安徽省芜湖市2023-2024学年高二下学期第一次学情诊断物理试题（A卷） Word版含解析.docx

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2023—2024学年高二下学期第一次学情检测物理试题A卷考生注意：1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分。考试时间75分钟。2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32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.甲、乙两物体相对于同一位置运动的位移—时间（）图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A.时间内甲物体的速度方向与乙物体的速度方向相同B.时刻甲物体的速度与乙物体的速度相同C.时间内甲物体与乙物体的平均速度相同D.时刻甲物体的速度大于乙物体的速度【答案】C【解析】【详解】A．根据图像斜率表示速度，可知二者在时间内速度方向相反，且二者在时刻速度方向相反，故此时刻速度不同，故AB错误；C．甲、乙两物体在时间内初末位置相同，经过时间相同，故时间内甲物体与乙物体的平均速度相同，故C正确；D．由图像可知时刻甲的斜率小于乙的斜率，故甲物体的速度小于乙物体的速度，故D错误。故选C。 2.近年来，中国发射了多颗北斗卫星，a、b、c为其中的三颗卫星，三颗卫星的轨道半径角速度大小分别为ωa、ωb、ωc，如图所示。以下说法正确的是（　　）A.B.C.地球对卫星c的万有引力一定大于地球对卫星a的万有引力D.地球对卫星a的万有引力与地球对卫星b的万有引力一定等大【答案】B【解析】【详解】AB.根据万有引力提供向心力得解得因为，所以故A错误，B正确；CD.因为不知道卫星abc的质量大小，所以无法判断地球对卫星abc引力的大小，故CD错误。故选B。3.如图所示，轻弹簧一端固定在列车车厢顶部。另一端与穿过光滑竖直杆的小球连接，杆足够长，在车以某一恒定加速度在水平面上启动的过程中，小球相对杆静止于M点。则（　　） A.小球一定受重力、弹簧弹力和杆的弹力作用B.小球可能只受重力和弹簧弹力作用C.弹簧对球的弹力是由于球的形变产生的D.小球所受合力为零【答案】B【解析】【详解】C．弹簧对球的弹力是由于弹簧的形变产生的，故C错误；D．由于车以某一恒定加速度启动的过程中，根据牛顿第二定律有可知，小球所受合力不为零，故D错误；AB．由于车以某一恒定加速度在水平面上启动，可知小球的加速度方向沿水平方向，即小球所受合力方向沿水平方向，可知，小球竖直方向的合力为0，即弹簧一定处于拉伸状态，弹簧弹力沿竖直方向上的分力与重力平衡，当小球加速度方向水平向左时，杆对小球一定有水平向左的弹力，此时，小球受到重力、弹簧弹力和杆的弹力作用，当小球的加速度水平向右时，令弹簧弹力为，弹簧与竖直方向的夹角为，若有解得此时，小球只受到重力与弹簧的弹力，若小球加速度方向向右，且加速度大小不等于，此时，小球受到重力、弹簧弹力和杆的弹力作用，故A错误，B正确。故选B。4.在如图所示的坐标系第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁场沿y轴方向均匀分布、沿x轴正方向逐渐稀疏。在第一象限内有一个平行于平面的矩形导线框，已知穿过线框的磁通量为，则以下判断正确的是（　　） A.此时线框内有感应电流产生B.若线框沿y轴正方向平移，则框内有感应电流产生C.若线框沿x轴负方向平移，则框内有感应电流产生D.以为轴翻转，则这一过程中框内磁通量变化量为【答案】C【解析】【详解】A．由于线框内的磁通量没有发生变化，所以没有感应电流。故A错误；B．若线框沿y轴正方向平移，由于磁场沿y轴方向均匀分布，则线框内的磁通量没有发生变化，因此框内没有感应电流产生。故B错误；C．若线框沿x轴负方向平移，由于磁场沿x轴正方向逐渐稀疏，磁通量发生变化，则框内有感应电流产生。故C正确；D．由于磁场沿x轴正方向逐渐稀疏，以为轴翻转后，磁通量不为，则这一过程中框内磁通量变化量不为。故D错误。故选C。5.现有两电阻和是材料、厚度相同的正方形导体板，但的尺寸比的尺寸大，下列说法中正确的是（　　）A.按如图方式分别与电源串联，若用相同恒压电源，则B.按如图方式分别与电源串联，若用相同恒压电源，则C.按如图方式分别与电源串联，若用相同恒压电源，则 D.无论怎样接电源，正方形导体板电阻【答案】C【解析】【详解】根据题意，设正方形导体板的边长为，厚度为，按如图方式与电源串联，由电阻定律有可知，由于两电阻和是材料、厚度相同的正方形导体板，则若用相同恒压电源，则有故选C。6.