浙江省宁波市宁波九校2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试题

这是一份浙江省宁波市宁波九校2023-2024学年高二上学期1月期末联考物理试题，共26页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2023年8月24日，日本启动核污染水排海，对全人类将产生重大辐射危害。辐射的危害程度常用“当量剂量”来衡量，其国际单位是希沃特。每千克人体组织吸收1焦耳的辐射能量为1希沃特。则测希沃特用国际单位制中的基本单位表示正确的是（ ）
A．B．C．D．
2．下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿得出万有引力定律并测出了引力常量
B．库仑根据库仑扭称实验测出了静电力常量
C．在微观、高速的领域里牛顿运动定律仍然适用
D．在微观、高速的领域里动量守恒定律仍然适用
3．如图所示，一飞行器在月球表面起飞后某段时间内做匀加速直线运动，其飞行方向与水平面成角。则此段时间发动机的喷气方向可能（ ）
A．沿1的方向B．沿2的方向C．沿3的方向D．沿4的方向
4．北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动．已知空间站离地高度约为．以下说法正确的是（ ）
A．空间站的运行速度大小大于同步卫星运行速度大小
B．航天员相对空间站保持静止时，其所受合外力为零
C．空间站向心加速度大小大于地球表面重力加速度大小
D．航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过圈
5．如图所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上．为了使质量为、带电荷量为的小球静止在斜面上，可加一平行于纸面的方向可调的匀强电场，重力加速度为．下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的最小值为
B．电场强度的最小值为
C．若电场强度，则电场强度方向一定竖直向上
D．若电场强度，则电场强度方向不一定竖直向上
6．物体的运动状态可用位置坐标x和动量P描述，称为相，对应p—x图像中的一个点。物体运动状态的变化可用p—x图像中的一条曲线来描述，称为相轨迹。若将质点竖直向上抛出，以抛出点为坐标原点，竖直向上为正方向，忽略空气阻力则质点对应的相轨迹是（ ）
A．B．
C．D．
7．在某个趣味物理小实验中，几位同学手拉手与一节电动势为的干电池、导线、电键、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉．设开关闭合稳定后线圈中的电流为，下列说法正确的是（ ）

A．断开开关时线圈中的电流突然增大
B．断开开关时流过人体的电流为
C．人有触电感觉时流过人体的电流方向为
D．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
8．智能手机安装软件后可以测量磁感应强度．如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为平面．某同学在某地对地磁场进行了两次测量，每次测量时轴指向不同而轴正向保持竖直向上，不考虑地磁偏角．根据表中测量结果可推知（ ）
A．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向南方
B．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向北方
C．测量地点位于北半球，第一次测量时轴正向指向西方
D．测量地点位于南半球，第二次测量时轴正向指向东方
9．如图所示是我国自行研制的直升机“吉祥鸟”，其质量为。现“吉祥鸟”在无风的情况下悬停于空中，螺旋桨向下推空气时使空气获得的速度大小为，忽略尾翼螺旋桨消耗的能量，重力加速度为，则“吉祥鸟”在悬停的一段时间内（ ）
A．空气对飞机的冲量为零B．空气对飞机做的功为
C．发动机消耗的功率为D．飞机对空气的作用力和空气对飞机的作用力是一对平衡力
10．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．则（ ）
A．使线框旋转起来的原理是电磁感应
B．俯视观察，线框沿顺时针方向旋转
C．电池输出的电功率等于线框旋转时的机械功率
