湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高二上学期物理开学考试试卷

试卷更新日期：2021-09-29 类型：开学考试

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一、单选题

1. 下列说法正确的是（）

A、卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出来引力常量，从而提出了万有引力定律 B、库仑提出了电场线，用来形象地描述电场 C、丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并总结出了右手螺旋定则 D、合力和分力、平均速度、总电阻等概念的建立都体现了等效替代的思想

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2. 地磁场是地球重要的保护伞，假如没有地磁场，从太阳发出的强大的带电粒子流（通常叫太阳风），就不会受到地磁场的作用发生偏转，而是直射地球。地磁场强度大约是0.5~0.6高斯，也就是 $5 \times 10^{- 5} \sim 6 \times 10^{- 5} T$ ，若用国际单位制基本单位的符号来表示T，正确的是（　　）

A、 $N \cdot A^{- 1} \cdot m^{- 1}$ B、 $N \cdot S \cdot C^{- 1} \cdot m^{- 1}$ C、 $kg \cdot S^{- 1} \cdot C^{- 1}$ D、 $kg \cdot A^{- 1} \cdot s^{- 2}$

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3. 2017年9月25日至9月28日期间，微信启动新界面，其画面视角从人类起源的非洲（左）变成为华夏大地中国（右）．新照片由我国新一代静止轨道卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家15年的辛苦和努力．下列说法正确的是（）

A、“风云四号”可能经过无锡正上空 B、“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度 C、与“风云四号”同轨道的卫星运动的动能都相等 D、“风云四号”的运行速度大于7.9km/s

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4. 某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度，得到了图l所示的图线（规定竖直向上为正方向），为了简化问题研究，将图线简化为图2所示的图像。已知 $t = 0$ 时电梯处于静止状态，则以下判断正确的是（）

A、 $t = 5 s$ 时电梯处于超重状态 B、 $8 \sim 9 s$ 内电梯在做减速运动 C、 $10 \sim 15 s$ 内电梯在静止 D、 $17 \sim 20 s$ 内电梯在下行

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5. 排球运动员经常进行原地起跳拦网训练，某质量为 $60 kg$ 的运动员原地静止站立（不起跳）双手拦网高度为 $2.10 m$ 在训练中，该运动员先下蹲使重心下降 $0.5 m$ ，然后起跳（从开始上升到脚刚离地的过程），最后脚离地上升到最高点时双手拦网高度为 $2.90 m$ 。若运动员起跳过程视为匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、运动员起跳过程属于失重状态 B、从开始起跳到离地上升到最高点需要 $0.4 s$ C、运动员离地时的速度大小为 $4 m / s$ D、起跳过程中地面对运动员做正功

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6. 已知通电长直导线在周围空间某点产生的磁感应强度大小为 $B = k \frac{I}{r}$ ， $k$ 为常量， $I$ 为电流， $r$ 为该点到导线的距离。电流大小相同的三根长直导线垂直于纸面放置于等边三角形的三个顶点 $a$ 、 $b$ 、 $d$ 上， $c$ 点是 $a$ 点关于bd连线的对称点，已知导线 $a$ 在 $c$ 点产生的磁感应强度大小为 $B$ ，则三根导线在 $c$ 点处产生的合磁感应强度大小为（）

A、 $\sqrt{3} B$ B、 $2 B$ C、 $\frac{4}{3} \sqrt{3} B$ D、 $4 B$

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7. 如图所示， $M$ 、 $N$ 是真空中的两块平行金属板，质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带电粒子，以初速度 $v_{0}$ 由小孔进入电场，当 $M$ 、 $N$ 间电压为 $U$ 时，粒子恰好能达到 $N$ 板，如果要使这个带电粒子到达 $M$ 、 $N$ 板间距的 $\frac{1}{2}$ 后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（）

A、使初速度减为原来的 $\frac{1}{2}$ B、使 $M$ 、 $N$ 间电压减半 C、使 $M$ 、 $N$ 间电压提高到原来的4倍 D、使带电粒子的比荷变为原来的2倍

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二、多选题

8. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态，小物块的质量为 $m$ ，从 $A$ 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到 $A$ 点恰好静止。物块向左运动的最大距离为 $s$ ，与地面间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度为 $g$ ，弹簧未超出弹性限度，在上述过程中（）

