浙江省杭州市杭州第二中学钱江学校2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（解析版）

这是一份浙江省杭州市杭州第二中学钱江学校2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了考试结束后，只需上交答题卷， 下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
考生须知：
1.本试题满分100分，考试时间60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。
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。
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（本题共18小题，每小题3分，共54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. 下列几个单位中不属于国际单位制基本单位的是（ ）
A. 安培（A）B. 秒（s）C. 牛顿（N）D. 米（m）
【答案】C
【解析】
【详解】国际单位制基本单位有米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（ml）和坎德拉（cd）。
故选C。
2. 下列物理量属于标量的是（ ）
A 速度B. 功C. 位移D. 加速度
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】速度、位移、加速度都有方向，是矢量；功只有大小与正负，但没有方向，是标量。
故选B。
【点睛】
3. 关于质点，下列说法中正确的是（ ）
A. 甲图中研究如何才能踢出香蕉球时，可以把足球看作质点
B. 乙图中研究列车从杭州到北京路程时，可以把列车看作质点
C. 丙图中研究雄鹰为什么能在空中翱翔时，可以把雄鹰看作质点
D. 丁图中研究运动员起跑动作时，可以把运动员看作质点
【答案】B
【解析】
【详解】A．研究如何才能踢出香蕉球时，足球的形状不可忽略，不可以把足球看作质点，故A错误；
B．研究列车从杭州到北京的路程时，列车的形状大小对所研究的问题影响很小，可以忽略不计，可以把列车看作质点，故B正确；
C．研究雄鹰为什么能在空中翱翔时，雄鹰的形状不可忽略，不可以把雄鹰看作质点，故C错误；
D．研究运动员起跑动作时，运动员的形状姿态不可忽略，不可以把运动员看作质点，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，一只青蛙静止在水平的荷叶上面，不考虑青蛙质量的改变。下列说法正确的是（ ）
A. 青蛙受到支持力的作用是由青蛙形变产生的
B. 荷叶受到的压力是由青蛙形变产生的
C. 青蛙受到的重力没有施力物体
D. 假如把该青蛙从云南转移到东北，其重力大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．弹力是因为发生弹性形变的物体要恢复原状而产生的，因此青蛙受到弹力的作用是由荷叶形变产生的，故A错误；
B．荷叶受到的压力是由青蛙形变产生的，故B正确；
C．青蛙受到的重力的施力物体是地球，故C错误；
D．云南和东北重力加速度大小不同，根据重力
可知该青蛙的重力大小发生改变，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时， 扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2：3， 其角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】P、Q两点同轴转动，角速度大小相等，故
根据可得P、Q两点线速度之比
故选A。
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 电子就是元电荷
B. 赫兹预言并证实了电磁波的存在
C. 普朗克提出黑体辐射的能量是连续的
D. 手机、电视、光纤通信都通过电磁波来传递信息
【答案】D
【解析】
【详解】A．元电荷是最小的带电量，电子的带电量为元电荷，故A错误;
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B错误；
C．普朗克提出了黑体辐射实验规律表明能量不是连续的，而是量子化的，故C错误；
D．手机、电视、光纤通信都通过电磁波来传递信息，故D正确。
故选D。
7. 浦江新光玻璃栈道，总长218米，桥面离地高125米。若一小石块从玻璃桥桥面处自由下落（不计空气阻力），小石块落到离地80米时的速度大小约为（ ）
A. 20B. 30C. 40D. 50
【答案】B
【解析】
【详解】小石块下落的位移为
所以速度为
故选B。
8. 如图所示为抛圈套物游戏，若大人与小孩先后在同一地点正上方，从不同高度以相同的初速度水平抛出套圈，大人的出手点比小孩高，（不计空气阻力，套圈落地后不弹起），他们都套中奖品。则（ ）
A. 他们套中的是同一奖品
B. 小孩想要套大人套中的奖品小孩仅需向后移动适当距离
C. 小孩想要套大人套中的奖品仅需初速度大小不变斜向下抛出
D. 大人想要套小孩套中的奖品仅需适当减小初速度大小
【答案】D
【解析】
【详解】AD．根据
，
可得
由于初速度相同，且，所以
即大人套中的是更远处的奖品；由水平位移表达式可知，大人想要套小孩套中的奖品仅需适当减小初速度的大小即可，故A错误，D正确；
BC．如果小孩要套中大人套中的奖品，则小孩应向前移动适当距离；如果小孩抛圈的初速度大小不变，方向斜向下抛出，则圈的水平分速度将更小，竖直方向上由于具有了向下的初速度，圈在空中的运动时间将减小，从而使圈的水平位移更小，不可能套中大人套中的奖品，故BC错误。
故选D。
9. 如图所示，我国“北斗卫星导航系统”由5颗地球同步轨道卫星和30颗非同步卫星组成，卫星轨道为圆形，运行半径有大有小，下面说法正确的是（ ）
A. 卫星轨道半径越大，线速度越小
B. 卫星轨道半径越大，角速度越大
C. 5颗地球同步卫星中可能有一颗静止在北京上空
D. 5颗地球同步卫星受到的引力大小一定相等
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由万有引力作为向心力可得
可得
故卫星轨道半径越大，线速度越小，角速度越小，A正确，B错误；
C．同步卫星必须定位在赤道上方固定高度处，C错误；
D．5颗地球同步卫星虽然轨道半径相同，但卫星质量不一定相同，故受到的引力大小不一定相等，D错误。
故选A。
10. 如图所示实线为电场线，虚线为等势线，A、B、C为电场中的三个点，下列说法不正确的是（ ）
A. 电场中A点的电势低于C点的电势B. 电场中B点的电场强度大于C点的电场强度
C. 电子在B点受到的电场力水平向左D. 电子在B点的电势能大于在C点的电势能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．沿电场线方向，电势逐渐降低，A不符合题意；
B．电场线越密，电场强度越大，B不符合题意；
C．电子在B点收到的电场力方向水平向右，C符合题意；
D．从B点到C点电子电场力做正功，电势能减小，所以在B点的电势能大于在C点的电势能，D不符合题意。
故选C。
11. 单车骑行受到越来越多的人喜爱。如图所示为骑行者在水平路面上匀速转弯，轨迹近似圆弧形，下列关于转弯过程中说法正确的是（ ）
A. 骑行者的加速度为零B. 骑行者所受到的合力大小不变
C. 地面对自行车的作用力竖直向上D. 自行车仅受到与运动方向相反的摩擦力
【答案】B
【解析】
【详解】A．匀速转弯需要向心加速度，A错误；
B．应为骑行者做匀速圆周运动，故合力提供向心力指向圆心，向心力大小不变方向改变，B正确；
C．地面对自行车的作用力为摩擦力和支持力，支持力竖直向上平衡重力，摩擦力方向右前，斜向上指向弯的内侧，C错误；
D．自行车后轮为主动轮，受与运动方向相同的静摩擦力分力提供动力；前轮受与运动方向相反的运动摩擦力分力为阻力；另自行车还受到指向圆心的静摩擦力分力提供向心力。综上所述，考虑风阻力的影响，向前的摩擦力较大，故自行车受到右前方的摩擦力，D错误。
故选B。
12. 如图所示，在2023年杭州亚运会跳水女子单人10m跳台比赛中全红婵获得冠军。若不计空气阻力，全红婵从最高点到落水前，下列说法不正确的是（ ）