如图甲、乙所示，完全相同的两个小球，通过细绳与弹簧测力计连在一起并处于静止状态，其中F是大半球体的球心，N处是死结，已知，LN与水平地面平行，MN与LN夹角为，除小球外其余连接物的质量不计，各接触处光滑。则甲、乙两图中弹簧测力计的读数之比为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】图甲根据平衡条件由相似三角形可得解得图乙根据平衡条件可得则甲、乙两图中弹簧测力计的读数之比为 故选A。7.一货车前7s内从静止开始做匀加速直线运动，7s末货车的速率为14m/s，功率恰好达到额定功率280kW，7s后货车以额定功率行驶，18s时货车达到最大速度20m/s，图像如图所示。货车行驶时受到的阻力保持不变，g取10m/s2，则货车的质量为（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】当货车匀速运动时，牵引力等于阻力，速度达到最大值，则阻力为当货车速度时，功率达到额定功率，匀加速运动的牵引力为根据图像可知，7s内的加速度为根据牛顿第二定律得可算得货车的质量为故选A。8.电流可以在其周围空间激发出磁场，直线电流在空间某点激发的磁场磁感应强度大小满足，其中为磁导率，I为电流大小，r为该点到直线电流的距离。如图所示，A、B、C、D、E是半径为R 的圆的五等分点，其中B、C、D、E四点有垂直于纸面向里的恒定直线电流，大小均为，A点直线电流大小也为，方向垂直于纸面向外。磁导率可以认为是常量，则圆心O点的磁感应强度大小为（　　）A.B.C.D.0【答案】A【解析】【详解】若A点直线电流方向垂直于纸面也向里，大小也为，则根据磁感应强度的矢量运算法则，圆心O点的磁感应强度大小为0。但实际A点直线电流大小为，方向垂直于纸面向外，则其它四个点的直线电流在圆心O点的磁感应强度的矢量合与A点直线电流在O点的磁感应强度的等大同向。故实际圆心O点的磁感应强度大小为故选A。二、多选题（本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）9.如图，电容器与电源连接，两极板竖直平行正对放置，左极板A接地且与电源正极相连，极板间P点固定一负点电荷。现将开关S闭合，电路稳定后再断开S，然后把A极板稍向左平移，则下列说法正确的是（　　）A.电容器的电容将变小B.电容器极板间的电场强度将变小C.点电势将升高D.处电荷的电势能将变大 【答案】AD【解析】【详解】A．根据电容公式有可知把A极板稍向左平移，板间距离d变大，电容变小，A正确；B．由于断开了开关，因此电容器所带电荷不变，又解得可知电容器间的电场强度将不变，B错误；C．P点电势为因为电场强度不变，A极板向左平移，因此P点的电势将降低，C错误；D．电势能为因为电势降低，而所带电荷为负，因此电势能变大，D正确。故选AD。10.一束初速度很小的带电粒子进入加速电场后被加速，沿着偏转电场的中心线进入偏转电场。偏转电场两板之间的电压变化周期为。带电粒子在时刻射入偏转电场，时刻刚好从极板A的右边缘射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为，偏转电场两极板的板长为L，极板间距为d。带电粒子的重力、粒子间相互作用及带电粒子进入加速电场的初速度忽略不计。下面说法正确的是（　　）A.加速电场极板间的电压为 B.偏转电场极板间的电压为C.时刻进入偏转电场的粒子与A板的最小距离为D.时刻进入偏转电场的粒子垂直极板方向的最大速度为【答案】ACD【解析】【详解】AB．粒子加速电场中，根据动能定理有进入电场后，根据类平抛运动规律有根据牛顿第二定律有解得故A正确，B错误；CD．时刻进入偏转电场的粒子竖直方向先加速运动，经后再减速运动，再经后速度变为0，再反向加速，如此往复，所以与A板的最小距离为垂直极板方向的最大速度为故CD正确；故选ACD。 三、非选择题（本题共5小题，共58分）11.某同学设计了一个多量程多用电表，其内部结构原理图如图所示，表头的内阻为满偏电流为，其中电流表的量程分别为和。（1）当选择开关接___________（填“1”或“2”）时，电流表的量程为。（2）当选择开关接“3”“4”时对应欧姆表的倍率分别为“×1”“×10”，则这两个挡位对应的电路中的电源电动势之比为___________。（3）若选择开关接“5”“6”时，对应的电压表量程为3V和15V，则_______，___________。【答案】（1）2（2）（3）①.②.【解析】【小问1详解】根据题意，由电流表大量程时与表头并联的电阻小可知，电流表的量程为时，与表头并联的电阻大，则选择开关接2。【小问2详解】欧姆表倍率分别为“”、“”，相当于两个档位下欧姆表的内阻之比为，由于两种情况下表头满偏时的电流相同，结合欧姆定律可知，两个挡位对应的电路中的电源电动势之比为。【小问3详解】[1][2]根据电流表大量程时与表头并联的电阻小，可知当选择开关接“5”“6”时，当达到满偏电压和时，通过和的电流为，故有 代入数值解得，12.