A10聯盟2023級高二下學期2月開年考物理試題滿分100分，考試時間75分鐘。請在答題卡上作答。一、單選題：本大題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的4個選項中，有且只有一項是符合題目要求的。1.下列實驗中主要用到的科學方法與“探究加速度與力、質量的關系”所用科學方法不同的是（）A.探究兩個互成角度的力的合成規律B.探究影響電荷間相互作用力的因素C.研究影響平行板電容器電容大小的因素D.探究感應電流產生條件【答案】A【解析】【詳解】“探究加速度與力，質量的關系”實驗和“探究影響電荷間相互作用力的因素”、“研究影響平行板電容器電容大小的因素”、“探究感應電流產生的條件”實驗均采用了控制變量的科學方法，而“探究兩個互成角度的力的合成規律”采用的等效替代法，故采用的科學方法不同的是A實驗。故選A。2.如圖所示，一個三角形導體線圈ABC位于通電長直導線附近，線圈與導線在同一平面內，AB邊與導線平行。已知到無限長直導線的距離為處的磁感應強度大小（為常量）。下列說法正確的是（）A.在這個平面內，線圈遠離導線移動，線圈中沒有感應電流B.在這個平面內，線圈平行于導線左右移動，線圈中有感應電流C.僅使導線中電流的大小隨時間均勻增大，線圈中沒有感應電流D.僅讓線圈繞AB邊向紙面內轉動，線圈中有感應電流【答案】D【解析】【詳解】A．線圈遠離導線移動時，穿過閉合回路的磁通量減小，線圈中有感應電流，故A錯誤；B．線圖平行于導線左右移動，穿過閉合回路磁通量不變，線圈中沒有感應電流，故B錯誤；C．導線中的電流大小改變，穿過閉合回路的磁通量改變，線圈中一定有感應電流，故C錯誤；D．線圈繞AB邊向紙面內轉動，穿過閉合回路的線圈磁通量變化，線圖中有感應電流，故D正確。故選D。3.某學校的科學興趣小組利用所學知識設計了一個電容式壓力傳感器，如圖所示。將電容器可動電極（上極板）與靜電計連接，下極板圖定，上極板在壓力作用下會向下移動，引起電容的變化，壓力越大，移動距離越大（設兩電極始終不接觸），上極板帶正電且電荷量保持不變，為極板間的一點。在上極板受到的壓力變大時，下列說法正確的是（）A.電容器的電容變小 B.極板間電場強度變大C.點的電勢不變 D.靜電計指針張角變大【答案】C【解析】【詳解】A．根據在受到的壓力變大時，減小，則電容器電容C變大，故A錯誤；B．極板帶電量不變，根據極板間電場強度可知場強不變，故B錯誤；C．電場強度不變，和固定電極的距離不變，點電勢不變，故C正確；D．極板上受到的壓力變大時，變小，電容C變大，Q一定，根據Q=CU可知極板間電壓U變小，靜電計指針張角變小，故D錯誤。故選C。4.如圖所示，A、B是真空中水平放置的一對平行金屬板，極板A、B間的電壓恒定。一質量為、電荷量為的正離子緊貼著極板A沿板面的方向射入電場。射入電場時的初動能為，恰好從B板邊緣射出電場。另有一質量為、電荷量為的負離子以相同的初動能緊貼著極板B沿板面的方向進入電場。不計帶電粒子的重力和正、負離子間的相互作用力，下列說法正確的是（）A.負離子恰好從A板邊緣射出B.正、負離子射出電場時，動能相等C.正、負離子在電場中的運動時間相同D.若正、負離子同時射入電場，運動過程中二者不可能相遇【答案】D【解析】【詳解】A．根據可知負離子的偏轉距離是正離子的二分之一，負離子不是恰好從A板邊緣射出，故A錯誤；B．根據電場力做功公式知，正負粒子射出電場時偏轉距離不同，電場力對正負離子做功不同，由動能定理得，射出電場時兩離子動能不同，故B錯誤；C．