浙江省S9联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

这是一份浙江省S9联盟2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题，共12页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共8页满分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纸上，写在试卷上无效；
4.考试结束后，只需上交答题纸。
一、单选题（本题共13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选项是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.下列单位属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A.赫兹（Hz）B.伏特（V）C.安培（A）D.瓦特（W）
2.2023年10月31日，中国女子足球队在国际大体联足球世界杯上创下历史，通过点球大战7:6击败巴西队，赢得了世界杯冠军，这是中国足球史上首次夺得世界杯冠军。如图所示，在足球入网时，下列说法中正确的是（ ）
A.足球受到的弹力是由于足球发生了弹性形变而产生
B.足球在飞行和触网时惯性相同
C.足球在飞行过程中受到脚的作用力和重力
D.撞网时足球对网的力的大小大于网对足球的力的大小
3.下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.甲图中研究篮球的进入篮筐的过程，可将篮球看成质点
B.乙图中羽毛球在空中运动时的轨迹并非抛物线，其水平方向的分速度逐渐减小
C.丙图中运动员训练蹲踞式起跑时，起跑器对运动员做正功
D.丁图中运动员跳高下落时，通过海绵垫可减少接触面对运动员的冲量从而实现缓冲
4.光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域，下列关于光学现象的说法，正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.如图甲使光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率小于外套的折射率
B.观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的偏振现象，光是纵波
C.让激光束通过两个狭缝，可能观察到光屏上出现丙图且波长越大，条纹间距越大
D.在丁图中激光束沿液流传播，若改用折射率更小的液体，则实验现象更明显
5.汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的高压才能产生火花。一同学用12V直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路，以下原理图可行的是（ ）
A.B.C.D.
6.长为l的水平直导线静止于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导线中电流的大小为I，方向如图所示，绝缘悬线与竖直方向夹角均为，则导线受到的安培力大小为（ ）
A.B.C.D.
7.如图甲运动员从离开跳板开始计时，其重心的图像如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.运动员在空中做的是自由落体运动B.运动员在时，刚好到达最高点
C.运动员在水中的加速度逐渐增大D.运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为
8.避雷针是用来保护建筑物避免雷击的装置。当雷云放电时，在避雷针顶端形成局部电场集中的空间，引导雷电向避雷针放电，将雷电流引入大地。避雷针周围电场的等势面分布情况如图所示，在等势面中有A、B、C、D四点。下列说法中正确的是（ ）
A.C点场强大于B点场强
B.AD连线中点的电势为8.5kV
C.同一带负电的雨滴在C点的电势能小于在B点的电势能
D.同一带负电的雨滴从C点移动到B点，电场力做正功
9.2022年10月9日，我国成功发射“夸父一号”探测卫星，用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线，卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道离地面的高度为720km，下列说法正确的是（ ）
A.“夸父一号”的运行速度大于7.9km/s
B.“夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C.为使“夸父一号”能更长时间观测太阳，采用a轨道比b轨道更合理
D.“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为24小时
10.如图所示，安德森记录正电子在云室内穿越6mm厚铅板的径迹，云室内存在匀强磁场，云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用.分析此运动轨迹可知（ ）
A.磁场方向垂直纸面向里，正电子由下往上运动
B.磁场方向垂直纸面向外，正电子由上往下运动
C.磁场方向垂直纸面向里，正电子由上往下运动
D.磁场方向垂直纸面向外，正电子由下往上运动
11.钓鱼可以修身养性，颇受人们的喜爱。某鱼漂上部可视为圆柱体，其示意图如图所示。当鱼漂受到微小扰动时会上下振动，某钓友发现鱼漂向下运动时圆柱体上的M点恰好可以到达水面，向上运动时圆柱体上的N点恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波动影响，下列说法正确的是（ ）
A.鱼漂振动过程中受到重力、浮力、回复力的作用
B.当M点到达水面时，鱼漂有向下的最大加速度
C.鱼漂向下运动的过程中机械能守恒
D.当M、N的中点到达水面时，鱼漂的速度最大
12.2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示，距离地面高度约1m时，返回舱底部配备的4台着陆反推发动机开始点火竖直向下喷气，喷出的燃气相对于喷气前返回舱的速度为v，4台发动机喷气口的横截面积均为S，喷出燃气的密度为。喷出的气体所受重力忽略不计。反推发动机工作时燃气对返回舱作用力的大小为（ ）
A.B.C.D.
