浙江省培优联盟2023-2024学年高二下学期4月联考试题

试卷更新日期：2024-04-12 类型：月考试卷

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一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个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. 下列哪一组单位全都属于国际单位制中的基本单位（）

A、m、N、kg B、m、kg、s C、kg、J、A D、m/s、kg、T

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2. 搭载神舟十七号载人飞船的运载火箭，于北京时间2023年10月26日11时14分成功发射。在飞行约5000千米后载人飞船与火箭分离进入预定轨道，飞船与天和核心舱交汇对接形成组合体，整个对接过程历时约6.5小时，结合所学物理知识，下列说法正确的是（）

A、“6.5小时”是时刻 B、“11时14分”是指时间间隔 C、“5000千米”一定是火箭运动的位移 D、研究飞船与天和核心舱对接问题，飞船与核心舱不能看成质点

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3. 如图所示，可视为质点的、质量分别为 $m$ 、 $5 m$ 的小球 $a$ 和 $b$ 通过一条不可伸长的轻质软绳，挂在一定滑轮上，用手按住 $a$ 球静止于地面时， $b$ 球离地面的高度为 $h$ 。重力加速度为 $g$ ，定滑轮的质量及一切阻力均不计。释放 $a$ 球后， $b$ 球刚要落地前，则（）

A、 $a$ 球的机械能减小 B、 $b$ 球的机械能守恒 C、 $a$ 球向上运动时的加速度小于 $g$ D、 $b$ 球刚要落地时的速度大小为 $\sqrt{2 g h}$

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4. 如图所示是研究电磁感应的装置，轻铝环 $A$ 、 $B$ 通过横梁固定在支架上，环 $A$ 闭合，环 $B$ 有缺口，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别按图示方式靠近这两个圆环，则下面说法正确的是（）

A、磁铁N极靠近 $B$ 环时， $B$ 环内没有感应电动势产生 B、磁铁S极靠近 $B$ 环时， $B$ 环内产生逆时针的感应电流 C、磁铁S极靠近 $A$ 环时，横梁会绕中间的支点顺时针转动（俯视） D、磁铁N极靠近 $A$ 环时，横梁会绕中间的支点逆时针转动（俯视）

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5. 如图是一个用来探测匀强磁场磁感应强度大小的装置。装置通过横梁悬挂于天花板，右臂挂着矩形线圈，匝数为 $n$ ，线圈 $a b c d$ 的水平边长为 $l$ ，磁感应强度 $B$ 的方向垂直线圈平面向里。当不加电流时，横梁恰好水平平衡，当线圈中通过方向如图所示的电流 $I$ 时，应在某砝码盘内添加质量为 $m g$ 的砝码，横梁才重新达到水平平衡，则（）

A、应当在左盘增加砝码 B、磁感应强度与添加砝码质量的关系为 $m g = n B I l$ C、若只改变电流方向，其它条件不变，横梁仍保持水平 D、只有 $b c$ 边受到安培力作用，其它边均不受安培力

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6. 如图所示，小明在斜坡上分别以两个方向投掷石块 $A$ 、 $B$ ，并使其落在斜坡下方的 $M$ 、 $N$ 两点，假设两次投掷的石块最大高度相同，不计空气阻力，则（）

A、从投出位置到最高点， $A$ 和 $B$ 速度变化量相同 B、整个在空中运动的过程中 $B$ 运动时间比 $A$ 的短 C、 $A$ 和 $B$ 从抛出到落回斜坡面，位移的方向不同 D、 $A$ 刚投出时的初速度比 $B$ 刚投出时的初速度大

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7. 一简谐波沿 $x$ 轴正方向传播， $t = 0 s$ 时刻， $x = 0.5 m$ 处的质点 $P$ 开始振动， $P$ 的振动图像如图甲所示。波传播一段时间后，形成如图乙所示的波形，则（）
图甲图乙

A、 $P$ 振动时，任意4s内路程均为20cm B、该简谐波的传播速度大小为2.5cm/s C、形成图乙的波形后2s， $P$ 的位移为负 D、振源最初振动方向为沿 $y$ 轴向下振动

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8. 假设空间中存在一沿 $x$ 轴方向的静电场，如图建立电场强度 $E$ 与位置坐标 $x$ 的关系图像。若 $x$ 轴正方向为电场强度的正方向，则下列说法中正确的是（）

A、 $A C$ 段电势先降低再升高 B、电子从 $A$ 点运动到 $C$ 点电势能升高 C、仅在电场力作用下，电子从 $B$ 运动到 $C$ 动能增加 D、质子从 $A$ 点运动到 $B$ 点所受电场力做功，比从 $B$ 点运动到 $C$ 点所受电场力做功要多

