2021-2022学年浙江省北斗星盟高二下学期5月阶段性联考物理试题 （解析版）

2021学年第二学期浙江北斗星盟5月阶段性联考

高二年级物理试题

一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备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. 单位为的物理量是（　　）

A. 力 B. 功 C. 电场强度 D. 磁感应强度

【答案】D

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律

可知

根据

可得

两式联立可得

故单位为的物理量是磁感应强度。

故选D。

2. 如图所示，新建杭台高铁温岭至玉环段将填补玉环的铁路空白，实现台州“县县通铁路、铁路网全覆盖”的交通新格局，全线新建正线长度，全线桥隧比84.8%，速度目标值，计划工期3.5年。下列说法中正确的是（　　）

A. 在研究动车从温岭到玉环的平均速度时，可将动车视为质点

B. 正线长度是指位移的大小

C. 速度目标值是指平均速度

D. 计划工期3.5年是指时刻

【答案】A

【解析】

【详解】A．在研究动车从温岭到玉环的平均速度时，可忽略车的大小和形状，可将动车视为质点，A正确；

B．正线长度是指路程，B错误；

C．速度目标值是指瞬时速度，C错误；

D．计划工期3.5年是指时间间隔，D错误。

故选A。

3. 如图所示，将一张A4纸（质量可忽略不计）夹在水平放置在桌面上的物理书内，书对A4纸的压力大小为，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.2，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为（　　）（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则有

当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有

故选C。

4. 北京2022年冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军。如图所示为两人某次比赛时的场景，为研究方便，可认为此时两人均绕过O点且垂直于冰面的轴转动，则关于两只手臂上的A、B两点的说法中正确的是（　　）

A. A点的角速度小于B点的角速度

B. A点的线速度小于B点的线速度

C. A点的加速度大于B点的加速度

D. A点的加速度等于B点的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．A点的角速度等于B点的角速度，A错误；

B．根据

由于A点的转动半径小于B点的转动半径，因此A点的线速度小于B点的线速度，B正确；

CD．根据

A点的加速度小于B点的加速度，C、D错误。

故选B。

5. 如图所示为某市规模最大的音乐喷泉的局部美景，水流从喷嘴喷出，其初速度与竖直方向的夹角为。现制作一个大小为实际尺寸的的模型展示效果，若模型中水流由喷嘴喷出的初速度为，取重力加速度，则实际的水流能到达的最大高度约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】模型中水流从喷嘴喷出到最高点的过程中，竖直方向上的有

根据竖直方向上运动学关系

可知，模型中的水流能到达的最大高度

模型与实际尺寸比为，故实际的水流能到达的最大高度约为4m，C正确，ABD错误。

故选C。

6. 战绳训练被称为身体训练的“综合训练神器”，如图所示，训练者跨步蹲，双手各正握同一材质的两绳一端，在竖直方向上下甩动，在绳子上交替做出不同的波动，其运动状态可视为简谐振动．由于初练者双手肌肉力量不一致，左手每秒抖动5下，右手每秒抖动4下，则在左、右手两绳上传播的波（　　）

A. 周期之比为5：4 B. 速度之比为4：5

C. 振幅之比为5：4 D. 波长之比为4：5

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题可知两列波的频率之比为5：4，因此周期之比为4：5，A错误；

B．由于两列波在相同介质中传播，因此波速相同，B错误；

C．从题中无法判断两列波振幅之间的关系，C错误；

D．根据

由于波速相同，且周期之比为4：5，因此波长之比为4：5，D正确。

故选D。

7. 下列说法中正确的是（　　）

A. 彩超利用了超声波的多普勒效应

B. 光沿直线传播是因为光不会发射衍射现象

C. 相机的偏振滤光片能增加进入相机的透射光

D. 激光测距应用了激光亮度高的特点

【答案】A

【解析】

【详解】A．医院检查身体的“B超”仪是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，A正确；

B．光沿直线传播，说明光具有粒子性；同时光也具有波动性会发射衍射现象，B错误；

C．照相机镜头的偏振滤光片能减弱反射光的影响，C错误；

D．“激光测距雷达”利用激光测量很远距离的目标是因为激光平行度好的特点，D错误。

故选A。

8. 关于教材中的插图，下列说法中正确的是（　　）

A. 如图甲所示，在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，说明小粒灰尘在做无规则运动

B. 如图乙所示为分子势能EP随分子间距离r变化的示意图，若将两个分子由处释放，它们将逐渐远离

C. 如图丙所示为一定质量的气体在不同温度下的等温线，则

D. 如图丁所示，水黾可以停在水面上是由于浮力的作用

【答案】C

【解析】

【详解】A．煤油中小粒灰尘的布朗运动是由于煤油分子做无规则运动时对小粒灰尘的撞击作用不平衡导致，故煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，A错误；

