2022-2023学年浙江省杭州市六县九校联盟高二上学期期中物理试题 （解析版）

浙江省杭州市六县九校联盟2022-2023学年高二上学期期中物理试卷

一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合

1. 下列物理量都属于矢量的是（　　）

A. 位移、线速度 B. 时间 、角速度 C. 加速度、电势差 D. 平均速率、电场强度

【答案】A

【解析】

【详解】矢量包含大小和方向，如：位移、线速度、角速度、加速度、平均速度、电场强度等。

标量只有大小，如：时间、路程、平均速率、电势差等。

故选A。

2. 2022年北京冬奥会女子自由式滑雪大跳台比赛中，中国选手谷爱凌凭借惊人的“1620”动作勇夺金牌。如图所示是当时比赛的画面，谷爱凌从静止出发，滑行了大约92m，到达跳台时以约78.6km/h的速度起跳，在空中完成了“1620”动作，并稳稳地落地。有关下列说法正确的是（　　）

A. 裁判对谷爱凌的“1620”动作打分时，谷爱凌可看作质点

B. 92m是指位移的大小

C. 78.6km/h是指瞬时速度的大小

D. 以谷爱凌为参考系，跳台是静止的

【答案】C

【解析】

【详解】A．自由式滑雪肢体动作完成情况是打分时需要关注的重点，故谷爱凌不可看作质点，A错误；

B．92m是指路程，B错误；

C．78.6km/h是指瞬时速度的大小，C正确；

D．以谷爱凌为参考系，跳台是运动的，D错误。

故选C。

3. 如图一只考拉趴在倾斜的树干上一动不动，根据所学知识，分析树干对考拉的力的方向为（　　）

A. 垂直于树干向上

B. 沿树干向上

C. 竖直向上

D. 树干形状复杂，无法判断力的方向

【答案】C

【解析】

【详解】根据平衡条件可知，树干对考拉的力与考拉的重力平衡，所以方向为竖直向上。

故选C。

4. 有关物理学史的内容，下列说法正确的是（　　）

A. 伽利略指出物体的运动需要力的维持

B. 开普勒阐述了行星的运动定律，并提出了万有引力定律

C. 卡文迪什通过实验较为精确地测量了引力常量G数值

D. 库仑通过实验测定了元电荷e的数值约为1.6×10﹣19C

【答案】C

【解析】

【详解】A．通过理想实验，伽利略指出物体的运动不需要力来维持。故A错误；

B．开普勒阐述了行星的运动定律，牛顿最早得出万有引力定律。故B错误；

C．卡文迪什通过实验较为精确地测量了引力常量G的数值。故C正确；

D．密立根通过实验测定了元电荷e的数值约为1.6×10﹣19C。故D错误。

故选C。

5. 对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法不正确的是（　　）

A. 甲图中，该女生和带电的金属球带有同种性质的电荷

B. 乙图为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上

C. 丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理

D. 丁图中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理

【答案】B

【解析】

【详解】A．甲图中，该女生接触带电的金属球，与金属球带同种性质的电荷，故A正确；

B．乙图中线状电离器B带负电，管壁A带正电，带负电的尘埃被收集在管壁A上，故B错误；

C．丙图中，燃气灶中电子点火器点火应用了尖端放电的原理，故C正确；

D．金属体壳能产生静电屏蔽作用，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣应用了静电屏蔽的原理，故D正确。

故选B。

6. 一个表头的内阻Rg为30Ω，满偏电流Ig为1mA，要把它改装为量程3V的电压表，可以（　　）

A. 串联一个阻值为3000Ω的电阻

B. 串联一个阻值为2970Ω的电阻

C. 并联一个阻值为0.05Ω的电阻

D. 并联一个阻值为0.01Ω的电阻

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】要把电流计改较为量程3V的电压表，则需要串联一个分压电阻，大小为

故选B。

7. 如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角，两点高度差，忽略空气阻力，重力加速度，则球刚要落到球拍上时速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

详解】由题意有，可得

将球刚要落到球拍上时的速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示

竖直分速度大小

则球在B点的速度大小

故A正确，BCD错误。

故选A。

8. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的1.5倍。已知地球半径R，表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列说法正确的是（    ）

A. 根据信息无法求出地球的密度

B. 根据信息无法求出卫星绕地球转动的角速度

C. 该星的发射速度大于11.2km/s，运行速度小于7.9km/s

D. 该星的加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．在地球表面有

地球密度

解得

A错误；

B．卫星绕地球做匀速圆周运动，则有

解得

B错误；

C．该星是地球卫星，没有脱离地球的束缚，则该星的发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，即该星的发射速度大于7.9km/s，由于第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，根据

可知该星的运行速度小于7.9km/s，C错误；

D．根据

可知，该星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，根据

可知同步卫星的向心加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度，则该星的加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度，D正确。

