浙江省S9聯(lián)盟2023-2024學年高二下學期4月期中物理試題【含答案解析】

2023學年第二學期杭州S9聯(lián)盟期中聯(lián)考高二年級物理學科試題考生須知：1.本卷共8頁滿分100分，考試時間90分鐘；2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準考證號并填涂相應數(shù)字。3.所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效；4.考試結(jié)束后，只需上交答題紙。一、單選題（本題共13題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個選項是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列單位屬于國際單位制中基本單位的是（）A.赫茲（Hz） B.伏特（V） C.安培（A） D.瓦特（W）【答案】C【解析】【詳解】國際單位制共有七個基本物理單位。包括如下：熱力學溫度（K），長度（m），質(zhì)量（kg），時間（s），電流（A），物質(zhì)的量（mol），光強度（cd）。故選C。2.2023年10月31日，中國女子足球隊在國際大體聯(lián)足球世界杯上創(chuàng)下歷史，通過點球大戰(zhàn)擊敗巴西隊，贏得了世界杯冠軍，這是中國足球史上首次奪得世界杯冠軍。如圖所示，在足球入網(wǎng)時，下列說法中正確的是（）A.足球受到的彈力是由于足球發(fā)生了彈性形變而產(chǎn)生B.足球在飛行和觸網(wǎng)時慣性相同C.足球在飛行過程中受到腳的作用力和重力D.撞網(wǎng)時足球?qū)W(wǎng)的力的大小大于網(wǎng)對足球的力的大小【答案】B【解析】【詳解】A．足球受到的彈力是由于球網(wǎng)發(fā)生了彈性形變而產(chǎn)生，故A錯誤；B．足球在飛行和觸網(wǎng)時，質(zhì)量相同，則慣性相同，故B正確；C．足球在飛行過程中，不會受到腳的作用力，故C錯誤；D．足球?qū)W(wǎng)的力與網(wǎng)對足球的力是一對相互作用力，大小相等，故D錯誤。故選B。3.下列說法正確的是（）A.甲圖中研究籃球的進入籃筐的過程，可將籃球看成質(zhì)點B.乙圖中羽毛球在空中運動時的軌跡并非拋物線，其水平方向的分速度逐漸減小C.丙圖中運動員訓練蹲踞式起跑時，起跑器對運動員做正功D.丁圖中運動員跳高下落時，通過海綿墊可減少接觸面對運動員的沖量從而實現(xiàn)緩沖【答案】B【解析】【詳解】A．甲圖中研究籃球的進入籃筐的過程，籃球大小和形狀不能忽略，不可以將籃球看成質(zhì)點，A錯誤；B．羽毛球所受空氣阻力不能忽略，故軌跡并非拋物線，在阻力作用下羽毛球水平方向的分速度逐漸減小，B正確；C．起跑器的彈力方向運動員沒有位移，起跑器對運動員不做功，C錯誤；D．運動員動量的變化量一定，海綿墊的作用是通過延長接觸時間，減小運動員受到的彈力，起到緩沖作用，D錯誤。故選B。4.光學技術(shù)作為一門高精密度的學科，應用在各個領域，下列關于光學現(xiàn)象的說法，正確的是（）A.如圖甲使光信號在光導纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率小于外套的折射率B.觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是縱波C.讓激光束通過兩個狹縫，可能觀察到光屏上出現(xiàn)丙圖且波長越大，條紋間距越大D.在丁圖中激光束沿液流傳播，若改用折射率更小的液體，則實驗現(xiàn)象更明顯【答案】C【解析】【詳解】A．如圖甲使光信號在光導纖維中發(fā)生全反射，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，故A錯誤；B．觀看3D電影時需要佩戴特殊的眼鏡，此過程利用了光的偏振現(xiàn)象，光是橫波，故B錯誤；C．根據(jù)可知讓激光束通過兩個狹縫，可能觀察到光屏上出現(xiàn)丙圖且波長越大，條紋間距越大，故C正確；D．在丁圖中激光束沿液流傳播，若改用折射率更大的液體，光發(fā)生全反射時，臨界偏角越小，光在液體中的路程更長，實驗現(xiàn)象更明顯，故D錯誤。故選C。5.汽油發(fā)動機的火花塞工作時需要一萬伏左右的高壓才能產(chǎn)生火花。一同學用12V直流電源、變壓器、開關及導線若干設計點火電路，以下原理圖可行的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)變壓器原副線圈電壓表等于匝數(shù)比可知副線圈匝數(shù)應遠大于原線圈匝數(shù)，因為是直流電源，為了使副線圈產(chǎn)生感應電動勢，需要把開關接在原線圈。