B．结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近。B错误；

C．一定质量的气体在不同温度下的等温线，根据理想气体状态方程可得

之积越大表示温度越高，因此，C正确；

D．水黾可以停在水面上是由于液体表面张力作用，D错误。

故选C。

9. 如图所示为某正常体型的高中学生在练习深蹲的示意图，假设其身高为，站立和下蹲时重心的位置均位于虚线处，每分钟下蹲20次，取重力加速度，则该同学下蹲过程中重力做功的功率约为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设高中生的体重50kg，做下蹲时，由图可知重心下降约0.6m，该同学下蹲过程中重力做功的功率约为

故选B。

10. 如图所示为电缆终端电场的电场线和等势线的分布示意图，电缆的线芯为金属材料，下列说法正确的是（　　）

A. A点所在的线是等势线

B. B、C两点的电势差大于A、C两点的电势差

C. D点的电场强度小于E点的电场强度

D. 将一带负电的点电荷沿图中曲线从D点移到E点，电场力不做功

【答案】B

【解析】

【详解】A．A点所在的线是电场线，不是等势线，A错误；

B．A、C两点的连线基本上垂直于电场线的方向，电势差较小，B、C两点的连线与几乎与电场线平行，有明显的电势差，故B、C两点的电势差大于A、C两点的电势差，B正确；

C．D点的电场线或等势面的密集程度明显大于E点，故D点的电场强度大于E点的电场强度，C错误；

D．将一带负电的点电荷沿图中曲线从D点移到E点，沿电场线方向运动，故电场力做功，D错误。

故选B。

11. 将一乒乓球竖直向上抛出，乒乓球在运动过程中，它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中，受到的空气阻力与速率成正比，重力加速度为g。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最大值为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】乒乓球最终匀速运动时，速度为，则

此时的动能

乒乓球刚抛出时，速度最大，阻力最大，加速度最大，刚抛出时

可得

乒乓球刚抛出时，根据牛顿第二定律

解得

故选B。

12. 如图所示，A为近地圆轨道卫星，轨道半径为，B为地球同步卫星，轨道半径为，地球可视为质量分布均匀的球体。在相同时间内，A与地球球心连线扫过的面积为，B与地球球心连线扫过的面积为，则是（　　）

A. 1：1 B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据

在时间t内扫过的面积

可知

故选C。

13. 两完全相同的通电圆线圈1、2平行放置，两圆线圈的圆心O1、O2的连线与圆面垂直，O为O1、O2的连线的中点，如图所示。当两圆线圈中通以方向、大小均相同的恒定电流时，O1点的磁感应强度的大小为B1；若保持线圈1中的电流以及线圈2中的电流大小不变，仅将线圈2中电流方向反向，O1点的磁感应强度的大小为B2。则线圈1中的电流在O2点和O点产生的磁场的磁感应强度大小B3、B4一定有（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】当两圆环中电流方向相同时（设俯视逆时针方向的电流），则设两圆环在O1点产生的磁场方向相同均向上，设大小分别为B11和B21，则O1点的磁感应强度的大小为

B1=B11+B21①

仅将线圈2中电流方向反向，O1点的磁感应强度的大小为

B2=B11-B21②

①②两式相减解得

而线圈1中的电流在O2点产生的磁场的磁感应强度大小

由①②两式相加可得

因线圈1中的电流在O1点的磁感应强度B11一定大于在O点的磁感应强度B4，则

故选D。

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2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2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）

14. 关于电磁波的说法中正确的是（　　）

A. 电磁波是纵波

B. 要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的频率

C. 夜视仪器和红外摄影利用了红外线

D. 机场等进行安全检查时，射线能轻而易举地探测到箱内的物品

【答案】BC

【解析】

【详解】A．电磁波是横波，A错误；

B．要有效地发射电磁波，振荡电路必须要有足够高的振荡频率，B正确；

C．夜视仪器和红外摄影利用了红外线穿透本领强的特点，C正确；

D．机场等进行安全检查时，x射线能轻而易举地探测到箱内的物品，D错误。

故选BC。

15. 输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：2，输入电压为正弦交流电；右侧变压器原、副线圈匝数比为2：1，连接两理想变压器的导线总电阻为，负载R的阻值为，消耗的功率为，以下判断正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据

可得

A正确；

B．由于

根据

而

可知

B错误；

C．根据

可知

根据

可知

因此

C错误；

D．根据欧姆定律可知

D正确。

故选AD。

16. 超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离，脉冲激光中包含不同频率的光1和光2，它们在棱镜中的折射率分别为和。取，，。则下列说法正确的是（　　）