A. 重力做正功B. 动能增加C. 重力势能增加D. 机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．运动员下落时的位移方向与重力的方向相同，所以重力做正功，故A正确；
B．根据动能定理可知，合外力做了正功，则运动员的动能增加，故B正确；
C．运动员下落时高度不断降低，则重力势能减少，故C错误；
D．若不计空气阻力，运动员只受重力作用，则机械能守恒，故D正确。
本题要求选择错误的，故选C。
13. 如图是“超级电容器”，铭牌上一组数据“2.7V，50F”。下列说法正确的是（ ）
A. 该电容器充的电荷量越多，它的电容就越大
B. 该电容器只有电压为2.7V时，电容才为50F
C. 该电容器只能在“2.7V”的电压下充电
D. 该电容器的最大充电量为135C
【答案】D
【解析】
【详解】AB．电容器的电容是由电容器本身决定的，与所带的电量无关，故AB错误；
C．该电容器两极正常工作时的电压为2.7V，低于2.7V也可以充电，故C错误；
D．根据
Q = CU = 2.7 × 50C = 135C
则该电容器的最大充电量为135C，故D正确。
故选D。
14. 在物理学发展的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 伽利略通过实验证明了重物体比轻的物体下落得快
B. 库仑通过实验发现电荷间相互作用规律
C. 麦克斯韦通过实验捕捉到了电磁波
D. 牛顿发现万有引力定律，并用实验测出引力常量G
【答案】B
【解析】
【详解】A．伽利略通过实验证明了忽略空气阻力的情况下，轻、重物体下落一样快，A错误；
B．库仑通过实验发现电荷间相互作用规律，即库仑定律，B正确；
C．麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，C错误；
D．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许用实验测出引力常量G，D错误。
故选B。
15. 随着电池技术的发展，零污染排放的锂电池电动汽车逐渐走入我们的生活。某电动汽车技术人员为了测定锂电池的电动势和内阻，用如图所示电路进行测量，已知，。当开关接通位置1时，电流表示数，当开关接通位置2时，电流表示数。则该锂电池的电动势E和内阻r分别为（ ）
A. 14V 1.2ΩB. 12V 1.0ΩC. 10V 0.80ΩD. 8V 0.60Ω
【答案】B
【解析】
【详解】由闭合电路的欧姆定律可得，开关处于1时
开关处于2时
联立解得
故ACD错误，B正确。
故选B。
16. 下列说法正确的是（ ）