D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的电流小
11．如图所示，质谱仪的容器中有质量分别为和的两种同位素离子，它们从静止开始先经电压为的电场加速，然后垂直射入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打在照相底片上。由于实际加速电压的大小在范围内有微小变化，这两种离子在底片上可能发生重叠，不计离子重力．下列说法正确的是（ ）
A．两种粒子均带负电
B．打在处的粒子质量较大
C．若一定，越小越容易发生重叠
D．若一定，越小越容易发生重叠
12．如图甲所示，光滑水平导轨的间距为，其左右两侧各接有阻值的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场中。一质量，电阻的金属棒在外力的作用下，由静止开始沿导轨向右运动，棒中电流随其位移变化图像如图乙所示。导轨电阻不计，则棒从静止向右运动的过程中（ ）
A．金属棒做匀加速直线运动B．时棒两端电压大小为
C．流过左边电阻的电荷量为D．金属棒中所产生的焦耳热为
13．如图所示空间内有一垂直于轴的足够大的平面M，M将的区域分成Ⅰ、Ⅱ两部分，分别填充磁感应强度大小为，方向相反且平行于轴的匀强磁场，平面内有一带电粒子从点以速度射入Ⅰ区的匀强磁场中，速度方向与轴正向成，粒子在Ⅰ、Ⅱ两区域内运动后会经过轴上的点，其中，不计带电粒子的重力，。则该粒子的比荷为（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
14．对于书本中几幅插图所涉及的物理现象或原理，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，当两极板间距增大时静电计的指针张角将减小
B．乙图中，电子感应加速器是利用感生电场对电子进行加速
C．丙图中，高频变化的磁场使炉内金属中产生涡流从而熔化金属
D．丁图中，两条话筒线外面包裹着金属外衣是为了减小电阻，从而减小电信号损失
15．如图为回旋加速器的原理图。和是两个半径为的中空半圆金属盒，分别和一高频交流电源两极相连。两盒处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒面，在位于盒圆心附近的A处有一个粒子源，产生质量为、电荷量为（）的带电粒子，已知带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为。不计粒子的初速度、重力和粒子通过缝隙的时间，加速过程中不考虑相对论效应。下列说法中正确的是（ ）
A．交变电压的频率为
B．增大加速电压可以增大粒子获得的最大动能
C．回旋加速器输出的带电粒子的平均功率
D．保持交流电频率和磁场磁感应强度不变，该加速器不能加速比荷不同的粒子
三、实验题
16．在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要
A． B． C．
（2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。
（3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。
17．一物理学习小组利用图甲所示的装置和频闪相机来验证动量守恒定律．其实验步骤如下：
步骤1：用天平测出A、B两个小球的质量；
步骤2：安装好实验装置，使斜槽末端保持水平，调整好频闪相机的位置并固定；
步骤3：让入射小球从斜槽上某一位置由静止释放，小球离开斜槽后，用频闪相机记录下小球相邻两次闪光时的位置，照片如图乙所示；
步骤4：将被碰小球放在斜槽末端，让入射小球从位置由静止开始释放，使它们碰撞。两小球离开斜槽后，用频闪相机记录两小球相邻两次闪光时的位置，照片如图丙所示。经多次实验，他们猜想碰撞前后物体的质量和速度的乘积之和不变。

（1）实验中放在斜槽末端的小球是 （选填“”或“"）；
（2）若某同学在乙、丙照片中仅测量了所对应的三个实际长度，则该同学能不能完成实验？ （填“能”或者“不能”）。
（3）他们在课外书中看到“两物体碰撞中有弹性碰撞和非弹性碰撞之分，碰撞中的恢复系数定义为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度，他们根据照片中的信息求出本次实验中恢复系数的值 。（结果保留两位有效数字）
四、解答题
