2022-2023学年浙江省杭州地区（含周边）重点中学高二下学期期中联考物理试题 解析版

这是一份2022-2023学年浙江省杭州地区（含周边）重点中学高二下学期期中联考物理试题 解析版，共22页。试卷主要包含了 考试结束后，只需上交答题卷， “北斗”第49颗卫星等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1. 本卷满分100分，考试时间90分钟；
2. 答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字；
3. 所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效；
4. 考试结束后，只需上交答题卷。
选择题部分
一、选择题1（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 下列选项中，物理量是矢量且对应单位是国际制单位的是（ ）
A. 磁感应强度、TB. 功率、W
C. 电流、AD. 时间、t
答案：A
解析：A．磁感应强度是矢量，对应的国际制单位是特斯拉（T），故A正确；
B．功率是标量，对应的国际制单位是瓦特（W），故B错误；
C．电流强度是标量，对应的国际制单位是安培（A），故C错误；
D．时间是标量，对应的国际制单位是秒（s），故D错误。
故选A。
2. 如图是一辆前驱汽车受驱动力的示意图，下列关于该汽车的受力说法正确的是（ ）
A. 当汽车加速前进时，汽车前轮受到地面向前的摩擦力大于前轮对地面向后的摩擦力
B. 当汽车加速前进时，汽车前轮受到地面向前的摩擦力等于前轮对地面向后的摩擦力
C. 只有汽车匀速前进时，汽车前轮受到地面向前的摩擦力等于前轮对地面向后的摩擦力
D. 汽车后轮对地面的摩擦力方向与汽车运动方向相反
答案：B
解析：ABC．汽车前轮受到地面向前的摩擦力与前轮对地面向后的摩擦力是一对相互作用力，故AC错误，B正确；
D．汽车后轮对地面的摩擦力方向与汽车运动方向相同，故D错误。
故选B。
3. 如图是某次龟兔赛跑的x-t图像，预设终点为，下列说法错误的是（ ）
A. 兔子和乌龟从同一地点、不同时刻出发B. 乌龟一直做匀速直线运动
C. 兔子两次加速超越乌龟D. 兔子先到达终点
答案：C
解析：A．兔子和乌龟均从坐标原点出发，出发时刻不同，乌龟零时刻出发，兔子时刻出发，A正确，不符合题意；
B．乌龟的图线为倾斜直线，其一直做匀速直线运动，B正确，不符合题意；
C．兔子两次超越乌龟，但超越时兔子均做匀速直线运动，C错误，符合题意；
D．兔子先到达终点处，D正确，不符合题意。
故选C。
4. 如图，在光滑水平面上放置物体B，小球A从B的顶端沿光滑曲面由静止下滑，在小球A下滑过程中（ ）
A. 物体B对小球A的支持力不做功B. 物体B对小球A的支持力做负功
C. 物体B对小球A的支持力做正功D. 小球A与物体B构成系统动量守恒
答案：B
解析：ABC．物体B在压力作用下向左运动，则物体B对小球A的支持力做负功，AC错误，B正确；
D．小球A与物体B组成的系统在水平方向上动量守恒，竖直方向不守恒，D错误。
故选B。
5. 如图，一个带电小球电荷量为+q以初速度从斜面AB的顶端水平抛出，经过时间t恰好落在斜面底端B点，若在图中区域加竖直向下的匀强电场E，且，小球仍以v0水平抛出，则（ ）
A. 小球恰好落在B点B. 小球落在水平面BC上
C. 小球下落时间为D. 小球下落时间为
答案：D
解析：由题意
得
加竖直电场后，小球加速度变为2g，则小球运动时间变为，将落到斜面上，不会到达B点。
故选D。
6. 如图表示某电场等势面的分布情况，下列说法正确的是（ ）
A. 将试探电荷放在电场中的A点，试探电荷受的静电力的方向沿该处曲线的切线方向
B. 在电场中的A、B两点放置相同试探电荷，试探电荷受到时的静电力大小相等
C. 在电场中的A、B两点放置相同试探电荷，试探电荷电势能的大小相等
D. 把电子从b等势面移动到e等势面，电子的电势能增加了15eV
答案：C
解析：A．电场线方向和等势线垂直，将试探电荷放在电场中的A点，试探电荷受的静电力的方向沿该处曲线切线的垂线方向，故A错误；
B．根据等势线的分布情况可知A、B两点的电场线疏密程度不同，电场强度大小不同，则在电场中的A、B两点放置相同试探电荷时，根据
可知试探电荷受到时的静电力大小不相等，故B错误；
C．同一等势面电势相同，则在电场中的A、B两点放置相同试探电荷，根据
可知试探电荷电势能的大小相等，故C正确；
D．把电子从b等势面移动到e等势面，电场力做功为
电场力做正功，电子的电势能减少了15eV，故D错误。
故选C。