A、弹簧的最大弹力为 $μ m g$ B、摩擦力对物块做的功为 $2 μ m g s$ C、弹簧的最大弹性势能为 $μ m g s$ D、物块在 $A$ 点的初速度为 $2 \sqrt{μ g s}$

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9. 如图所示，电源电动势 $E = 6 V$ ，内阻 $r = 2 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{1}$ 总阻值为 $6 Ω$ ，定值电阻 $R_{2} = 10 Ω$ ，电流表 $A$ 以及电压表 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 是理想电表，在调整滑动变阻器 $R_{1}$ 的过程中，下面说法正确的是（）

A、电压表 $V_{1}$ 读数改变量的绝对值与电流表读数改变量的绝对值之比为 $12 Ω$ B、电压表 $V_{2}$ 读数改变量的绝对值与电流表读数改变量的绝对值之比为 $6 Ω$ C、电阻 $R_{2}$ 消耗的最小功率为 $2.5 W$ D、电源的最大输出功率为 $2.5 W$

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10. 一个质量为 $m$ 的带电小球，在一匀强电场的空间内，以某一水平初速度抛出，小球运动时的加速度大小为 $\frac{g}{3}$ ，加速度方向竖直向上，不计空气阻力，已知重力加速度为 $g$ ，则小球在竖直方向上升 $H$ 高度的过程中（）

A、小球的机械能增加了 $\frac{m g H}{3}$ B、小球的动能增加了 $\frac{m g H}{3}$ C、小球的电势能增加了 $\frac{m g H}{3}$ D、小球的重力势能增加了 $m g H$

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11. 在光滑的水平面内有一沿 $x$ 轴的静电场，其电势 $φ$ 随坐标 $x$ 变化的图线如图所示（ $φ_{0}$ 、 $- 2 φ_{0}$ 、 $d$ 均为已知）。现有一质量为 $m$ ，电荷量为 $- q$ 的带负电小球从 $O$ 点以某一未知初速度 $v_{0}$ 沿 $x$ 轴正向射出，则下列说法正确的是（）

A、在 $d ~ 2 d$ 间的电场强度沿 $x$ 轴负方向，大小为 $E_{1} = \frac{φ_{0}}{d}$ B、在 $0 ~ d$ 间与 $4 d ~ 6 d$ 间电场强度相同 C、只要 $v_{0} > 0$ ，该带电小球就能运动到 $6 d$ 处 D、只要 $v_{0} > \sqrt{\frac{4 q φ_{0}}{m}}$ ，该带电小球就能运动到 $6 d$ 处

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三、实验题

12. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量 $m = 0.10 kg$ 重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点。如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带， $O$ 为第一个点， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）。已知打点计时器每隔 $0.02 s$ 打一次点，当地的重力加速度 $g = 9.80 m / s^{2}$ 。（结果均取3位有效数字）。那么：

(1)、纸带的端（选填“左”或“右”）与重物相连；

(2)、应取图中 $O$ 点和 $B$ 点来验证机械能守恒定律：计时器打 $B$ 点时重物的速度；

(3)、从 $O$ 点到 $B$ 点，重物的重力势能减少量 $Δ E_{P} =$ $J$ ，动能增加量 $Δ E_{K} =$ $J$ ；

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13. 有一电动势 $E$ 约为 $12 V$ ，内阻 $r$ 在 $20 \sim 50 Ω$ 范围内的电源，其允许的最大电流为 $100 mA$ 。为测定这个电池的电动势和内阻，某同学利用如图甲所示的电路进行实验，图中电压表的内电阻很大，对电路的影响可以不计； $R$ 为电阻箱，阻值范围为 $0 \sim 999 Ω$ ； $R_{0}$ 为保护电阻。

