河南省豫北名校2021-2022学年高二下学期物理4月教学质量检测试卷

试卷更新日期：2022-04-15 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 磁单极子是物理学家设想的一种仅带有单一磁极（N极或S极）的粒子，它们的磁感线分布类似于点电荷的电场线分布，目前科学家还没有证实磁单极子的存在。若自然界中存在磁单极子，以其为球心画出两个球面1和2，如图所示，a点位于球面1上，b点位于球面2上，则下列说法正确的是（）

A、球面1和球面2的磁通量相同 B、球面1比球面2的磁通量小 C、a点和b点的磁感应强度相同 D、a点比b点的磁感应强度小

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2. 用国际单位制的基本单位表示静电力常量的单位，下列符合要求的是（）

A、kg·m³·s^-4·A^-2 B、N·m²·C^-2 C、kg·m³·s^-2·C^-2 D、kg^-2·m³·s^-2A²

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3. 如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F₂=3F₁（不计试探电荷间相互作用力），下列说法中正确的有（）

A、这两个试探电荷的电性可能相同 B、M、N两点可能在同一等势面上 C、若将电子沿MN连线从M点移到N点，电子电势能一定先增大后减小 D、若点M处电场强度大小为E，则M、N连线上的最大电场强度大小为4E

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4. 在力学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了物理学的进步。对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实不相符的是（）

A、伽利略首先建立平均速度、瞬时速度和加速度等描述运动的概念 B、胡克提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比 C、卡文迪许是测量地球质量的第一人 D、伽利略根据理想斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动

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5. 天问一号火星探测器的发射标志着我国的航天事业迈进了新时代，设地球绕太阳的公转周期为T，环绕太阳公转的轨道半径为r₁ ，火星环绕太阳公转的轨道半径为r₂ ，火星的半径为R，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）

A、太阳的质量为 $\frac{4 π^{2} r_{2}^{3}}{G T^{2}}$ B、火星绕太阳公转的角速度大小为 $\frac{2 π}{T} {(\frac{r_{2}}{r_{1}})}^{\frac{3}{2}}$ C、火星表面的重力加速度大小为 $\frac{4 π^{2} r_{1}^{3}}{R^{2} T^{2}}$ D、从火星与地球相距最远到地球与火星相距最近的最短时间为 $\frac{r_{2}^{\frac{3}{2}} T}{2 (r_{2}^{\frac{3}{2}} - r_{1}^{\frac{3}{2}})}$

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6. 输电能耗演示电路如图所示。左侧ab之间正弦交流电电压不变，输电线的电阻r为10Ω。开关S接2时，理想变压器原、副线圈匝数比为1：3，负载R上的功率为10W；开关S接1时，原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率也为10W，则负载R的阻值为（）

A、15Ω B、5Ω C、30Ω D、10Ω

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7. 某同学毕业后开一自己设计的小型飞机在平直跑道上以恒定功率加速，最后以最大速度起飞，其功率为200kW，设在跑道上所受到的阻力不变，加速度 $a$ 和速度的倒数 $\frac{1}{v}$ 的关系如图所示，则该飞机（）

A、在跑道上做加速度越来越大的加速直线运动 B、飞机的质量为400kg C、在跑道上所受阻力大小为2000N D、速度大小为5m/s时牵引力大小为3000N

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8. 如图所示，两等长轻绳一端打结，记为O点，并系在小球上。两轻绳的另一端分别系在同一水平杆上的A、B两点，两轻绳与固定的水平杆夹角均为53°。给小球垂直纸面的速度，使小球在垂直纸面的竖直面内做往复运动。某次小球运动到最低点时，轻绳OB从O点断开，小球恰好做匀速圆周运动。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，则轻绳OB断开前后瞬间，轻绳OA的张力比为（）

A、1：1 B、25：32 C、25：24 D、3：4

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二、多选题

9. 空间存在着静电场，一个带电粒子从x轴上的A点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动到B点，粒子运动过程中电势能 $E_{p}$ 的大小随轴上位置x的变化规律如图所示，则下列判断正确的是（）

A、粒子一定带正电 B、粒子运动到B点时速度刚好为零 C、 $U_{A O} = U_{B O}$ D、粒子从A运动到B，加速度一直减小

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10. 某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，使某一物体每次以不变的初速率v₀沿足够长的斜面向上运动，如图甲所示，调节斜面与水平面的夹角θ，实验测得x与θ的关系如图乙所示，取g＝10m/s²。则由图可知（）

A、物体的初速率v₀＝3m/s B、物体与斜面间的动摩擦因数µ＝0.8 C、图乙中x_min＝0.36m D、取初始位置所在水平面为重力势能参考平面，当θ＝37°，物体上滑过程中动能与重力势能相等时，物体上滑的位移为0.1875m