故選A。6.長為的水平直導線靜止于豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度大小為，導線中電流的大小為，方向如圖所示，絕緣懸線與豎直方向夾角均為，則導線受到的安培力大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】磁場方向與電流方向垂直，導線受到的安培力大小為故選A。7.如圖甲運動員從離開跳板開始計時，其重心的圖像如圖乙所示，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）A.運動員在空中做的是自由落體運動 B.運動員在時，剛好到達最高點C.運動員在水中的加速度逐漸增大 D.運動員雙腳離開跳板后重心上升的高度為【答案】D【解析】【詳解】A．運動員離開跳板時有向上的速度，所以在空中不是做自由落體運動，故A錯誤；B．由圖可知，運動員在時，剛好到達最高點，故B錯誤；C．在圖中，圖線的斜率表示加速度，由圖可知，運動員在水中時的斜率逐漸變小，加速度逐漸變小，故C錯誤；D．在內(nèi)，由題意可得故D正確。故選D。8.避雷針是用來保護建筑物避免雷擊的裝置。當雷云放電時，在避雷針頂端形成局部電場集中的空間，引導雷電向避雷針放電，將雷電流引入大地。避雷針周圍電場的等勢面分布情況如圖所示，在等勢面中有A、B、C、D四點。下列說法中正確的是（）A.C點場強大于B點場強B.AD連線中點的電勢為8.5kVC.同一帶負電的雨滴在C點的電勢能小于在B點的電勢能D.同一帶負電的雨滴從C點移動到B點，電場力做正功【答案】D【解析】【詳解】A．等勢面疏密表示電場強弱，C點的等勢面比B點的等勢面稀疏，所以C點場強小于B點場強，故A錯誤；B．AD之間不是勻強電場，AD連線中點的電勢不一定為8.5kV，故B錯誤；C．由圖可知又，所以同一帶負電的雨滴在C點的電勢能大于在B點的電勢能，故C錯誤；D．同一帶負電的雨滴在C點的電勢能大于在B點的電勢能，所以同一帶負電的雨滴從C點移動到B點，電場力做正功，故D正確。故選D。9.2022年10月9日，我國成功發(fā)射“夸父一號”探測衛(wèi)星，用于探測由太陽發(fā)射而來的高能宇宙射線，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道離地面的高度為720km，下列說法正確的是（）A.“夸父一號”的運行速度大于B.“夸父一號”的向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度C.為使“夸父一號”能更長時間觀測太陽，采用a軌道比b軌道更合理D.“夸父一號”繞地球做圓周運動的周期為24小時【答案】C【解析】【詳解】A．第一宇宙速度為圍繞地球做圓周運動的最大速度，則“夸父一號”的運行速度小于，故A錯誤；B．由萬有引力提供向心力有解得由于“夸父一號”的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“夸父一號”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度，故B錯誤；C．由圖可知，采用a軌道可以更長時間觀測太陽，故C正確；D．由萬有引力提供向心力有解得由于“夸父一號”的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“夸父一號”繞地球做圓周運動的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期24小時，故D錯誤。故選C。10.如圖所示，安德森記錄正電子在云室內(nèi)穿越6mm厚鉛板的徑跡，云室內(nèi)存在勻強磁場，云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用．分析此運動軌跡可知（）A.磁場方向垂直紙面向里，正電子由下往上運動B.磁場方向垂直紙面向外，正電子由上往下運動C.磁場方向垂直紙面向里，正電子由上往下運動D.磁場方向垂直紙面向外，正電子由下往上運動【答案】D【解析】【詳解】云室中橫放的金屬板對正電子的運動起阻礙作用．則正電子經(jīng)過金屬板后速度減小，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得可知正電子的半徑減小，則正電子由下往上運動，正電子受洛倫茲力向右，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向外。故選D。11.釣魚可以修身養(yǎng)性，頗受人們的喜愛。某魚漂上部可視為圓柱體，其示意圖如圖所示。當魚漂受到微小擾動時會上下振動，某釣友發(fā)現(xiàn)魚漂向下運動時圓柱體上的M點恰好可以到達水面，向上運動時圓柱體上的N點恰好可以露出水面。