浙江省杭州市2020-2021学年高二下学期物理教学质量检测试卷

试卷更新日期：2021-07-12 类型：期末考试

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一、单选题

1. 如图所示，是我国独立自主设计建造的东方超环（EAST），是世界上第一个建成并投入运行的全超导托克马克核聚变实验装置，其内部磁体可产生强磁场，下列单位不是磁感应强度单位的是（　　）

A、T B、 $N \cdot A^{- 1} \cdot m^{- 1}$ C、 $N \cdot s \cdot m^{- 1} \cdot C^{- 1}$ D、Wb

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、在光电效应中，金属每吸收一个光子就可放出多个光电子 B、10个某元素的原子核，经过一个半衰期之后，一定还剩5个未衰变 C、在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛，两者同时落地 D、一切爆炸过程都遵循动量守恒，但不遵循能量守恒

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3. 如图所示是我国第一艘航母上的官兵正在进行舰载机起降训练。下列情况中可将舰载机视为质点的是（　　）

A、飞行员在舱内操作飞机 B、估算飞机起飞时的速度 C、研究飞机滑离甲板时的仰角 D、飞机起飞后回收起落架的过程

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4. 2020年新冠疫情期间，我国多地交警用无人机“喊话”，提醒行人戴口罩。如图是某地“喊话”无人机静止悬停的情景，下列说法正确的是（　　）

A、无人机受到的升力是重力的反作用力 B、无人机对空气的作用力与无人机所受的重力是一对平衡力 C、空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对作用力和反作用力 D、无人机螺旋桨对空气的作用力大于空气对螺旋桨的作用力

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5. 如图，将一个不带电的金属球壳放入匀强电场后，其周围的电场分布如图所示，A、D是电场中的两个点，B、C是球壳上的两个点，下列说法正确的是（　　）

A、A点与D点的电场强度相同 B、A点与D点的电势相同 C、将正试探电荷从A移到B，电势能增加 D、将负试探电荷从C移到D，电势能增加

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6. 如图所示，某极限运动员完成一项约4万米高空跳伞的壮举。直播画面显示，热气球升至 $3.9 \times 10^{4}$ m高空后，他脱离气球开始无初速下落。开始下落后46s时，速度达到1150km/h；在距着陆点1524m高时，他打开了降落伞；又经过几分钟，他平稳着陆。假设重力加速度恒定，地球自转及气流影响不计，则（　　）

A、脱离气球之后至打开降落伞之前，运动员做自由落体运动 B、脱离气球之后至打开降落伞之前，运动员的机械能守恒 C、打开降落伞之后的一段时间内，运动员处于超重状态 D、整个下落过程，运动员所受重力的功率一直增大

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7. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星。该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为h，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A、地球的质量为 $\frac{4 π^{2} h^{3}}{G T^{2}}$ B、地球的平均密度为 $\frac{3 π {(R + h)}^{3}}{G T^{2} R^{3}}$ C、该卫星的加速度为 $\frac{4 π^{2} R}{T^{2}}$ D、该卫星的线速度为 $\sqrt{\frac{G M}{{(R + h)}^{3}}}$

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8. 现代科学研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。图乙为真空室的俯视图，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流可以变化，产生感生电场使电子加速。某时刻电磁体线圈中电流如图所示，电子逆时针方向运动。下列说法中正确的是（　　）

A、此时真空室中磁场方向由上向下 B、感生电场对电子的作用力给电子提供向心力 C、电子做圆周运动的向心加速度大小始终不变 D、为使电子加速，图中电流应该由小变大

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9. 在我国沿海地区多地的公园内设置有许多直饮水台，以避免塑料水瓶、一次性水杯造成的环境污染。如图，是某游客正在使用直饮水台喝水的情景。图中，A、B、C、D为水流末段的四个水滴。其中水滴D与出水口距离为d，高度相同，水流最高处与出水口高度差为h，忽略空气影响，则（　　）

A、水滴A与水滴B速度变化快慢相同 B、水滴D的加速度比水滴C的加速度大 C、水滴D的速度与出水口的水流速度相同 D、水滴D的水平速度大小等于 $d \sqrt{\frac{g}{2 h}}$

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10. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列关于光学知识应用，描述错误的是（　　）

A、图1医用内窥镜运用了光的全反射原理 B、图2液晶屏显像利用了光的偏振现象 C、图3照相机镜头表面增透膜运用了光的干涉原理 D、图4全息照相运用了光的衍射原理

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11. 超市中常用的玻璃门冰柜比敞开式冷柜电耗低20%左右。杭州地区约有300家大中型超市，平均每家超市敞开式冷柜年度耗电的平均功率约为30kW。若将敞开式冷柜全部改造升级成玻璃门冰柜，则可以有效节约能源，减小碳排放量。已知每节约1度电可减少1kg二氧化碳排放量，则改造升级后，杭州地区每年可减少二氧化碳排放量约为（　　）

