[物理][期中]浙江省培优联盟2023-2024学年高二下学期5月期中考试试题(解析版)

这是一份[物理][期中]浙江省培优联盟2023-2024学年高二下学期5月期中考试试题(解析版)，共21页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题给出的四个备选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1. 以下物理量属于矢量的是（ ）
A. 速率B. 磁通量C. 冲量D. 电势
【答案】C
【解析】矢量是既有大小又有方向的物理量，运算时采用平行四边形法则，标量运算遵守代数加减法则，速率、磁通量、电势属于标量，冲量属于矢量。
故选C。
2. 杭州亚运会比赛项目包括田径、体操、柔道、击剑、马术等共40个大项。下列说法正确的是（ ）
A. 赛艇比赛中，以岸边为参考系，赛艇和运动员是静止的
B. 击剑比赛中，研究运动员动作要领时，不可以将运动员看作质点
C. 举重比赛中，运动员把杠铃举起，杠铃机械能减小
D. 跳水比赛中，运动员离开跳台时的速度越大，其具有的惯性越大
【答案】B
【解析】A．赛艇比赛中，以岸边为参考系，赛艇和运动员的位置在变化，所以是运动的，故A错误；
B．击剑比赛中，研究运动员动作要领时，运动员的大小和形状不能忽略，不可以将运动员看作质点，故B正确；
C．举重比赛中，运动员把杠铃举起，对杠铃做功，杠铃机械能增大，故C错误；
D．质量是物体惯性的唯一量度，质量不变，惯性不变，故D错误。
故选B。
3. 遥感三十九号卫星在距地面h高处绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地面处重力加速度为g，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 该卫星的运行速度大于7.9km/s
B. 该卫星运行的周期比月球绕地运行的周期大
C. 该卫星的角速度为
D. 为避免相撞，发射的卫星必须运行在不同轨道上
【答案】C
【解析】A．第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，该卫星绕地球运行，轨道半径大于近地卫星的轨道半径，根据
解得
轨道半径越大，圆周运动的线速度越小，可知，该卫星的运行速度应小于第一宇宙速度，故A错误；
B．万有引力提供向心力，则有
解得
由于该卫星运行的轨道半径比月球轨道半径小，可知周期比月球绕地运行的周期小，故B错误；
C．根据
在地球表面有
解得，该卫星的角速度为
故C正确；
D．结合上述可知，在相同轨道上运行的卫星线速度大小相等，处于相对静止状态，不会发生相撞，即发射的卫星可以运行在同一轨道上，故D错误。
故选C。
4. 下面的左、右两图分别是一列机械波在传播方向上相距4m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 2s时P质点的速度为负的最大值B. 1s时Q质点的加速度最大
C. 该波的周期是2sD. 该波的波速可能是2m/s
【答案】D
【解析】A．由P点振动图像可知，2s时P质点速度为0，其加速度为最大值，A错误；
B．由Q点振动图像可知，1s时Q质点的速度为正的最大值，处于平衡状态其加速度为零，B错误；
C．由题图可知，该波的周期是4s，C错误；
D．由于P、Q两个质点振动相差个周期，且两者间距离4m，可知
根据周期为4s，则
可知波速2m/s时，满足条件，D正确。
5. 收音机的调谐电路如图所示，旋转收音机面板上的“调频”旋钮可以改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。某同学发现一个频率最低的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。下列说法或做法正确的是（ ）
A. 为了收到这个电台，他应该减小线圈的电感
B. 为了收到这个电台，他应该减小可变电容器两极板的正对面积
C. 为了收到这个电台，他应该减小可变电容器两极板的间距
D. 收音机经过调谐电路后就可以得到我们所需要的声音信号
【答案】C
【解析】A．收不到较低频电台的信号，因此需要减小调谐电路的固有频率，根据
可知，应增大电路的电容和电感，A错误；
BC．为了增大电容应增大电容器极板的正对面积或减小电容器极板的间距，B错误；C正确；
D．收音机经过调谐电路后还需要通过解调才能得到我们需要的声音信号，D错误。
故选C。
6. 在如图所示的电路中，电源电动势E=12V，内阻，定值电阻，电阻箱的最大阻值为10Ω，开关S闭合，下列判断正确的是（ ）
A. 当时，定值电阻的功率最大
B. 当时，电阻箱的功率最大
C. 当时，电阻箱的功率最大
D. 当时，电源的输出功率最大
【答案】A
【解析】A．由闭合电路欧姆定律和电功率公式，可得定值电阻的功率为
可知当时，定值电阻的功率最大，A正确；
