离半圆轨道，则h的取值可能为（    ）

A．      B．      C．      D．

第Ⅱ卷（非选择题  共50分）

二、实验题（本题共两小题，共16分）

11．（6分）某同学用如图所示装置完成探究“小车的加速度与其质量的关系”实验．轨道水平，重物通过轻质细线拉着固定有遮光条的小车从A点由静止开始运动，通过B点时，与光电门相连的数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为，用天平测出小车（含车内砝码）的总质量M，用螺旋测微器测量小车上遮光条的宽度d，用毫米刻度尺测得A、B之间的距离为L．

（1）该同学用游标卡尺测量出遮光条的宽度，则该同学用的是___________的游标卡尺（选填“10分度”、“20分度”“50分度”）．

（2）计算加速度的公式_____________．（用所测物理量表示）

（3）某同学将上述实验装置进行了简单的改造，如图所示．

某次实验中，测得遮光条通过光电门的时间为，力传感器的读数为F，当地重力加速度为g，则此时重物的质量m为____________．（用上面已知量的符号表示）

12．（10分）某同学通过实验描绘额定电压为的小灯泡的伏安特性曲线．

（1）该同学从实验室选取合适的器材，设计实验电路，并将实物连接了部分电路，请在甲图中将该同学连接的实验电路连接完整．

（2）连好电路，闭合电键，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的读数，根据测得的数据作出小灯泡的伏安特性曲线，如图乙．

由此图可知，小灯泡的额定功率为__________W，当小灯泡两端的电压为时，小灯泡的电阻大小为______．

（3）实验结束后，该同学用多用电表欧姆挡测量小灯泡的电阻，他将选择开关置于电阻“”挡，调零后将红黑表笔接在小灯泡的两极上，已知多用电表内部欧姆挡所接电池的电动势为，欧姆挡刻度盘的中央刻度示数为15，则指针为于_______区间．

A．      B．      C．      D．

（4）若根据测得的电压U和电流Ⅰ，作出图象，则该图象是（    ）．

A．      B．      C．      D．

三、计算题（要有必要的文字说明、主要的方程式、重要的计算过程．本题共44分）

13．（8分）在某水平面A、B两物块沿同一直线运动并发生碰撞，图示为两物块碰撞前、后的位移-时间图像，其中a、b分别为A、B碰前的位移-时间图像，c为碰撞后A、B共同运动的位移-时间图像．若A物块的质量，试求：

（1）碰撞过程A对B的冲量；

（2）B物块的质量；

（3）碰撞中A、B组成的系统损失的机械能．

14．（10分）如图甲所示，两根足够长平行金属导轨、相距，导轨平面与水平面夹角为，金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m．导轨处于匀强磁场中，磁场的方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度大小．金属导轨的上端与开关S、定值电阻和电阻箱相连．金属棒和导轨之间的动摩擦因数为，不计导轨、金属棒的电阻，重力加速度为g．现在闭合开关S，将金属棒由静止释放．取．

（1）若电阻箱接入电路的阻值为0，当金属棒下降高度为h时，速度为v，求此过程中定值电阻上产生的焦耳热Q（用m、h、v、g表达）；

（2）已知金属棒能达到的最大速度随电阻箱阻值的变化关系如图乙所示，求的阻值和金属棒的质量m．

15．（12分）在平面直角坐标系内，y轴右侧存在如图所示的三部分紧邻的有界磁场，从左到右磁感应强度依次为B、、，已知．一带正电粒子以速度从坐标原点O沿x轴正方向射入，已知粒子比荷，不计粒子重力．求：

（1）粒子射出磁场时的位置坐标；

（2）粒子从射入磁场到射出磁场这段时间内的平均速度（结果保留三位有效数字）．

16．（14分）如图所示，水平传送带以一定的速度沿顺时针方向转动，传送带的长为，一个木板锁定后放在水平地面上，左端紧靠传送带的右端，木板长也为，传送带的上表面与木板上表面在同一水平面上，将一个物体轻放在传送带的左端，结果物块恰好能滑到长木板的右端，已知物块与传送带间的动摩擦因数，与长木板的间的动摩擦因数，木板与水平地面间的动摩擦因数，物块的质量为m，长木板的质量为，不计物块的大小，重力加速度，求：

