浙江省“桐浦富兴”教研联盟2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题 含解析

这是一份浙江省“桐浦富兴”教研联盟2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题 含解析，共23页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题纸， 如图甲所示，两名跳雪运动员，等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本卷共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。
一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。每个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. 以下物理量是矢量的是（ ）
A. 磁感应强度B. 电势能C. 电势D. 电流强度
【答案】A
【解析】
【详解】既有大小，又有方向，且运算时遵循平行四边形法则的物理量为矢量，故只有磁感应强度为矢量，电势能、电势、电流强度均为标量。
故选A。
2. 下列关于质点的描述正确的是（ ）
A. 甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时可以把她看作质点
B. 乙图研究飞船与空间站对接时可以把飞船看作质点
C. 丙图研究高铁从杭州到北京的路程时可以把列车看作质点
D. 丁图研究冰壶运动到达的位置时，可以把冰壶看作质点
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲图研究跳水运动员全红婵空中动作时主要考虑姿态的变化，则不可以把她看作质点，故A错误；
B．乙图研究飞船与空间站对接时要考虑尺寸，不可以把飞船看作质点，故B错误；
C．丙图研究高铁从杭州到北京的路程时，列车的尺寸可以忽略不计，则可以把列车看作质点，故C正确；
D．丁图研究冰壶运动到达的位置时，要考虑冰壶的大小，不可以把冰壶看作质点，故D错误。
故选C。
3. 北斗三号由30颗卫星组成。由24颗较低的中圆地球轨道卫星、3颗较高的地球同步轨道卫星和3颗较高的倾斜地球同步轨道卫星组成，如图所示。关于运动的卫星以下说法正确的是（ ）
A. 所有卫星运行速度大于
B. 同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度大
C. 所有地球同步轨道卫星运动动能相等
D. 同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大
【答案】D
【解析】
【详解】A．卫星运行速度小于第一宇宙速度，A错误；
B．根据卫星运动向心力公式
可得r越大速度越小，故同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度小，B错误；
C．卫星动能与质量有关，同轨道速率相等，质量未知无法比较，C错误；
D．根据卫星运动向心力公式
可知r越大周期越大，故同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大，D正确；
故选D。
4. 教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻．第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示．第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示．下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（ ）
A. 图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变
B. 图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变
C. 图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动
D 图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动
【答案】C
【解析】
【详解】图甲中，仅仅调换N、S极位置或仅仅调换电源的正负极位置，安培力方向肯定改变，液体的旋转方向要改变，故AB均错误；图乙中，当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，可以观察到弹簧不断上下振动；如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动；但是如果将水银换成酒精，酒精不导电，则弹簧将不再上下振动，故选项C正确，D错误；故选C.
5. 如图甲，一个同学站在地秤上做了一次起立和下蹲，地秤上的力传感器采集的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该同学的质量约为600kg
B. 图示段为下蹲过程
C. 过程中时刻，速度最大
D 过程中时刻，加速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图像可知，该同学的重力为
可得该同学的质量
故A错误；
B．下蹲的过程人是先向下加速后向下减速，应该是处于失重状态后处于超重状态，结合图像可知图示DE段为下蹲过程，故B错误；
CD．由图可知，过程中时刻，该同学处于平衡状态，加速度为零，速度最大，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图甲所示，两名跳雪运动员，（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出，如图乙。不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员，在空中飞行的时间之比是3：1