7. 如图，在LC电路中，电容为C，电感为L。已充电的平行电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带负电的灰尘恰好静止，灰尘质量为m，电量为，开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，灰尘未碰到极板。。则（ ）
A. 开关S断开时，上极板带负电
B. 开关S闭合后，通过电感线圈的电流逐渐变小
C. 开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流为零
D. 开关S闭合后，灰尘加速度最大时，线圈中电流最大
答案：C
解析：A．开关S断开时，极板间有一带负电的灰尘恰好静止，可知电场力向上，上极板带正电，故A错误；
B．由于自感，开关S闭合后，放电过程中，通过电感线圈的电流逐渐变大，故B错误；
CD．开关S闭合后，回路中逆时针电流先增大后减小，当反向充电完成时，下极板带正电量最大，灰尘加速度最大，线圈中电流为零，故C正确，D错误。
故选C。
8. “北斗”第49颗卫星（IGSO-3）是“北斗”系统重要组成部分，该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，该卫星离地高度为h，已知地转自转周期为T，地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A. 该卫星轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星
B. 该卫星运动速度大于第一宇宙速度
C. 地球的质量为
D. 该卫星相对于地面的位置不发生变化
答案：C
解析：AD．该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，故该卫星轨道半径等于“静止”在赤道上空的同步卫星，由于该卫星轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，故该卫星相对于地面的位置会发生变化，AD错误；
B．第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，即最大环绕速度，故该卫星运动速度小于第一宇宙速度，B错误；
C．由引力作为向心力可得
解得
C正确。
故选C。
9. 课外兴趣小组设计实验，计算高空坠物对行人可能造成的伤害：设一个50g的鸡蛋从16楼自由落下，与地面撞击时鸡蛋的竖直高度为5cm，认为鸡蛋下沿落地后，鸡蛋上沿的运动是匀减速运动，不计空气阻力。则该鸡蛋对地面产生的平均冲击力约为（ ）
A. 45NB. 450NC. 900ND. 4500N
答案：B
解析：16楼高度
根据
鸡蛋下沿落地速度约
根据
得地面对鸡蛋的作用力
F=-450N
负号表示方向向上，根据牛顿第三定律，该鸡蛋对地面产生的平均冲击力约为450N。
故选B。
10. 下列关于传感器元件说法正确的是（ ）
A. 如图甲，当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应
B. 如图乙，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变大
C. 如图丙是一光敏电阻，当强光照射时，电阻变大
D. 如图丁，当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大
答案：D
解析：A．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，经常被用于控制电路的通断，A错误；
B．当物体1向右发生微小位移时，铁芯插入的长度变小，线圈自感系数变小，B错误；
C．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，C错误；
D．当力F越大，金属梁弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大，D正确。
故选D。
11. 手机相机中有一个闪光灯电路，如图所示，电源E=4.2V对电容器C充电，当电容器两端电压升到3.7V时，闪光灯L瞬间导通并发光，电容器放电后，闪光灯L断开并熄灭，接来下电源再次对电容器充电，关于此电路下列说法正确的（ ）
A. 减小R的电阻，充电时间变长
B. 电源对电容器充电时，通过电阻R的电流不变
C. 将电源E增大为5V，闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
D. 若电容器C增大，闪光灯闪光一次通过的电荷量增大
答案：D
解析：A．减小R的电阻，充电过程中平均电流I增大，根据Q=It可知充电时间变短，故A错误；
