精品解析：广东省揭阳市普宁市勤建学校2024-2025学年高二下学期6月竞赛物理试题

勤建学校高二年级学科竞赛 物理试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 在任一电场中，将点电荷q由静止状态释放，则一定有（　　） A. 点电荷q一定沿着电场线运动 B. 点电荷q一定逆着电场线运动 C. 点电荷q静止不动 D. 以上答案都不正确 【答案】D 【解析】 【详解】A．当电场线为直线，切点电荷在电场中仅仅受到电场力作用，将点电荷q由静止状态释放时，点电荷q才沿着电场线运动，由于题中电场线的分布情况不确定，因此点电荷q不一定沿着电场线运动，A错误； B．根据上述，由于题中电场线的分布情况不确定，因此点电荷q也不一定逆着电场线运动，B错误； C．题中点电荷受力情况不确定，因此不能确定点电荷q是否静止不动，C错误； D．根据上述，D正确。 故选D。 2. 如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长l0，若让每个小球带上相同的电荷量q，小球可沿所在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且劲度系数相同，真空中的静电力常量为k，则弹簧的劲度系数为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设弹簧的劲度系数为k′，三角形的面积增大为原来的四倍，则三角形每边边长增大为原来的两倍，即每根弹簧伸长量均为l0，此位置每个带电小球受力平衡，有 得 故选D。 3. C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电。在电源保持联接的情况下，在C2中插入一电介质板，则（　　） A. C1极板上电荷增加，C2极板上电荷增加 B. C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加 C. C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少 D. C1极板上电荷减少，C2极板上电荷减少 【答案】A 【解析】 【详解】C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电，稳定后两电容器所带电荷量相同；在C2中插入一电介质板，由 可知，C2电容量增大，在电源保持联接的情况下，电势差不变，由 可知，C2极板上电荷增加，稳定后两电容器所带电荷量相同，C1极板上电荷增加。 故选A。 4. 取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示向右传播的简谐横波，手抖动的周期为T，时，O位于最高点，P恰好在平衡位置，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（ ） A. P的振动周期为4T B. 该波的波速为 C. 时，P的运动方向水平向右 D. 若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．质点P的周期与波源周期相同，都为T，故A错误； B．因 该波的波速为 B错误； C．时，质点P的振动方向竖直向上，C错误； D．若手上下抖动加快，则频率变大，周期减小，波速不变，则根据可知，该简谐波的波长将变小，D正确。 故选D。 5. A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示。已知闪光的时间间隔为，而闪光本身持续时间极短。在这四次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过处，滑块B恰好通过处，则下列选项错误的是（　　） A. 碰撞一定发生在处 B. 碰撞发生后第一次闪光时间为时刻 C. 两滑块的质量之比等于2:1 D. 两滑块的质量之比等于2:3 【答案】C 【解析】 【详解】A．依据题意分析知：碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间。由于多次闪光时B位置不再改变，因此碰后B静止，故碰撞发生在x=60cm处，故A正确，不符合题意； B．碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为，则 从发生碰撞后到第二次闪光时A向左运动10cm，设时间为，则联立可得 故B正确，不符合题意； CD．碰前A的速度为 碰前B的速度为 碰后A的速度为 碰后B的速度为0，规定向左为正方向，由动量守恒 解得 故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选C。 6. 如图所示，光滑绝缘的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块在CD段所受的合力大小相等，重力加速度为g，电场强度大小为。则（ ） A. A到C过程中滑块的加速度变小 B. 滑块经过C点时速度大小为 C. 滑块到达D点时加速度为零 D. 滑块经过D点时速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A到C过程中滑块受重力、弹力、电场力、洛伦兹力四个力的作用，竖直方向只受重力作用，可知加速度不变，故A错误； B．滑块在C点时离开墙壁，满足 解得 故B错误； C．CD段做曲线运动，则滑块到达D点时加速度不为零，故C错误； D．D点时加速度等于C点时加速度，即 在D点 解得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接电压恒定的正弦交变电源，图中定值电阻、、，滑动变阻器最大阻值为2R，理想电压表V的示数为U，理想电流表、的示数为、。滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 减小，U不变 B. 