浙江省杭州市萧山区等5地2023-2024学年高二上学期1月期末考试物理试题

试卷更新日期：2024-04-03 类型：期末考试

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一、选择题1（本题共11小题，每小题3分．共33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. 用国际制基本单位表示能量的单位，下列正确的是（）

A、MeV B、J C、 $k g \cdot m^{2} / s^{2}$ D、 $k W \cdot h$

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2. 2023年5月30日9时31分，长征二号携神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员状态良好，发射取得圆满成功。经过9个多小时，载人飞船进入预定轨道后，采用自主快速交会对接模式对接天和核心舱（核心舱距离地面近400km）径向端口，形成三舱三船组合体，18时22分，神舟十六号航天员乘组成功入驻“天宫”。下列说法正确的是（）

A、“2023年5月30日6时42分”代表时间 B、神舟十六号飞船升空到对接的路程为400km C、神舟十六号飞船在与核心舱对接的过程中，不能视作质点 D、神舟十六号升空过程中，以景海鹏为参考系，朱杨柱、桂海潮都向上运动

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3. 2023年10月7日中国女排在杭州亚运会女排决赛中以3：0击败日本队，以六战全胜卫冕亚运会冠军，这也是中国女排历史上第九次摘得亚运金牌。图为运动员扣球瞬间的照片，下列说法正确的是（）

A、扣球时运动员对排球的作用力大于排球对运动员的作用力 B、排球在空中运动时受到重力、空气作用力和运动员手臂的弹力 C、排球接触运动员手臂时，排球对手臂的压力就是排球的重力 D、排球接触运动员手臂时，排球对手臂的压力是由于排球发生了形变

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4. 下列说法不符合物理学史的是（）

A、奥斯特发现了电磁感应现象 B、麦克斯韦预言了电磁波的存在 C、普朗克最先提出了微观领域的能量量子化概念 D、英国物理学家卡文迪许测量出了引力常量G的数值

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5. 蹦床属于体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。某次比赛过程中，一运动员做蹦床运动时，利用力传感器测得运动员所受蹦床弹力F随时间t的变化图像如图所示。若运动员仅在竖直方向运动，不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。依据图像给出的信息，关于运动员的下列说法正确的是（　　）

A、最大加速度为 $55 m / s^{2}$ B、在 $9.3 s - 10.1 s$ 内速度先减小后增大 C、离开蹦床后上升的最大高度为20m D、受到蹦床弹力大于600N时均处于超重状态

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6. 2022年北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲、乙两名运动员（均视为质点）从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出，其速度大小之比为 $v_{甲} : v_{乙} = 2 : 1$ ，不计空气阻力，则甲、乙两名运动员从飞出至落到着陆坡（可视为斜面）上的过程中（）

A、水平位移之比为 $x_{甲} : x_{乙} = 4 : 1$ B、落到坡面上的瞬时速度方向不相同 C、落到坡面上的瞬时速度大小相等 D、在空中飞行的时间之比为 $t_{甲} : t_{乙} = 1 : 2$

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7. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为 $9 : 8 : 1$ ，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则下列说法正确的是（　　）

A、大车轮与小车轮的周期之比为 $1 : 9$ B、手轮圈与小车轮的角速度之比为 $1 : 1$ C、大车轮与手轮圈两边缘的线速度之比为 $1 : 1$ D、大车轮轴心与小车轮轴心的速度之比为 $1 : 1$

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8. 地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言了哈雷慧星的回归。哈雷慧星最近出现的时间是1986年，预计下次飞近地球将在2061年左右。已知哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 $r_{1}$ ，线速度大小为 $v_{1}$ ，加速度大小为 $a_{1}$ ；在远日点与太阳中心的距离为 $r_{2}$ ，线速度大小为 $v_{2}$ ，加速度大小为 $a_{2}$ ，万有引力常量为G。以下说法正确的是（　　）

A、 $\frac{a_{1}}{a_{2}} = \frac{r_{2}}{r_{1}}$ B、 $\frac{v_{1}}{v_{2}} = \frac{r_{1}}{r_{2}}$ C、哈雷彗星在近日点的速度一定大于地球的公转速度 D、哈雷彗星椭圆轨道的半长轴是地球公转轨道半径的75倍

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9. 如图所示，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置质量为M的正方形木块A和质量为m的光滑球B，系统处于静止状态；O为B的球心，C为A、B接触点，CO与竖直方向夹角为 $θ$ ，木块A与水平地面间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度大小为g ，则（）

A、木块A对球B的支持力大小为 $\frac{m g}{s i n θ}$ B、地面对木块的支持力大小为 $M g + m g$ C、地面对木块A的摩擦力大小为 $μ (M + m) g$ D、若木块A右移少许，系统仍静止，A对B的作用力变大