B．电源对电容器充电时，电容器电荷量增加，电压增加，已知电容器两端电压和电阻R两端电压、电源内阻两端电压之和等于电源电动势，则电容器两端电压增加时，电阻R和内阻两端的电压减小，根据闭合电路欧姆定律可知，通过R的电流减小，故B错误；
C．将电源E增大为5V，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压3.7V时，闪光灯瞬间导通并发光，根据Q=CU可知，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变，故C错误；
D．电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相等，当电源给电容器充电，达到闪光灯击穿电压时，闪光灯瞬间导通并发光，所以闪光灯发光电压一定，若C增大，根据Q=CU可知，闪光灯闪光一次通过的电荷量增大，故D正确。
故选D。
12. 如图所示，单匝矩形线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，则（ ）
A. 通过外电阻R的电流方向周期性变化
B. 用多用电表的交流挡测量R两端的电压时，电表示数周期性变化
C. 当线圈由图示位置转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量为零
D. 当线圈由图示位置转过180°的过程中，电阻R上产生的热量
答案：D
解析：A．线圈与外电路之间通过换向器连接，所以外电路中的电流方向恒定不变，故A错误；
B．用多用电表的交流挡测量R两端的电压时，测得的是电压的有效值而非瞬时值，所以不会呈周期性变化，故B错误；
C．当线圈通过中性面（90°位置）的时候，线圈中的电流方向发生改变，线圈由图示位置转过90°的过程与线圈从90°位置转到180°位置的过程，线圈中通过线圈横截面的电荷量大小相等，电流方向相反，所以整个过程中线圈中通过线圈横截面的电荷量为零，但是由于线圈与外电路之间通过换向器连接，外电路中的电流方向恒定不变，通过电阻R的电荷量不为零，故C错误；
D．线圈产生的感应电动势的最大值为
电动势有效值为
回路中产生有效电流大小为
线圈转动的周期为
当线圈由图示位置转过180°的过程中，经过的时间为
所以，此过程中电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选D。
13. 最近两年洗地机这一新鲜家电逐渐流行，便利了人们的生活。现有某品牌洗地机，如图所示其工作参数如图表，其工作模式有强效、节能两种，强效模式下，该洗地机以额定功率工作，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电压均相同，其续航时间是按照节能模式工作计算得到的，则下列说法正确的是（ ）
A. 该洗地机在节能模式下工作电流为6A
B. 该洗地机在节能模式下的工作电流为0.1A
C. 该洗地机内阻约为3Ω
D. 强效模式下，该洗地机的工作电压约为36V
答案：A
解析：AB．该洗地机在节能模式下的工作电流为
故A正确，B错误；
C．根据题中条件，无法得出该洗地机内阻，故C错误；
D．两种模式下，其工作电压均相同，根据
该洗地机的工作电压
故D错误。
故选A。
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 如图所示，消声器是用来削弱高速气流产生噪声的仪器。波长为λ的声波沿水平向右的管道传播，到达a处时，沿上下两条细管道传播，在b处相遇时，可削弱噪声。则对此现象，下列说法正确的是（ ）
A. 该消声器是利用声波的衍射现象
B. 该消声器是利用声波的干涉现象
C. 削弱噪声要达到良好效果的条件是：由a到b的两条声波传播路程之差为nλ（n=1、2、3）
D. 削弱噪声要达到良好效果的条件是：由a到b的两条声波传播路程之差为
答案：BD
解析：AB．该消声器是利用声波的干涉现象，故A错误，B正确；
CD．当由a到b的两条声波传播路程之差为半波长的奇数倍时，b点为振动减弱点。所以削弱噪声要达到良好效果的条件是：由a到b的两条声波传播路程之差为，故C错误，D正确。
故选BD。
15. 下列有关光学现象的描述正确的是（ ）
A. 如图甲，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套大
B. 图乙是圆孔衍射所形成的图样
C. 图丙是劈尖干涉，右侧垫块是两张纸片，当抽去一张纸片后条纹间距变大
D. 如图丁，相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波
答案：ACD
解析：A．图甲，根据光的全反射，光导纤维能够使光在有机玻璃内传播，内芯的折射率比外套大，故A正确；