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9. 已知某空间站可视为绕地球匀速圆周运动，其离地高度约380km，地球半径约6371km，地球表面重力加速度 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，引力常量 $G = 6.67 \times 1 0^{- 11} N \cdot m^{2} / k g^{2}$ ，则（）

A、空间站运行速度大于第一宇宙速度 B、根据题中已知量，不可以求地球质量 C、空间站的线速度比赤道上物体绕地球自转的线速度大 D、处于同一轨道上不同的空间站所受万有引力大小相等

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10. 如图所示，为两个可视为质点的弹性小球 $A$ 、 $B$ ， $B$ 球质量是 $A$ 球的3倍， $A$ 球放在 $B$ 球正上方，且和 $B$ 球一起从距地面1m处由静止释放。若在 $A$ 球与 $B$ 球之间、 $B$ 球与地面之间发生的都是弹性碰撞，且天花板足够高，忽略空气阻力，碰撞时间极短，忽略不计，则（）

A、第一次弹回时 $A$ 、 $B$ 两球一起上升，高度仍为1m B、 $A$ 、 $B$ 第一次下落过程中，机械能守恒，动量也守恒 C、 $A$ 、 $B$ 第一次下落过程中，有压力，但压力小于 $A$ 的重力 D、 $B$ 球触地反弹后， $A B$ 两球分开， $A$ 球上升的高度比 $B$ 球上升的高度大得多

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11. 如图，两个可视为质点的完全相同小球 $A$ 、 $B$ 用轻绳连接并固定挂在两个竖直细杆的 $M$ 、 $N$ 两点，整个系统保持静止状态。其中 $M A$ 与竖直杆的夹角为45°， $B N$ 在同一水平面，则 $A B$ 绳和 $B N$ 绳的拉力大小之比等于（）

A、 $\sqrt{5} : 2$ B、 $\sqrt{3} : 1$ C、 $2 \sqrt{2} : \sqrt{5}$ D、 $\sqrt{5} : 1$

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12. 某兴趣小组用单色光 $a$ 照射图中的三棱镜，观察光在棱镜中的传播情况。 $A B C$ 为棱镜的截面图，其为底角30°的等腰三角形，棱镜对单色光 $a$ 的折射率为 $\sqrt{3}$ 。单色光 $a$ 射入时方向与 $A B$ 平行，从 $D$ 点射入，经过折射射向 $A B$ 的中点 $E$ ，不考虑光的二次反射，则（）

A、单色光 $a$ 可能从 $E$ 点射出 $A B$ 面 B、改用白光平行 $A B$ ，从 $D$ 射入棱镜，若有光射出 $B C$ 面，则紫光更靠近 $B$ 点 C、若入射点 $D$ 向 $C$ 移动，光在棱镜中传播的时间不变 D、若入射点 $D$ 向 $C$ 移动，光在 $B C$ 面的出射点上移

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13. 如图是某风力发电机内部结构。当地空气密度为 $ρ$ ，常年平均风速为 $v$ ，风力发电机叶片半径为 $R$ ，受到持续的风而转动，转动周期恒为 $T$ 。叶片转动时通过升速齿轮，带动后方高速转轴转动，令高速转轴周期为 $\frac{T}{k}$ 。高速转轴连接一线圈面积为 $S$ 、匝数为 $N$ 的线圈转子，使其在磁感应强度为 $B$ 的匀强磁场中匀速转动。发出的电经过原、副线圈匝数比为 $1 : m$ 的理想升压变压器输出到电网，忽略线圈电阻，则（）

A、线圈转动时，电动势的大小恒定 B、从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 $\frac{2 π k}{T} N B S s i n (\frac{2 π k}{T} t)$ C、该发电站输出到电网的电压有效值为 $\frac{\sqrt{2} π m k N B S}{T}$ D、单位时间内发电机获得的动能为 $\frac{1}{2} π ρ R^{2} v^{2}$

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二、选择题（本题共2小题，每小题3分，共6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，不选、多选、错选均不得分）

14. 光刻机是一种用于制造集成电路的重要设备，它可以利用紫外线将光掩模上的图形成像到感光材料上，形成所需的电路或结构。沉浸式光刻技术将镜头与光刻胶之间的空气介质换成浸没液体可以提高成像的分辨率。若加入浸没液体，某紫外线进入液体后，在该液体中的波长变为120nm，是在真空中波长的 $\frac{2}{3}$ ，则（）