18．足球是受同学们喜欢的运动。如图某同学正在练习用头颠球。某一次足球由静止下落与头接触，被重新顶起，足球与头部接触后离开头部，此后竖直上升的最大高度为。已知足球的质量为，足球在空中运动时空气阻力大小恒为，足球与头部接触时间空气阻力不计，。求：
（1）足球在空中下落过程中空气阻力对它的冲量大小；
（2）足球与头部接触过程中头部对足球的平均作用力大小。
19．如图所示为处于竖直平面内的实验装置，该装置由长、速度可调的固定水平传送带，圆心分别在和，圆心角均为、半径均为的光滑圆弧轨道和光滑细圆管组成，其中两点分别为两轨道的最高点和最低点，点在传送带右端转轴的正上方。在细圆管的右侧足够长的光滑水平地面上紧挨着一块与管口下端等高、足够长、质量的木板（与轨道不粘连）。现将一块质量的物块（可视为质点）轻轻放在传送带的最左端点，物块在传送带上自左向右运动，在处的开口和处的开口正好可容物块通过。已知物块与传送带之间的动摩擦因数，物块与木板之间的动摩擦因数，。求：
（1）若物块进入圆弧轨道后恰好不脱轨，传送带的速度大小；
（2）若传送带速度为，物块经过圆弧轨道最低点时，轨道对物块的弹力大小；
（3）若传送带最大速度为，在不脱轨的情况下，滑块在木板上运动过程中产生的热量与传送带速度之间的关系。
20．如图所示，光滑的平行金属导轨EF、GH与水平面间的夹角为37°，导轨间距L=1m，导轨平面的CDPQ矩形区域内存在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B1=0.5T的匀强磁场，固定于水平面内的金属圆环圆心为O，半径r=1m，圆环平面内存在竖直向上、磁感应强度大小为B2=1T的匀强磁场，不计质量的金属棒OA可绕过O点的转轴旋转，另一端A与圆环接触良好，导轨E、G两端用导线分别与圆心O和圆环边缘相连。现将一质量为m=0.1kg、长L=1m的金属棒MN从磁场上边界CD上方某处由静止释放，一段时间后MN以速度v1=1m/s进入磁场，同时用外力控制OA棒的转动，从而使MN棒在磁场中做匀加速直线运动，1s后以v2=2m/s的速度离开磁场，此过程中MN棒始终与导轨接触良好，已知金属棒OA、MN的电阻均为R=1Ω，其余电阻均不计，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，若以MN棒进入磁场瞬间为t=0时刻，求MN棒从CD运动到PQ的运动过程中：
（1）MN棒受到的安培力大小FA；
（2）OA的角速度ω与时间t的关系式；
（3）外力对金属棒OA所做的功WF。
21．如图所示，在平面内有一半径为、圆心为的圆形区域，其中，圆与轴的其中一个交点为。该圆形区域外存在磁感应强度大小为，方向垂直于平面向外的匀强磁场。在点有一粒子源，可沿平面的任意方向发射质量为，带电量为，速度大小相同的粒子。不计粒子重力和粒子间的相互作用。可能用到的三角函数值：，。
（1）若从点发出的粒子均不会进入圆形区域，求粒子的速度应满足的条件；
（2）当时，求进入圆形区域的粒子的速度方向与轴正方向所成角度的范围；
（3）假如轴右侧磁场的磁感应强度大小与的关系为（且为定值），磁场方向仍垂直于平面向外。与轴正方向成角发射的粒子，经过磁场偏转恰好垂直轴通过点，求该粒子的速度大小。
测量序号
1
0
45
2
21
0
45
参考答案：
1．B
【详解】根据题意可知1希沃特等于
故选B。
2．D
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出引力常量，故A错误；
B．库仑根据扭秤实验发现了库仑定律，但是由于当时电量的单位没有得到定义，他并没有测出静电力常量的数值。故B错误；
CD．在高速、微观领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律依然成立，故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【详解】飞行器在月球表面起飞后某段时间内做匀加速直线运动，可知飞行器受到重力和推力的合力方向与速度方向相同，由于推力方向与发动机的喷气方向相反，结合平行四边形定则可知，此段时间发动机的喷气方向可能沿2的方向。
故选B。
4．A
【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则空间站的运行速度大小大于同步卫星运行速度大小，故A正确；
B．航天员相对空间站保持静止时，其所受合外力提供绕地球做匀速圆周运动的向心力，不为零，故B错误；
C．根据牛顿第二定律可得
可得
可知空间站向心加速度大小小于地球表面重力加速度大小，故C错误；