A. 上方光线为光1

B. 光1和光2通过相同的干涉装置后，光2对应的干涉条纹间距更大

C. 为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则

D. 若，则光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差约为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．光路图如图所示

根据

由于

可知下方光线为光1，A错误；

B．由于

可知光线1的波长小于光线2的波长，因此光2对应的干涉条纹间距更大，B正确；

C．由几何关系可知

若光线1恰好从左侧第一个棱镜斜面射出，则

解得

为使光1和光2都能从左侧第一个棱镜斜面射出，则

C错误；

D．根据对称关系，光1和光2通过整个展宽器的过程中在空气中的路程差

而

，

联立解得

D正确。

故选BD。

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17. 在①“探究小车速度随时间变化的规律”、②“探究加速度与力、质量的关系”两个实验中，可以用槽码进行实验的是（　　）

A. ① B. ② C. ①和② D. ①和②均不可以

【答案】C

【解析】

【详解】槽码代替了原来的钩码，可以作为牵引物进行“探究小车速度随时间变化的规律”和“探究加速度与力、质量的关系”两个实验，并且可以优化“探究加速度与力、质量的关系”由于钩码质量过大带来的系统误差。C正确，ABD错误。

故选C。

18. （1）如图甲所示为某同学“验证机械能守恒定律”的实验装置，①在实验开始前，请指出该同学在操作时存在的两处错误：__________，__________；

（2）如图乙所示为该同学经调整后正确操作获得的一条纸带，打点计时器所用频率为，则打下E点时重锤的速度大小为__________；若重锤的质量为，以打点计时器打下A点时重锤所在位置为零势能面，则打下C点时重锤的重力势能为__________J。（重力加速度取，计算结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. 纸带放置在墨粉纸盘外侧    ②. 重锤离打点计时器太远    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1][2]在实验开始前，请指出该同学在操作时存在的两处错误：纸带放置在墨粉纸盘外侧无法打出点迹；重锤离打点计时器太远，纸带有数据长度较少。

（2）[3]打E点时重锤的速度

[4]C点时重锤的重力势能为

19. 在“用单摆测量重力加速度大小”的实验中，

（1）下列做法中合理的是__________；

A．所采用摆长分别是、、

B．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动

C．测量周期时，从最高点开始计时

D．测量摆长时，应用力拉紧摆线

（2）用最小刻度为的刻度尺测摆线长，用20分度的游标卡尺测小球的直径，测量情况如图所示。由此可知，单摆的摆长为__________（保留两位小数）。

【答案】    ①. B    ②.

【解析】

【详解】（1）[1]A．保证摆动过程中摆长不变，故选择同一个长度，A错误；

B．单摆要做简谐运动，要保证单摆始终在同一竖直面内摆动，B正确；

C．用停表测量周期时，应从球到达平衡位置开始计时，这样误差小一些，C错误；

D．测量摆长时，应先将单摆竖直悬挂，让摆球自然下垂，然后测量悬点到球心的距离，D错误。

故选B。

（2）[2]毫米刻度尺测量摆线的长度为98.30cm，用20分度的游标卡尺测小球的直径

单摆的摆长为

20. 在“测定电池的电动势和内阻”实验中，某同学发现电压表损坏，于是找出如下实验器材：

A．一节干电池

B．电阻箱（阻值可调范围为）

C．滑动变阻器R（阻值变化范围为）

D．电流表G（量程为、内阻为）

E．电流表A（量程有）

F．开关及导线

（1）该同学设计了一种如图甲所示的实验方案，将电流表G与电阻箱串联改装成量程为的电压表：

①请帮助他完成如图乙所示的实物图连接_______；

②在乙图中，开关闭合前应将滑动变阻器调至__________（选填“最左端”或“最右端”）；

③电阻箱连入电路的电阻应调至__________；

④该同学以改装后的电压表读数U为纵轴，以电流表A的读数I为横轴，通过图像测得的电动势与真实值相比__________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）

（2）请从上述实验器材中选择合适的器材，再设计一种实验方案，在虚线框中画出相应的电路图_______。

【答案】    ①. 见解析    ②. 最左端    ③. 300    ④. 偏小    ⑤. 见解析

【解析】

【详解】（1）[1]电路连接如图所示

[2]为了保护电路中电流表比超过量程，将滑动变阻器调到最左端。

[3]改装后电压表的内阻

因此电阻箱连入电路的电阻应调为

[4]理论上讲，当电流表示数为零的，电压表的示数为电动势的测量值，由于电压表不是理想电压表，因此测量值为电压表分得的电压，小于电动势，因此测量值偏小。

（2）[5]可以采用“安阻法”测量电动势和内电阻，如图所示

21. 电梯是现在高层住宅中的标配，它由轿厢、电机、钢绳和配重组成，如图甲所示。某同学在电梯内进行称体重实验，电梯从一楼静止上升到顶楼的过程中，他对体重计的压力随时间变化如图乙所示，已知同学的质量，电梯轿厢总质量，配重质量，重力加速度。求：