兩離子射入電場的初速度不同，根據可知，在電場中的運動時間不同，故C錯誤；D．兩離子射入電場的初速度不同，若同時射入，不可能相遇，故D正確。故選D。5.回旋加速器原理圖如圖所示，其主體部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒處在垂直于盒底面的勻強磁場中。現用該回旋加速器對氦核（He）進行加速，所加的高頻電源的電壓為U、頻率為f，勻強磁場的磁感應強度為B。已知元電荷為e，下列說法正確的是（）A.氦核能夠從磁場中獲得能量B.僅增大電壓U，氦核最終獲得的動能變大C.所有量不變，該回旋加速器不能對氘核進行加速D.被加速的氦核質量為【答案】D【解析】【詳解】A．氦核僅在電場中加速，在磁場中洛倫茲力對粒子不做功，不能從磁場中獲得能量，故A錯誤；B．設D形盒的半徑為，則最終射出回旋加速器的速度滿足即有動能為最終射出回旋加速器的動能與電壓無關，故B錯誤；C．因為気核與氦核的比荷相同，由可知它們的運動周期相同，所以可以用來加速氘核，故C錯誤；D．根據周期公式可知故D正確。故選D。6.如圖所示的電路，電源的電動勢、內阻，直流電動機內阻為，額定功率為3W，滑動變阻器的調節范圍為。現閉合開關，調節使圖中電源輸出功率最大，且此時電動機剛好正常工作，下列說法正確的是（）A.滑動變阻器接入電路的阻值為 B.滑動變阻器接入電路的阻值為C.電動機的額定電壓為2V D.電動機的熱功率為2W【答案】B【解析】【詳解】AB．電源內外電壓相等時輸出功率最大，電路中電流為路端電壓電動機兩端電壓等于路端電壓，所以滑動變阻器接入電路的阻值為0，故A錯誤，B正確；CD．電動機額定電壓為3V，熱功率故CD錯誤。故選B。7.地磁場通過偏轉太陽風中的帶電粒子，保護地球免受太陽風的直接轟擊，避免高能帶電粒子對地球上的生命帶來危害。某實驗室模擬了一個赤道附近的地磁場，如圖所示，半徑分別為1m、2m的兩個同心圓，圓心為O，大圓和小圓之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為，一個電子從大圓邊緣的P點沿與PO連線成角的方向以速度v垂直射入磁場。不計電子的質量，電子的比荷為若要使電子不進入小圓，則v的最大值為（）A.1.32× B.1.76×C.8.8× D.3.52×【答案】A【解析】【詳解】粒子的臨界圖像如圖所示設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為，由余弦定理有整理有粒子在磁場中，洛倫茲力提供向心力，有解得故選A。8.如圖所示的電路中，電源電動勢恒定，內阻不計，為滑動變阻器，為定值電阻，且閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向下滑動后，理想電壓表的示數變化量的絕對值分別為理想電流表示數變化量的絕對值為下列說法中正確的是（）A.電壓表示數變大B.電壓表示數減小C.D.增大【答案】C【解析】【詳解】AB．滑片P向下滑動后接入電路的電阻增大，電路總電阻增大，電源電壓不變，則總電流減小，兩端電壓減小，電壓表示數減小，兩端電壓減小，電壓表示數增大，故AB錯誤；C．根據由于，故故C正確；D．根據閉合電路歐姆定律可得不變，故D錯誤。故選C。二、多選題：本大題共2小題，每小題5分，共10分。在每小題給出的4個選項中，有多項符合題目要求，全對得5分，選對但不全得3分，有選錯的得0分。9.