浙江省温州市新力量联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 含解析

这是一份浙江省温州市新力量联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题 含解析，共29页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸，可能用到的相关参数等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1．本卷分选择题和非选择题两部分，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。
5．可能用到的相关参数：重力加速度g均取。
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. 下列物理量是矢量，且单位正确的是（ ）
A. 动能B. 加速度C. 动量D. 电荷量
【答案】C
【解析】
【详解】A．动能是标量，单位为J，故A错误；
B．加速度是矢量，单位为，故B错误；
C．动量是矢量，单位为，故C正确；
D．电荷量是标量，单位为C，故D错误。
故选C。
2. 图甲为某品牌扫地机器人，它利用自身携带的小型吸尘部件进行吸尘清扫。若有一次扫地机器人吸尘清扫时做直线运动，其位置x随时间t变化的图像如图乙所示，则扫地机器人（ ）
A. 在末速度最小
B. 在末的速度与在末的速度相同
C. 在内做单方向直线运动
D. 在内的平均速度为
【答案】A
【解析】
【详解】A．图像中图线上某点切线的斜率表示该点的速度，则由题图可知在末速度为零，速度最小，故A正确；
B．由图像可知在末的速度为正向，末的速度为负向，两个时刻的速度方向相反，故B错误；
C．内与内运动方向相反，故扫地机不是单向直线运动，故C错误；
D．因扫地机器人在内的位移为零，则平均速度为零，故D错误。
故选A。
3. 2024年1月17日，长征七号运载火箭托举着天舟七号货运飞船顺利升空。为远在“星河之上”绕地飞行的航天员们送去了满满的“年货”，天舟七号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年1月18日01时46分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 火箭发射升空过程中，发动机喷出燃气推动空气，空气推动火箭上升
B. 火箭的发射速度应介于7.9km/s至11.2km/s之间
C. 要实现对接，天舟七号货运飞船应在天和核心舱相同轨道处加速
D. 对接后的组合体由于质量变大了，加速度也变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．火箭发射升空的过程中，火箭给喷出的燃气作用力，燃气给火箭反作用力，推动火箭上升，故A错误；
B．火箭的发射速度应大于第一宇宙速度，但不脱离地球的引力范围，即不超过第二宇宙速度，则发射速度应介于7.9km/s至11.2km/s之间，故B正确；
C．要实现对接，天舟六号货运飞船应从低轨道加速与天和核心舱对接，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
可知空间站组合体质量被约掉，故加速度不变，故D错误。
故选C。
4. 室内足球运动的某次传球过程，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2为空中达到的最高点，此刻它的速度大小为，则（ ）
A. 足球在位置1和位置3的动能相等
B. 足球被踢出后机械能一直在减少
C. 由位置1运动到位置2的时间等于由位置2运动到位置3的时间
D. 若在位置2以大小为的速度水平向左抛出，足球将沿原轨迹返回位置1
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由于足球在运动过程中，空气阻力不可忽略，空气阻力做负功，机械能一直减小，根据动能定理可知，足球在位置1的动能大于位置3的动能，故A错误，B正确 ；
C．足球从位置1到位置2，竖直方向上，空气阻力向下与重力方向相同，从位置2到位置3，空气阻力向上与重力方向相反，可知，从位置1到位置2竖直方向的加速度大于从位置2到位置3竖直方向的加速度，由可知，从位置1到位置2的时间小于从位置2到位置3，故C错误；
D．由于有空气阻力的作用，在位置2以大小为的速度水平向左抛出，足球不能沿原轨迹返回位置1，故D错误。
故选B。
5. 质量为m的小明坐在秋千上，小明摆动到最高点时的照片如图所示，在忽略空气阻力和其他因素影响的情况下，在该时刻下列说法正确的是（ ）
A. 小明的速度为零，所受合力为零B. 小明的加速度为零，所受合力为零
C. 小明处于平衡状态D. 秋千对小明的作用力小于mg
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．设在最高点，秋千绳与竖直方向夹角为，该时刻小明的速度为零，所受合力为
故小明合力不为零，加速度不为零，处于非平衡状态，故ABC错误；
D．在最高点时，小明的速度为零，沿绳方向受力平衡，可得秋千对小明的作用力
故D正确。
故选D。
6. 如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为20cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，认为足球一直在同一条直线上运动，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
B. 与头部作用过程中，足球动量变化量大小为1.6kg·m/s