BC．由题意可以将定值电阻看成电源内阻的一部分，当电源的内外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，可知当
时，等效电源的输出功率最大，即电阻箱的功率最大，B错误；C错误；
D．当电源的内外电路的电阻相等时，电源的输出功率最大，则有
可得
因此当时，电源的输出功率最大，D错误。
故选A。
7. 如图所示的交变电路中，理想变压器两端接有四个阻值相同的小灯泡，B、C、D三个灯泡额定电压相同，接通电路后，四个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为1：2
B. 灯泡A、C的额定功率之比为3：1
C. 电源消耗的总功率是B的6倍
D. 若四个灯泡完全相同，四个灯泡可能同时正常发光
【答案】A
【解析】A．B、C、D三个灯泡完全相同，则额定电压相同，原线圈电压
副线圈电压
所以变压器原、副线圈的匝数比为1：2，故A正确；
B．原、副线圈的匝数比为1：2，则原、副线圈电流之比为2：1，设通过C、D电流为I，则通过原线圈电流为2I，由于通过B电流为I，则通过A电流为
又由于A、C电阻相同，根据
灯泡A、C的额定功率之比为9：1，故B错误；
C．电源消耗的总功率
即电源消耗的总功率是B的12倍，故C错误；
D．若四个灯泡完全相同，通过A的电流最大，四个灯泡不可能同时正常发光，故D错误。
故选A。
8. 下列与电磁感应有关的现象中，说法正确的是（ ）
A. 甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了增大涡流
B. 乙图探雷器使用通以恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷
C. 丙图冶炼炉通高频交流电时，冶炼炉会产生涡流，涡流产生热量将炉内金属块融化
D. 丁图中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，铝框起到了电磁阻尼的作用
【答案】D
【解析】A．甲图变压器把硅钢切成片状的目的是为了减小涡流，A错误；
B．乙图探雷器使用通以快速变化电流的长柄线圈来探测地下是否有较大金属零件的地雷，B错误；
C．丙图冶炼炉通高频交流电时，金属块会产生涡流，产生大量热量将金属块熔化，C错误；
D．丁图磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，铝框起到了电磁阻尼的作用，D正确。
9. 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。则下列选项中正确的是（ ）
A. a时刻回路中电流方向为顺时针
B. a~b期间，灰尘的加速度在增加
C. b~c期间，电路中磁场能在减小
D. c~d期间，电路中电场能在减小
【答案】B
【解析】A．t=0时刻带负电的灰尘静止，说明受到的电场力向上，所以上极板带正电，电流开始以逆时针方向流动，由乙图得电路电流为正，所以是以逆时针方向为正，A错误；
B．a~b期间，电容器在反向充电，上极板带负电，粒子受到的电场力方向向下，根据牛顿第二定律可知
可知灰尘的加速度在增大，B正确；
C．b~c期间，电容器在反向放电，极板带电量减小，电路电流增加，电场能减小，磁场能增加，C错误；
D．c~d期间，电容器在充电，电场能增加，磁场能减小，D错误
故选B。
10. 如图所示，图中电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，，是两个相同的灯泡，电阻的阻值大于，则电路接通稳定后，断开开关S时（ ）
A. “慢慢”熄灭，迅速熄灭
B. 、同时“慢慢”熄灭
C. 闪亮后才“慢慢”熄灭，迅速熄灭
D. “慢慢”熄灭，闪亮后才“慢慢”熄灭
【答案】D
【解析】电路接通稳定后，断开开关S时，由于电感线圈的自感作用，导致电路中的电流不能立即减为0，该电流将在新的回路中逐渐减为0，即、“慢慢”熄灭，由于断开开关前稳定时通过灯泡的电流大于通过灯泡的电流，则闪亮后才“慢慢”熄灭。
故选D。
11. 关于传感器及其应用，下列说法中不正确的是（ ）
A. 传感器都是利用敏感元件的电阻变化来工作的
B. 光敏电阻是把光信号转换为电信号
C. 霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
D. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电信号
【答案】A
【解析】A．传感器都是利用敏感元件将非电学量转化为电学量，但不一定是电阻变化，A错误，符合题意；
B．光敏电阻是把光信号转换为电信号，B正确，不符合题意；
C．霍尔元件是把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，C正确，不符合题意；
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，D正确，不符合题意。