故选D。

9. 如图所示，带电粒子只在电场力作用下由a点运动到b点。图中实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，下列说法正确的是（　　）

A. 带电粒子一定带负电

B. 带电粒子在a点时的速度小于在b点时的速度大小

C. 带电粒子在a点时的加速度大于在b点时的加速度大小

D. 带电粒子在a处的电势能小于在b处的电势能

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据物体做曲线运动时，物体所受合外力指向轨迹的凹侧可知，电荷在a点所受电场力方向沿该点的切线方向，与该点的场强方向相同，因此粒子带正电，故A错误；

BD．由于沿电场线电势逐渐降低，则有

根据电场力做功公式有

由A分析可知，粒子带正电，则粒子从点移动到点，电场力做正功，粒子动能增加，速度增加，电势能减小，即带电粒子在a点时的速度小于在b点时的速度大小，带电粒子在a处的电势能大于在b处的电势能，故D错误，B正确；

C．电场线的疏密表示场强大小，则有

由牛顿第二定律可知，带电粒子在a点时的加速度小于在b点时的加速度大小，故C错误。

故选B。

10. 如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD，已知A、B、C三点的电势分别为，，，则D点的电势为（　　）

A. 8V B. 6V C. 4V D. 1V

【答案】B

【解析】

【详解】由于是匀强电场，所以

 即

得

故选B。

11. 某一导体的伏安特性曲线如图中AB段（曲线）所示，关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　）

A. 导体在B点的电阻为

B. 导体在B点的电阻为

C. 在AB段导体的电阻因温度的影响改变了

D. 在AB段导体的电阻因温度的影响改变了

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据欧姆定律，可以求出A、B两点的电阻分别为

A、B错误；

CD．由上述分析可知

即导体的电阻因温度的影响改变了10 Ω，C错误，D正确。

故选D。

12. 某些肿瘤可以用“质子疗法”进行治疗。在这种疗法中，为了能让质子进入癌细胞，首先要实现质子的高速运动，该过程需要一种被称作“粒子加速器”的装置来实现。质子先被加速到较高的速度，然后轰击肿瘤并杀死癌细胞。如图所示，来自质子源的质子（初速度为零），经加速电压为U的加速器加速后，形成细柱形的质子流。已知细柱形的质子流横截面积为S，其等效电流为I；质子的质量为m，其电量为e。那么这束质子流内单位体积的质子数n是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】质子在电场力作用下加速，加速后的速度为，根据动能定理，则有

解得

等效电流为，单位体积的质子数为，根据微观表达式

解得

故选D。

二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个

13. 关于电场强度和电容，下列说法中正确的是（　　）

A. 由电场强度的定义式可知，E与F成正比，E与q成反比

B. 电场中某点的电场强度，与试探电荷的受力大小及其带电荷量无关

C. 由电容的定义式可知，C与Q成正比，与U成反比

D. 电容器的电容C由电容器自身结构决定，与所加的电压无关

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．电场强度定义式为，适用于任何电场，E反映电场本身的性质，与试探电荷无关，故A错误，B正确；

CD．公式采用比值定义法，C反映电容器容纳电荷的本领，与Q、U无关，故C错误，D正确。

故选BD。

【点睛】本题可根据比值法定义的共性来理解E和C的定义式，解决本题关键要掌握物理量的定义方法和公式中各量的准确含义，并要理解公式的适用条件。

14. 抗击新冠肺炎传播的过程中医用口罩需求陡增，熔喷布是医用口罩的最核心的材料。工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计。熔喷布匀速从两极板间穿过，当熔喷布的厚度变薄时会导致介电常数变小，则关于熔喷布说法正确的是（　　）

A. 突然变薄时，电容器两端电压变大

B. 突然变薄时，极板上所带的电荷量减少

C. 突然变厚时，有自b向a的电流流过灵敏电流计

D. 突然变厚时，电容器的电容会变小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由于电容器与电源保持连接，故两板间的电压保持不变，A错误；

B．根据

可知，当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时，电容器的电容C减小，再根据

可知极板带电量Q减小，B正确；

C．由对B选项分析知，当熔喷布的厚度变厚时，极板带电量Q增加，有充电电流从b向a流过灵敏电流计；C正确；

D．由对B选项分析知，当熔喷布厚度变厚时，C变大，D错误。

故选BC。

15. 如图所示，为某一电荷所形成的一簇电场线，a、b、c三条虚线为三个带电粒子以相同的速度从O点射入电场的运动轨迹，其中b虚线为一圆弧，AB的长度等于BC的长度，且三个粒子的电荷量大小相等，不计粒子重力。则下列说法正确的是（　　）

