浙江省五校联盟2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

这是一份浙江省五校联盟2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共12页。试卷主要包含了考试结束后,只需上交答题卷，8 m/s，如图所示为清洗汽车用的高压水枪等内容，欢迎下载使用。

命题:浙江省杭州第二中学 审题:浙江省金华第一中学
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学校、班级、姓名、试场号、座位号及准考证号。
3.所有答案必须写在答题纸上,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.下列关于单位制的说法中正确的是()
A.在国际单位制中,米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本量
B.力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个基本单位
C.只有国际单位制由基本单位和导出单位组成
D.表面张力大小F=σL,其中L为长度,σ为表面张力系数,则物理量σ的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg/s2
2.如图为一户外攀岩运动的情境和运动员的蔡岩运动线路示意图,该运动员从起点A经B点,最终到达C点,下列说法正确的是()
A.图中的线路ABC表示的是运动员运动的位移
B.线路总长度与运动员所用时间之比是他的平均速度大小
C.研究图中运动员攀岩动作时,可以把他看成质点
D.研究图中运动员在攀岩路线中的位置时,可以把他看成质点
3.如图为蹦床运动员某一次下落过程的示意图。运动员从最高点A,下落到最低点C,B为运动员下落过程中刚接触䖵床时的位置,下列说法正确的是()
A.B至C,跬床弹力对运动员做负功,运动员机械能减小
B.A至B,运动员加速运动;B至C,运动员减速运动
C.A至C,只有重力和踴床弹力做功,运动员机械能守恒
D.运动员在C点时速度为零,加速度也为零
4.在某次运动会上,一跳高运动员以2.13 m的成绩夺得冠军。经了解,该运动员身高1.91 m, g取102 m/s,据此可算出他离地时坚直向上的速度最接近()
A.6.8 m/s
B.5.8 m/s
C.4.8 m/s
D.3.8 m/s
5.下列关于传感器元件说法错误的是()
A.如图甲,是一光敏电阻,随着光照的增强,载流子增多,导电性变好
B.如图乙,是一电阻应变片,其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化
C.如图丙,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
D.如图丁,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向左发生微小位移时,线圈自感系数变大
6.如图所示,将一等腰直角玻璃棱镜截去棱角,使AD边平行于底面,可制成“道威棱镜”,一束复色光平行于底边从AB边上的E点射入,最终从DC边射出,甲、乙两束光相比,下列说法正确的是()
A.乙光子能量比较小
B.在棱镜内传播的速度,乙光较大
C.以相同的入射角斜射人同一平行玻璃砖,乙光的侧移量大
D.照射同一狭琏，乙光通过狭继后的衍射现象更明显
7.如图所示为一简易起重装置,AC是上端带有滑轮的固定支架,BC为质量不计的轻杆,杆的一端C用较链固定在支架上,另一端B悬挂一个质量为m的重物,并用钢丝绳跨过滑轮A连接在卷扬机上.开始时,杆BC与AC的夹角∠BCA>90∘,现使∠BCA缓缓变小,直到∠BCA=30∘。在此过程中,(不计一切阻力)()
A.钢丝绳上的拉力逐渐增大
B.钢丝绳对滑轮A的作用力变小
C.杆BC对B点的作用力先减小后增大
D.杆BC对B点的作用力变小
8.如图所示平行板电容器与电动势为E的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的P点,若断开开关K,将平行板电容器的下极板坚直向上平移一小段距离,则下列说法正确的是()
A.带电油滴向上运动
B.静电计指针的张角变大
C.P点电势变小
D.带电油滴的电势能变小
9.2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。17时46分,神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。飞船的发射过程可简化为:飞船从预定轨道I的A点第一次变轨进入椭圆轨道II,到达椭圆轨道的远地点B时,再次变轨进入空间站的运行轨道III,与空间站实现对接。假设轨道I和III都近似为圆轨道,不计飞船质量的变化,空间站轨道距地面的高度为h,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列说法正确的是()
A.飞船在椭圆轨道II经过A点的速度小于飞船在圆轨道I经过A点的速度
B.飞船在椭圆轨道II经过A点的速度可能大于11.2 km/s