D．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知空间站的周期小于同步卫星的周期，即空间站的周期小于24h，所以航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过大于圈，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】AB．当电场力方向沿斜面向上时场强最小，此时
电场强度的最小值为
选项AB错误；
CD．由图可知，若电场强度
即
则电场强度方向不一定竖直向上，选项C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】竖直向上为正方向，设位移为x时，物体的速度为v，竖直上抛运动由根据运动学公式可得
动量表达式
根据竖直上抛运动特点，同一位置速度方向可能向上或向下，动量在同一位置存在关于x轴对称的两个值；综上所述C图像符合表达式的关系。
故选C。
7．B
【详解】A．断开电键时，由于线圈的电流减小而产生自感电动势，而阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故A错误；
C．当断开时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左，即从B向A，故C错误；
BD．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生较大的自感电动势，此时人与线圈组成一个闭合的回路，流过人体的电流与流过线圈的电流相等，故B正确，D错误。
故选B。
8．B
【详解】两次测量时因为，即该地的磁场在竖直方向的分量向上，可知测量地点位于南半球；第二次测量时，，可知轴正向指向北方，轴正向指向东方或者西方，故选项B正确，ACD错误。
故选B。
9．C
【详解】A．飞机悬停在空中，空气对直升机的作用力与重力大小相等，方向竖直向上，由冲量定义可知空气对飞的冲量不为零，故A错误；
B．飞机悬停时，飞机各部分竖直方向没有发生位移，则空气对飞机不做功，故B错误；
C．飞机对空气的作用力大小为
设时间内被螺旋桨向下推出的空气质量为，根据动量定理可得
飞机时间内对空气所做的功为
可得飞的发动机消耗的功率为
故C正确；
D．飞机对空气的作用力和空气对飞机的作用力是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】A．导线框能转动起来的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用，故A错误；
B．通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和电流方向有关，由图可知，俯视观察，利用左手定则可知，线框受力后会沿逆时针方向旋转，故B错误；
C．由于电流的热效应和摩擦阻力，电池的电能没有全部转化为机械能，因此电池输出的电功率会大于线框旋转的机械功率，故C错误；
D．启动前相当于短路，因而电流很大，而线框旋转达到稳定时，线框转动所需的力更小，线框中电流比刚开始转动时的小，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】A．根据左手定则及图中带电粒子的偏转方向可知，两种粒子均带正电，故A错误；
B．粒子经过加速电场加速时，有
进入电场后有
联立解得
即质量小的粒子半径也较小，打在处的粒子质量较小，故B错误；
CD．假设的质量大，则的最大半径为
的最小半径为
两种粒子的轨迹不发生重叠，则有
解得
当一定时，越大，越不容易满足上式，越容易发生重叠；当一定时，越小，越不容易满足上式，越容易发生重叠，故C正确，D错误。
故选C。
12．D
【详解】A．根据电路分析可得电路中的总电阻为
在导体棒运动过程中产生的感应电流
可知电流大小与速度成正比，根据图乙图像中解析式
可知与成正比，所以导体棒的速度与位移大小成正比，根据匀变速直线运动规律可知若金属棒做从0开始的匀加速直线运动应该是导体棒的速度的平方与位移成正比，所以金属棒做的不是匀加速直线运动。故A错误；
B．时，根据乙图可得
根据A选项分析可得电源电动势为
棒两端电压为路端电压，即
故B错误；
C．流过左边电阻的电荷量为
故C错误；
D．在纯电阻电路中，电路中所产生的总焦耳热等于克服安培力所做的功，结合乙图像的面积关系可知