A. a一定是正粒子的运动轨迹，b和c一定是负粒子的运动轨迹

B. AB的长度等于BC的长度，故

C. a虚线对应的粒子的加速度越来越小，c虚线对应的粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子的加速度大小不变

D. b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图只能确定三个粒子的受力方向，由于电场线的方向未知，则无法确定粒子的电性，A错误；

B．根据匀强电场的规律

AB的长度等于BC的长度，而电场线的疏密对应电场强度的大小，方向上电场强度逐渐增大，则有

B错误；

C．电场线的疏密对应电场强度的大小，根据牛顿第二定律可得

a虚线对应的粒子的电场强度越来越弱，加速度越来越小，c虚线对应粒子电场强度越来越强，粒子的加速度越来越大，b虚线对应的粒子做圆周运动，库仑力提供向心力，粒子与场源电荷的距离保持不变，对应的电场强度大小保持不变，粒子的加速度大小不变，C正确；

D．设场源电荷的带电量大小为，粒子带电量大小为，场源电荷与点的距离为，粒子在点的速度大小为，b虚线对应的粒子的质量为，c虚线对应的粒子的质量为，则根据库仑定律可得粒子受到的电场力为

b虚线对应的粒子的做圆周运动，库仑力提供向心力，则有

c虚线对应的粒子的做近心运动，库仑力大于粒子圆周运动所需的向心力

即

由此可知，b虚线对应的粒子的质量大于c虚线对应的粒子的质量，D正确。

故选CD。

三、实验题（本题共2小题，16题7分，17题10分，共17分）

16. 某同学验证机械能守恒定律，他已安装好部分实验器材，如图1所示。

（1）实验中还必须选取的如图2器材中的 _____（多选）。

（2）实验时打点计时器应接 _____（选填“直流”或“交流”）电源。重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图3所示，若纸带相邻两个点之间时间间隔为0.02s，则B点的速度为 _____m/s（结果保留三位有效数字）。从起点O到B的过程中，重物的重力势能减少量为0.343J，重物动能的增加量为0.325J，由计算数据得到重物下落过程中减少的重力势能略大于增加的动能，造成的原因可能是 _____。

【答案】    ①. BD##DB    ②. 交流    ③. 1.14    ④. 重物下落过程克服阻力做功，机械能有损失

【解析】

【详解】（1）[1]该实验不需要使用秒表；处理实验数据时需要用刻度尺测量计数点间的距离，为减小相对实验误差，应选择质量适当大些体积较小的重物，故需要的实验器材是BD。

（2）[2][3]打点计时器使用交流电源；做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打B点时的速度

[4]重物下落过程要受到空气阻力与纸带和打点计时器间的滑动摩擦力作用，重物下落过程要克服阻力做功，机械能有损失，因此重物下落过程中减少的重力势能略大于增加的动能。

17. 某同学要测量一定值电阻Rx的阻值，现提供了下表中的器材:

(1)该同学先用多用电表欧姆挡粗测该电阻的阻值，先用“×100”挡测量，发现指针指在图甲中虚线位置，这时他应该选用“___________”挡进行测量，调整好挡位并进行欧姆调零后再次测量，指针指在图甲中实线位置，则Rx的阻值为___________Ω．

(2)为了进一步准确测量Rx的阻值，该同学根据表中器材设计实验电路进行测量，

①电流表应选用___________，滑动变阻器应选用___________(均填写字母代号)；

②若该同学已正确选用器材，并连接好部分实验电路，如图乙所示，请用笔划表示导线补充完成连线________．

③闭合开关，移动滑片测得多组数据，可求出Rx的阻值．

【答案】    ①. （1）×10    ②. 300    ③. （2）①A1    ④. R2    ⑤. ②如图；

【解析】

【分析】（1）欧姆表指针指在图甲中虚线位置，指针偏角过大，说明倍率挡选择的过大，应选择较小的倍率；（2）根据实验要求选择仪器；（3）因待测电阻的阻值300Ω远大于电流表的内阻6Ω，可知应该采用电流表内接电路，滑动变阻器用分压电路；

【详解】（1）该同学先用多用电表欧姆挡粗测该电阻的阻值，先用“×100”挡测量，发现指针指在图甲中虚线位置，指针偏角过大，说明倍率挡选择的过大，这时他应该选用“×10”挡进行测量； Rx的阻值为30×10Ω=300Ω．

（2）电路中可能出现的最大电流为，可知电流表选择A1；滑动变阻器要用分压电路，故选R2;

（3）因待测电阻的阻值300Ω远大于电流表的内阻6Ω，可知应该采用电流表内接电路，滑动变阻器用分压电路；如图；

四、简答计算题（本题共4小题，18题7分，19-20题9分，21题10分，共35分）

18. 2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭在海南文昌发射场发射升空，成功将空间站“天和号核心舱”送入预定轨道，标志着我国新一代空间站建设工作正式开启。本次发射起飞总质量为8.5×105kg，其中“天和号核心舱”的质量为2.0×104kg，假设在发射最初的5s内运载火箭上升了75m，在这5s内不计空气阻力，把火箭的运动看作匀加速直线运动，重力加速度g＝10m/s2，求：