A、36t B、52t C、 $6.4 \times 10^{3}$ t D、 $1.6 \times 10^{4}$ t

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12. 如图，A、B、C、D、E五个钢球用等长细绳悬挂后，紧密地排列在同一水平直线上，组成“牛顿摆”。拉起A球使之从偏离平衡位置高度为h₀处静止释放，发生对心碰撞后，发现E球被弹起偏离平衡位置的最大高度也为h₀ ，而A、B、C、D四球均保持静止。现将A、E两球分别向左、向右拉起偏离平衡位置的高度为h_A、h_E ，先后释放后，两球同时到达最低点并发生对心碰撞。第一次碰撞发生后，A、E两球回弹的最大高度分别为H_A、H_E。已知细绳不可伸长且始终张紧，下列情况能发生的是（　　）

A、若 $h_{A} = h_{E}$ ，则 $H_{A} = H_{E} = 0$ B、若 $h_{A} > h_{E}$ ，则 $H_{A} = H_{E} = h_{E}$ C、若 $h_{A} > h_{E}$ ，则 $H_{A} = h_{A}$ ， $H_{E} = h_{E}$ D、若 $h_{A} < h_{E}$ ，则 $H_{A} = h_{E}$ ， $H_{E} = h_{A}$

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13. 将一根柔软弹性细绳沿水平的x轴放置，其一端固定于位置为 $x = 8 m$ 的墙面上，另一端不断上下振动，在绳中形成绳波如图，在 $t = 0$ 时刻 $x = 4 m$ 的质点刚好开始振动。当波传至固定点时，绳波将发生反射。反射处质点在反射前后的振动速度大小不变方向反向，波的传播方向也反向。则下列各个时刻细绳的波形图（实线）正确的是（　　）。

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

14. 2020年11月，华龙一号全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功，创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩。关于该核电站，下列说法正确的是（　　）

A、其核能来源于核聚变释放的能量 B、核反应后的核废料不能直接排放到海洋中 C、反应堆的外面需要修建防护层用来屏蔽各种射线 D、核反应产物的比结合能比核燃料的比结合能低

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15. 材质、形状均相同的三棱镜ABC和 $A'B'C'$ 如图放置，其中 $A C ∥ A' C'$ 。一束白光从AB边射入三棱镜ABC，a和b分别为该光束在三棱镜ABC中的两条光线，a光与底边BC平行。下列说法中正确的是（　　）

A、a光频率大于b光的频率 B、a光光子动量小于b光光子动量 C、射入三棱镜 $A'B'C'$ 后a光与底边 $B' C'$ 平行 D、在 $A' B'$ 右侧的P屏上能看到彩色条纹

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16. 如图所示，abcd是一个矩形金属框，ab边长0.3m，ad边长0.2m， $O O'$ 是其对称轴， $O O'$ 上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 $B = \frac{2}{π}$ T。金属框ad边的阻值为0.2 $Ω$ ，bc边阻值为0.4 $Ω$ 。金属框在外力作用下绕 $O O'$ 以角速度 $ω = 10 π$ rad/s匀速转动， $t = 0$ s时刻ad边速度方向垂直纸面向外。不计其它电阻，下列说法中正确的是（　　）

A、金属框中不能产生正弦式交变电流 B、金属框在转动过程中产生的最大感应电流为1A C、 $t = \frac{1}{30}$ s时刻，bc边两端电压 $U_{b c} = 0.2 \sqrt{3}$ V D、金属框ad边的焦耳热功率为0.1W

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三、实验题

17.

(1)、小梁用如图所示的实验装置来探究小车速度随时间变化的规律，请回答下列几个问题：

①关于图所示的打点计时器说法正确的是（）

A．工作电源是220V交流电源       B．工作电源是低压交流学生电源

C．利用了电磁感应原理                 D．打点频率与工作电压大小有关

②如图所示，是本实验获得的一条纸带，若实验所用电源频率为50Hz，纸带上的点均为直接打出的点，则图中P点的速度为m/s（结果保留两位有效数字）。

③图是根据本实验中获得的某条纸带的相关数据在v-t图中描点的结果。请作出图线，并求得小车的加速度为 m/s²（结果保留3位有效数字）。

(2)、小明同学用单摆来测量当地重力加速度。
①用游标卡尺正确测量摆球直径，结果如图5所示，则该摆球的直径为D=cm。

②测出了摆球直径D，但由于缺少刻度尺，于是小明进行了以下两次测量。第一次用一定长度的细绳做摆线，测出周期为T₁；第二次将第一次的细线对折，用一半长的细线做摆线，测出周期为T₂。他根据上述测量能测出当地重力加速度吗？如果不能，请说明理由；如果能，请用题中所给物理量写出重力加速度表达式。