12. 在方向水平向右、大小的匀强电场中，用细线将质量的带电小球P悬挂在O点，小球静止时细线与竖直方向的夹角θ=37°（已知sin37°=0.6，cs37°=0.8），下列说法正确的是（ ）
A. 小球带负电
B. 小球受到的电场力水平向左
C. 小球的带电量为
D. 小球对细线的拉力大小为
【答案】D
【解析】AB．受力分析如图所示
由图可知，电场力方向水平向右，小球带正电，故AB错误；
C．由图可知
解得
故C错误；
D．由图可知
解得
故D正确。
13. 一种质谱仪由加速电场、静电分析器和磁分析器组成，其构造如图所示。若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。两个质量相同、电荷量不同的粒子先后从静止开始经同一加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，电荷量小的粒子最终打到胶片上的Q点，不计粒子重力。下列说法不正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 为确保不同粒子均经过静电分析器中心线，需调节中心线电场强度E
C. 电荷量大的粒子打在胶片上PQ之间的某点
D. 两个粒子打在胶片上时的速度不同
【答案】B
【解析】A．带电粒子要打到胶片上的Q点，根据磁场方向和左手定则可知，带电粒子需要带正电，A正确；
B．带电粒子在加速电场做匀加速直线运动，有
在静电分析器中
联立可得E不变，B错误；
C．在磁场中，有
结合之前分析得
电荷量大的r小，所以C正确；
D．由于全过程只有加速电场做功，故两个粒子动能不一样，由于两个粒子质量相同，所以进一步推出两个粒子打在胶片上速度不同，D正确。
此题选择错误的，故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题给出的四个备选项中至少有一项是符合题目要求的。全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错的得0分。）
14. 物质是由大量分子组成的，下列相关说法正确的是（ ）
A. 分子很小，肉眼看不到，但在高倍光学显微镜下可以观测到
B. 雾霾天气是大量的细微的尘粒悬浮在空中，说明尘粒分子在做无规则运动
C. 分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示了宏观现象的微观本质
D. 物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志
【答案】CD
【解析】A．分子十分微小，它的直径的数量级一般10-10 m，用肉眼不能看到，只有借助电子显微镜才能看到，故A错误；
B．尘粒有大量分子组成，尘粒的运动属于物体的机械运动，不能说明分子在做无规则运动，故B错误；
C．分子动理论将气体系统的宏观性质归结为分子的热运动及其相互作用，揭示了宏观现象的微观本质，故C正确；
D．物体的温度是它的分子热运动平均动能的标志，故D正确。
故选CD。
15. 下列相关的物理现象说法正确的是（ ）
A. 如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝，这是由于液体表面张力的作用
B. 如图乙所示，在玻璃蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈现扁平形，若将一大滴水银置于失重状态的宇宙飞船中，将呈现椭球形
C. 如图丙所示，通过棉纱布实现植物的长期“自动浇水”，该装置的设计利用了毛细现象的相关知识
D. 如图丁所示，该装置由融化之后的石英制成，融化之后再凝固的水晶仍属于晶体
【答案】AC
【解析】A．如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端会变钝，这是由于液体表面张力的作用，故A正确；
B．如图乙所示，在玻璃蒸发皿中，较小水银滴接近球形，较大的水银滴呈现扁平形，若将一大滴水银置于失重状态的宇宙飞船中，由于液体表面张力，将呈现球形，故B错误；
C．如图丙所示，通过棉纱布实现植物的长期“自动浇水”，该装置的设计利用了毛细现象的相关知识，故C正确；
D．如图丁所示，该装置由融化之后的石英制成，融化之后再凝固的水晶属于非晶体，故D错误。
故选AC。
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 某班级同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
（1）下列说法正确的是______。
A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B. 变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C. 可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D. 测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量