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10. 北京市国民体质监测中心曾经调查发现，由于长时间看书、看手机时坐姿不正等原因造成我国青少年探颈、驼背比例高达46.1%。智能感应式矫正器能对不良姿势产生提醒以起到矫姿的作用，如图是某矫正器的铭牌信息。假定矫正器第一次充电前电池容量为零；且它正器工作时一直以额定功率运行，当剩余电池容量为总容量的20%时，矫正器将停止工作。
下列说法正确的是（）

A、电池容量的单位“ $m A \cdot h$ ”是能量单位 B、该矫正器内置电池的电动势为5V C、第一次充满电的时间和可正常工作时间之比约为25：46 D、该矫正器充满电所储存的能量约为 $6.7 \times 1 0^{3} J$

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11. 如图，在竖直放置的无限大平行金属板间用长为1.4m的轻质柔软绝缘的细线拴一质量为 $1.0 \times 1 0^{- 2} k g$ ，电荷量为 $2.0 \times 1 0^{- 8} C$ 的带电小球（可视为点电荷），细线的上端固定于O点，开关S闭合稳定时小球静止在板间的A点，细线与竖直方向成夹角 $θ = 37 °$ ， A点距右极板的距离为0.15m，且左极板接地，其中 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法正确的是（）

A、小球带正电荷 B、将 $R_{1}$ 的滑片向左移，细线与竖直方向的夹角将变大 C、将绝缘细线剪断，球将做曲线运动，经0.2s打到右极板上 D、S断开后，将右极板向右平移少许，A点电势不变

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二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

12. 某同学在研究性学习活动中自制了电子秤，如图。用理想电压表显示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，电流表内阻可忽略，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R ，总长度为l ，电源电动势为E ，内阻为r ，限流电阻阻值为 $R_{0}$ ，弹簧劲度系数为k ，不计一切摩擦和其他阻力，则下列说法正确的是（）

A、物体质量m越大，电流表示数越大 B、物体质量m越小，电压表示数越小 C、该电子秤所用的弹簧劲度系数k越大越灵敏 D、电压表示数U与所称物体质量m的关系式为 $U = \frac{E m g R}{m g R + k l (r + R_{0})}$

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13. 关于以下几幅教材插图，下列说法正确的是（）

A、甲图，磁场中闭合的金属弹簧线圈收缩时，环内有感应电流 B、乙图，带正电小球靠近用金属网（图中虚线）罩起来的验电器，验电器顶端带负电 C、丙图，静电计的金属杆上端固定一个金属球而不做成针尖状可防止尖端放电 D、丁图，竖直放置的铁环上绕有对称的绝缘通电导线，电流方向如图所示，则铁环中心O点的磁感应强度竖直向上

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14. 如图所示为某地一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为R的圆面。假定某时间内该地区的风速是v ，撞击叶片后速度变为零，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 $ρ$ ，若该风机将风能转化为电能的效率为 $η$ ，下列说法正确的是（）

A、单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为 $v π R^{2}$ B、若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来8倍 C、此风力发电机发电的功率为 $π R^{2} η ρ v^{2}$ D、单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为 $\frac{1}{2} π R^{2} ρ v^{2}$

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15. 如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量 $m = 0.1 k g$ 的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，则下列说法中正确的是（）

A、弹簧原长为0.6m B、小球刚接触弹簧时的动能为0.45J C、小球在下落过程中受到的风力为0.1N D、小球的最大加速度大小为 $9 m / s^{2}$

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三、实验题（本题共3小题，共18分）

16. 某同学用图甲的装置来“探究物体加速度与力、质量的关系”。他将槽码的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变槽码的质量改变拉力。

(1)、为使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，实验中需要补偿阻力，具体做法是：将导轨右端适当垫高后，把装有纸带的小车放在导轨上，纸带穿过打点计时器，在（选填“挂”或“不挂”）槽码并且在打点计时器打点的情况下，轻轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则表明消除了阻力的影响。

(2)、在某次实验中，该同学得到如图乙所示的纸带。已知打点计时器所用电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、F、G是纸带上打出的7个连续的点，已知 $x_{A D} = 2.10 c m$ 、 $x_{D G} = 3.80 c m$ 。则小车的加速度 $a =$ $m / s^{2}$ （结果保留两位有效数字）。这组数据（填“符合”或“不符合”）该实验要求。

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17. 小圆同学用橡皮筋、质量为6.05g的若干个一元硬币、刻度尺、塑料袋、支架等，设计了如图甲所示的实验装置，测量冰墩墩玩具的质量。主要实验步骤如下：

(1)、在塑料袋中放入n个硬币，测量稳定后橡皮筋下端A点的刻度记录数据如下表：
序号
1
2
3
4
5
n/个
5
10
15
20
25
$x_{A} / c m$
1051
12.02
13.54
15.05
16.56