B. 运动员，在空中飞行的水平位移之比是1：3
C. 运动员，落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同
D. 运动员，落到雪坡上的瞬时速度大小一定相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．设运动员的飞行时间为t，根据平抛运动规律有
①
②
根据几何关系有
③
联立①②③解得
④
所以他们飞行时间之比为
④
故A错误；
B．他们飞行的水平位移之比为
⑤
故B错误；
C．设运动员落到雪坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为α，则结合④式可知
⑥
所以他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同，故C正确；
D．根据上述分析可知水平方向和竖直方向分速度之比均为，根据速度的合成可知运动员，落到雪坡上的瞬时速度大小之比为，故D错误。
故选C。
7. 如图为某种回旋加速器的示意图，其中两盒狭缝（实线、）间有加速电场，电场强度大小恒定，且被限制在、板间，虚线之间无电场。带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，、、依次为粒子运动半周到达虚线的位置，下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子每运动一周被加速一次
B. 加速电场方向需要做周期性的变化
C. 带电粒子被加速后的最大速度与D形盒半径无关
D. 图中等于
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据题意可知，只有在、板间才有电场，所以带电粒子每运动一周被加速一次，故A正确；
B．带电粒子只有经过A、C板间时被加速，即带电粒子每运动一周被加速一次。粒子在AC间加速，电场的方向没有改变，加速电场方向不需要做周期性的变化，故B错误；
C．依题意，带电粒子是通过磁场的一次次偏转来实现加速的，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，根据
解得
易知，带电粒子被加速后的最大速度与D形盒半径有关，D形盒半径越大，出射速度越大，故C错误；
D．依题意，根据几何关系可得
因为每转一圈被加速一次，根据
易知每转一圈，速度的变化量不等，且
所以P1P2大于P2P3，故D错误。
故选A。
8. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接交流电源和理想交流电压表、理想交流电流表，副线圈通过导线（导线的总电阻等效为）与热水器、抽油烟机连接。已知原线圈两端的电压表示数保持不变，副线圈两端的电压按如图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A. 热水器两端电压的瞬时值表达式为
B. 电压表示数为440V
C. 若闭合开关S，热水器两端的电压将增大
D. 若闭合开关S，变压器的输入功率将减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．图乙为副线圈上电压变化规律，而热水器上的电压要小于副线圈上电压，故A错误；
B．由交流电规律可知，副线圈上电压的有效值为220V，由变压器变压关系
可知，原线圈电压有效值为440V，电压表示数为440V，故B正确；
CD．闭合开关，通过原副线圈的电流都增大，由于原副线圈电压不变，则输入功率增大，根据部分电路欧姆定律可知，R两端的电压增大，所以热水器两端电压减小，故CD错误。
故选B。
9. 如图所示为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是（ ）
A. 在冰晶中，光的波速比光大
B. 光线的折射率比光大
C. 通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较大
D. 光线、分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光的折射角大于b光的偏折角，由折射定律得知，六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，由
知b光的传播速度小，AB错误；
C．a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，所以a光的波长大于b光的波长，根据
a光相邻条纹间距大，C错误；
D．由临界角公式
a光的折射率小，a光的临界角大，D正确。
故选D。
10. 如图所示，一长度为，宽度为，厚度为（）的长方体导体板放在方向与前表面垂直，磁感应强度为的匀强磁场中，当导体板通有从左向右的电流时，导体板的上、下表面之间会产生电势差（称为霍尔电压），这种现象称为霍尔效应。若导体板单位体积内自由电子的个数为，通过导体板的电流为，电子电荷量为，则（ ）
A. 电势差B. 电势差
C. 上表面的电势高于下表面D. 前表面的电势高于后表面
【答案】B
【解析】
【详解】AB．当电势差稳定时，自由电子受到的洛伦兹力大小等于电场力，则有
根据电流微观表达式可得
联立解得
故B正确，A错误；
C．根据左手定则可知电子向上表面聚集，上表面的电势低于下表面，故C错误；
D．前表面的电势等于后表面的电势，故D错误。
故选B。
11. 如图所示为“52℃暖手充电宝”这种产品的几个主要参数：
根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
A. 5000mA·h的mA·h是能量单位
B. 参数“DC5V”中“DC”指交流电
C. 该产品仅用作暖手，理论上可持续工作10小时
D. 该产品仅用作暖手，理论上可持续工作12.5小时
【答案】D
【解析】
【详解】A．是电荷量的单位，故A错误；
