浙江省杭州第四中学（下沙、吴山校区）2023-2024学年高二上学期期中物理试题（选考）
试卷更新日期：2024-03-05 类型：期中考试
一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。每题只有一个选项正确）
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1. 学科核心素养是学科育人价值的集中体现。物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面。下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（ ）A、加速度a=、电场强度E=的定义都运用了比值法 B、合力对物体做功为负，物体的机械能一定不守恒 C、驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上拐弯 D、“蛋碎瓦全”，说明瓦片撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击瓦片的力2. 以下是书本上的用图片表示的情境，下列说法正确的是（ ）
A、图甲，斜向上喷出的水到径迹最高点时的速度为零 B、图乙，航天员在天宫二号上展示的水球对球内的气泡无浮力作用 C、图丙，一艘炮舰沿河由西向东行驶，要击中目标，射击方向应直接对准目标 D、图丁，有些火星的轨迹不是直线，说明这些微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的3. 2021年9月17日，神舟十二号载人飞船成功返回地面。返回舱返回过程中，有一段时间通讯与地面会严重失效，甚至完全中断，这种现象称为黑障。形成黑障的直接原因最有可能的是（ ）A、返回舱周围形成的高温等离子层 B、返回舱的金属外壳外部产生静电屏蔽 C、返回舱在返回过程出现的失重现象 D、返回舱进入对流层后受大气的扰动4. 如图，在水平光滑桌面上，两相同的矩形刚性小线框分别叠放在固定的绝缘矩形金属框的左右两边上，且每个小线框都各有一半面积在金属框内，在金属框接通逆时针方向电流的瞬间（ ）
A、两小线框会有相互靠拢的趋势 B、两小线框会有相互远离的趋势 C、两小线框中感应电流都沿逆时针方向 D、左边小线框中感应电流沿顺时针方向，右边小线框中感应电流沿逆时针方向5. 如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1=0.3，书与书间的动摩擦因数μ2=0.2，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2kg，该同学对书的水平正压力为200N，每本书均呈竖直状态，则下列说法正确的是（ ）
A、每本书受到的摩擦力的合力大小不等 B、书与书之间的摩擦力大小均相等 C、他最多能夹住42本书 D、他最多能夹住60本书6. 如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L。B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长，现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由60°变为120°，B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则此下降过程中（ ）
A、A的动能达到最大前，B受到地面的支持力大于 B、B的动能最大时，B受到地面的支持力等于 C、弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下 D、弹簧的弹性势能最大值为7. 如图所示，质量为m的小球，从高为H的O处，以初速度v0水平抛出，落在高为h，倾角为θ的斜面上，落点为P点，OP与水平方向夹角大于θ，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）
A、若只增大小球质量，则小球落到P点的下方 B、若只将小球抛出点水平右移，平抛运动时间变短 C、若只增大初速度v0 ， 小球刚落到斜面上时速度方向保持不变 D、若只降低小球的抛出高度H，则小球有可能无碰撞地进入斜面8. 2021年5月22日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图所示）开始巡视探测，已知地球质量约为火星质量的9.28倍，地球的第一宇宙速度约为火星的2.2倍。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则“祝融号”在地球表面和火星表面所受万有引力大小的比值约为（ ）