（1）传送带速度的大小；

（2）解除对长木板的锁定，再将物块放在传送带的左端，则物块运动的时间多长？

江南十校2021届高三第二次联考

物理参考答案及评分标准

一、选择题

1．D  【解析】由可知，物块的加速度大小为；根据牛顿第二定律有，解得：，在第内，物块的位移，物块的重力势能增加量：，选项A错误；机械能的增加量等于除了重力外拉力的功：，选项B错误；动量的增量；，方向向上，选项C错误；拉力的平均功率：，选项D正确．

2．B  【解析】在加速电场中，有；在偏转电场中，有，联立可得，选项B正确．

3．D  【解析】根据左手定则可知，若粒子从C点射出，则粒子带正电，选项A错误；若粒子从D点射出，由几何知识可知粒子的轨道半径大于a，选项B错误；若粒子能从边射出的磁场，且粒子恰好不从边射出，则根据几何知识可得其临界轨迹的半径为，选项C错误；若粒子能从边射出磁场，则粒子在磁场中的运动的轨迹所对应的圆心角都相同，均为，结合可知，粒子在磁场中的运动时间与其速度大小无关，选项D正确．

4．A  【解析】地球同步卫星运行速度为，选项A正确，倾斜地球同步卫星的周期、角速度大小与地球自转的周期、角速度也相同，但由于轨道平面与赤道平面有夹角，所以它的纬度和经度都在不停变化，选项B错误；由，得，解得卫星的线速度和卫星的线速度大小之比约，选项C错误；由，得，解得卫星的向心加速度和卫星的向心加速度大小之比约为9∶4，选项D错误．

5．B  【解析】由图象可知，质点B在内的加速度与质点A在内的加速度相同，，选项A正确；在时间内，质点B的位移为，平均速度，选项B错误；在内，由图象得，质点B的速度大于质点A的速度，速度-时间图象的斜率表示加速度，由图象可知，质点B的加速度小于质点A的加速度，选项C正确；在时间内，质点B的位移为，质点A的位移为，B比A多运动了，所以时刻，两质点相遇，选项D正确，故本题选B．

6．D  【解析】若受电线圈的c、d两端断开，在时刻，送电线圈中的电流在从a到b逐渐减小的过程中，穿过受电线圈中磁通量减小，根据楞次定律可知，时刻，c点的电势比d点的电势低，选项A错误；若受电线圈的c、d两端断开，时刻，受电线圈的磁通量的变化率为零，因此c、d两端的电压为零，选项B错误；若受电线圈的c、d两端连接，时刻受电线圈中感应电流最大，但送电线圈中的电流为零，两线圈不会有相互作用，选项C错误；由图乙可知，从时刻到时刻，电流先从a端流入逐渐减小到零然后从b端流入逐渐增大，根据安培定则可知，送电线圈中电流产生的磁场在受电线圈中先向上逐渐减小，后向下逐渐增大，根据楞次定律可知，俯视来看，受电线圈中的电流一直沿逆时针方向，选项D正确．

7．AC  【解析】以整体为研究对象，外力F有水平向右的分力，由水平方向受力平衡可得，地面对斜面体有向左的摩擦力，选项A正确；因为不知道物体P是否处于临界状态，所以根据题给条件，无法判断斜面体对物块的P的最大静摩擦力的大小，也就无法判断烧断细绳后物块P的状态，选项B错误；烧断细绳的瞬间，由弹性绳的延时性特点，可判断小球Q的合力为，小球M的合力为零，根据牛顿第二定律可得小球Q和M的加速度分别为和0，选项C正确；由于不知道物块P的具体质量，故无法判断斜面体对物块P的摩擦力的方向；可能沿斜面向下，也可能沿斜面向上，还可能没有摩擦力，因此也无法判断烧断橡皮筋后，物块P的摩擦力的变化情况，选项D错误．

8．ACD  【解析】电压表的读数为电源输出电压的有效值，故电压表读数为，选项A正确；原线圈中的电流，副线圈中的电流，根据变压器电流与匝数的关系有得，选项B错误；又，根据变压器电压与匝数的关系有得，定值电阻两端的电压，定值电阻的阻值，选项C正确；变压器的输入功率，选项D正确．