忽略水的阻力和水面波動影響，下列說法正確的是（）A.魚漂振動過程中受到重力、浮力、回復力的作用B.當M點到達水面時，魚漂有向下的最大加速度C.魚漂向下運動的過程中機械能守恒D.當M、N的中點到達水面時，魚漂的速度最大【答案】D【解析】【詳解】A．回復力是一種效果力，實際上不存在，A錯誤；B．M點運動到水面時是簡諧運動的最低點，具有向上的最大加速度，B錯誤；C．當魚漂向下運動時，浮力對魚漂做負功，魚漂機械能減小，C錯誤；D．由題意可知，M、N的中點到達水面時，魚漂恰好位于平衡位置，此時魚漂速度最大，D正確。故選D。12.2023年10月31日，神舟十六號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。如圖所示，距離地面高度約1m時，返回艙底部配備的4臺著陸反推發(fā)動機開始點火豎直向下噴氣，噴出的燃氣相對于噴氣前返回艙的速度為v，4臺發(fā)動機噴氣口的橫截面積均為S，噴出燃氣的密度為ρ。噴出的氣體所受重力忽略不計。反推發(fā)動機工作時燃氣對返回艙作用力的大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】極短的時間內(nèi)噴出的燃氣質(zhì)量根據(jù)動量定理有聯(lián)立解得由牛頓第三定律知反推發(fā)動機工作時燃氣對返回艙作用力的大小為故選A。13.回旋加速器在科學研究中得到了廣泛應用，其原理如圖所示。和是兩個中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強磁場中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上。位于的圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子（初速度可以忽略），它們在兩盒之間被電場加速。當質(zhì)子被加速到最大動能后，再將它們引出。忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，則下列說法中正確的是（）A.若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能會變大B.若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，仍可用此裝置加速質(zhì)子C.質(zhì)子第n次被加速前、后的速度之比為D.質(zhì)子第n次被加速前、后圓周運動向心加速度之比為【答案】C【解析】【詳解】A．由洛倫茲力提供向心力可得當時，質(zhì)子的速度最大，質(zhì)子的動能最大為則若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能不變，A錯誤；B．為了使質(zhì)子能在回旋加速器中加速，質(zhì)子的運動周期應與交變電壓的周期相同，B錯誤；CD．由動能定理以及可得質(zhì)子第n次被加速前、后的動能之比速度之比為由向心加速度可知向心加速度之比為故C正確，D錯誤。故選C。二、不定項選題（共2小題，每小題3分，共6分，在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是正確的，全選對得3分，選不全得2分，選錯或不答的得0分）14.圖甲是我國正在測試的超導磁流體推進器，它以噴射推進取代了傳統(tǒng)的螺旋槳推進方式，圖乙是其工作原理圖。推進器中的超導體產(chǎn)生超強磁場B，電極C和D連接直流電源通過海水產(chǎn)生電流I，I、B及水流三者方向相互垂直。若用該推進器驅(qū)動船舶前進，則下列相關說法正確的是（）A.電極C需連接電源的正極，D需接電源的負極B.驅(qū)動船舶前進的動力是作用在水流上的安培力C.驅(qū)動船舶前進的動力主要來源于水流作用在電極C、D上的作用力D.驅(qū)動船舶前進的動力主要來源于水流作用在超導磁體上的作用力【答案】AD【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，海水受到的安培力沿海水流動方向，由牛頓第三定律可知，海水對磁場（實質(zhì)是對推進器中的超導磁體）的作用力沿船舶前進方向，即驅(qū)動船舶前進的動力，由左手定則可知，極板間電流由電極C到D，即電極C需連接電源的正極，D需接電源的負極。故選AD。15.如圖甲所示，B、C和P是同一水平面內(nèi)的三個點，沿豎直方向振動的橫波I在介質(zhì)中沿BP方向傳播，P與B相距20cm，沿豎直方向振動的橫波Ⅱ在同一介質(zhì)中沿CP方向傳播，P與C相距30cm，在時刻，兩列波同時分別傳到B、C兩點，B點的振動圖像如圖乙所示，C點的振動圖像如圖丙所示。