(1)、实验室备有的定值电阻 $R_{0}$ 有以下几种规格，本实验应选用______。

A、 $400 Ω$ ， $1.0 W$ B、 $100 Ω$ ， $1.0 W$ C、 $50 Ω$ ， $1.0 W$ D、 $10 Ω$ ， $2.5 W$

(2)、该同学按照图甲所示的电路图， $R_{0}$ 为已知，连接实验电路，接好电路后，闭合开关 $S$ ，调整电阻箱的阻值 $R$ ，读出电压表的示数 $U$ ，再改变电阻箱阻值，取得多组数据，以 $\frac{1}{R}$ 为横坐标，以 $\frac{1}{U}$ 为纵坐标，代入数据可画出如图乙所示图像，对应的函数方程式为（用所给物理量的字母表示）。

(3)、图像中若用 $b$ 表示图线与纵轴的截距，用 $k$ 表示斜率。则 $E =$ ， $r =$ 。

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四、解答题

14. 如图所示，一电容为 $C$ 的带电平行板电容器水平放置，极板长度为 $l$ ，间距为 $0.5 l$ ，有一质量为 $m$ 、电荷量大小为 $q$ 的带负电粒子（重力不计），从紧挨着上极板的位置以速度 $v_{0}$ 水平向右射入平行板间，恰好打到下极板的中点，求：

(1)、电容器上极板带什么性质的电荷；

(2)、粒子打到极板之前瞬时的速度大小；

(3)、电容器极板带的电荷量 $Q$ 。

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15. 如图所示，半径 $R = 2.75 m$ 的光滑圆弧轨道 $B C$ 与水平轨道 $C D$ 平滑相连，质量 $m = 1 kg$ 的小滑块（可视为质点）从某一高度处的 $A$ 点以大小 $v_{0} = 4 m / s$ 的速度水平抛出，恰好沿切线方向从 $B$ 点进入圆弧轨道 $B C$ ，滑块经 $C$ 点后继续向 $D$ 方向运动，当运动到 $D$ 点时刚好停下来，粗糙水平轨道 $C D$ 的动摩擦因数 $μ = 0.1$ ，不计空气阻力，取 $g = 10 m / s^{2}$ ， $O B$ 与竖直方向上 $O C$ 的夹角 $θ = 37 °$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、A，B两点的高度差；

(2)、水平轨道 $C D$ 的长度 $L$ 。

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16. 如图所示，半径 $R = 1 m$ 的光滑半圆轨道 $B C$ 与倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内，两轨道间由一条光滑水平轨道 $A B$ 相连， $A$ 处用光滑小圆弧轨道平滑连接， $B$ 处与圆轨道相切。在水平轨道上，两静止小球 $P$ 、 $Q$ 压紧轻质弹簧后用细线连在一起，某时刻剪断细线后，小球 $P$ 向左运动冲上斜面，小球 $Q$ 沿圆轨道恰好能到达 $C$ 点。已知小球 $P$ 的质量 $m_{1} = 2 kg$ ，小球 $Q$ 的质量 $m_{2} = 1 kg$ ，小球 $P$ 与斜面间的动摩擦因数 $μ = 0.75$ ，小球到达 $A$ 点或 $B$ 点时已和弹簧分离。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ， $\cos 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、剪断细线后弹簧对小球 $Q$ 的弹力的冲量大小；

(2)、小球 $P$ 沿斜面上升的最大高度 $h$ ；

(3)、剪断细线之前弹簧具有的弹簧势能。

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17. 如图所示，在 $x O y$ 平面坐标系的第三、四象限内有沿 $y$ 轴正方向的匀强电场 $E$ ，第一象限中的等腰直角三角形 $M N P$ 区域内存在垂直坐标平面向外的匀强磁场， $M$ ， $P$ 两点分别位于 $y$ 轴和 $x$ 轴， $M N$ 平行于 $x$ 轴， $Q$ 点的坐标 $(- 0.4 m ， - 0.2 m)$ ， $N$ 点的坐标为 $(0.8 m ， 0.8 m)$ 。一个带正电的粒子以速度 $v_{0} = 2 \times 10^{7} m / s$ 从 $Q$ 点沿 $x$ 轴正方向发射，并从 $O$ 点射出匀强电场，垂直于 $P M$ 边界进入磁场后又从 $P M$ 边界射出磁场，该粒子的比荷 $\frac{q}{m} = 2.5 \times 10^{9} C / kg$ ，不计粒子重力，求：

(1)、匀强电场的电场强度 $E$ ；

(2)、磁场区域的磁感应强度大小 $B$ 的取值范围。

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