A、该液体的折射率为1.5 B、加入液体后，光的衍射现象更明显 C、紫外线进入液体后波长变短但速度不变 D、替换成折射率为2.0的浸没液体，感光材料的曝光波长变为约90nm

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15. 足够大的水面上有 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $P$ 四点， $A$ 、 $B$ 两点处均放有完全相同的竖直振动源，振动频率为3Hz，波速为0.6m/s。已知 $A B = 2 m$ ， $B C = \sqrt{3} m$ ， $A C = 1 m$ ， $P$ 为 $B C$ 上靠近 $C$ 的三等分点。下列说法正确的是（）

A、图中 $P$ 点是振动加强点 B、增大振动源的频率， $C$ 点的振幅不受影响 C、当 $A$ 点向上振动时， $A B$ 中点处的质点向下振动 D、 $A$ 、 $B$ 间（不包括 $A$ 、 $B$ 点）有19个振动加强的点

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三、实验题（本题共3小题，共16分）

16. 用如图甲所示的重锤、打点计时器等验证机械能守恒定律，图乙是某次实验中正确操作得到的一条纸带，用刻度尺测量这条纸带的点距， $O$ 为重锤下落时打的第一个点，刻度尺的零刻线与之对齐。 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 、 $E$ 、 $F$ 、 $G$ 分别为打点计时器依次打下的清晰点，已知打点频率为 $f = 50 H z$ ，重锤 $m = 200 g$ ，当地重力加速度大小为 $g = 9.8 m / s^{2}$ 。
图甲

(1)、关于此实验，下列说法中正确的是____。（单选）

A、该实验需要使用秒表 B、打点计时器接直流电源也能工作 C、用手托稳重物，接通电源后，撒手释放重物 D、先接通电源，然后再释放纸带，重锤的质量也可以不测量

(2)、图丙是图乙的局部放大图，计算打 $F$ 点时重物的动能大小 $E_{k F} =$ ，重物从 $O$ 运动到 $F$ 的过程中重力势能减小 $Δ E_{p} =$ 。
图乙

(3)、为了更方便检验机械能是否守恒，某同学用 $v^{2} - h$ 图像来验证，不慎以 $A$ 点作为第一个点，量出 $A$ 点到 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 、 $E$ 、 $F$ 、 $G$ 各点的距离 $h$ ，以 $h$ 为横轴，以各点速度的平方 $v^{2}$ 为纵轴画出了一条图线，这条图线应是图丁三条图线中的。（选填“ $a$ ”或“ $b$ ”或“ $c$ ”）
图丙图丁

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17. 实验小组成员要测量一节干电池的电动势和内阻。
图甲图乙
图丙图丁图戊

(1)、该小组成员先直接用多用电表粗测该电源电动势，在选择多用电表的挡位时，应当选择挡位（选填“交流2.5V”或“直流2.5V”）。正确选择挡位后，指针如图甲所示，图乙是局部放大图，则该电动势的读数为V；

(2)、为了尽量减小误差，应该选择实验电路（选填“图丙”或“图丁”）。

(3)、根据实验测得的多组 $I$ 、 $U$ ，作出图像如图戊所示，由图像可得该电源的电动势为V，电源的内电阻为 $Ω$ 。（结果保留到小数点后两位）

(4)、因电表为非理想电表，在测量时会存在系统误差，图丙电路引起系统误差的原因是____。（单选）

A、电压表分流； B、电流表分压； C、电压表分压； D、电流表分流。

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18. 如图甲所示，用“插针法”来测定玻璃的折射率，梯形玻璃砖的上边界面在 $a a^{'}$ 处，下边界在 $b b^{'}$ 处。

(1)、实验中操作或者说法正确的是____。（多选）

A、插上大头针 $P_{4}$ ，使 $P_{4}$ 挡住 $P_{3}$ 和 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的像 B、在确定玻璃砖的边界时，用铅笔紧靠玻璃砖画一条直线 C、大头针尽量垂直地插在纸面上，大头针之间的距离适当大些 D、如果入射角太大，光会在玻璃内部发生全反射，观察不到大头针

(2)、根据图乙中边界及 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 、 $P_{3}$ 、 $P_{4}$ 位置求此玻璃砖的折射率 $n =$ 。

(3)、如图丙所示，甲同学确定好了玻璃砖界面 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 后，实验时不小心将玻璃砖向下平移了些，若其他操作正确，此操作会导致折射率的测量值（选填“偏大”“偏小”或“不变”或“不确定”）