如圖所示，正三角形ABC的邊長為，為三角形的幾何中心，為AB邊的中點，在，兩點各固定一個帶正電，電荷量為的點電荷，點固定一個帶負電，電荷量為的點電荷。已知靜電力常量為，下列說法正確的是（）A.電子在點受到的電場力沿OC指向 B.點的電勢低于點的電勢C.點場強大小為 D.質子在點的電勢能大于在點的電勢能【答案】BC【解析】【詳解】AC．根據電場疊加原理可得，點的場強方向由指向，大小為電子在點受到的電場力沿CO指向O，故A錯誤，C正確；BD．質子由運動到，電場力做負功，電勢能增大，所以點的電勢低于點的電勢，故B正確，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，一個半徑為R的圓環豎直放置在水平向右的勻強電場中，O為圓心，環內有兩根管道AB和AC，半徑AO與豎直直徑BC成45°角。一質量為m、帶電量為q的帶正電絕緣光滑小球（直徑略小于管道直徑），從A點由靜止釋放，沿管道AB和AC到達圓周的時間相同。已知重力加速度為g，帶電小球可視為點電荷，下列說法正確的是（）A.勻強電場的電場強度大小為B.小球沿管道A運動的時間為C.小球沿管道從A到C的過程中機械能逐漸減小D.若增加垂直于紙面向里的勻強磁場，仍從A點由靜止釋放小球，沿AB和AC到達圓周的時間仍相同【答案】AD【解析】【詳解】A．根據等時圓原理，可知重力和電場力的等效重力場方向沿方向斜向下。根據力的合成法有得勻強電場的電場強度大小為A正確；B．根據等時圓原理，小球沿管道AB運動的時間等效于小球在等效重力場中沿方向運動直徑的時間。小球沿管道運動的時間為等效重力場為解得運動時間B錯誤；C．從到電場力做正功，小球電勢能減小，機械能增大，C錯誤；D．小球所受洛倫茲力與速度方向始終垂直，不影響小球運動的加速度，運動時間不變，D正確。故選AD三、非選擇題：本題共5小題，共58分。11.利用圖甲所示實驗裝置來驗證動量守恒，其中A、B是兩個大小相同、質量不同的小球，實驗過程中，先不放B球，讓A球從固定斜槽上點由靜止釋放，在水平面上得到一個落點位置；然后把B球放置在斜槽末端，使A球再次從斜槽上點靜止釋放，與B球發生正碰后，在水平面上又得到兩個落點位置。我們把三個落點位置分別標記為、、。（1）為了確認兩個小球的直徑相同，該同學用10分度的游標卡尺對它們的直徑進行了測量，某次測量的結果如圖乙所示，其讀數為______cm；（2）關于該實驗，下列說法正確的是______；（填選項前字母）A.斜槽的末端不一定要水平 B.斜槽的軌道必須是光滑的C.必須測出斜槽末端的高度 D.的質量必須大于B的質量（3）若實驗操作正確，已知點為小球平拋起點在水平面上的投影，測量出水平位移OM、ON、OP的長度分別為、、、A、B兩球質量分別為、，除動量守恒以外，若____________成立，則碰撞為彈性碰撞。【答案】（1）1.05（2）D（3）（或）【解析】【小問1詳解】根據游標卡尺讀數規則可知，小球的直徑為【小問2詳解】ABC．在實驗過程中，需要小球A兩次沿斜槽滾到末端時的速度都相同，不需要光滑的條件，也不需要測出斜槽末端的高度，但是必須保證斜槽末端水平，故ABC錯誤；D．小球A與B發生正碰時，為使小球A在碰后不反彈，要求小球A的質量大于小球B的質量，故D正確。故選D。【小問3詳解】設碰前A小球速度為，碰后兩球速度分別為，，則若動量守恒則因為平拋時間t相等，則即若為彈性碰撞，則滿足即通過化簡得到（或）。12.