A. 图甲中人接触起电机头发散开属于感应起电
B. 图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，发现小灯泡变亮
C. 图丙中两根导线产生的相互吸引力是通过磁场产生的
D. 图丁中金属线圈ABCD在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，线圈内不会产生感应电流。
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲中人接触起电机头发散开属于接触起电，故A错误；
B．图乙中用酒精灯给串联接入电路的灯丝加热，灯丝电阻变大，发现小灯泡变暗，故B错误；
C．根据安培定则和左手定则可知，图丙中相互靠近的导线产生的相互吸引力是通过磁场产生的，故C正确；
D．图丁中金属线圈在通入竖直向上的恒定电流导线右侧向右运动时，线圈的磁通量向里减少，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，故D错误。
故选C。
17. 如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带电粒子，以初速度沿两极板的中点，垂直电场方向射入一个两极板间距为d，宽度为L，电压为U的匀强电场。带点粒子从极板边缘离开电场，运动过程中所受的重力忽略不计。下列关于粒子在电场中偏转的描述中正确的是（ ）

A. 粒子在电场中的加速度大小为
B. 粒子离开电场时的速度方向与初速度方向夹角为α，则
C. 粒子在电场中运动的时间为
D. 带电粒子的比荷
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律
其中
解得
故A错误；
C．粒子在两极板间做类平抛运动，则水平方向有
粒子在电场中运动的时间为
故C错误；
B．带点粒子从极板边缘离开电场时，竖直方向的速度
粒子离开电场时的速度方向与初速度方向夹角的正切值
联立解得
故B错误；
D．粒子在两极板间竖直方向有
代入上述公式解得
故D正确，
故选D。
18. 如图所示，位于道路中央的移动式交通信号灯，采用太阳能供电。信号灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2，晴天时电池板上每平方米每小时接收到的太阳辐射能约为4×106J。如果每天等效日照时间约为6h，光电池一天产生的电能可供40W的红绿灯工作8h。光电池的光电转换效率约为（ ）
A. 4.8%B. 9.6%C. 16%D. 28.8%
【答案】C
【解析】
【详解】每天太阳能电池板吸收的太阳能为
每天红绿灯工作消耗的电能为
光电池的光电转换效率约为
故选C。
非选择题部分
二、非选择题部分（本题共5小题，共46分）
19. （1）用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。

①为了探究向心力大小与物体质量的关系，可以采用________（选填“等效替代法”“控制变量法”或“理想模型法”）。
②根据标尺上露出的等分标记，可以粗略计算出两个球所受的向心力大小之比；为研究向心力大小跟转速的关系，应比较表中的第1组和第________组数据。
（2）用铁架台、下端带挂钩的不同弹簧若干50g的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系。