B．参数“DC 5V”中“DC”指直流电的意思，故B错误；
CD．该充电宝储存的电能为
由图示信息可知仅用作暖手时的功率为2W，根据W＝Pt可得持续时间
故D正确，C错误。
故选D。
12. 如图甲为某一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的振荡频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图乙所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（ ）
A. 此时电容器中的电场能正在减小
B. 此时电容器两板间的电压正在减小
C. 此时电路中电流沿顺时针方向且LC振荡电路中电流减小
D. 若LC振荡电路中的自感系数变小，其振荡频率也变小
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．根据图中磁场方向结合右手螺旋定则可知，此时电流方向沿顺时针方向，由下极板流向上极板，又上极板带正电，所以此时电容器正在充电，电容器两板间的电压正在增大，电容器中的电场能在增大，磁场能在减小，则电路中电流正在减小，故AB错误，C正确；
D．根据
若LC振荡电路中的自感系数变小，其振荡频率变大，故D错误。
故选C。
13. 如图是某城市广场喷泉喷出水柱的场景，喷泉喷出的水柱达到了40层楼的高度，喷管的直径约为10cm。关于给喷管喷水的电动机输出功率，下列数据最接近的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】喷管直径约为10cm，则半径，根据实际情况，每层楼高约为，所以喷水的高度
则水离开管口的速度为
设给喷管喷水的电动机输出功率为P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为
根据动能定理可得
解得
代入数据解得
故选A。
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，关于下列器材的原理和用途，下列说法中正确的是（ ）
A. 扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻
B. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化
D. 磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场是辐射状磁场，不是匀强磁场
【答案】BD
【解析】
【详解】A．扼流圈对交流有阻碍作用不是因为线圈存在电阻，而是因为在扼流圈图中产生的感应电动势阻碍电流的变化，故A错误；
B．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流，故B正确；
C．真空冶炼炉的工作原理是金属产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化，故C错误；
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场是辐射状磁场，不是匀强磁场，故D正确。
故选BD。
15. 医学上常用B超检查诊断病情，其基本原理是探头向人体内发射超声波，超声波遇到人体不同的组织会产生不同程度的反射，探头接收到的反射超声波信号由计算机进行处理，显示出B超图像（如图甲所示）。图乙是探头沿轴正方向发送的超声波图像，一段时间后接收到沿轴负方向返回的超声波图像如图丙。已知超声波在人体内传播速度约为1500m/s，下列说法正确的是（ ）
A. 图丙中质点正沿轴正方向运动
B. 图丙中质点再经时间恰好处于波谷
C. 图乙中质点的振动周期为
D. 图乙中质点在此后的0.1s时间内运动的路程为150m
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由“同侧法”可知，质点b此时沿y轴负方向运动，故A错误；
B．图丙中，经时间，波形向x轴负方向平移的距离
根据平移法可知质点b恰好处于波谷，故B正确；
C．由图可知，波长为
周期
故C正确；
D．质点a只在其平衡位置附近上下振动，不随波迁移，所以在时间内运动的路程
故D错误。
故选BC。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三题共14分）
16. 如图是某次实验中得到的一条纸带，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每取5个打点作为一个计数点，用刻度尺量出各计数点到点距离为，，，，小车运动点的速度大小为_____m/s，小车运动的加速度大小为_____m/s2（计算结果均保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 0.51 ②. 0.79
【解析】
【详解】[1]根据题意可知
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
代入数据可得
[2]根据逐差法可得加速度
代入数据可得
17. 用如图甲电路测定两节串联干电池的电动势和内阻
（1）请你在答题卡的图乙中用笔画线代替导线将实物连线补充完整。
（2）正确连接线路后进行实验，某次电压表和电流表的指针位置如下图所示，则电压表示数_____V，电流表示数_____A。
（3）经过测定，两节电池总电动势和总内阻最接近的一组是_____。
A. 3.0VB. 3.0VC. 3.0VD. 3.0V
【答案】（1） （2） ①. 2.50 ②. 0.46
（3）B
【解析】
【小问1详解】
两节串联干电池的电动势最大为，则电压表量程选，电流表选择，根据图甲电路图，连接图乙实物图，如图所示
【小问2详解】
[1]由图可知，电压表读数为；
[2]由图可知，电流表读数；
【小问3详解】
根据闭合回路欧姆定律有
代入小问（2）中数据可得
故选B。