因为导体棒电阻等于左右两侧并联电阻之和，所以导体棒上产生的热量
故D正确。
故选D。
13．A
【详解】将粒子的入射速度沿水平方向与竖直方向分解，则有
，
粒子水平方向的分运动为匀速圆周运动，竖直方向的分运动为匀速直线运动，假设粒子带正电，Ⅰ、Ⅱ两部分磁场方向分别沿y轴正方向与y轴负方向，作出粒子水平方向运动的俯视图如图所示
粒子在水平方向中做匀速圆周运动，则有
粒子匀速圆周运动的周期
解得
，
粒子在左右磁场中圆周运动的半径相等，则有
粒子在水平方向圆周运动的时间
粒子在竖直方向做匀速直线运动的时间
根据分运动的等时性有
解得
故选A。
14．BC
【详解】A．在静电计中，电荷量保持不变，两极板间距增大时根据
可知电容减小，再根据
可知两极板间电压增大，静电计的指针张角将增大。故A错误；
B．电子感应加速器是利用交变磁场激发感生电场，从而进行加速，故B正确；
C．丙图中，高频变化的磁场使炉内金属中产生涡流，产生大量的热从而熔化金属。故C正确。
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，故D错误。
故选BC。
15．ACD
【详解】A．交变电压的周期等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，则交变电压的频率为
故A正确；
B．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，则有
可得粒子最大速度为
粒子最大动能为
可知粒子获得的最大动能与加速电压无关，故B错误；
C．已知带电粒子束从回旋加速器输出时形成的等效电流为，则有
回旋加速器输出的带电粒子的平均功率为
联立可得
故C正确；
D．根据带电粒子在磁场中的周期为
保持交流电频率和磁场磁感应强度不变，可知该加速器不能加速比荷不同的粒子，故D正确。
故选ACD。
16． C 向右 变小 阻碍
【详解】（1）[1] 为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除题中器材外，还需要直流电源确定电流的方向，故选C。
（2）[2] 将条形磁铁的N极从螺线管拔出时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流沿顺时针方向，即电流由“+”接线柱流入灵敏电流计，则指针向右偏转。
（3）[3]根据楞次定律“来拒去留”的结论可知，电子秤的示数会变小。
（4）[4]多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
17． B 能 0.88
【详解】（1）[1]为使碰撞小球不被碰回应使碰撞小球的质量大于被碰小球的质量，所以放在斜槽末端的小球是B；
（2）[2]碰撞时应有
由平抛规律有
代入上式可得
所以仅测量了、、所对应的三个实际长度，就能完成实验；
（3）[3]根据碰撞中的恢复系数定义可得
18．（1）0.4Ns；（2）36N
【详解】（1）足球在空中下落过程中，根据牛顿第二定律
解得
根据运动学规律
解得
故足球在空中下落过程中空气阻力对它的冲量大小
（2）足球下落与头接触时的速度
被重新顶起后竖直上升的过程，根据牛顿第二定律
解得
被重新顶起后竖直上升的过程，根据运动学规律
解得
足球与头部接触过程中，根据动量定理
解得头部对足球的平均作用力大小
19．（1）；（2）22.5N；（3）（），（）
【详解】（1）滑块在B点时，根据重力恰好提供向心力
滑块在传送带上，根据牛顿第二定律
若滑块在传送带上一直加速，则
所以传送带的速度为；
（2）根据动能定理
解得
弹力和重力分力的合力提供向心力
解得
（3）根据动能定理
滑块和木板组成的系统，动量守恒
由能量守恒
若传送带的速度范围为
则，滑块到达B的速度为
则产生的热量为
若传送带的速度范围为
则，滑块到达B的速度为
则产生的热量为
20．（1）0.5N；（2）（）；（3）1.25J
【详解】（1）导体棒在磁场中加速运动，则由
解得
由牛顿第二定律
解得
（2）由
可得
而
导体中的电流为
解得
（）
（3）导体棒在磁场中运动的距离
由能量关系可知
解得
21．（1）；（2）与 ；（3）
【详解】（1）若从点发出的粒子均不会进入圆形区域，则粒子的半径满足
根据牛顿第二定律
解得
联立解得
（2）当时，粒子的半径
分析几何关系当轨迹圆与圆形区域圆相切时，粒子的速度方向与轴正方向所成角度
故
或
故
故进入圆形区域的粒子的速度方向与轴正方向所成角度的范围与；
（3）根据动量定理
结合题意
解得