兩列波的波速都為10cm/s，兩列波在P點相遇，則以下說法正確的是（）A.橫波I遇到100m的障礙物時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象B.P點的振幅為10cmC.0~4s內(nèi)P點的路程為120cmD.時P正經(jīng)過平衡位置【答案】BD【解析】【詳解】A．橫波I的波長為發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象條件是障礙物的尺寸比波長小或者差不多，可知橫波I遇到100m的障礙物時不會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故A錯誤；B．橫波II的波長為即兩列波的波長相等，且滿足結(jié)合圖乙和圖丙可知，當橫波II的波谷到達點時，橫波I的波峰也剛好到達點，即點為振動減弱，兩列波疊加后，點的振幅為故B正確；C．橫波I從點傳到點需要時間為橫波II從點傳到點需要時間為說明在內(nèi)，只有在內(nèi)橫波I引起的振動，路程為在內(nèi)橫波I、II同時引起的振動，路程為則內(nèi)P點的路程為故C錯誤；D．時，橫波I、II均向前傳播了此時橫波I越過點的距離為由圖乙可知橫波I在點引發(fā)的振動正經(jīng)過平衡位置，橫波II越過點的距離為由圖丙可知橫波II在點引發(fā)的振動正經(jīng)過平衡位置，所以在時P正經(jīng)過平衡位置，故D正確。故選BD。第Ⅱ卷（非選擇題）三、實驗題16.（1）在“探究碰撞中的不變量”的實驗中，三位同學分別采用以下三種不同的方案，如圖1。小紅用甲圖對應的方案，該方案中________（填“需要”或“不需要”）測量小球拋出點到水平面的高度：小黃采用乙圖對應的方案，該方案中入射小球的質(zhì)量________（填“需要”或“不需要”）大于被碰小球的質(zhì)量：小藍用丙圖對應的方案，該方案中若兩滑塊上的遮光條寬度相等，則________（填“需要”或“不需要”）測量遮光條寬度d。（2）在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓質(zhì)量為的鋼球A從斜槽軌道上某一固定位置S由靜止開始滾下，從軌道末端水平拋出，落到位于水平地面的復寫紙上，在復寫紙下面的白紙上留下痕跡。重復上述操作10次，得到10個落點痕跡。再把質(zhì)量為的空心鋼球B放在斜槽軌道末端，讓A球仍從位置S由靜止?jié)L下，與B球碰撞后，分別在白紙上留下各自的落點痕跡，重復操作10次。M、P、N為三個落點的平均位置，O點是軌道末端在白紙上的豎直投影點，如圖1所示。為了盡量減小實驗誤差，兩個小球的質(zhì)量應滿足，若滿足關系式________則可以認為兩小球碰撞前后總動量守恒；②某同學記錄小球三個落點的平均位置時發(fā)現(xiàn)M和N偏離了OP方向，如圖2所示。下列相關說法正確的是________。A.造成M和N偏離了OP方向的原因是兩小球碰撞后速度過大B.測出OP、OM、ON之間的距離，可探究兩球在碰撞過程中是否有機械能的損失C.兩球在碰撞過程中動量不守恒【答案】（1）①.不需要②.不需要③.不需要（2）①.②.B【解析】【小問1詳解】[1]小紅用甲圖對應的方案，該方案中用水平位移代替水平速度，則不需要測量小球拋出點到水平面的高度；[2]小黃采用乙圖對應的方案，即使入射球反彈實驗也能進行，則該方案中入射小球的質(zhì)量不需要大于被碰小球的質(zhì)量；[3]小藍用丙圖對應的方案，該方案中若兩滑塊上的遮光條寬度相等，通過計算速度，帶入式子時兩邊可消掉d，則不需要測量d?！拘?詳解】[1]設碰撞前瞬間鋼球A的速度為，碰撞后瞬間A、B的速度分別為、，根據(jù)動量守恒可得由于兩球在空中運動的時間相等，則有可得若滿足關系式則可以認為兩小球碰撞前后總動量守恒。[2]A．造成M和N偏離了OP方向的原因是兩小球碰撞過程中沒有對心碰撞，故A錯誤；B．若兩球在碰撞過程中機械能守恒，則有則滿足則說明兩球在碰撞過程中機械能守恒，所以測出OP、OM、ON之間的距離，可探究兩球在碰撞過程中是否有機械能的損失，故B正確；C．雖然兩球不是發(fā)生對心碰撞，但碰撞過程中水平方向不受外力，滿足動量守恒定律條件，所以兩球在碰撞過程中動量守恒，故C錯誤。故選B。17.某同學為探究滑動變阻器的分壓特性，設計如圖1所示電路，選取兩個最大阻值不同的滑動變阻器，研究滑片P從A移到B的過程中定值電阻兩端的電壓變化。