（1）这5s内的火箭的加速度；

（2）第3s内火箭的平均速度大小；

（3）这5s内核心舱对火箭的作用力。

【答案】（1）6m/s2；（2）15m/s；（3）3.2×105N，方向竖直向下

【解析】

【详解】（1）由火箭这5s做匀加速运动，有

解得

（2）第2s末火箭速度为

第3s内的位移

那么第3s内的平均速度

（3）以核心舱为研究对象，设火箭对核心舱的作用力为FN，由牛顿第二定律可得

代入数据解得

由牛顿第三定律可得，核心舱对火箭的作用力

方向竖直向下。

【点睛】本题综合考查牛顿第二定律和运动学公式的应用，关键是分析清楚物体的运动情况和受力情况，灵活运用公式求解。

19. 如图所示，长的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向夹角θ=37°。已知小球所带电荷量，匀强电场的场强，取重力加速度，。求：

（1）小球所受电场力F大小；

（2）小球质量m；

（3）将电场撤去小球回到最低点时速度v的大小；

（4）撤去电场后小球到达最低点时绳子对小球的拉力大小。

【答案】（1）310-3N；（2）410-4kg；（3）2m/s；（4）5.610-3N

【解析】

【详解】（1）小球所受电场力F大小

（2）球受mg、绳的拉力T和电场力F作用，

根据共点力平衡条件和图中几何关系有

解得小球的质量

（3）将电场撤去，小球摆动到最低点的过程由机械能守恒定律得：

解得

（4）将电场撤去，小球摆动到最低点时由牛顿第二定律得

解得

20. 如图所示，真空环境中，一束电子以初速度沿平行于板面的方向（图中虚线）射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为，电荷量为，偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为，极板长度为，极板间距为d，不考虑极板的边缘效应，忽略电子所受重力及它们之间的相互作用力。

（1）求电子在电场中的加速度；

（2）电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离Δy；

（3）在解决一些实际问题时，为了简化问题，常忽略一些影响相对较小的量，如分析电子通过偏转电场的受力情况时，可以忽略电子所受的重力。请利用下列数据分析说明为什么这样处理是合理的。已知，，，，重力加速度g=10m/s2。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）电子在电场中受到竖直向下的电场力

根据牛顿第二定律可知

解得

（2）电子进入偏转电场后，水平方向上

竖直方向上

解得

（3）电子所受的电场力为

电子所受的重力为

因为电子所受电场力远远大于电子所受的重力，故在计算过程中忽略电子的重力是合理的。

21. 在现代科学实验和技术设备中，常常利用电场来改变或控制带电粒子的运动。如图甲所示的装置由加速区、静电分析器和偏转电场三部分组成。在发射源S处静止释放质量为m，电荷量为q的正离子，经过竖直放置的A、B板间的加速电压U0后进入电场均匀辐射方向分布的静电分析器，从C点射入沿半径为R的圆心角为53°的圆弧做匀速圆周运动，且从D点射出，经DP从偏转电场的P点射入，水平放置的G、H板间距为d，两板间加上如图乙的变化电压，G为正极板，该变化电压的最大值也为U0，且周期T远远大于离子在偏转电场中的运动时间，G、H板足够长，离子重力不计。已知，。求：

（1）离子到达C点速度v的大小；

（2）圆弧虚线CD所在处电场强度E的大小；

（3）若离子源S在T时间内均匀发射N个正离子，则T时间内在G板上收集到的离子数n；

（4）离子打到H板上的长度。

【答案】（1）；（2）；（3）0.64N；（4）1.08d

【解析】

【详解】（1）离子的加速电场中，由动能定理得

从而求得

（2）离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得

联立（1）中结果得到

（3）离子在偏转电场中做类斜抛运动，设电压为Uc时，离子的轨迹刚好与G板相切，则加速度为

竖直速度为

竖直速度减小为零时

联立可得

即恰好打到板上的粒子的出发时刻为

那么打到G板的粒子的出发时刻范围为0~t，而U与t成线性关系。则T内在G板上收集到的离子数为

（4）使离子打到H板上，偏转电压有要求，U取0.64U0~U0

由于是斜抛运动（可看作两个平抛组成），离子的运动时间为

离子的水平位移为

加速度为

离子的水平速度为

从而得到

则离子打到H板的长度是

【点睛】本题关键是明确粒子的运动规律，然后分阶段根据动能定理和牛顿第二定律列式分析解答。还要注意最后两问，要结合实际，根据类斜抛运动的轨迹特点来解决。