先减小后增大，U减小 C. 变压器传输的功率先增大后减小 D. 的值变小，的值变小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，副线圈的总电阻增大，范围为 整理，可得 所以、均减小，原线圈电压增大，所以电压表的示数U变大。故AB错误； C．用等效电阻法，等效电阻为副线圈的总电阻的4倍，取值范围为 当其等于时，副线圈的功率最大，因此变压器传输的功率先增大后减小。故C正确； D．依题意，有 其值不变，由 可得 、 即 其值不变。故D错误。 故选C。 二、多选题（每题5分，共20分。漏选得3分，错选、多选、不选得0分） 8. 如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（　　） A. 区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同 B. 区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反 C. 劣弧PQ受到的安培力大小为 D. 劣弧PQ受到的安培力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意，假设区域Ⅱ中的磁场方向垂直纸面向里（外），由右手定则可得，导体棒向下移动，产生逆时针（顺时针）的感应电流，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，可知，区域Ⅰ内金属圆环受向上的安培力，由左手定则可知，区域Ⅰ磁场方向垂直纸面向外（里），综上所述，区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反，故A错误，B正确； CD．根据题意，由几何关系可知，所对圆心角为，设感应电流为，则流过劣弧的电流为，流过优弧的感应电流为，由于劣弧和优弧在区域Ⅰ内有效长度相等，由公式可知，劣弧PQ受到的安培力大小为优弧PQ受到的安培力大小的2倍，设劣弧PQ受到的安培力大小为，则有 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 9. 如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. a光在棱镜中的速度最小 B. c光打出的光电子的遏止电压最大 C. 同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大 D. 从CD面出射时a光、b光、c光互相平行 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图中各色光的折射程度可知c光的折射率最大，根据可知，c光在棱镜中的速度最小，故A错误； B．c光的折射率最大，则频率最大，根据光电效应方程 可知c光打出的光电子的遏止电压最大，故B正确； C．c光的频率最大，则波长最小，根据干涉条纹间距公式 可知c光双缝干涉条纹宽度最小，故C错误； D．C处均为直角，根据光的反射定律结合几何关系可知从CD面出射时a光、b光、c光互相平行，故D正确； 故选BD。 10. 如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（　　） A. 粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D. 粒子在磁场中运动的最长路程为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．当粒子能够从AC边射出时，粒子在磁场中的圆心角为，因此运动时间为 当粒子不能从AC边射出，圆心角变小，时间变短，故A错误B正确； C．粒子速度越大，粒子在磁场中运动的轨道半径越大，当粒子运动轨迹与BC边相切时运动轨迹最长，粒子速度再增大，粒子运动轨迹变短，并不是速度越大，粒子运动轨迹越短，故C错误； D．当粒子和BC边相切时路程最大，此时有 因此运动的路程为 D正确； 故选BD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. “开拓”学习小组的同学们正在利用智能手机和一个磁性小球进行“用单摆测量重力加速度”实验，实验装置如图甲所示。 （1）学习小组的同学用游标卡尺测得磁性小球的直径，示数如图乙所示，则磁性小球的直径______。 （2）将摆线上端固定在铁架台上，下端固定在磁性小球上，将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，使小球在竖直面内做小角度摆动（摆角小于5°），打开智能手机的磁传感器，测量磁感应强度的变化。手机软件记录的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，则单摆的周期______（用和表示）。 （3）假设实验过程中，由于摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，则根据单摆周期公式直接求得的值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）10.75 （2） （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 图乙可知游标卡尺精度为0.05mm，则小球的直径 【小问2详解】 磁性小球经过最低点时手机软件测得的磁感应强度最大，设单摆的周期为T，根据题图可知 【小问3详解】 摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，摆长变长，根据 可知，测得的重力加速度偏小。 12. 实验小组用如图甲所示电路图测定一节干电池的电动势（约）和内电阻（约）。要求尽量减小实验误差。 （1）现有开关和导线若干，以及以下器材： A．电流表：量程，内阻约 B．电压表：量程，内阻约 C．电压表：量程，内阻约 D．滑动变阻器 E．