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11. 如图所示，电源内阻 $r$ 和灯泡 $L$ 的电阻 $R$ 均恒定不变， $D$ 为理想二极管， $R_{1}$ 、 $R_{2}$ 为定值电阻，电表均为理想电表。闭合 $S$ 且电路稳定后，有一带电油滴在平行板电容器中处于静止状态。现将滑动变阻器滑片向上滑动，电表V₁、V₂和A示数变化量的绝对值分别为 $Δ U_{1}$ 、 $Δ U_{2}$ 和 $Δ I$ ，则下列说法中正确的是（）

A、灯泡变亮，电流表示数增大 B、油滴将向下运动 C、 $\frac{Δ U_{1}}{Δ I} < r$ D、 $\frac{Δ U_{2}}{Δ I} = R + r$

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12. 如图甲所示，光滑金属导轨ab、ac成45°角放置在水平面上，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B。长直导体棒垂直ac放置在导轨上，并与ab、ac交于E、F两点，且EF=L₀。在外力作用下，导体棒由EF处运动到GH处，速度由v₀减小到 $\frac{v_{0}}{3}$ ，速度的倒数 $\frac{1}{v}$ 随位移x变化的关系图线如图乙所示。除阻值为R的电阻外，其他电阻均不计。在棒由EF处运动到GH处的过程中（）

A、导体棒所受安培力逐渐增大 B、导体棒所受安培力逐渐减小 C、克服安培力做功为 $\frac{2 B^{2} L_{0}^{3} v_{0}}{R}$ D、克服安培力做功为 $\frac{4 B^{2} L_{0}^{3} v_{0}}{R}$

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13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a经热力学过程ab、bc、cd、da后又回到状态a，其中，过程ab和cd为等温过程，过程bc和da为绝热过程（气体与外界无热量交换），这就是著名的“卡诺循环”。下列说法正确的是（）

A、ab过程中，气体始终吸热 B、cd过程中，气体对外界做功 C、da过程中，气体的温度一直升高 D、bc过程中，气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加 E、bc过程气体对外界做的功等于da过程外界对气体做的功

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三、实验题

14. 用如图所示装置测定物块与完全相同的两木板间的动摩擦因数μ，倾斜固定木板与水平放置木板连接处做了平滑处理。实验时，将物块从倾斜木板上P点由静止释放，物块最终停在水平木板上的Q点，测得P点距水平木板的高度为h。

(1)、要测出物块与木板间的动摩擦因数μ，实验中还需要再测出的一个物理量是____。

A、P，Q两点间的水平距离x B、倾斜木板与水平面间的夹角θ C、物块在倾斜木板上滑行的距离L

(2)、所测得的物块与木板间的动摩擦因数 $μ$ =；虽然两木板连接处做了平滑处理，但物块经过此处时仍然有能量损失，这会导致测出的物块与木板间的动摩擦因数比真实值；（选填“大”或“小”）。

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15. 某个同学设计了一个电路，既能测量电池组的电动势 $E$ 和内阻 $r$ ，又能同时测量未知电阻 $R_{x}$ 的阻值。器材如下：
A．电池组（四节干电池）
B．待测电阻 $R_{x}$ （约 $10 Ω$ ）
C．电压表 $V_{1}$ （量程 $3 V$ 、内阻很大）
D．电压表 $V_{2}$ （量程 $6 V$ 、内阻很大）
E．电阻箱（最大阻值 $99.9 Ω$ ）
F．开关一只，导线若干
实验步骤如下：

(1)、将实验器材连接成如图甲所示的电路，闭合开关，调节电阻箱的阻值，先让电压表 $V_{1}$ 接近满偏，逐渐增加电阻箱的阻值，并分别读出两只电压表的读数。
根据记录的电压表 $V_{1}$ 的读数 $U_{1}$ 和电压表 $V_{2}$ 的读数 $U_{2}$ 以 $\frac{U_{2}}{U_{1}}$ 为纵坐标，以对应的电阻箱的阻值R为横坐标，得到的实验结果如图乙所示。由图可求得图像在纵轴的截距为，待测电阻 $R_{x} =$ Ω。

(2)、图丙是以电压表 $V_{2}$ 的读数为纵坐标，以两电压表读数之差与电阻箱阻值的比值 $\frac{U_{2} - U_{1}}{R}$ 为横坐标得到结果。由图可求得电池组的电动势 $E =$ V，内阻为Ω。