C.在轨道I上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积小于在轨道II上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积
D.飞船沿轨道II由A点到B点的时间为πR+hRR+hg
10.如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷口直径为D,水流速度为v,水柱垂直汽车表面,水柱冲击汽车后水沿汽车表面散开。已知水的密度为ρ。下列说法正确的是()
A.高压水枪单位时间喷出的水的体积为πD2v
B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为14ρD2v
C.水柱对汽车的平均冲力为14ρD2v2
D.当高压水枪喷口的出水速度变为原来的2倍时,喷出的水对汽车的压力变为原来的4倍11.如图所示,有一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n:1,原线圈接一电压为u=U0cs100πtV交流电,副线圈接有一个交流电流表和一个电动机,电动机线圈电阻为R,当开关S接通后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的物块以速度v匀速上升,电动机内部摩擦均可忽略,下列判断正确的是()
A.电动机两端电压为IR,其消耗的电功率为I2R
B.原线圈电流为nI,变压器的输入功率为I2R+mgv
C.副线圈电压的有效值为U0n,电动机的输入功率为I2R
D.电动机的效率为2mgnvU0I
12.图甲是电动公交车无线充电装置,供电线圈设置在充电站内,受电线圈和电池系统置于车
内。供电线路与220 V交流电源相连,将受电线圈靠近供电线圈,无需导线连接,蓄电池便可以充电(如图乙所示),下列说法正确的是()
A.供电线圈和受电线圈无导线连接,所以传输能量时没有损失
B.用塑料薄膜将供电线圈包裹起来之后,仍能为蓄电池充电
C.无线充电的原理是利用供电线圈发射电磁波传输能量
D.充电时,供电线图的磁场对受电线圈中的电子施加磁场力的作用,驱使电子运动13.如图所示,电动牙刷充电时将牙刷插入充电座内,充电座中的线圈接入220 V交流电,牙刷内的线圈两端获得4.5 V的电压,再通过控制电路对牙刷内部的直流充电电池充电,电池的电动势为2.4 V,内阻为0.1Ω,容量为800mAh,10小时即可充满。充满电后用户平均每天使用4分钟,可以连续使用60天。关于此电动牙刷的说法正确的是
A.使用时电池的平均输出功率为0.48 W
B.电池向外最多能提供的电能为6912 J
C.充电座和牙刷内线圈的匝数比为110:9
D.充电时,直流充电电池中的平均电流是80 mA
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.关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是()
A.显微镜下可以观察到煤油中的小粒灰尘的布朗运动,这说明灰尘分子在做无规则运动
B.温度越高,分子的平均动能一定越大
C.一定质量的水变成水蒸气,分子间距增大,分子势能增大
D.气体压强越大,气体分子间的斥力越大
15.位于x=0.25 m的波源P从t=0时刻开始振动,形成的简谐棤波沿x轴正负方向传播,在t=2.0 s时波源停止振动,t=2.1 s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置xn=1.75 m,质点b的平衡位置xb=−0.5 m。下列说法正确的是()
A.沿x轴正负方向传播的波会发生干涉
B.t=0.42 s时,波源的位移为负
C.t=2.25 s时,质点a的位移为1522 cm
D.在0到2 s内,质点b运动总路程是2.55 m
非选择题部分
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.实验题(I、II、III题共14分)
16-I.实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验,如图所示为实验装置示意图.
(1)关于该实验以下说法正确的是 .
A.安装实验器材时,要调节滑轮的高度,使细线保持水平
B.补偿阻力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂桶,先接通打点计时器的电源,再轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.实验过程中,向砂桶内加砂时,必须保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M
D.准确地补偿阻力后,实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力(2)如图是实验中选择的一条合适的纸带(纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出),相关的测量数据已标在纸带上,已知打点计时器的打点频率为50 Hz,则小车的加速度a=m/s2.