9．BD  【解析】在B点微粒机械能最大，说明C到B电场力做功最大，由数学关系知过B点做圆的切线，即电场力沿方向，带电粒子电性未知，场强方向不能确定．在F点微粒动能最大，说明C到F合力做功最多，即重力电场力的合力方向沿，有：，，解得，动能定理有：，故选项A错误、B正确；反向延长线与圆的交点，为等效重力的最高点，合力做的负功最大，动能最小，选项C错误；根据C、A关于延长线对称，带电微粒从C点到A点等效重力（合力）做功为零，动能不变，选项D正确．

10．AC  【解析】小球不脱离半圆轨道的临界条件有两个，一是恰好从D点飞出，小球刚好能从D点飞出应满足，得，，，所以选项A正确；其二是小球在半圆形导轨在E点减到速度为零，由动能定理，得，小球能进入半圆轨道有，得，所以选项C正确．

二、实验题

11．（6分）（1）20分度（2分）  （2）（2分）  （3）（2分）

【解析】（1）根据遮光条的宽度，可知该同学用的是“20分度”的游标卡尺；

（2）；

（3）对重物，根据牛顿第二定律有，得．

12．（8分）（1）电路连接见解析（2分）  （2）1.0（0.9-1.1）（2分）  2.75（2.65-2.83）（2分）  （3）D（2分）  （4）D（2分）

【解析】（1）由于电压调节范围大，滑动变阻器用分压接法，由于灯泡的电阻较小，因此安培表采用外接法．

（2）小灯泡额定电压为，由图可知，小灯泡的额定电流为，因此小灯泡的额定功率为；当灯泡两端的电压为时，由图可知，灯泡中的电流为，则此时灯泡的电阻为．

（3）由于电压很小时，温度变化不大，I、U成线性关系，因此用欧姆表测常温下灯泡的电阻约为，选择D项．

（4）为灯泡的电阻，由于U为零时，因此图象不过原点，选项A、C错误；图象的割线斜率为，随着电压增大，电流增大，一直减小，由于B图象是先减小后增大，选项B错误，D正确．

三、计算题

13．（8分）解：由图可知，碰撞前有：

             （1分）

                 （1分）

碰撞后有          （1分）

对A、B组成的系统，由动量守恒定律及动量定理得：

                  （1分）

（2）               （1分）

所以             （1分）

（3）碰撞中A、B组成的系统损失的机械能：

                      （1分）

代入数据解得：．                    （1分）

14．解：（1）由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能等于增加的动能、电路中产生的焦耳热、金属棒和导轨之间摩擦产生的热量三者之和：        （2分）

即．            （2分）

（2）金属棒达到最大速度时，金属棒切割磁感线产生的感应电动势：

                     （1分）

由闭合电路欧姆定律得：             （1分）

从b端向a端看，金属棒受力如图

金属棒达到最大速度时，满足：

                 （1分）

由以上三式得：

．                    （1分）

由题图乙可知：斜率，纵轴截距．

所以得到，

解得．            （2分）

15．解：（1）根据题意，画出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，可知粒子从y轴正半轴上一点射出，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，由          （1分）

得              （1分）

同理可得               （1分）

由对称性可知               （1分）

由几何关系可得射出磁场坐标

                 （1分）

代入数据得                  （1分）

放粒子射出磁场时的位置坐标为；

（2）设带粒子依次运动五段圆弧所对应时间为、、、、

                  （1分）

                  （1分）

              （1分）

由几何关系知粒子在磁场中运动时间

              （1分）

由第（1）问知粒子在磁场中运动的位移              （1分）

，方向沿y轴正方向．           （1分）

16．解：（1）（6分）设物块滑上长木板的大小为在长木板上运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律：

求得：                    （1分）

               （1分）

求得               （1分）

假设物块在传送带上先加速后匀速，设物块在传送带上加速度为；

根据牛顿第二定律：

得：      （1分）

物块加速运动的位移：，假设成立           （1分）

因此传送带的速度大小为             （1分）

（2）物块传送带上加速的时间为：          （1分）

匀速运动的时间：                （1分）

物块滑上长木板后，由于

因此物块滑上长木板后，长木板开始做初速度为零的匀加速运动，设经过时间物块和长木板具有共同速度，对长木板研究，根据牛顿第二定律：

                （1分）

求得：

                  （1分）

求得：                （1分）

共同速度：             （1分）

此后物块与长木板一起向前做匀减速运动，加速度大小：

一起运动的时间：           （1分）

因此物块运动的时间：．                 （1分）

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