C. 足球与头部碰撞前后动量守恒
D. 从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为0
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据动量定理可得
解得
故A错误；
B．与头部作用过程中，足球动量变化量大小为
故B正确；
C．足球与头部作用过程中动量发生变化，动量不守恒，故C错误；
D．从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为
联立解得
故D错误。
故选B。
7. 飞力士棒是一种轻巧的运动训练器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，如图甲所示。若某型号的飞力士棒固有频率为5.0Hz，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）

A. 使用者用力越大，飞力士棒振动越快
B. 手振动的频率越大，飞力士棒振动的幅度一定越大
C. 无论手振动的频率多大，飞力士棒的振动频率都为5.0Hz
D. 手每分钟振动300次时，飞力士棒振动的幅度最大
【答案】D
【解析】
【详解】AC．人用手振动飞士力棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率越大，故A、C错误；
BD．当驱动力的频率越接近该飞力士棒的固有频率时，飞士力棒振动的幅度越大；当手每分钟振动300次，驱动力的频率
此时，飞士力棒振幅最大，故B错误，D正确。
故选D。
8. 在科幻电影《全面回忆》中有一种地心车，无需额外动力就可以让人在几十分钟内到达地球的另一端。如图沿地球直径挖一个通道AB，地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，地心处为O点，则乘客（ ）
A. 在O处速度最大B. 从A到O受到的万有引力一直增大
C. 从A到O的时间大于O到B的时间D. 在A、B处加速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．乘客达到地心时处于平衡位置，故其速度最大，加速度等于零，故A正确；
B．乘客达到地心时受到的万有引力为零，故B错误；
C．地心车从通道A端静止释放，只在万有引力作用下在AB两点之间做简谐运动，所以从A到O的时间等于O到B的时间，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知，在A、B处受万有引力大小相同，方向相反，所以在A、B处加速度方向相反，故D错误。
故选A。
9. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=5:1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压，为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，和是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（ ）

A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz
B. 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V
C. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变小
D. 图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，原线圈的交流电的周期为
频率
变压器副线圈交流电的频率与原线圈相同，通过光敏电阻的交变电流频率为50Hz。A错误；
B．由图乙可知，原线圈的交流电的电压的峰值
原线圈的交流电的电压的有效值
由
得
若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V。B正确；
C．当照射R的光强增大时，的阻值减小，副线圈消耗的功率变大，副线圈中的电流变大，由
原线圈电流增大。电流表的示数变大。C错误；
D．图像上对应的0.01s时刻，电压瞬时值为零，发电机中的线圈平面与中性面重合。D错误。
故选B。
10. 如图所示，边长为a的正方形ABCD顶点上放置三个电荷量绝对值均为Q的点电荷，处于A、C两点的点电荷均带正电，处于B点的点电荷带负电。O为正方形对角线的交点，M为OB的中点，静电力常量为k。则（ ）
A. O点的电场强度方向由O指向D
B. D点的电场强度大小为
C. 从O点到M点电势先升高后降低
D. 电子从O点运动到M点过程中，电势能一直增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．三个点电荷在点电场强度大小相等，叠加后点电场强度方向由指向，A错误；
B．两个正点电荷在点的电场强度大小均为
负点电荷在点的电场强度大小为
叠加后点的电场强度大小为
B错误；
C．三个点电荷在连线上的合电场强度方向由指向，则从点到点电势一直降低，C错误；
D．根据
可知，电子从点运动到点过程中，电势能一直增加，D正确。
故选D。
11. 阿尔法磁谱仪是目前在太空运行的一种粒子探测器，其关键的永磁体系统是由中国研制的。如图，探测器内边长为L的正方形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，当宇宙中带电量为的粒子从中点O沿纸面垂直边射入磁场区域时，磁谱仪记录到粒子从边射出，则这些粒子进入磁场时的动量p满足（ ）