滑动变阻器 实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）； （2）实验小组根据记录的数据，并画出图线，如图乙所示。根据图线得出干电池电动势的测量值__________V，内电阻的测量值__________； （3）设干电池的电动势为E，内电阻为r，电压表内阻为，实验中电压表、电流表示数分别为U、I。考虑电压表的分流，U与I的函数关系式为__________； （4）实验过程中由于电表内阻的影响而存在系统误差。下图中实线是根据测量数据（电表是非理想电表的情况下）绘出的图像，虚线代表电表是理想电表的情况下，电压与电流关系的图像，则图中能正确表示二者关系的可能是__________（选填选项下面的字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1） ①. B ②. D （2） ①. 1.45 ②. 0.9 （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1]一节干电池电动势约为，则电压表应选B。 [2]干电池内电阻较小，为方便实验操作，滑动变阻器应选D。 【小问2详解】 [1]由图像可知，图线与纵轴交点的坐标即为电源电动势，故 [2]电源内阻 【小问3详解】 根据欧姆定律可知 变形可得 【小问4详解】 根据 可知，实线的纵截距为，虚线的纵截距为E，实线与虚线的横截距均为，如下图所示 故A正确；BCD错误。 故选A。 四、解答题（13题11分，14题12分，15题15分，共38分） 13. 如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以为压强单位） 【答案】， 【解析】 【详解】设B管在上方时上部分气压为pB，则此时下方气压为pA，此时有 倒置后A管气体压强变小，即空气柱长度增加1cm，A管中水银柱减小1cm，A管的内径是B管的2倍，则 可知B管水银柱增加4cm，空气柱减小4cm；设此时两管的压强分别为、，所以有 倒置前后温度不变，根据玻意耳定律对A管有 对B管有 其中 联立以上各式解得 14. 如图所示，斜面长，与水平面夹角，动摩擦因数为，一质量为的小物块从斜面顶端滑下进入半径为的光滑圆弧AB，其圆心角也为，然后水平滑上与平台等高的小车上，小车的质量，上表面离地面的高度为。小物块与小车上表面的动摩擦因数，小物块可视为质点，g取，。求： （1）小物块滑上小车上表面左端时的速度多大； （2）若地面光滑，小物块滑离小车右端时速度为，求小车的长度L和小物块落地时与小车右端的水平距离。 【答案】（1）4m/s；（2）1m，0.8m 【解析】 【详解】（1）滑块从静止到滑上小车上表面左端的运动过程，由动能定理有 解得 m/s （2）地面光滑，小物块滑离小车右端时速度为，小物块与小车组成的系统动量守恒，有 解得 m/s 根据能量守恒定律有 解得 m 小物块飞出后做平抛运动，则有 小物块落地时与小车右端的水平距离为 解得 m 15. 如图所示，一根长为L的细线，上端固定于O点，下端悬挂一可视为质点的小球，现给小球一个水平初速度v0，不计空气阻力。 （1）细线长度L已知，为使绳子不松弛，试求v0的取值范围； （2）要求小球在绳子松弛后恰好能直接击中最低点，试求v0的值。 【答案】（1）或 （2） 【解析】 【小问1详解】 当刚好到达O点水平线，根据动能定理有 解得 当小球刚好完成完整的圆周运动，在最高点，根据牛顿第二定律有 解得 根据动能定理有 解得 综上所述有或 【小问2详解】 作出示意图如图所示 小球在竖直平面内做圆周运动，当时，小球将超过B点，但不能到达C点，即小球恰好到达B、C之间的某点D脱离轨道做斜上抛运动，用图中的角度来表示D的位置。小球在D点有 从A到D的过程，根据动能定理有 设小球从D点运动时间t后到达圆周上的A点，斜上抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，则有， 解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 勤建学校高二年级学科竞赛 物理试题 一、单选题（每题4分，共24分） 1. 在任一电场中，将点电荷q由静止状态释放，则一定有（　　） A. 点电荷q一定沿着电场线运动 B. 点电荷q一定逆着电场线运动 C. 点电荷q静止不动 D. 以上答案都不正确 2. 如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长l0，若让每个小球带上相同的电荷量q，小球可沿所在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且劲度系数相同，真空中的静电力常量为k，则弹簧的劲度系数为（ ） A. B. C. D. 3. C1和C2两空气电容器串联以后接电源充电。在电源保持联接的情况下，在C2中插入一电介质板，则（　　） A. C1极板上电荷增加，C2极板上电荷增加 B. C1极板上电荷减少，C2极板上电荷增加 C. C1极板上电荷增加，C2极板上电荷减少 D. C1极板上电荷减少，C2极板上电荷减少 4. 取一根较长的轻质软绳，用手握住一端O，在竖直平面内连续上下抖动，形成如图所示向右传播的简谐横波，手抖动的周期为T，时，O位于最高点，P恰好在平衡位置，O、P的平衡位置间距为L，下列判断正确的是（ ） A. P的振动周期为4T B. 该波的波速为 C. 时，P的运动方向水平向右 D. 若手上下抖动加快，该简谐波的波长将变小 5. A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示。已知闪光的时间间隔为，而闪光本身持续时间极短。在这四次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过处，滑块B恰好通过处，则下列选项错误的是（　　） A. 碰撞一定发生在处 B. 碰撞发生后第一次闪光时间为时刻 C. 两滑块的质量之比等于2:1 D. 两滑块的质量之比等于2:3 6. 