E. 变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
（2）如图甲所示，正确选择器材后，将变压器的原线圈“0、8”接线柱与稳压输出端相连，且学生电源选择开关置于10.0V挡，多用电表与副线圈的“0、4”接线柱相连，电表示数是______。
A. 5.50VB. 4.60VC. 5.00VD. 0
（3）街头见到的变压器是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，______（选填“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。
（4）该班级的两位同学在实验前对实验结果进行了预测，A同学认为在误差允许范围内，；而B同学则认为，在误差允许范围内，。A同学通过相关的理论知识说服了B同学，你认为A同学是基于什么样的物理规律说服B同学？______。
【答案】（1）CD （2）D （3）副线圈 （4）法拉第电磁感应定律
【解析】（1）A．为了确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，A错误；
B．变压器的原线圈接低压交变电流，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，B错误；
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，C正确；
D．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量，D正确；
E．变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，E错误。
故选CD。
（2）由题可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端的电压为0，D正确。
故选D。
（3）变压器的电压与匝数成正比，当只有一个副线圈时，电流和匝数成反比，街头用变压器副线圈匝数少，则电流较大，所以副线圈应该使用较粗的导线。
（4）由变压器的工作原理可知，A同学依据的物理规律是法拉第电磁感应定律。
17. （用油膜法估测油酸分子大小）某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸1mL。用注射器测得58滴这样的溶液为1mL。在盛水的浅盘中均匀撒入一定的爽身粉，接下来把1滴这样的溶液从距离水面较高的位置滴入盛水的浅盘里，形成油膜后立即把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为1cm。
（1）请指出该实验小组在实验操作过程中的两点不足之处：______。
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积有多少？______。（计算结果保留两位有效数字）
（3）若图为正确操作之后得到的油膜轮廓图，请根据以上的数据，估算油酸分子的大小为：______m。（计算结果保留两位有效数字）
【答案】（1）向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成；待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓 （2） （3）
【解析】（1）向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成；待测油酸薄膜扩散后又会收缩，要在油酸薄膜的形状稳定后再描轮廓。
（2）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为
（3）一个小方格面积为，约有256个小格，则面积为，则油酸分子的直径为
18. 如图所示，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞能无摩擦地滑动，容器横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为h0，重力加速度大小为g，环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升d再次平衡。
（1）在活塞缓慢上升的过程中，气体分子平均动能______（填“增大”或“减小”或“不变”），气体气压______（填“增大”或“减小”或“不变”）。
（2）再次平衡时气体的温度是多少？______
（3）求整个过程中气体对外界所做的功。______
（4）已知整个过程中气体内能增加了，则气体从外界吸收的热量有多少？______
【答案】（1）增大 不变 （2） （3） （4）
【解析】（1）[1][2]在活塞缓慢上升的过程中，气体压强恒等于
气体发生等压变化，根据