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18. 甲、乙两个小组的同学欲测量如图1所示的1号干电池的电动势和内阻。

(1)、甲组同学准备了量程为0~3V的学生用电压表、量程为0~0.6A的学生用电流表、滑动变阻器以及导线、开关。若电流表内阻和电池内阻阻值接近，请在答题卡上虚线框中为甲组同学画出正确的测量电路图。

(2)、乙组同学准备用如图2所示的多用电表进行探究。

①乙组同学想粗测这节干电池的电动势，那么他们应该把多用电表的选择开关旋转到。

A．“ACV10” B．“ $Ω \times 10$ ” C．“DCmA2.5” D．“DCV2.5”

②乙组同学选择了合适的挡位，并将红表笔接入了多用电表的“+”孔，黑表笔接入多用电表的“–”孔。则关于该干电池电动势的测量下列说法正确的是。

A．红、黑表笔已经正确接入

B．测量时应该把红表笔与干电池的正极相连

C．若测量结果如图3所示，则该干电池的电动势测量值为1.64V

D．本方案中电动势的测量值略大于其真实值

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四、解答题

19. 如图所示，为迎接2022年北京冬奥会，一位滑雪运动员在练习滑板滑雪，人与装备的总质量为70kg，在离坡底60m处以2m/s的初速度沿山坡滑下，山坡倾角为30°，经过5s的时间滑到坡底。在坡底有一水平赛道与坡面平滑连接，滑雪者滑到坡底后在水平赛道上做匀减速直线运动，滑行了22m后停下。求滑雪者（重力加速度g取10 $m / s^{2}$ ）：

(1)、在坡面上下滑时的加速度；

(2)、在坡面上下滑时受到的阻力大小；

(3)、在水平赛道上滑行的时间。

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20. 有一种游戏装置如图所示。光滑管状轨道ABCD置于竖直平面内，轨道BC部分是长为3R的直轨道，在C处与半径为R的四分之一圆弧轨道CD平滑连接。AB部分中装有弹簧装置，可将质量为m的小球从B处弹出。被弹出的小球沿轨道运动并从D点抛出，射入地面上的挡格中，并获得相应的分数，分数分布如图所示。5个挡格的总宽度为4R，所有挡格挡板的上沿和B点在同一水平线上，最右端挡板与D点在同一竖直平面内。忽略一切阻力，小球可视为质点，不考虑多次弹起情况，挡格挡板的厚度可忽略，重力加速度为g。求：

(1)、为获得分数，小球在B点被弹出时具有的最小动能 $E_{k \min}$ ；

(2)、若小球能击中最左侧挡板上沿，小球在D点时对轨道的作用力；

(3)、若小球在B点具有的动能为（1）问中 $E_{k \min}$ 的k倍，请写出游戏得分y与k的关系式。

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21. 如图所示，MN、 $M' N'$ 为竖直固定的光滑金属导轨，导轨间距为d，在导轨间某一区域存在与导轨同宽、高度为l的匀强磁场区域，磁感应强度为B。在磁场下方有两根完全相同的金属棒甲和乙，每根金属棒的长度为d，质量为m，电阻为r。两根金属棒在中点通过绝缘细线相连，棒间距离为l，在电机的牵引下沿导轨竖直向上运动，电机的功率恒定。某时刻甲棒进入磁场，并恰以速度 $v_{0}$ 匀速运动。当甲棒刚出磁场瞬间，甲、乙间的细线突然断裂，甲棒在电机的牵引下继续向上运动，而乙棒在磁场中运动一段时间后最终以 $\frac{v_{0}}{2}$ 的速度从磁场下边界出磁场。金属棒和导轨始终接触良好，不计导轨的电阻，重力加速度为g。求：

(1)、甲棒进入磁场后电流大小和方向；

(2)、电机对甲棒拉力的功率；

(3)、整个过程中乙棒中产生的焦耳热。

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22. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，加速电压恒定；高度足够高、宽度为d的虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。电子束从静止开始在M、N之间加速后以速度v水平射出并进入偏转磁场，速度方向改变60°角后打到靶环上的P点产生X射线，探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。靶环形状是以P点为圆心的圆面，P点距偏转磁场中心的水平距离为l。已知电子质量为m，电量为e，电子重力不计、始终在真空中运动。

(1)、求偏转磁场的磁感应强度B的大小和方向；

(2)、若撤去磁场，在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场，也可使电子偏转60°角后打在靶环上产生X射线。
①求偏转电场对电子的冲量大小；

②求靶环的最小半径；

③若②问中求得靶环的最小半径为R，且电子以初速度 $v_{0}$ 进入M、N之间开始加速时，电子仍能打到靶环上，求 $\frac{v_{0}}{v}$ 的最大值。

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