(2)、在图乙中己根据表中的数据描上了4个点，请再描上另一个点，并作上 $x_{A} - n$ 图线；（）

(3)、取出全部硬币，把冰墩墩放入塑料袋中，橡皮筋下端A点的示数如图丙所示，此时橡皮筋下端A点的刻度为cm；

(4)、求得冰墩墩的质量为g（保留3位有效数字）。

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18. 某学校实验室购买了一卷表面涂有很薄绝缘漆的镍铬合金丝，该校的一兴趣小组同学想通过自己设计实验来测算合金丝的长度。已知该镍铬合金丝的常温电阻率 $ρ = 1 \times 1 0^{- 6} Ω \cdot m$ ，他们选用的器材有多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。

(1)、他们先使用多用电表粗测合金丝的电阻，操作步骤如下：
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”“－”插孔，选择电阻挡“ $\times 100$ ”；
②调整“指针定位螺丝”使指针指到零刻度，调整时（填“需要”或“不需要”）将两表笔短接；然后进行欧姆调零，调整时（选填“必须”或“不能”）将两表笔短接；
③把红、黑表笔分别与镍铭合金丝的两端（已刮去绝缘漆）相接，多用电表的示数如甲图所示，该合金丝的电阻约为 $Ω$ 。

(2)、他们使用螺旋测微器测量镍铬合金丝的直径，示数如图乙所示，则镍铬合金丝的直径为mm。

(3)、根据多用电表测得的镍铬合金丝电阻值，可估算出这卷镍铬合金丝的长度约为m，（结果保留整数）

(4)、若想更准确地测量镍铬合金丝电阻，宜采用伏安法测量，要求电压表读数从零开始调节下面两个电路中正确的是。

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四、计算题（本题共3小题，共33分。解题过程应有必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，有数值运算的应写清数值和单位，只有最终结果的不得分）

19. 美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”，飞行员将飞艇开到6000m的高空后，让其由静止开始下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力仅为其重力的0.04倍，这样持续25s之久，大学生们就可以进行微重力影响的实验。25s之后，飞艇向下做匀减速运动，若要求飞艇在离地面高度500m时速度要减小为零，重力加速度g取10m/s² ，试计算：

(1)、飞艇在25s内所下落的高度；

(2)、飞艇做匀减速运动的过程中，飞艇的加速度大小。

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20. 如图，该装置有轻质弹簧、光滑平台AB、以速度 $v_{0}$ 顺时针转动的传送带MN、粗糙平台CD和光滑的 $\frac{3}{4}$ 圆弧DFG轨道组成，MN长度为 $x_{1}$ ， CD长度为 $x_{2}$ ，圆弧轨道半径为r。某次实验，一质量为m的物块a将弹簧压缩到P点，由静止释放。当物块a第一次经过圆心等高点E时，它对轨道的压力大小为 $F = 43 N$ 。已知 $m = 0.5 k g$ ， $x_{1} = 0.8 m$ ， $x_{2} = 3.5 m$ ， $v_{0} = 2 m / s$ ， $r = 0.5 m$ ，物块a与MN、CD之间的动摩擦因数分别为 $μ_{1} = 0.25$ 、 $μ_{2} = 0.4$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。忽略M、B和N、C之间的空隙，CD与DFG平滑连接，物块a可视为质点。求：

(1)、在这次实验中物块a刚经过D点速度大小 $v_{D}$ ；

(2)、轻质弹簧压缩到P点时储存的弹性势能 $E_{p}$ ；

(3)、若在这次实验的过程中，向左运动的物块a与静止在平台CD上某点的质量为 $\frac{1}{3} m$ 的物块b（可视为质点）相碰，碰后两者粘在一起成为可视为质点的组合体。该组合体刚好过圆弧最高点F ，它与CD之间的动摩擦因数为 $μ_{2} = 0.4$ ，求物块b离D点距离x。

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21. 两平行金属板水平正对放置，板长L、两板间距离为d ，以B板中线右端点为原点、中线为x轴建立如图中所示坐标系。在 $x > 0$ 的区域存在垂直xOy平面的匀强电场，以z轴正方向为电场正方向，其场强随时间变化如图乙所示。A板中线最左端有一 $α$ 粒子发射源，可沿竖直平面内特定方向发射粒子，已知 $α$ 粒子电荷量为 $+ q$ 、质量为m ，不计重力。当A、B两板加上某电压时， $α$ 粒子恰能从y轴上的C点以速度 $v_{0}$ 沿平行于x轴正方向进入 $x > 0$ 的区域。已知 $y_{C} = 0.5 d$ ， $α$ 粒子到达C点计为 $t = 0$ 时刻，不计电场的边缘效应。求：

(1)、A、B两板所加的电压U；

(2)、当 $t = \frac{1}{2} T$ ，该 $α$ 粒子的速度大小；

(3)、从0时刻起，该 $α$ 粒子动能最大时的位置坐标。

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序号	1	2	3	4	5
n/个	5	10	15	20	25
$x_{A} / c m$	1051	12.02	13.54	15.05	16.56