B．图乙相邻两明（暗）条纹间距相等，是光的干涉所形成的图样，故B错误；
C．抽去一张纸片后，空气薄膜的厚度变化范围减小，以致干涉时的光程差的变化范围减小，故条纹数减少，条纹变疏，故C正确；
D．相机使用偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响，说明光是横波，故D正确。
故选ACD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某课外物理兴趣小组设计如图甲所示装置，利用该装置做“探究加速度与力的关系”的实验，操作如下；
①挂上槽码，调整长木板的倾角，使质量为M的小车恰能匀速下滑；
②取下槽码盘和槽码，利用天平测出其质量m，让小车沿长木板下滑；设小车受到的合力为F，位移传感器收集数据通过计算机得到小车的x-t图像，并求出小车的加速度a；
③改变槽码质量和长木板倾角，重复步骤①②，得出多组a、F数据，并作出a-F图像。
（1）本实验开始前_______（填“需要”“不需要”）补偿阻力，本实验______（填“需要”“不需要”）满足M>>m；
（2）下列说法正确的是_______。
A. 实验时要先放小车，后打开位移传感器的开关
B. 释放小车时，当使小车尽量靠近位移传感器
C. 实验中需要使细线与长木板平行
D.本实验小车受的合力F=mg
（3）在测量质量时，将槽码盘和槽码取下，但只测量了槽码的质量m，则绘制出的a-F图像可能是图乙中的______（填“①”、“②”或“③”）；
（4） 某次实验中x-t图像如图丙所示，根据图像可求出此次实验小车的加速度大小为_____m/s2（结果保留两位有效数字）
答案： ①. 不需要 ②. 不需要 ③. CD##DC ④. ① ⑤. 1.6
解析：（1）[1][2]本实验的原理是有托盘和砝码时小车做匀速运动，受力平衡，撤去托盘和砝码，小车所受的合力就为托盘和砝码的重力，根据实验原理可知，本实验不需要平衡摩擦力，不需要满足M>>m。
（2）[3]A．实验时要先打开位移传感器的开关，后放小车，A错误；
B．释放小车时，当使小车尽量远离位移传感器，B错误；
C．为保证小车所受的合力平行木板方向，实验中需要使细线与长木板平行，C正确；
D．本实验小车受的合力就为托盘和砝码的重力，所以F=mg，D正确。
故选CD。
（3）[4]根据牛顿第二定律
整理得
设托盘质量为，根据实验原理可得
可知仅将砝码质量记为，则绘制出的图像应该是①。
（4）[5]根据图像可知，给出的三个数据点中，相邻点之间的时间间隔为
根据匀变速直线运动的规律
其中
解得
17. 随着传感器技术不断进步，传感器在中学实验室逐渐普及，小乐同学用电流传感器做“观察电容器的充、放电现象”，电路如图甲所示。
（1）先使开关S与2相连，电源对电容器充电，这个过程可在短时间内完成，充满电的电容器左极板带______电（填“正”或“负”）。
（2）然后把开关S掷向1端，K断开，电容器通过电阻放电，传感器将电流传入计算机，屏幕上显示出电容器充放电过程电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。
（3）根据i-t图像可估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量为_____C。（结果保留两位有效数字）
（4）已知直流电源的电动势为8V，内阻忽略不计，则电容器的电容为_______F。（结果保留两位有效数字）
（5）如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将_____（填“变大”、“不变”或“变小”）；充电时间将______（填“变长”、“不变”或“变短”）。
答案： ①. 负 ②. 9.5×10-4 ③. 1.2×10-4 ④. 不变 ⑤. 变短
解析：（1）[1]电容器左极板与电源负极相连，充满电的电容器左极板带负电。。
（3）[2]i-t图像与横轴所围的面积表示电容存储的电荷量，一小格的面积为
总共约19格，故电容器在全部放电过程中释放的电荷量为
（4）[3]已知直流电源的电动势为8V，内阻忽略不计，则电容器的电容为
（5）[4]由于电容存储的电荷量不变，如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时i-t曲线与横轴所围成的面积将不变。
[5]闭合开关K，电容器串联的电阻值减小，充电电流变大，充电时间将变短。
18. 滑草运动受人们喜爱，如图，某滑草滑道由AB和BC两部分组成，B点平滑连接，小乐同学乘坐滑草车从A点由静止开始沿滑道下滑，最后停在C点，滑草车在BC段运动用时15s，已知滑道AB和BC分别长，小乐与滑草车的总质量，倾斜滑道与水平面夹角，滑草车在AB和BC段的运动均可视为匀变速直线运动。（g取）。求