某实验小组设计了如图所示的电路测量电压表内阻及电源电动势。已知为两个完全相同的电压表，电压表量程为、内阻约为，电源电动势约为、内阻可忽略。（1）首先按以下步骤进行操作：i。按原理图完成电路连接，把均调至最大阻值；ii。闭合开关，调节，使均有合适示数，示数分别为，若，且此时电阻箱的阻值为，根据以上步骤，可求得电压表的内阻为___________。（2）将调至并保持不变，调节，记录多组对应的，以为纵坐标、为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为，结合步骤（1）中所得数据，求出电源的电动势为___________。（3）若将调至0并保持不变，调节，并记录多组电压表示数及对应的阻值，可以以为横坐标、___________为纵坐标，描点作图得到一条直线。若得到直线的斜率为，用表示电压表的内阻，则电源的电动势为___________。【答案】①.1450②.③.④.【解析】【详解】（1）ii．[1]电压表与的电压之和等于的示数，根据分压定律有解得 （2）[2]电路的总电流为由闭合电路的欧姆定律有整理可得则以为纵坐标、为横坐标描点作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，其纵截距为可得电动势为（3）[3][4]时，由闭合电路的欧姆定律有整理可得则以为纵坐标，以为横坐标，描点作图得到一条直线，图像的斜率为解得13.如图所示，在水平地面上固定一个倾角、表面光滑且足够长的斜面体，某时刻物体A以的初速度沿斜面底端上滑，经过时间后，在斜面底端的正上方，另一物体B以的初速度水平抛出。B击中A时，B的速度方向恰好与斜面垂直。A、B均可看成质点，不计空气阻力，，，g取。求： （1）B从抛出到击中A运动的时间；（2）B初始位置离斜面底端的高度；（3）时间的大小。【答案】（1）；（2）；（3）或【解析】【详解】（1）分解B速度如图，可得可求得（2）物体B平抛的水平位移物体B抛出下落的高度物体A、B间初始位置的高度差（3）物体沿斜面上滑过程中，由牛顿第二定律得 代入数据得设物体被击中时所用时间为，由运动学公式知解得或所以或14.如图甲所示，物体A、B的质量分别是和，用轻弹簧相连放在光滑水平面上，物体B左侧与竖直墙相接触。另有一个物体C从时刻起以一定的速度向左运动，在时刻与物体A相碰，碰后立即与A粘在一起不再分开。物体C的图像如图乙所示。试求：（1）物体C的质量；（2）在到的时间内墙对物体B所做的功以及对B的冲量大小和方向；（3）物体B离开墙后弹簧的最大弹性势能。【答案】（1）；（2）墙对物体B不做功，，方向向右；（3）【解析】【详解】（1）根据图像可知，物体C与物体相碰前速度为 相碰后速度为根据动量守恒定律得解得（2）墙对物体B不做功，即第和第末物体速度分别为选向左为正方向，根据动量定理可得弹簧对A的冲量为解得弹簧对A的冲量与弹簧对B的冲量大小相等，方向相反，则弹簧对B的冲量而此段时间内B动量变化为0，则墙对B的冲量与弹簧对B的冲量大小相等，方向相反，所以墙对B的冲量为即在到时间内，墙对的冲量大小为，方向向右。（3）经分析知末离开墙壁，之后及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当与速度相等时弹簧弹性势能最大，有解得15.如图所示，竖直平面内有一半径为L，圆心为O的圆，AB为水平直径，CD为竖直直径。长为L 的轻质细线一端系小球，另一端固定在圆心O。可视为质点的小球的带电量为+q、质量为m。方向水平向右、场强大小为E的匀强电场与圆平面平行，且qE=mg。（1）若小球从C点静止释放，在运动过程中，细线与竖直方向的最大夹角是多少？（2）要使小球做完整的圆周运动，在C点小球至少应该以多大的速度水平抛出？（3）若小球从A点静止释放，经过B点时绳子的拉力是多少？（4）若小球从A点以竖直上抛，再次经过圆周时的位置？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）恰好经过B点【解析】【详解】（1）设小球与竖直方向的最大夹角为解得（2）由qE=mg可知，小球所受合力与水平方向成45°斜向下，故当小球经过与合力方向相反，位于A、D中间的E点时速度最小，设为v1解得小球从C到E的过程，由动能定理解得（3）小球从A点静止释放，沿直线AC运动，到达C点时的速度为v3，由动能定理 绳子绷紧时，沿绳方向的动量损失。小球沿C点切线方向的速度为v4设小球到达B点的速度为v5，由动能定理不难得出，对B点，解得（4）小球从A点以速度v竖直上抛时，绳子的拉力为解得此后小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动。小球竖直上抛的时间回到与A同一水平线上时，水平位移