（1）按照題圖1連接答題卡上圖2所示的實物圖_______，實物圖中閉合開關時，滑動變阻器滑片應置于______；（選填“最左端”“最右端”）（2）測量兩端電壓U與對應（x為圖1中AP的長度，L為AB的長度），實驗中得到兩個滑動變阻器的數(shù)據(jù)如下表：以為橫軸、U為縱軸，在如圖3所示的方格紙中用描點法作出圖線與（已完成描點，請在答題卡上作出圖線）______：12345678910111200.100.200.300.400.500.600.700.800.900.951.0000.240.420.580.730.901.091.331.642.092.402.8200.090.120.140.170.210.260.330.480.821272.83（3）用圖1所示電路測量“正常發(fā)光時阻值與近似相等小燈泡”的伏安特性曲線時，應選用圖線______（選填“”“”）對應的滑動變阻器，說明選擇該變阻器的理由：______?！敬鸢浮浚?）①.②.最左端（2）（3）①.②.選用對應變阻器，變阻器滑片移動時電壓變化較均勻，方便操作【解析】【小問1詳解】[1]實物圖連接如圖所示[2]實物圖中閉合開關時，為防止燒壞電筆，兩端的電壓應從零開始，滑動變阻器滑片應置于最左端?！拘?詳解】根據(jù)描點法作出圖線如圖所示?！拘?詳解】[1][2]應選用對應變阻器，變阻器滑片移動時電壓變化較均勻，方便操作或選用對應變阻器，當待測元件兩端電壓較大時，變阻器滑片單位移動距離對應電壓變化過大，不方便操作。四、解答題（解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位，共41分）18.如圖所示，質(zhì)量為的一只長方體形鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運動，鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為。這時鐵箱內(nèi)一個質(zhì)量為的木塊恰好能靜止在后壁上（木塊和鐵箱不粘連），木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)處處相等，且為。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取。求：（1）木塊對鐵箱壓力的大小和方向；（2）木塊和鐵箱一起加速的加速度大小和水平拉力F的大小?！敬鸢浮浚?）16N，水平向左；（2），【解析】【詳解】（1）對木塊，在豎直方向由平衡條件得則由牛頓第三定律得，木塊對鐵箱的壓力大小為故木塊對鐵箱的壓力大小為16N，方向水平向左。（2）對木塊，在水平方向由牛頓第二定律得對鐵箱和木塊整體有得水平拉力19.如圖1所示為遙控爬墻小車，小車通過排出車身內(nèi)部空氣，和外界大氣形成壓差，使車吸附在墻壁等平面上。如圖2所示，某次遙控小車從靜止出發(fā)沿著同一豎直面上的A、B、C運動到天花板上的D點，運動到D點時速度為3m/s。然后保持速率不變從D點開始繞O點做勻速圓周運動。AB沿豎直方向，BC與豎直方向夾角θ為37°，CD沿水平方向，三段長度均為1m。小車質(zhì)量為0.5kg，車身內(nèi)外由大氣壓形成垂直墻面的壓力差恒為25N。運動過程中小車受到墻壁的阻力f大小與車和墻壁間的彈力FN之間關系為f=0.6FN，方向總與速度方向相反。小車可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，不計轉(zhuǎn)折處的能量損失，重力加速度為g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求小車在AB段向上運動時，小車所受阻力大小；（2）遙控小車到水平天花板上做勻速圓周運動時，小車牽引力為15N，求此時小車的轉(zhuǎn)動半徑；（3）求小車從A經(jīng)過B、C到D三段直線運動過程中，小車牽引力所做的總功。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）對小車在AB、BC、CD各段運動過程進行受力分析由運動過程中小車受到墻壁的阻力f大小與車和墻壁間的彈力FN之間關系為f=0.6FN則小車在AB段向上運動時，小車所受阻力大小解得（2）遙控小車到水平天花板上運動時小車與天花板的阻力小車所受阻力與牽引力的合力提供圓周運動的向心力解得（3）小車沿BC運動過程中小車與BC墻面的阻力聯(lián)立可得小車從A點開始運動第一次到達D點的過程中，根據(jù)動能定理解得20.如圖所示為一種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。靜電分析器通道中心線半徑為，通道內(nèi)電場沿半徑方向，在通道中心線處的電場強度大小為。由離子源發(fā)出的一個質(zhì)量為、帶電荷量為的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，沿中心線做勻速圓周運動，而后由點垂直進入長方形的收集區(qū)域，最終經(jīng)過點進入收集器。已知。（1）求加速電場的加速電壓；（2