16-II.(1)用电压表(内阻约为3kΩ)和电流表(内阻约为0.1Ω)测量一个电阻的阻值（约为5Ω)。要求尽量减小实验误差,应该选择的测量电路是图1中的（选填“甲”或“乙”）。
(2)用图2所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)。其中R为电阻箱,电流表的内电阻约为0.1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ。
某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中,实线是根据实验数据(图甲:U=IR,图乙:I=UR)描点作图得到的U−I图像;虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U−I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。
在图3中,对应图甲电路分析的U-I图像是:,为了减小由电表内电阻引起的实验误差,本实验应选择图2中的(填“甲”或“乙”)。
16-III.城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,在夜晚打开,实现自动控制。为模拟自动照明控制系统,某同学利用光敏电阻的阻值随炤度变化的特性,制作了一个装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示,则此时光敏电阻的阻值Rl=Ω。
(2)该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路,从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示,可知当照度为0.40x(1x为照度的单位)时,光敏电阻的阻值为Ω。
(3)如图乙所示,由于弹簧的弹力作用,当励磁线圈电流小于0.1 A时,电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时,奵光保持开启,则灯应接在(填“AB”或“BC”)之间。已知电源电压为3 V(内阻不计),若要实现照度低于1.0x时,灯光开启,需要将滑动变阻器R的阻值调为Ω,安装该电路时,光敏电阻Ri应(填“远离”或“靠近”)灯。
17.如图所示,内径均匀的U形玻璃管坚直放置,左端开口,右端封闭,管内有一段水银柱,两侧水银面等高,右管封闭的理想气体气柱长8 cm,温度是27∘C。现给右管内封闭气体缓慢加热,使封闭气柱长度变为8.5 cm。不考虑温度变化对水银的影响,已知大气压强P0=75cmHg。
(1)求加热后右管内封闭气体的温度是多少C;
(2)保持加热后的温度不变,为使封闭气柱的长度变回8 cm,求从左端开口注入的水银柱长度。的水银柱长度。
18.如图所示,一游戏装置由固定在水平地面上倾角θ=37∘的直轨道AB、水平直轨道CD、螵旋圆形轨道DEF、水平直轨道FG组成,除AB段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道CD、FG相切于DF处,Q、E分别为螺旋圆形轨道的圆心和圆心的等高点。凹槽BHIC底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在坚直侧壁BH处,摆渡车上表面与B、C.
D、F、G点在同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径R=0.08 m,HI长度L=31516m,摆渡车长度L0=3m、质量M=3 kg。将一质量aF1 kg的滑块1从倾斜轨道AB上距B点l=16 m处静止释放,滑块1与轨道AB和摆渡车间的动摩擦因数分别μ1=0.5、μ2=0.8。滑块视为质点,不计空气阻力,sin37∘=0.6,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)滑块滑到B点时的速度大小v1;
(2)通过计算判断滑块1和小车能否达到共同速度v2;
(3)滑块1刚进入螺旋轨道D时螺旋轨道对滑块1的支持力大小Fi;
(4)若在C点处放一个质量为m的另一滑块2(可看作质点),滑块1和滑块2间的碰撞均为弹性碰撞,要想滑块2不脱离螺旋轨道,m0应为多少;
19.如图所示,两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场I左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为B,方向坚直向上;磁场II的磁感应强度大小为2B,方向坚直向下。质量均为m、电阻分别为R和2R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上,金属棒b置于磁场II内靠近右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糈,两金属棒a与水平段导轨间的摩擦力为f=15mg,固定金属棒b,将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求:
(1)金属棒a刚进入磁场I时两端的电压;
(2)若金属棒a在磁场I内经过t=52gh3g亭止运动,求整个过程中安培力对金属棒a做的功;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒a仍从高度h处由静止释放,使其进入磁场I。设两磁场区域足够大,两棒匀速运动时均未离开各自的磁场区域。
(1)判断a、b两金属棒匀速运动时的速度大小v1、v2关系,并写出依据;
(2)求金属棒a在磁场I内运动过程中,金属棒b产生的焦耳热。
20.围绕地球周围的磁场分布是两极强中间弱的空间分布,为了研究这种磁场对太阳风高能带电粒子的俘获作用,有人在实验室通过某种装置形成如图所示的磁场分布区域MM。磁场关于z轴旋转对称,在该区域中磁感强度B的大小沿z轴从左到右,由强变弱,再由弱变强,变化极为缓慢,对称面为PP。已知z轴上O点磁感强的大小为B0,两端M点的磁感应强度大小为B0。现有一个质量为m,带电量为+q,速度大小为v0的粒子,在O点以与z轴成投射角a0=30∘向右半空间发射。设磁场足够强,粒子只能在紧邻z轴的磁感线围成的横集面积很小的“磁力管”内运动。提示:理论上已经证明粒子在细“磁力管”内运动时垂直于z方向的速度大小v⊥的平方与磁力管轴上的磁感强度的大小B之比为一常量,即v⊥2B=常数。
（1）带电粒子在第一个周期内运动的空间,磁场变化很缓慢,可近似认为是磁感应强度为B0的匀强磁场,求粒子第一次经过z轴时离原点O的距离Δz多大?
(2)2轴上某点A的磁感应强度为B,当粒子运动到A点时,求此时速度和z轴的夹角a为多少?
（3）要使这个粒子被这个磁场俘获,不能跑出磁场区域,则两端M点的磁感应强度大小B4满足什么条件?
（4）如果M点的磁感应强度取第3小题的临界值,为了能俘获这个粒子,M处的磁场的横截面的半径至少多大?