A. B.
C. D. 或
【答案】C
【解析】
【详解】粒子从边射出的临界轨迹如图所示
带电量为粒子进入磁场，洛伦兹力提供向心力
解得
粒子从a点射出，由几何关系可得最小半径为
粒子从d点射出，由几何关系可得
解得最大半径为
粒子从ad边射出半径满足
故粒子进入磁场时的动量p满足
故选C。
12. 如图所示，质量为M=4kg的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径为的四分之一光滑圆弧轨道，段是长为的粗糙水平轨道，两段轨道相切于点。一质量为的可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入轨道，最后恰好停在点，滑块与轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为，则（ ）
A. 整个过程中滑块和小车组成的系统动量守恒B. 滑块由滑到过程中，滑块的机械能守恒
C. 段长D. 滑块到达点时的速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑块在圆弧上运动时有竖直方向的加速度，所以对系统而言竖直方向外力矢量和不为零，不满足动量守恒的条件，故A错误；
B．滑块由A滑到B过程中，小车对滑块的弹力做负功，滑块的机械能不守恒，故B错误；
C．恰好停在点时，二者均静止，根据能量守恒有
解得
m
故C错误；
D．水平动量守恒有
根据能量守恒定律有
解得
故D正确；
故选D。
13. 如图甲所示，均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波源起振方向垂直水平面向上，其中实线表示波峰，虚线表示与波峰相邻的波谷。T=0时刻，波峰恰好第一次传到了A点。A处质点的振动图像如图乙所示，z轴正方向竖直向上。下列判断正确的是（ ）
A. t=2s时， B、F两处质点位于波谷B. s时， C、G两处质点位于波峰
C. t=8s时，D处质点位移方向竖直向上D. t=8s时，H处质点振动速度方向竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题知图甲中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，则有
图乙为质点P的振动图像，则
T=4s
根据波速计算公式有
最近的波谷传到B、F两处质点所需要的时间
A错误；
B．由图甲可知，最近的波谷传到C、G点时，波形移动的距离为
则需要的时间为
B正确；
C．在t=8s恰好是两倍周期，根据波的传播图形，D处质点位移方向竖直向下，C错误；
D．同C选项可得，H处质点振动速度方向竖直向下，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有一个是符合题目要求的。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. 如图所示为两边支撑腿等长的“人字梯”，调节支撑腿之间的角度可以获取更大高度，所以是人们在生活和工作中经常使用的登高工具。现有一个人站在“人字梯”的最高处，当两梯的夹角增大时，则（ ）
A. 每根梯杆对地面的压力增大B. 每根梯杆受到的摩擦力增大
C. 地面对每根梯杆的作用力变大D. 地面对每根梯杆的作用力减小
【答案】BC
【解析】
【详解】设地面对每根梯杆的支持力为N，摩擦力为f，则有梯杆与竖直方向的夹角为
当两梯的夹角增大时，增大，由于地面对每根梯杆的支持力N为总重力的一半，保持不变，可知摩擦力f增大。
地面对每根梯杆的作用力为
可知地面对每根梯杆的作用力变大。
故选BC。
15. 下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（ ）
A. 甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象
B. 乙图，立体电影的原理和照相机镜头表面涂上增透膜的原理一样
C. 丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的折射现象
D. 丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲图，阳光照射下肥皂泡呈现彩色，是光的干涉现象，故A正确；
B．乙图，立体电影的原理的偏振现象，照相机镜头表面涂上增透膜的原理是干涉现象，故B错误；
C．丙图，茂密的树叶间有彩色的光环，是光的衍射现象，故C错误；
D．丁图，偏光太阳镜可以减少炫光，是光的偏振现象，故D正确。
故选AD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题
16. 某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图（a）所示电路，所用器材如下：
电压表（量程，内阻约为）；
电流表（量程，内阻约为）；
电阻箱（阻值）；
干电池一节、开关一个和导线若干。
（1）根据图（a），完成图（b）中的实物图连线____。
（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值、相应的电流表示数和电压表示数。根据记录数据作出的图像如图（c）所示，则这一节干电池的电动势为______V（保留3位有效数字）、内阻为______（保留2位有效数字）。
（3）本实验中干电池内阻的测量值与真实值相比______（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）见解析 （2） ①. 1.58 ②. 0.64（0.56-0.66范围内都可以）
（3）偏小
【解析】
【分析】
【小问1详解】
实物连线如图
【小问2详解】
[1][2]由电路结合闭合电路的欧姆定律可得
U=E−Ir
由图像可知
E=1.58V
内阻
【小问3详解】
由于电压表内阻不是无穷大，则实验测得的是电压表内阻与电源内阻的并联值，即实验中测得的电池内阻偏小。
17. “测量玻璃的折射率”的实验中，某同学在白纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图甲所示。
（1）在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使（ ）
A. P3同时挡住P1、P2
B. P4同时挡住P1、P2、P3的像
C. P3同时挡住P1、P2的像
（2）另一位同学作玻璃砖的下侧界面时向外稍许偏离，以aa′、bb′为界面画光路图，其它操作均正确，如图乙所示。该同学测得玻璃砖的折射率与其真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
【答案】（1）C （2）偏小
【解析】
【小问1详解】
根据光路可逆可知，逆着出射光线看，出射光线和入射光线在同一条直线上，所以在确定出射光线的方向时，需要P3同时挡住P1、P2的像，P4同时挡住P1、P2的像和P3，这样P3、P4的连线才是入射光线P1、P2经过玻璃砖后的出射光线的方向。
故选C。
【小问2详解】
如图所示
红线表示实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，根据折射定律可知，该同学测得的折射率与真实值相比偏小。
18. 利用单摆测当地重力加速度的实验中。
（1）利用游标卡尺测得金属小球直径如图甲所示，小球直径______。
（2）某学生通过改变摆长而测出对应的摆动周期，但在测量摆长时，只量了悬线的长度当作摆长，而没有加上摆球的半径。其他操作无误，那么该同学根据测量的摆长与单摆周期的关系画出的图像可能是下列图像中的______。
A. B.
C D.