13.回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用，其原理如图所示。和是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。位于的圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略），它们在两盒之间被电场加速。当质子被加速到最大动能后，再将它们引出。忽略质子在电场中的运动时间，则下列说法中正确的是（ ）
A.若只增大交变电压U，则质子的最大动能会变大
B.若只将交变电压的周期变为2T，仍可用此装置加速质子
C.质子第n次被加速前、后的速度之比为
D.质子第n次被加速前、后圆周运动向心加速度之比为
二、不定项选题（共2小题，每小题3分，共6分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全选对得3分，选不全得2分，选错或不答的得0分）
14.图甲是我国正在测试的超导磁流体推进器，它以喷射推进取代了传统的螺旋桨推进方式，图乙是其工作原理图。推进器中的超导体产生超强磁场B，电极C和D连接直流电源通过海水产生电流I，I、B及水流三者方向相互垂直。若用该推进器驱动船舶前进，则下列相关说法正确的是（ ）
甲 乙
A.电极C需连接电源的正极，D需接电源的负极
B.驱动船舶前进的动力是作用在水流上的安培力
C.驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在电极C、D上的作用力
D.驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在超导磁体上的作用力
15.如图甲所示，B、C和P是同一水平面内的三个点，沿竖直方向振动的横波I在介质中沿BP方向传播，P与B相距20cm，沿竖直方向振动的横波Ⅱ在同一介质中沿CP方向传播，P与C相距30cm，在时刻，两列波同时分别传到B、C两点，B点的振动图像如图乙所示，C点的振动图像如图丙所示。两列波的波速都为10cm/s，两列波在P点相遇，则以下说法正确的是（ ）
甲乙丙
A.横波I遇到100m的障碍物时会发生明显衍射现象
B.P点的振幅为10cm
C.0~4s内P点的路程为120cm
D.时P正经过平衡位置
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题
16.Ⅰ.（1）在“探究碰撞中的不变量”的实验中，三位同学分别采用以下三种不同的方案，如图1。小红用甲图对应的方案，该方案中________（填“需要”或“不需要”）测量小球抛出点到水平面的高度：小黄采用乙图对应的方案，该方案中入射小球的质量________（填“需要”或“不需要”）大于被碰小球的质量：小蓝用丙图对应的方案，该方案中若两滑块上的遮光条宽度相等，则________（填“需要”或“不需要”）测量遮光条宽度d。
甲乙丙
（2）在“验证动量守恒定律”的实验中，先让质量为的钢球A从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在复写纸下面的白纸上留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把质量为的空心钢球B放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S由静止滚下，与B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。M、P、N为三个落点的平均位置，O点是轨道末端在白纸上的竖直投影点，如图1所示。
图1 图2
①为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足，若满足关系式则可以认为两小球碰撞前后总动量守恒；
②某同学记录小球三个落点的平均位置时发现M和N偏离了OP方向，如图2所示。下列相关说法正确的是________。
A.造成M和N偏离了OP方向的原因是两小球碰撞后速度过大
B.测出OP、OM、ON之间的距离，可探究两球在碰撞过程中是否有机械能的损失
C.两球在碰撞过程中动量不守恒
Ⅱ.某同学为探究滑动变阻器的分压特性，设计如图1所示电路，选取两个最大阻值不同的滑动变阻器，研究滑片P从A移到B的过程中定值电阻两端的电压变化。
（1）按照题图1连接答题卡上图2所示的实物图________，实物图中闭合开关时，滑动变阻器滑片应置于________；（选填“最左端”“最右端”）
图1 图2
（2）测量两端电压U与对应（x为图1中AP的长度，L为AB的长度），实验中得到两个滑动变阻器的数据如下表：以为横轴、U为纵轴，在如图3所示的方格纸中用描点法作出图线与（已完成描点，请在答题卡上作出图线）________：
（3）用图1所示电路测量“正常发光时阻值与近似相等小灯泡”的伏安特性曲线时，应选用图线________（选填“”，“”）对应的滑动变阻器，说明选择该变阻器的理由：________。
图3
四、解答题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位，共41分）
17.（8分）如图所示，质量为的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为。这时铁箱内一个质量为的木块恰好能静止在后壁上（木块和铁箱不粘连），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数处处相等，且为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：
（1）木块对铁箱压力的大小和方向；
（2）木块和铁箱一起加速的加速度大小和水平拉力F的大小。