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四、计算题（本题共3小题，共39分）

19. 如图所示，固定光滑斜面 $F E$ 平滑连接圆弧管道 $E D C$ 。 $C$ 为圆弧管道最低点，管道与斜面 $F E$ 相切于 $E$ 点，下端与半圆形圆弧轨道最高点平滑相接于 $C$ ，半圆形轨道下端与长度 $L = 2.5 m$ 的水平传送带右端相切于 $A$ 点，一个质量 $m = 0.2 k g$ 的小物块 $a$ （可视为质点）从斜面 $G$ 点下滑，已知 $G$ 点到传送带高度 $h = 1.8 m$ ，斜面倾角 $θ = 37 °$ ，圆弧 $A B C$ 和圆管 $C D E$ 半径分别为 $R = 0.5 m$ ， $r = 0.2 m$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ， $g = 10 m / s^{2}$ ，管的内径可忽略，圆弧及半圆轨道的摩擦均不计。

(1)、求小物块在斜面下滑时的加速度大小；

(2)、当 $h = 1.8 m$ 时，物块可以沿轨道滑到 $A$ 点，求物块经过 $A$ 点时的速度大小；

(3)、传送带以速度 $v_{1} = 6 m / s$ 顺时针转动，将物块 $a$ 由静止放在传送带的最左侧。要使物块运动过程中不脱离轨道，物体与传送带的动摩擦因数 $μ$ 应当满足什么条件？

(4)、将物块由静止放在传送带的左侧，当 $μ = 0.8$ 时，物块可以在传送带、轨道、管道、斜面上往复运动，求一个往复运动中，系统产生的热量。

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20. 如图所示的装置放置于匀强磁场中，磁场方向竖直向下大小 $B$ 未知。足够长的金属导轨 $M M^{'} P P^{'}$ 和 $N N^{'} Q Q^{'}$ 在同一水平面内。导轨的 $M M^{'}$ 与 $N N^{'}$ 相互平行且足够长，距离为 $L = 1 m$ ； $P P^{'}$ 与 $Q Q^{'}$ 也是平行的，距离为0.5m。质量 $m$ 均为0.1kg的金属杆 $a$ 、 $b$ 垂直于导轨放置，初始时金属导轨与金属杆围成的面积 $S = 2.0 m^{2}$ ，一根不可伸长的绝缘轻绳一端固定在金属杆 $a$ 的中心，绝缘轻绳的水平部分与 $M M^{'}$ 平行，质量 $M = 0.5 k g$ 的重物 $c$ 放置在地面上，两杆与导轨构成的回路的总电阻始终为 $0.5 Ω$ ，从某一时刻开始，磁感应强度随时间变化的关系为 $B = 1 + 0.5 t$ ，在外力的作用下， $b$ 杆始终保持静止，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、求金属杆 $a$ 运动前，金属杆中的电流 $I$ ；

(2)、求经过多长时间金属杆 $a$ 开始运动；

(3)、保持 $B = 1 T$ 不变，已知杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持光滑接触，轨道足够长使 $b$ 杆始终在宽度为0.5m的轨道部分运动，当 $F = 2 N$ 时，求金属杆 $b$ 运动的最大速度；

(4)、在第（3）问基础上，改为 $F = 5 N$ ，绝缘轻绳的水平部分足够长（重物 $c$ 始终不与滑轮相撞）， $a$ 一直在左侧轨道运动，求杆运动过程中回路的最大电功率。

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21. 如图所示，一群初速度为零的电子经过 $U = 25 V$ 的电场加速后，沿 $x$ 轴负方向进入 $R = 0.1 m$ 的圆形磁场区域。仅在 $x$ 轴上方0至 $\frac{3 R}{2}$ 范围内有电子进入磁场，电子在圆形磁场内偏转后都汇聚到圆形磁场的最低点 $O$ 。圆形磁场区域磁感应强度记作 $B_{1}$ （大小未知），电子再进入 $x$ 轴正下方区域足够大的匀强磁场，磁感应强度为 $B_{2} = 0.5 B_{1}$ ，方向垂直纸面向里，在 $x \leq - 2 \sqrt{3} R$ 的范围放置一足够长的感光板用于探测与收集电子。已知电子比荷为 $\frac{e}{m} = 1.8 \times 1 0^{11} C / k g$ ，求：

(1)、电子加速后的速度大小 $v$ ；

(2)、圆形区域磁感应强度 $B_{1}$ 的大小；

(3)、宽度为 $d \leq \frac{3 R}{2}$ 范围内飞出的电子，在圆形磁场内运动的最长时间 $t$ ；

(4)、电子进入磁场前，沿 $y$ 轴均匀分布，这些电子经两个磁场偏转后有部分能到达感光板，求感光板上接收到电子而发光区域的长度 $l$ 和收集电子的百分比 $μ$ 。

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