（1）小乐和滑草车在滑行过程中的最大速度；
（2）小乐和滑草车在AB段滑行的时间；
（3）小乐和滑草车在AB段滑行受到的平均阻力的大小。
答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）水平阶段的平均速度为
到B点有最大速度为
（2）在斜面上匀加速直线运动
得
在AB段滑行的时间为
（3）根据牛顿第二定律
得
19. 如图所示，悬点O下有一根长为的轻绳，悬挂质量为的小球（小球与地面恰不挤压），将小球拉至与竖直方向成角处静止释放，到达最低点时，与静止在悬挂点正下方的物块发生弹性正碰（小球与滑块均视为质点），碰撞后物块沿动摩擦因数为的水平面滑动，水平面长为，最后物块滑上停在光滑平面上的滑板上，滑板平面与粗糙水平面齐平，滑板与物块间的动摩擦因数，滑板质量，物块没有从滑板上掉落，不计其它阻力。（g取）试求：
（1）小球摆到最低点与物块碰撞前对轻绳的拉力。
（2）物块到达粗糙水平面右端时，物块的速度。
（3）物块在滑板上滑动过程中产生的热量是多少？
（4）物块不从滑板上掉落，滑板至少要多长？
答案：（1），方向竖直向下；（2）；（3）；（4）0.25m
解析：（1）小球摆到时最低点的过程中，由动能定理得
得
小球在最低点有
解得
由牛顿第三定律可得小球对轻绳的拉力为40N，方向竖直向下。
（2）小球与物块发生弹性碰撞，由于质量相等，碰后速度交换。物块在粗糙水平面上滑行，由动能定理得
得
（3）物块与滑板作用过程系统动量守恒
系统产生的热量为
解得
（4）由于
得
则滑板至少需要0.25m。
20. 如图所示，水平面内固定一半径为的金属圆环，长也为r，电阻不计的金属杆a沿半径放置，一端与圆环接触良好，另一端与过圆心的固定导电竖直转轴相连，并随轴以角速度匀速转动，环内的匀强磁场为，方向竖直向下，圆环边缘和转轴分别通过电刷与水平导轨AB、CD良好接触，在B、D端分别连接有两倾斜导轨MN、EF，倾斜导轨与水平面成30°角，在NF间接一电阻阻值为R=0.5Ω，在倾斜导轨上平行于底边放置一金属棒b，其质量为，电阻也为，其距离NF为。水平轨道部分有一开关S，倾斜导轨部分存在一垂直于斜面向下的匀强磁场，（未知），导轨间距均为，（除题中电阻外其它电阻均不计，不计一切摩擦）。（g取10）
（1）开关S闭合，b棒恰能静止在斜面上，求的大小；
（2）若，断开开关，b棒由静止开始下滑，已知从静止加速到最大速度的过程中通过b棒的电量为，求：
①棒b在下滑过程中达到最大速度时所发生的位移x；
②棒b从静止开始运动到NF底边所需的时间t。
答案：（1）；（2）①0.4m，②21.65s
解析：（1）金属杆a产生的感应电动势为
感应电流为
开关S闭合，b棒恰能静止在斜面上，则有
解得
（2）①电荷量
感应电流的平均值
感应电动势的平均值
解得
②棒b速度达到最大时有
此时感应电流为
根据动量定理有
其中
解得
又由于
解得
则有
21. 离子推进器中某部件简化如图甲，真空中有一半径R1、长为L的金属部件，与金属部件同轴放置一半径为、长为L的金属圆柱面。假设金属部件沿径向均匀射出速率相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。不考虑出射电子间的相互作用。
（1）在柱面和金属部件之间只加恒定电压时，刚好没有电子到达柱面，求出射电子的初速度v0。
（2）在柱面和金属部件间，只加与轴线平行的匀强磁场时，刚好没有电子到达柱面，求出射电子的初速度v0。
（3）撤去金属圆柱面，沿柱面原位置放置一块弧长为a，长度为b的金属片，如图乙。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I，电子流对该金属片的压强为p，求金属部件单位长度单位时间出射的电子数n和电子出射的初速度。
答案：（1）；（2）；（3）
解析：（1）在柱面和金属部件间，只加恒定电压，刚好没有电子到达柱面，根据动能定理有
解得
（2）在柱面内，只加与x轴平行的匀强磁场，磁感应强度为时，刚好没有电子到达柱面，设粒子的偏转半径为R，根据几何关系有
得
根据洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（3）撤去柱面，设单位时间单位长度射出的电子数为n，则单位时间打在金属片的粒子数
金属片上形成电流为
所以
根据动量定理得金属片上的压强为
由动量定理
解得
产品名称
某品牌洗地机
产品型号
QX-V6 A
额定功率
220W
电池容量
4000mAh
续航时间
40min
清水箱容量
800mL
外形尺寸
260*262*1115 mm
污水箱容量
720mL