如图所示，光滑绝缘的竖直墙壁右侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为的滑块（可视为质点）从A点由静止开始沿墙壁下滑至C点时离开，到达D点时速度最大，CD段做曲线运动。已知滑块在CD段所受的合力大小相等，重力加速度为g，电场强度大小为。则（ ） A. A到C过程中滑块的加速度变小 B. 滑块经过C点时速度大小为 C. 滑块到达D点时加速度为零 D. 滑块经过D点时速度大小为 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1，原线圈接电压恒定的正弦交变电源，图中定值电阻、、，滑动变阻器最大阻值为2R，理想电压表V的示数为U，理想电流表、的示数为、。滑动变阻器的滑片从a滑到b的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 减小，U不变 B. 先减小后增大，U减小 C. 变压器传输的功率先增大后减小 D. 的值变小，的值变小 二、多选题（每题5分，共20分。漏选得3分，错选、多选、不选得0分） 8. 如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（　　） A. 区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同 B. 区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反 C. 劣弧PQ受到的安培力大小为 D. 劣弧PQ受到的安培力大小为 9. 如图所示为钻石的某个截面，其中B、C、D处均为直角。一束复色光由AB面入射，从CD面出射时分开成a、b、c三种单色光。用这三种单色光分别照射金属钾板，其中b光恰好可使钾板产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. a光在棱镜中的速度最小 B. c光打出的光电子的遏止电压最大 C. 同一装置条件下c光双缝干涉条纹宽度最大 D. 从CD面出射时a光、b光、c光互相平行 10. 如图所示，直角三角形ABC区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为B，已知AB边长为L，，比荷均为的带正电粒子（不计重力）以不同的速率从A点沿AB方向射入磁场，则（　　） A. 粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短 B. 粒子在磁场中运动的最长时间为 C. 粒子速度越大，在磁场中运动的路程越短 D. 粒子在磁场中运动的最长路程为 三、实验题（每空2分，共16分） 11. “开拓”学习小组的同学们正在利用智能手机和一个磁性小球进行“用单摆测量重力加速度”实验，实验装置如图甲所示。 （1）学习小组的同学用游标卡尺测得磁性小球的直径，示数如图乙所示，则磁性小球的直径______。 （2）将摆线上端固定在铁架台上，下端固定在磁性小球上，将智能手机磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，使小球在竖直面内做小角度摆动（摆角小于5°），打开智能手机的磁传感器，测量磁感应强度的变化。手机软件记录的磁感应强度随时间变化的关系如图丙所示，则单摆的周期______（用和表示）。 （3）假设实验过程中，由于摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，则根据单摆周期公式直接求得的值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 实验小组用如图甲所示电路图测定一节干电池的电动势（约）和内电阻（约）。要求尽量减小实验误差。 （1）现有开关和导线若干，以及以下器材： A．电流表：量程，内阻约 B．电压表：量程，内阻约 C．电压表：量程，内阻约 D．滑动变阻器 E．滑动变阻器 实验中电压表应选用__________；滑动变阻器应选用__________（选填相应器材前的字母）； （2）实验小组根据记录的数据，并画出图线，如图乙所示。根据图线得出干电池电动势的测量值__________V，内电阻的测量值__________； （3）设干电池的电动势为E，内电阻为r，电压表内阻为，实验中电压表、电流表示数分别为U、I。考虑电压表的分流，U与I的函数关系式为__________； （4）实验过程中由于电表内阻的影响而存在系统误差。下图中实线是根据测量数据（电表是非理想电表的情况下）绘出的图像，虚线代表电表是理想电表的情况下，电压与电流关系的图像，则图中能正确表示二者关系的可能是__________（选填选项下面的字母）。 A. B. C. D. 四、解答题（13题11分，14题12分，15题15分，共38分） 13. 如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开。水银柱在两管中的长度均为。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以为压强单位） 14. 如图所示，斜面长，与水平面夹角，动摩擦因数为，一质量为的小物块从斜面顶端滑下进入半径为的光滑圆弧AB，其圆心角也为，然后水平滑上与平台等高的小车上，小车的质量，上表面离地面的高度为。小物块与小车上表面的动摩擦因数，小物块可视为质点，g取，。求： （1）小物块滑上小车上表面左端时的速度多大； （2）若地面光滑，小物块滑离小车右端时速度为，求小车的长度L和小物块落地时与小车右端的水平距离。 15. 如图所示，一根长为L的细线，上端固定于O点，下端悬挂一可视为质点的小球，现给小球一个水平初速度v0，不计空气阻力。 （1）细线长度L已知，为使绳子不松弛，试求v0的取值范围； （2）要求小球在绳子松弛后恰好能直接击中最低点，试求v0的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $