浙江省杭州市重点高中2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（Word版附解析）

这是一份浙江省杭州市重点高中2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（Word版附解析），文件包含浙江省杭州市重点高中2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题Word版含解析docx、浙江省杭州市重点高中2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共31页， 欢迎下载使用。

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卷上，写在试卷上无效；
4．考试结束后，只需上交答题卷。
5．可能用到的相关参数：重力加速度g取。
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. 下列属于国际单位制基本单位符号的是（ ）
A. NB. JC. N/CD. kg
【答案】D
【解析】
【详解】国际单位制中的七个基本单位是千克、米、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔，对应符号分别是kg、m、s、A、K、cd、ml，其余单位都属于导出单位。
故选D。
2. 2024年2月17日至2月27日第十四届全国冬季运动会在内蒙古自治区举办。如图所示为运动会中的四个比赛场景。在下列研究中可将运动员视为质点的是（ ）
A. 研究甲图男子U形场地技巧决赛运动员空中转体姿态
B. 研究乙图速滑运动员手臂是否接触
C. 研究丙图哪位运动员的冰刀先通过终点
D. 研究丁图运动员在15公里越野滑雪比赛中的运动轨迹
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究甲图男子U形场地技巧决赛运动员空中转体姿态，运动员的大小和形状对问题研究的影响不能忽略，故不能将运动员视为质点，故A错误；
B．研究乙图速滑运动员手臂是否接触时，运动员的大小和形状对问题研究的影响不能忽略，故不能将运动员视为质点，故B错误；
C．研究丙图哪位运动员的冰刀先通过终点，运动员的大小和形状对问题研究的影响不能忽略，故不能将运动员视为质点，故C错误；
D．研究丁图运动员在15公里越野滑雪比赛中的运动轨迹，运动员的大小和形状对问题研究的影响可以忽略，故能将运动员视为质点，故D正确。
故选D。
3. 如图所示质量为m的气排球，从与桌面等高的O点向上抛出，到达最高点A，再下落到地面上的B点，AO高度差，O离地面高，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（ ）
A. 从O到A动能减少B. 从O到A重力势能增加
C. 从A到B动能增加D. 从A到B机械能不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．从O到A设克服空气阻力做功为，由动能定理得从O到A动能减少
故A错误；
B．从O到A克服重力做功，重力势能增加，故B正确；
C．从A到B设克服空气阻力做功为，由动能定理得
从A到B动能小于。故C错误；
D．从A到除B除了重力做功以外还有空气阻力做功，故机械能不守恒，故D错误。
故选B。
4. 一轻绳一端系在竖直墙M上，另一端系一质量为m的物体A，用一轻质光滑圆环O穿过轻绳，并用力F拉住轻环上一点，如图所示．现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置．则在这一过程中，力F、绳中张力FT及力F与水平方向夹角θ的变化情况是( )
A. F保持不变，FT逐渐增大，夹角θ逐渐减小
B. F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐减小
C. F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐增大
D. F逐渐增大，FT逐渐减小，夹角θ逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】由于绳子AOM直接连着重物，所以绳子的张力FT与重物的重力相等，即大小保持不变；在向下移动的过程中，逐渐增大，绳子两边AO、OM的合力逐渐减小，所以F减小，由于力F的方向是的角平分线方向，所以得到夹角θ逐渐减小，故选B.
5. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图1：小球在水平面内做匀速圆周运动时，受到重力、向心力、细线拉力的作用
B. 图2：物体随水平圆盘一起做加速圆周运动过程中，所受摩擦力的方向指向圆心
C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于超重状态，速度越大，对桥面的压力越大
D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A错误；
B．物体随水平圆盘一起做加速圆周运动过程中，摩擦力指向圆心的分力提供向心力，摩擦力沿着速度方向的分力提供加速度，根据力的合成可知摩擦力的方向不是指向圆心，故B错误；
C．汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，根据
可得
可知速度越大，桥面对汽车的支持力越小，根据牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力越小，故C错误；
D．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。
故选D。
6. 中央电视台科普节目《加油向未来》在现场利用内部气压为0.001Pa、高6m的亚克力管做落体实验，将亚克力管等分为四段，从上到下每段标为，羽毛由静止开始从最高点下落，经过速度的增加量为，经过第三段速度的增加量为，则与的比值满足（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知，小球所在的管内空气阻力可以忽略不计，即小球做自由落体运动，两端相同距离h的时间之比为
由
则
即
故选C。
7. 如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）由一根长为l的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度匀速转动，则（ ）
A. 铁球转动过程线速度不变
B. 铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
C. 铁球转动到最低点时，处于失重状态
D. 铁球转动到最低点时，支架对地面压力为
【答案】D
【解析】
【详解】A．铁球做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．铁球做匀速圆周运动，向心加速度大小不变，方向时刻发生变化，故B错误；
C．铁球转动到最低点时，加速度方向向上，处于超重状态，故C错误；
D．铁球转动到最低点时，以铁球为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
以支架为对象，根据受力平衡可得
根据牛顿第三定律可知支架对地面压力为，故D正确。
故选D。
8. 羽毛球是深受大众喜爱的体育运动。如图所示是羽毛球飞行轨迹图，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则对该羽毛球下列说法正确的是（ ）
A. 在A、B两点的速度大小相等
B. 在AP上升阶段，羽毛球加速度的竖直分量大于重力加速度的值
C. AP段的飞行时间大于PB段的飞行时间
D. 整个飞行过程中经过最高点P时的加速度为重力加速度g
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题可知，羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，所以机械能减小，所以A点速度大于B点的速度，故A错误；
BC．由于存在空气阻力作用，AP段羽毛球处于上升阶段，其竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，加速度的竖直分量小于重力加速度，故由于位移大小相等，所以AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故B正确，C错误；
D．整个飞行过程中经过最高点P时，竖直方向加速度为重力加速度，水平方向由于空气阻力加速度不为零，根据矢量的合成可知整个飞行过程中经过最高点P时的加速度大于重力加速度g，故D错误。
故选B。
9. 北京时间2024年1月18日，货运飞船天舟七号，携带约5600kg的物资进入距离地面约400km的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动（已知地球同步卫星与地面的距离36000km）。对这批进入空间站的物资说法正确的是（ ）
A. 质量比静止在地面上时小B. 所受合力比静止在地面上时小
C. 所受地球引力比静止在地面上时大D. 做圆周运动时的角速度比地球自转角速度大
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，故A错误；
BC．设空间站离地面的高度为h，这批物资在地面上静止，跟地球一起自转，合力很小近似为零，在空间站所受合力为万有引力即
在地面受地球引力为
可知所受合力比静止在地面上时大，所受地球引力比静止在地面上时小，故BC错误；
D．物体绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力
解得
这批物质在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此这批物质的角速度大于同步卫星的角速度，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物质的角速度大于地球自转的角速度，故D正确。
故选D。
10. 如图所示，带电粒子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，实线为电场线，虚线为带电粒子的运动轨迹。下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子带正电
B. 带电粒子在b点的加速度大于在a点的加速度
C. 带电粒子在b点的速度大于在a点的速度
D. a点的电场强度大于在b点的电场强度
【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反，因此粒子带负电，故A错误；
BD．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b点时的加速度大于在a点时的加速度大小，故B正确，D错误；
C．由A分析可知，粒子带负电，则粒子从点移动到点，电场力做负功，粒子动能减小，速度减小，带电粒子在b点时的速度小于在a点时的速度大小，故C错误。
故选B。
11. 如图，某地有一风力发电机，它的叶片旋转一周扫过面积为的圆面。某时间内该地区的风速是，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，假如这个风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。下列说法正确的是（ ）
A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关
B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为
C. 此风力发电机发电的功率约为13.0kW
D. 此风力发电机每天发电量为3120kWh
【答案】C
【解析】
【详解】AB．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为
可知单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速有关，每秒流经涡轮机空气的动能约为
故AB错误；
C．此风力发电机发电的功率约为
代入数据可得
故C正确；
D．此风力发电机每天发电量为
故D错误。
故选C。
12. 物理和生活息息相关。下列有关电学知识的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在中间的线状电极B上
B. 图乙中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
C. 图丙中，两条优质的话筒线外面包裹着金属外衣增强了导电能力
D. 图丁中，工作人员在超高压带电作业时，穿绝缘橡胶服比金属丝编制的工作服更安全
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲中，静电除尘装置将带负电的尘埃收集在两个带正电的极板A上，选项A错误；
B．图乙中，家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的，选项B正确；
C．图丙中，话筒线外面包裹着金属外衣是利用静电屏蔽，使金属外衣内不受外衣外的电场的干扰，故C错误；
D．图丁中，超高压带电作业的工作人员，穿上金属丝制成的衣服，起到静电屏蔽的作用，可以保证安全，故D错误。
故选B。
13. 如图所示，竖直平面内有一足够长且与水平方向成30°的斜面，斜面上有A、B两点，O点正上方的S点为小球的发射点，其中OS、OA、AB的长度均为l。初速度的小球水平射出，正好可以击中A点，不计空气阻力，当地重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A. 若将发射速度增大到，则正好击中B点
B. 小球分别击中A点和B点时速度方向与斜面夹角
C. 小球分别击中A点和B点，在空中飞行时间
D. 调整大小使小球击中B点，则击中时速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图所示，过A点做水平面，当下落高度相同时所用时间相同，若以射出小球，水平位移为原来2倍，会过B点正上方的点，不会正好击中B点，故A错误；
B．落至斜面上时速度偏角为
位移偏角为
对比可知
由图可知，落至A点时位移偏角较大，速度偏角较大，速度与斜面夹角
故小球分别击中A点和B点时速度与斜面夹角，故B正确；
C．击中点时，竖直方向
击中点时，竖直方向
可得
故C错误；
D．调整大小使小球击中B点，水平方向、竖直方向分别有
联立解得
则击中时速度大小为
故D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少一个符合题目要求。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. 下列说法正确的是（ ）
A. 在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择
B. 比值定义法是物理学中常用的方法，如用力与质量的比值定义加速度
C. 电场线的形状可以用实验来模拟，所以电场线是实际存在的线
D. 相对论与量子力学都没有否定牛顿力学
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择，故A正确；
B．比值定义法是物理学中常用的方法，式子是加速度的决定式，才是加速度的定义式，故B错误；
C．电场线的形状可以用实验来模拟，电场线是假象出来描绘电场的线，实际上不存在，故C错误；
D．相对论与量子力学都没有否定牛顿力学，故D正确。
故选AD。
15. 如图所示，真空中有两个点电荷和，分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。以下说法正确的是（ ）
A. 在的位置电场强度为0
B. 在的位置电场强度为0
C. 若在的位置放一正电荷，所受电场力方向为x轴负方向
D. 若在的位置放一负电荷，所受电场力方向为x轴负方向
【答案】ACD
【解析】
【详解】B．在0~6 cm的范围内，两点电荷产生的场强的方向相同，均沿x轴正方向，故合场强水平向右，因此场强一定不为零，故B错误；
A．设合场强为零的坐标为，由
可得
故A正确；
C．根据电场的叠加可知区间场强沿x轴负方向，若在的位置放一正电荷，所受电场力方向为x轴负方向，故C正确；
D．根据电场的叠加可知区间场强沿x轴正方向，若在的位置放一负电荷，所受电场力方向为x轴负方向，故D正确。
故选ACD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. “探究向心力大小的表达式”的实验中，向心力演示器如图所示，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
（1）在这个实验中，利用了______（选填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；
（2）探究向心力F与半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径______（选填“相同”、“不同”）的轮盘上，将质量______选填（“相同”、“不同”）的小球分别放在挡板______（选填“A和B”、“A和C”或“B和C”）处；在实验时逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度之比会______（选填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）。
【答案】（1）控制变量法
（2） ①. 相同 ②. 相同 ③. B和C ④. 不变
【解析】
【小问1详解】
本实验中采用了控制变量的方法，探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r物理量之间的关系。
【小问2详解】
[1]探究向心力向心力F与半径的关系时，应该控制角速度和质量相等，半径不同；
[2]根据可知应将传动皮带套在两塔轮半径相同轮盘上；
[3][4]将质量相同的小球分别放在挡板B和C处；根据可知向心力之比等于运动半径之比，增大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度之比不变。
17. 在“探究平抛运动的特点”实验中

（1）用图1装置进行探究，下列说法正确的是_________。
A.只能探究平抛运动水平分运动的特点
B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验
C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点
（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是_________。
A斜槽轨道M必须光滑且其末端水平
B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动
C.钢球从斜槽M上同一位置静止滚下
（3）用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹A，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹B、C。若测得A、B间距离，B、C间距离，重力加速度为g，根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为_________（用所给字母表示）。
【答案】 ① B ②. C ③.
【解析】
【详解】（1）[1]用图1装置可以探究平抛运动竖直方向做自由落体运动，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验。
故选B。
（2）[2]AC．用图2装置进行实验，为了保证从斜槽末端水平飞出的速度大小相等，小钢球必须从斜槽M上同一位置静止滚下，斜槽轨道不必要光滑，但末端必须水平，故A错误，C正确；
B．挡板的作用是为了方便确定小球的运动位置，没有必要每次等间距移动，故B错误。
故选C。
（3）[3]根据题意，由图3装置进行实验，由图可知，A、B间和B、C间的水平距离相等，则运动时间相等，设相等时间为，竖直方向上，由逐差法有
水平方向上有
联立解得
18. 如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平。
B．测出挡光条宽度d。
C．将滑块移至图示位置，测出挡光条到光电门的距离l。
D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t。
E．用天平称出托盘和砝码的总质量m。
F．……
（重力加速度取g）
请回答下列问题：
（1）滑块从静止释放到运动至光电门的过程中，系统的重力势能减少了____________；
（2）为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量是____________；
（3）若要符合机械能守恒定律的结论，则以上测得的物理量应该满足____________。
【答案】（1）
（2）滑块和挡光条的总质量M
（3）
【解析】
【小问1详解】
在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，托盘和砝码下降了l的距离，则可知系统的重力势能减少了
【小问2详解】
为验证机械能守恒定律，还需要测量滑块和遮光条的总质量M。
【小问3详解】
若要符合机械能守恒定律，则必选满足托盘和砝码重力势能的减小量等于系统动能的增加量，即
19. 某质点在Oxy平面上运动。时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度-时间图像如图所示，它在y方向的位移-时间图像如图所示。则：
（1）时质点速度的大小
（2）时质点的位置坐标x、y
（3）试写出质点在内运动时，其位置坐标所满足的关系式（即：写出x、y之间关系的表达式）。

【答案】（1）；（2）（2.25m，7.5m）；（3）（y≥0）
【解析】
【详解】（1）x方向的运动为匀加速直线运动，根据图像的斜率可知加速度为
时质点x方向的速度为
y方向的运动为匀速直线运动，速度为
所以时质点速度的大小为
（2）内质点沿x方向的位移为
y方向的位移为
时质点的位置坐标为（2.25m，7.5m）。
（3）质点沿x方向的位移为
沿y方向的位移为
在内位置坐标满足的关系式为
（y≥0）
20. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为60°，重力加速度为；
（1）若，小物块受到的摩擦力恰好为0，求；
（2）当时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力f的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示
则有
解得
（2）当
时
小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示
建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿方向根据牛顿第二定律可得
其中
解得摩擦力大小为
21. 传送带和放在水平地面上平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，传送带两轮轴间长度为，平板长度。传送带始终保持以速度匀速运动。现将一滑块（可视为质点）无初速度轻放在传送带左端，然后平稳地滑上平板（忽略传送带与平板对接处对速度的影响）。已知：滑块与传送带之间的动摩擦因数，滑块与平板间动摩擦因数，忽略平板与水平地面间的摩擦。滑块的质量为，平板的质量，重力加速度。
（1）求滑块通过传送带的时间；
（2）求因运送滑块电动机多消耗的电能；
（3）求滑块滑离平板时的速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律得
与传送带共速时间
共速时滑块位移
即恰好到通过传送带。
（2）相对位移
摩擦生热
滑块动能增加
电动机多消耗的电能为
（3）对滑块在木板上运动，设经间离开木板，对滑块
解得
对木板
解得
滑离时位移满足
解得
或（舍去）
则滑块滑离平板时速度为
22. 小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道组成，弧形轨道与水平轨道在O点相切，竖直圆轨道圆心、半径为R（在最低点A分别与水平轨道OA和AB相连），质量的小滑块从弧形轨道离地高h处静止释放，高度h可以调节。已知，AB轨道足够长。滑块与轨道OA和AB间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力，重力加速度，。
（1）求滑块恰好能过圆轨道最高点D时的速度大小；
（2）求当满足（1）中条件时，滑块运动到与圆心等高的C点时对轨道的压力大小；
（3）滑块从静止释放，不脱离轨道，求h的取值范围；
（4）求满足（3）中条件时，滑块停止的位置到O点的距离x与释放高度h的关系。
【答案】（1）；（2）；（3）或；（4）见解析
【解析】
【详解】（1）滑块恰好能过圆轨道最高点点
解得
（2）从C点到D点，由动能定理
在C点由牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小是。
（3）若不过圆心等高点，由能量守恒定律
解得
若刚发过圆轨道最高点D点，由能量守恒定律
解得
综上可得物块不脱离轨道的条件
或
（4）物块刚好能到A点，则
解得
或是同样规律，又
得
若
则
即滑块从圆心等高点返回刚好能返回点速度为0。又
解得
综上
或，；，