活塞缓慢上升，即体积增大，所以温度升高，气体分子平均动能增大，气体气压不变。
（2）[3]由盖一吕萨克定律
即
解得
（3）[4]整个过程中，气体对外界做功，故
（4）[5]根据热力学第一定律，有
解得
19. 配重式抛石机出现于战国初期，主要用于攻城和防守要塞。抛石机简化为如图所示，将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端挂上重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出。已知转轴O到地面的距离h=5m，OA=L=15m，石块质量为50kg，石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离s为90m，城墙高度H为15m，城门高度为5m。不计空气阻力和所有摩擦，忽略城墙厚度，取。
（1）若石块恰好击中城墙顶部，求石块从P点飞出前瞬间对半球形凹槽的竖直方向压力大小；
（2）若要石块能击中城门顶部，求石块从P点飞出时的速度。（计算结果保留两位有效数字）
（3）若要石块能击中城门，求石块从P点飞出时的动能范围。
【答案】（1）；（2）52m/s；（3）
【解析】（1）设石块恰好击中城墙顶部时，石块从P点飞出时速度为，时间为t，则水平方向有
竖直方向有
在P点由牛顿第二定律有
联立解得
根据牛顿第三定律知，石块从P点飞出时对半球形凹槽的压力大小为
（2）设石块恰好击中城门顶部时，石块从P点飞出时速度为，时间为，水平方向有
竖直方向有
解得
（3）设石块恰好击中城门底部时，石块从P点飞出时速度为，时间为，水平方向有
竖直方向有
解得
根据动能表达式
若要石块能击中城门，则石块从P点飞出时的动能大小应满足
20. 一种电磁健身器如图所示，两根平行金属导轨相距l=0.50m，倾角θ=53°，导轨上端串接一个R=0.05Ω的电阻。在导轨间长d=3m的区域内，存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度质量m=5.0kg，电阻r=0.05Ω的金属棒CD水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连。CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.12m，一位健身者用恒力F=70N拉动GH杆，CD棒由静止开始运动，上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直。当CD棒到达磁场上边界时速度恰好减为零，触发恢复装置使CD棒回到初始位置（重力加速度，sin53°=0.8，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量）。求：
（1）CD棒进入磁场前的加速度；
（2）CD棒刚好进入磁场时电动势大小；
（3）CD棒刚好进入磁场时流经电阻R的电流大小I；
（4）CD棒在磁场里运动的时间t。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）对棒分析，由牛顿第二定律有
解得
（2）当棒刚进入磁场时，由运动学规律有
解得
由法拉第电磁感应定律有
解得
（3）由闭合电路欧姆定律有
解得
（4）对棒在磁场中运动过程分析，由动量定理有
其中
解得
21. 如图甲所示为一原子核分离器。粒子发生器中可以发生相应的核反应，并使得反应的产物进入下面的装置中，依次通过加速电场、速度选择器以及偏转磁场。速度选择器中有垂直纸面向外的磁感应强度大小为的匀强磁场，以及水平方向电场强度为的匀强电场，偏转磁场为垂直纸面向里，磁感应强度大小为（未知）的匀强磁场，偏转磁场的上下极板和之间的距离为d（未知），忽略粒子之间的相互作用力以及重力。请回答以下问题：
（1）请判断速度选择器中哪一端接电源的正极_______（“a端”或者“b端”）；
（2）若粒子离开粒子发生器时速度可视为零，粒子带电量为q，质量为m，磁感应强度，加速后的粒子恰好沿直线向下运动（图中虚线），从O点进入偏转磁场，求加速电压的大小；（ ）
（3）在题（2）的基础上，求出当粒子恰能被收集，和两极板之间的距离d应当满足的条件；（ ）
（4）在题（2）（3）的基础上，若偏转磁场中磁感应强度由到逐渐增大，可以将其视为间距均为（很小），如图乙所示，磁场分界线水平的匀强磁场区域，从上到下磁场依次增强，第一个区域磁感应强度为，下面各区域磁感应强度依次为、……，求出当粒子能被收集，和两极板之间的距离d应当满足的条件。（当时，取）（ ）
【答案】（1）“a端” （2） （3） （4）
【解析】（1）“a端”接电源的正极。
（2）带电粒子在加速电场中加速，由动能定理得
解得
带电粒子在速度选择器中满足
解得
（3）当带电粒子恰能被收集时，带电粒子的运动半径
由
解得
（4）设向下运动的速度为，水平方向的速度为，在水平方向很短的时间，有
求和可得
对整个运动过程进行分析得
……
由以上式子可得
考虑到近似，有
即
解得
求得