①未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长________cm。（弹簧上端与0刻线对齐）
②取A、B弹簧分别做实验，把得到的数据描绘成如图乙的F-x图像，由图乙可知劲度系数较大弹簧的劲度系数为________N/m。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. 3 ③. 7.00 ④. 25
【解析】
【详解】（1）①[1]为了探究向心力大小与物体质量的关系，需要控制物体转动的半径和角速度一定，改变物体的质量，则该实验采用了控制变量法。
②[2]为研究向心力大小跟转速的关系，需要保证物体的质量和物体转动的半径一定，则应比较表中的第1组和第3组数据。
（2）①[3]由图可知，得弹簧的原长为
②[4]由图像的斜率表示弹簧的劲度系数可得，A弹簧的劲度系数较大，故较大弹簧的劲度系数为
20. 某同学做“测定电动势约2V内阻约4Ω的电池的电动势和内阻”实验。他采用如图1所示的实验电路进行测量。现有下列器材供选用：

A．电压表（0～3V，内阻约10kΩ）
B．电流表（0～0.6A，内阻约0.4Ω）
C．滑动变阻器（20Ω，2A）
D．开关、导线若干
（1）图2中给出了做实验所需要的各种仪器.请你按电路图把实验电路补充完整________。
（2）根据实验数据做出U-I图像，如图3所示，蓄电池的电动势E＝________V，内电阻________。（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. ②. 2.0 ③. 3.8
【解析】
【详解】（1）[1]根据电路图连接实物图，如图所示：
（2）[2][3]由图示电源U-I图像可知，图像与纵轴交点坐标值为2.0，电源电动势E=2.0V，电源内阻为
21. 如图所示，间距为L的足够长平行光滑导轨所在平面与水平面之间的夹角为，匀强磁场的方向竖直向下。将一根长为L、质量为m的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通以方向从a向b、大小为I的电流，此时金属棒受到水平向左的磁场力，静止在轨道上，则导体棒受到的磁场力大小为____；磁场的磁感应强度大小为____；如果将通过导体棒的电流增大，则导体棒受到的磁场力___（填“增大”、“减小”或“不变”），匀强磁场的磁感应强度____（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】 ①. ②. ③. 增大 ④. 不变
【解析】
【详解】[1] 磁场的方向为竖直向下时，导体棒受到水平向左的安培力作用，同时还受竖直向下的重力和垂直于导轨向上的支持力作用，三力合力可以为零，由力的平衡有, 导体棒受到的磁场力大小为
[2]其中
解得
[3]根据可知，电流增大，则磁场力增大；
[4]匀强磁场的磁感应强度与匀强磁场本身有关，与通电导线的电流无关，故匀强磁场的磁感应强度不变。
22. 如图（1）所示是某科技馆内的空中悬浮的娱乐风洞装置，通过制造和控制向上气流把人“吹”起来，体验太空飘浮的感觉，图（2）为圆柱形竖直管道的简化示意图。现有一位质量为m的游客悬浮在A点，气流突然消失，游客开始做自由落体运动，当下落到B点时立即开启更强的气流，使气流对游客的向上冲击力为游客重力的4倍，游客下落到C点时速度恰好减为零。已知A、B两点间的高度差，重力加速度。
（1）求游客体验到完全失重（自由落体）的时间；
（2）求B、C过程中游客下降的加速度大小；
（3）求B、C两点间的高度差；
【答案】（1）0.9s；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据
可得
（2）由牛顿第二定律可知
解得
（3）到达B点的速度
减速
从B到C
解得
23. 如图所示，将一质量为可视为质点小球从水平平台右端O点以初速度水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好通过最高点C，圆轨道的形状为半径的圆截去了左上角120°的圆弧，CB为其竖直直径，重力加速度g取，求：
（1）小球经过C点的速度大小；
（2）小球运动到轨道最低点B时小球对轨道的压力大小；
（3）平台末端O点到A点的竖直高度H。
【答案】（1）；（2）6N；（3）
【解析】
【详解】（1）小球恰好通过最高点，在最高点只有重力提供向心力
解得
（2）对B到C的运动过程应用动能定理可知
解得
小球位于B点时，有
解得
由牛顿第三定律得压力大小为6N。
（3）对A到B的运动过程应用动能定理可知
解得
由平抛运动知识知
则有
解得
组数
小球的质量m/g
转动半径r/cm
转速
1
14.0
15.00
1
2
28.0
15.00
1
3
14.0
15.00
2
4
14.0
30.00
1