18.（11分）如图1所示为遥控爬墙小车，小车通过排出车身内部空气，和外界大气形成压差，使车吸附在墙壁等平面上。如图2所示，某次遥控小车从静止出发沿着同一竖直面上的A、B、C运动到天花板上的D点，运动到D点时速度为3m/s。然后保持速率不变从D点开始绕O点做匀速圆周运动。AB沿竖直方向，BC与竖直方向夹角为，CD沿水平方向，三段长度均为1m。小车质量为0.5kg，车身内外由大气压形成垂直墙面的压力差恒为25N。运动过程中小车受到墙壁的阻力f大小与车和墙壁间的弹力之间关系为，方向总与速度方向相反。小车可视为质点，忽略空气阻力，不计转折处的能量损失，重力加速度为，，。
图1图2
（1）求小车在AB段向上运动时，小车所受阻力大小；
（2）遥控小车到水平天花板上做匀速圆周运动时，小车牵引力为15N，求此时小车的转动半径；
（3）求小车从A经过B、C到D三段直线运动过程中，小车牵引力所做的总功。
19.（11分）如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图。静电分析器通道中心线半径为R，通道内电场沿半径方向，在通道中心线处的电场强度大小为E。由离子源发出的一个质量为m、带电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由p点垂直进入长方形的收集区域，最终经过Q点进入收集器。已知。
（1）求加速电场的加速电压；
（2）如果收集区域分布着与纸面方向垂直的匀强磁场，离子经过磁场与边界垂直进入收集器，求磁场的磁感应强度大小；
（3）如果收集区域分布着与纸面方向平行的匀强电场，离子经过电场与边界垂直进入收集器，其速度大小与刚进入收集区域时速度大小相等，求匀强电场的场强大小与方向。
20.（11分）某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图1所示，两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为0~100Ω）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度为，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量。已知秤盘中不放物体且金属棒静止时电流表读数为。其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取。
图1图2
（1）求秤盘的质量；
（2）求此“电磁秤”的称量物体的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值；
（3）求为了便于得出秤盘上物体质量m的大小，请写出m与I的表达式并在图2中作出其与电流表读数关系的图像。
参考答案
一、单选题（每题3分，共39分）
二、不定项选择题：（每题3分，共6分）
三、实验题（每题7分，共14分）
16.Ⅰ.（1）不需要，不需要，不需要 各1分
（2） 2分B 2分
Ⅱ.（1） 2分最左端 1分
（2） 2分
（3） 1分选用对应变阻器，变阻器滑片移动时电压变化较均匀，方便操作 1分
四、计算题（共41分）
17.（1）对木块：在竖直方向由平衡条件得 1分则 1分
由牛顿第三定律得，木块对铁箱的压力大小为 1分
故木块对铁箱的压力大小为16N，方向水平向左。 1分
（2）对木块：在水平方向有 1分得 1分
对铁箱和木块整体有 1分得水平拉力 1分
18（1）对小车在AB、BC、CD各段运动过程进行受力分析
剖面图
由运动过程中小车受到墙壁的阻力f大小与车和墙壁间的弹力之间关系为则小车在AB段向上运动时，小车所受阻力大小 1分 解得 1分
（2）遥控小车到水平天花板上运动时 1分
小车与天花板的阻力 1分
分小车所受阻力与牵引力的合力提供圆周运动的向心力 2分
解得 1分
（3）小车沿BC运动过程中 1分
小车与BC墙面的阻力联立可得 1分
小车从A点开始运动第一次到达D点的过程中，根据动能定理
1分 解得 1分
19（1）离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理可得 1分
离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定得 1分
联立解得 1分
（2）离子在磁分析器中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力得 1分
又 1分解得 1分
（3）根据题意设水平向右方向为正，匀强电场的场强为，与水平方向夹角为，如图所示
水平方向的分运动做匀减速直线运动 1分
竖直方向的分运动做匀加速直线运动 1分联立解得
得
由（1）中式子联立解得 1分
场强大小为 1分
方向斜向左下方与边界成。 1分
20.（1）秤盘中不放物体时，使金属棒静止时电流表读数为，对金属棒根据平衡条件可得 2分解得 1分
（2）当电路中的电流最大时，此电子称称得的质量最大，电路中的最大电流为电流表的量程，即 1分解得 1分
对金属棒以及重物、称盘根据平衡条件可得 1分
解得 1分
（3）电流表示数I与所测物体的质量m的关系式为 1分
代入数据解得 2分
图像如下图所示
1分1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0.95
1.00
0
0.24
0.42
0.58
0.73
0.90
1.09
1.33
1.64
2.09
2.40
2.82
0
0.09
0.12
0.14
0.17
0.21
0.26
0.33
0.48
0.82
1.27
2.83
1
2
3
4
5
6
7
8
C
B
B
C
A
A
D
D
9
10
11
12
13
C
D
D
A
C
14
15
AD
BD