學校的物理興趣小組同學要測量未知電阻的阻值，進行如下操作：（1）該小組同學先用歐姆表“”倍率粗測電阻，結果發現歐姆表指針的偏轉角度過大，為了測量結束比較準確，應將選擇開關撥到______（填“”或“”）倍率，再將紅、黑表筆短接進行歐姆調零，再次測量電阻，歐姆表指針所指位置如圖所示，則被測電阻的阻值為______；（2）為精確測量電阻的阻值，小組成員又準備了以下器材：A．電源，電動勢約為12.0V。內阻可忽略不計B．電流表，量程為，內阻為C．電流表，量程為，內阻約為D．定值電阻，阻值為E．滑動變阻器，最大阻值F．單刀單擲開關S、導線若干①該小組同學利用現有器材完成實驗，要求盡量減小誤差，每個表的示數不小于量程的，應該把電流表與電阻______（填“”或“”）串聯。測量中要求電表示數從零開始調節，請在下面方框中畫出測量電阻的實驗電路原理圖（圖中的元件用題干中相應的字母標注）_______；②若某次測量中電流表的示數為，電流表的示數為，則由已知量和測量量得出______。【答案】（1）①.②.（2）①.②.③.97【解析】【小問1詳解】[1][2]歐姆表指針的偏轉角度過大，表明通過歐姆表的電流較大，即所測電阻阻值較小，為了減小讀數誤差，需要使得指針指在歐姆表的中央刻線附近，則需要換用低倍率擋位，即應將選擇開關撥到“”倍率；根據歐姆表的讀數規律，該讀數為。【小問2詳解】①在嘗試設計電路中，很容易設計出圖a所示的測量電路，當電流表的讀數為量程的，即120mA時，可知通過電流表的電流超過其量程，所以不滿足實驗要求。另一種測量電路如圖b所示，電流表和待測電阻的串聯阻值約是，和定值電阻的比約為5:1，通過電流表的電流最大時，圖b電路中電流表的電流也達到最大，所以這個電路符合要求，然后連接滑動變阻器來進行調節測量多組數據即可．所以應該把電流表和電阻串聯。又因為測量中要求電表示數從零開始調節，最終的電路圖如圖c所示。②根據電路知識有整理可得代入數據計算可得13.在光滑絕緣水平面上有一可視為質點、帶正電的滑塊。現將滑塊所處區域加上水平向右的勻強電場，讓滑塊從靜止開始做勻加速直線運動。經過一段時間以后，立即把電場換成反向的勻強電場，又經過的時間滑塊回到初始位置。（1）求兩電場的電場強度大小之比；（2）求時刻和時刻滑塊速率之比。【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】設剛開始運動時電場強度大小為，加速度大小為，電場反向后場強大小為，加速度大小為，時刻滑塊速度大小為，則從開始運動到回到初始位置過程中，根據勻變速直線運動規律可得，兩式聯立可解得設滑塊帶電量為，質量為，再根據牛頓第二定律：，易得：【小問2詳解】設時刻滑塊速度大小為，選擇水平向右為正方向，由勻變速直線運動速度公式可得：再結合，可得出：又因為所以可得速率之比：14.如圖所示，空間有兩個無限長的豎直邊界AC和DE，二者之間充滿著垂直紙面向外的上、下兩個勻強磁場，OF為上、下兩磁場的水平分界線，OF上方區域勻強磁場的磁感應強度大小為現讓一個帶正電的粒子從AO邊上的P點垂直于AO沿紙面射入AOFD區域，經過OF上的中點Q進入下方磁場。已知粒子的電荷量為q、質量為m，不計粒子重力。（1）求粒子從P點射入時的速度大小；（2）若粒子在下方磁場區域運動時恰好未從左側邊界射出，求粒子在下方磁場中運動時距離邊界DE的最小距離；（3）若僅將OF上方區域的磁場更換為豎直向下的勻強電場，粒子從P點射入的速度不變，仍從Q點進入下方區域，求電場強度的大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳解】設粒子在上方做圓周運動的半徑為，粒子從點射出時速率為，運動軌跡如圖所示由幾何關