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四、解答题

16. 微元思想是中学物理中的重要思想。所谓微元思想，是将研究对象或者物理过程分割成无限多个无限小的部分，先取出其中任意部分进行研究，再从局部到整体综合起来加以考虑的科学思维方法。若规定无限远处的电势为零，真空中正点电荷周围某点的电势 $φ$ 可表示为 $φ =$ $k \frac{Q}{r}$ ，其中 $k$ 为静电力常量， $Q$ 为点电荷的电荷量， $r$ 为该点到点电荷的距离。如果场源是多个点电荷，电场中某点的电势为各个点电荷单独在该点产生电势的代数和。如图所示，一个半径为 $R$ 、电荷量为 $+ Q$ 的均匀带电细圆环固定在真空中，环面水平。一质量为 $m$ 的带正电小球，从环心 $O$ 的正上方 $D$ 点由静止开始下落，小球到达 $O$ 点时的速度为v。已知 $D$ 、 $O$ 间的距离为 $\frac{4}{3} R$ ，静电力常量为 $k$ ，重力加速度为 $g$ 。
求：

(1)、 $D$ 、 $O$ 两点之间的电势差 $U_{D O}$ ；

(2)、小球所带的电荷量是多少。

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17. 如图所示，倾角为37°的斜面底端与水平传送带平滑对接，水平传送带足够长且在电动机的带动下保持以 $v_{0} = 5$ m/s的恒定速度匀速向左运动。质量 $m = 1.5$ kg的小滑块从斜面上 $A$ 点静止释放，在斜面和水平传送带上多次住复运动后停在斜面底端， $A$ 点距离斜面底端的高 $h = 2.4$ m。小滑块与斜面间动摩擦因数 $μ_{1} = 0.5$ ，与水平传送带之间动摩擦因数 $μ_{2} = 0.2$ ，小滑块可视为质点，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，小滑块通过斜面底端与传送带的对接点时速率不变。求：

(1)、小滑块停止运动前，第 $2 n$ 次经过斜面最低点时的动能 $E_{2 n}$ 与 $2 n + 1$ 次经过斜面最低点时的动能 $E_{2 n + 1}$ 之比 $\frac{E_{2 n}}{E_{2 n + 1}} (n \geq 1)$ ；

(2)、小滑块在斜面上运动的总路程 $s$ 。

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18. 如图所示，在 $y$ 轴右侧 $0 \leq y \leq d$ 区域有竖直向下的匀强电场，场强 $E =$ $\frac{9 m v_{0}^{2}}{32 q d}$ ，在 $d \leq y \leq 3 d$ 区域内有垂直纸面向内、大小可调的匀强磁场。带电粒子以速度 $v_{0}$ 从点 $P (0 ， 4.5 d)$ 沿与 $y$ 轴夹角30°方向进入另一匀强磁场 $B_{0}$ ，该磁场方向垂直纸面向外，区域边界为矩形。粒子从该磁场飞出后恰好沿 $x$ 轴正方向经过 $O$ 点。已知带电粒子的质量为 $m$ 、电荷量为 $q (q > 0)$ ，不计粒子的重力。

(1)、粒子在磁场 $B_{0}$ 中运动的轨道半径 $R$ 和磁感应强度 $B_{0}$ 的大小；

(2)、矩形磁场 $B_{0}$ 的最小面积；

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19. 电动自行车轮胎气压如果过小不仅不好骑而且又很容易损坏内胎，甚至使车轮变形，轮胎气压如果过大会使轮胎的缓冲性能下降，抗冲击能力降低，钢丝帘线易断裂或发生爆胎，必须保持合适的轮胎气压来延长轮胎使用寿命。某人用打气筒给闲置很久的电动自行车打气，电动自行车内胎的容积为 $V = 1.8 L$ ，胎内原来空气压强等于标准大气压强 $p_{1} = 1 \times 1 0^{5} P a$ ，温度为室温27℃，设每打一次可打入压强为一个标准大气压的空气120cm³。打气过程中由于压缩气体做功和摩擦生热，打了30次后胎内温度升高到33℃。

(1)、假设车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计，则此时车胎内空气压强为多少；

(2)、电动自行车轮胎气压在室温情况下标准压强为 $p_{0} = 2.7 \times 1 0^{5} P a$ ，如果此次打气恢复常温后胎压过大（末超过车胎承受范围），需要放出一部分气体，使车胎内气压在室温情况下达到 $2.7 \times 1 0^{5} P a$ ，试求放出气体的体积占轮胎内剩余总气体体积的比例。

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20. 2021年12月9日，“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站为青少年带来了一场精彩纷呈的太空科普课。王亚平在水膜里注水，得到了一个晶莹剔透的水球，接着又在水球中央注入一个气泡，形成了两个同心的球，如图所示，MN是通过球心O的一条直线，一单色细光束AB平行于MN从B点射入球体，出射光线CP与MN的交点P到球心O的距离是球半径R的 $\sqrt{2}$ 倍，且与MN所成的角 $α$ =30°，求：

(1)、水对此单色光的折射率；

(2)、为不改变该光束的传播，气泡（球）的半径不得超过多少（不考虑R的变化）？

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五、填空题

21. 如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为10 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为，频率为，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将（填“变大”“变小”或“不变”）。

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