18. 下图是小明同学在做“测定玻璃折射率”的实验中所留下的图纸。如图（a）所示，该同学选用的玻璃砖前后两个光学面相互平行，a和分别是玻璃砖与空气的两个界面，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并插上大头针，使其挡住、的像；接着插上大头针，使其挡住和、的像，用“。”表示大头针的位置，这样、确定了射入玻璃砖的光线，、确定了射出玻璃砖的光线。
（1）根据以上信息，请你在答题卡的图（a）中画出光路图________。
（2）小明同学根据a界面测得的入射角和折射角的正弦值画出了如图（b）所示的图像，从图像可求得玻璃砖的折射率是__________（保留两位有效数字）。
（3）如图（c）所示，若在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率与真实值相比将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） （2）1.6
（3）偏大
【解析】
【小问1详解】
根据题意，画出的光路图如图所示
【小问2详解】
根据折射定律，可知图像斜率倒数表示折射率，由图像可得，斜率
则折射率
【小问3详解】
根据题意，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，如图所示
由图可知，入射角i不变，导致折射角r偏小，则所测得的折射率将偏大。
19. 如图所示图甲中O点为单摆的固定悬点，现将一个小摆（可视为质点）拉至A点，此时细线处于绷紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。∠AOB=∠COB=（小于10°且是未知量）。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，求：
（1）单摆的振动周期T；
（2）单摆的摆长L；
（3）摆球运动过程中的最大动量p。
【答案】（1）T=0.8πs ；（2）L=1.6m；（3）
【解析】
【详解】（1）由乙图可知T=0.8πs；
（2）由单摆的周期公式
解得
L=1.6m
（3）在最低点B，根据牛顿第二定律，有
设最大摆角为，在最高点A有
从A到B
联立，可得
m=0.04kg， v=0.4 m/s
则摆球运动过程中的最大动量
20. 如图所示，在足够长的水平直轨道上，有一半径的光滑圆形轨道与之平滑相切连接，底端、错开，其右侧长的段粗糙，动摩擦因数为，其余部分均光滑。在轨道处有弹射器，将一质量的滑块以一定速度水平向右弹射出来。高度为0.8m，为水平面，取。
（1）若滑块恰好能通过圆轨道，求滑块在点的加速度大小；
（2）若滑块能停在段，求弹簧具有的弹性势能范围；
（3）若弹簧的弹性势能为14J，求滑块落地点距点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）1.6m
【解析】
【详解】（1）恰能过点，由重力提供向心力
得
（2）从到由动能定理得
得
弹性势能
从点到点
所以弹簧具有的弹性势能的范围
（3）从到，由能量关系得
解得
竖直方向，根据
可得
解得
滑块落地点距点的距离为1.6m。
21. 如图所示，在水平面上固定两根平行的光滑金属轨道和。部分长度为，区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为；轨道间连接有两个阻值均为的电阻和一套电压传感器。现有一根金属棒，受水平向右的恒力作用，从处由静止开始运动，电压传感器显示的电压示数如图所示，当电压为时示数已趋于恒定，已知金属棒的电阻为，质量为，金属轨道间距为，电阻不计，求：
（1）金属棒刚进入磁场区域边界时速度的大小，并判断此时的电势高低；
（2）恒力的大小；
（3）金属棒在经过区域的过程中，通过金属棒的电荷量；
（4）金属棒在经过区域的过程中，回路产生焦耳热。
【答案】（1），A的电势高；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）金属棒刚进入磁场时
得
根据右手定则可知A的电势高
（2）到位置时
得
（3）根据
，
联立可得
（4）经过区域的过程中，至位置时
得
由能量关系
整个回路产的焦耳热为
22. 核聚变的研究经常用到高速粒子束的分离，其原理如图所示，离子源不断的产生带电离子，经加速电场加速后进入速度选择器，再经右侧磁分析器偏转分离。以速度选择器离子做直线运动的出口为坐标原点建立如图所示坐标系。已知带正电的离子，电荷量为，质量为，加速电场两极板间电压为，速度选择器间距为，极板长度为，速度选择器内电场强度为，离子进入加速电场初速度可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用以及相对论效应，重力忽略不计。
（1）求离子经加速电场后获得的速度；
（2）若粒子在速度选择器中做直线运动，求速度选择器中磁场磁感应强度；
（3）若速度选择器中只有电场，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为，求离开速度选择器进入磁分析器的离子到达轴的位置坐标；
（4）若在磁分析器中加一与轴平行的档板，图中未画出，已知档板距轴的距离为，磁分析器中磁场为匀强磁场，磁感应强度为，若单位时间内从粒子源发射的粒子数为，且打在档板上的所有粒子均被吸收（不反弹），求粒子对档板的平均作用力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）离子在加速电场中加速，由动能定理有
得
（2）通过速度选择器，故由力的平衡条件有
得
（3）若撤去极板间磁场，离子在电场中偏转距离，则
得
进入右侧磁场速度为与x方向交角为，圆周运动半径为，则
，
射入磁场位置到位置距离
，
所以离子射到轴的位置
即离子射到轴的位置为
（4）粒子进入磁分析器：洛伦兹力提供向心力
档板过圆心。由动量定理得
所以
根据牛顿第三定律：粒子对档板的作用力为
产品名称
52℃暖手充电宝
发热温度
52℃
发热功率
2.0W
电池容量
5000mA·h
输入
DC5V/2.5A（最大）
输出
DC5V/2A（最大）