【答案】（1）1.61 （2）B
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知游标卡尺的读书为
【小问2详解】
根据单摆周期公式得
当T=0时，L为负值。
故选B。
19. 摩天大楼中，直通高层的客运电梯简化模型如图（a）所示，电梯总质量。在时，电梯由静止开始上升，上升过程中其加速度随时间变化的图象如图（b）所示。忽略一切阻力，重力加速度取。
（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力；
（2）类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义，参考由图象的面积求位移的方法，求电梯在第1s内的速度改变量和上升过程中的最大速度；
（3）求电梯在1～10s时间内上升的高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由图象可知，对应的加速度为，根据
解得
（2）由于
可知
类比可得，电梯的速度变化量等于第1s内图线下的面积
电梯在加速上升，11s～30s匀速运动，30s～41s减速上升
（3）电梯匀加速上升
根据匀变速直线运动位移与时间的公式有
20. 图甲是我国宇航员王亚平在太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下形成一规则的水球。图乙为过该均匀透明球心O的截面图。一束单色光沿PQ方向射入，然后从M点射出，已知，，球半径为R，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）“水球”对该光的折射率n；
（2）该光从Q点到M点的传播时间t；
（3）若增加PQ方向单色光的入射角，请判断本光束有无可能在射出水球时发生全反射。请说明原因。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）入射角为
θ1=45°
折射角
根据折射定律可得
（2）光在水球中的传播速率为
传播路程为
传播时间为
（3）不能，因为Q点的折射角与M点的入射角相等，则M点的折射角与Q点的入射角也相等，所以Q点入射的光线，肯定能射出，不能发生全反射。
21. 图（甲）所示为某种可测速的跑步机，其测速原理如图（乙）所示。该机底面固定着两根间距、长度的平行金属导轨。两金属导轨间充满磁感应强为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两金属导轨通过导线与的定值电阻及理想电流表相连。跑步机的绝缘橡胶带上镀有间距也为的平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终只有一根金属条与两金属导轨接通，已知每根金属条的电阻为，像胶带以匀速运动，求：
（1）两点间的电势差的大小；
（2）每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力对其做的功；
（3）某人在该跑步机上锻炼，橡胶带由静止开始加速，运动结束跑步机显示跑步里程是（跑步里程是橡胶带转过的路程），求这个过程中通过电阻的电荷量。
【答案】（1）0.64V；（2）-0.032J；（3）80C
【解析】
【详解】（1）金属条做切割磁感线运动产生的电动势大小为
根据欧姆定律有
（2）每根金属条穿过磁场的过程中，所受安培力为
由左手定则知，导体棒所受安培力方向向左，安培力做负功
（3）此过程产生的平均感应电动势
平均感应电流
解得
22. 物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究，其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道、半径为的半圆单轨道、半径为的半圆圆管轨道、平台和、凹槽组成，且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为的无动力摆渡车并紧靠在竖直侧壁处，其长度且上表面与平台齐平。水平面的左端通过挡板固定一个弹簧，弹簧的弹性势能最大能达到。现将一质量为m=0.1kg滑块（可视为质点）压缩弹簧，游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区段。已知凹槽段足够长，摆渡车与侧壁相撞时摆渡车被黏在处并立即停止不动，滑块与摆渡车上表面和平台段的动摩擦因数都是，其他所有摩擦都不计，段长度段长度。问：
（1）如果滑块刚好能通过半圆单轨道，求释放时弹簧的弹性势能。
（2）如果弹簧以的弹性势能将滑块弹出，请根据计算后判断滑块最终停在何处？
（3）想要游戏成功，滑块最终能成功地停在目标区段，则滑块发射时弹簧的弹性势能应满足什么要求？
【答案】（1）1.5J；（2）见解析；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块刚好通过半圆单轨道，由牛顿第二定律有
由能量守恒得
可解得
（2）因为，所以滑块在处不会掉下来，由能量守恒得
滑块到达点的速度
与达到共速时
解得
，
摆渡车与右端碰后停止，滑块继续向前滑行的距离
故滑块所停位置在摆渡车上离点左侧距离
（3）将滑块弹出到平台上
与达到共速
要使滑块停在目标区
弹簧弹性势能
滑块与摆渡车达到共速时，滑块刚好到摆渡车的右侧
解得