（1）电梯上升过程的最大速率；

（2）电梯上升的总高度；

（3）电梯在减速时钢绳的拉力大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在内，电梯加速上升，根据牛顿第二定律

解得

因此最大速率

（2）电梯加速上升的高度

匀速上升的高度

减速上升高度

电梯上升的总高度

（3）电梯减速时加速度

此时配重减速下降，加速度向上，根据牛顿第二定律

解得钢绳的拉力

22. 某校科技小组在创新大赛中设计如图所示的轨道装置，已知倾角的斜轨道长为，在轨道中点B点连接一光滑的双层圆轨道，切点B和稍错位，轨道半径，D点连接水平轨道，长为，E点离地面高度为．质量的滑块以一定初速度从A点出发，经过圆轨道从E点平抛飞出，落入放置在水平地面上高为的小桶内，小桶直径为。滑块可看做质点，圆轨道间距可忽略，滑块与斜轨道、水平轨道的动摩擦因数均为，不计空气阻力和滑块在D点的能量损失。（已知，，）

（1）若滑块初速度为零，求到达B点时的速度大小；

（2）若滑块的初速度，求到达圆轨道最高点C处时对轨道的压力；

（3）要使滑块落入小桶内，求小桶左侧离F点的水平距离x与滑块初速度的关系。

【答案】（1）；（2），对轨道作用力竖直向上；（3），且

【解析】

【详解】（1）根据动能定理，得

解得

（2）滑块从A到C过程，根据动能定理得

解得

根据C受力分析得

解得

根据牛顿第三定律，得

对轨道作用力竖直向上。

（3）若滑块恰好通过C点，则，根据动能定理得

解得

滑块从A到E过程中，动能定理得

解得

滑块平抛运动的高度

根据

桶左端离F点最大距离

最小距离

综上可知，x与关系为

，且

23. 如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车示意图，在车身下方固定一矩形线框，边长为l，边长为d，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，边界与平行，区域长为d。若边刚进入磁场时列车关闭发动力，此时的速度大小为，已知线框总电阻为R，列车的总质量为m，摩擦阻力是车重的k倍，不计空气阻力，重力加速度为g。

（1）求线框边刚进入磁场时列车的加速度大小；

（2）若线框边离开磁场时速度，求线框从进入到离开磁场过程中，通过线框的电量和线框产生的焦耳热；

（3）要使列车更快停下，在的右边加方向竖直向下、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，假设列车停止时边未到达，列车从进入到停止的总时间为t，求列车总位移的大小。

【答案】（1）；（2）；；（3）

【解析】

【详解】（1）刚进入磁场时边产生的电动势

回路中的感应电流

边所受安培力

根据牛二定律得

解得

（2）根据

可得

根据动能定理

线框产生焦耳热

（3）列车进入磁场距离d过程中通过线框的电量

再经过x过程中电量

全过程动量定理，得

解得

总位移

24. 如图所示，两个半圆环内存在垂直纸面向外的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度均为B（未知），内、外圆半径分别为R和。上下内侧有长为的金属网极板A、B与C、D，极板间距为d，中间连接两个半圆形绝缘收集板P、Q。A极板附近均匀漂浮着带正电的粒子（初速度近似为零），在时，板加电压，粒子加速后进入磁场区域Ⅰ，均能到达C极板。已知每个粒子的电荷量为q，质量为m，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力。假设粒子到达B、C、D极板时均能通过，但不能通过A极板。（已知）

（1）求粒子到达B极板时的速度大小；

（2）求磁感应强度B的大小；

（3）若收集板Q只有上半部分的圆周收集到粒子，求极板的电压；

（4）若极板电压，求粒子从A极板开始到飞出外磁场的最长时间。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）根据动能定理得

解得

（2）如图所示，粒子在磁场的半径

时，均能到达C极板

根据

解得

（3）如图所示，从D极板下边缘粒子到Q圆弧中点，根据几何关系得

解得

根据动能定理

又由于

解得

（4）如图所示，经过D板上边缘的粒子在左侧磁场飞行时间最长，当时，由动能定理得

解得

又由于

解得

根据几何关系

解得

粒子在磁场I和II中运动总时间

粒子在电场中时间

粒子运动的总时间