A、0.4 B、0.9 C、2.5 D、99. 如图所示，一内壁光滑的玻璃管竖直放置，上端开口，下端封闭，管底有一带电小球，整个装置在垂直纸面向里且足够大的匀强磁场中水平向右匀速运动，经过一段时间，小球从上端开口处飞出，若整个过程中小球所带电量不变，则小球从开始至离开管口前的过程，下列说法中正确的是（ ）
A、小球所受洛伦兹力方向竖直向上 B、小球运动的轨迹为抛物线 C、洛伦兹力对小球做正功 D、运动过程中小球的机械能守恒10. 某地有一风力发电场，共有风力发电机20台，如图所示，发电机的叶片转动时可形成直径为的圆面。某日该地区的风速是 ， 风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为 ， 假如该风力发电机能将通过此圆面内空气动能的转化为电能。取3。下列说法中正确的是（ ）
A、每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气体积为 B、每秒冲击每台风力发电机叶片转动形成圆面的空气动能为 C、每台风力发电机发电的功率为 D、该发电场工作 ， 发电量约11. 一带电粒子仅在电场力作用下在电场中从静止开始做直线运动，运动过程中其动能与其位移x的变化关系如图所示，若F表示电场力，E表示电场强度，表示电势能，v表示运动速度，则下列图象合理的是（ ）
A、
B、
C、
D、
12. 2021年7月1日晚，S市湿地公园内举行建党10周年纪念活动。如图所示为400架大疆无人机的飞行表演。表格中是该款无人机铭牌上的参数，下列说法正确的是（ ）充电器输出电压
16V
充电器输出电流
5A
无人机电池额定电压
15V
无人机电池额定电流
4A
无人机电池能量
60Wh
无人机电池容量
4000mAh
A、无人机充电时，从无电状态到满电状态所需时间约为8小时 B、无人机充满电后，总电荷量为1.44×104C C、无人机正常飞行时的机械功率为80W D、电池可供无人机持续飞行约2小时13. 如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.5m、质量为2kg的通电直导线，电流大小I=2A、方向垂直于纸面向里，导线用平行于斜面的轻弹簧拴住不动，整个装置放在磁感应强度为5T，竖直向上的磁场中，已知弹簧的劲度系数为400N/m，整个过程未超出弹簧的弹性限度，则以下说法正确的是（g取10m/s2）
A、通电直导线对斜面的压力为19N B、弹簧的伸长量为4m C、如果磁感应强度增大，则弹簧的弹力减小 D、如果磁感应强度增大，则通电导线对斜面的压力减小14. 如图所示，当有电流I垂直于磁场方向通过半导体板时，连接在半导体板两侧的电压表指针发生偏转，说明半导体板两侧之间存在霍尔电压UH。用同种材料制成的不同规格的半导体板进一步实验，记录数据结果如表格所示。由于粗心，表格第一行没有记录全部相关的物理量，只记得第一列为实验次数，第三列为通入的电流大小，第五列为霍尔电压，已知厚度（ab边长）为h、宽度（bc边长）为l，长度（be边长）为d。请用你学过的物理知识并结合表中数据判断，下列说法正确的是（ ）
实验次数
通入电流大小I/A
霍尔电压UH/V
1
2.0×10-4
1.0×10-3
4.0×10-1
1.4×10-2
2
4.0×10-4
1.0×10-3
4.0×10-1
7.0×10-3
3
2.0×10-4
1.0×10-3
2.0×10-1
7.0×10-3
A、第二列为板的厚度h B、第四列为半导体长度d C、霍尔电压正负与半导体中导电粒子正负无关 D、磁感应强度加倍，厚度减半，电流大小减半，霍尔电压不变15. 如图所示，a、b、c、d是坐标轴上与原点O距离均为l的四个点，在a、c位置分别固定电荷量为+q的点电荷，在b、d位置分别固定电荷量为-q的点电荷，下列说法正确的是（ ）
A、坐标（0.5l，0）与（0，0.5l）两处场强相同 B、坐标（0.5l，0）与（0，0.5l）两处电势相同 C、将一带正电的试探电荷由坐标（l，l）处移至原点O，试探电荷的电势能增大 D、将一试探电荷沿ab连线的中垂线由坐标（0.5l，0.5l）处移至（-0.5l，-0.5l）处的过程中，试探电荷所受电场力先减小后增大二、非选择题（本题共6小题，共55分）（第16题、第17题每空2分，共16分）
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16. 小姚同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量关系”实验。
①关于此实验的下列说法，正确的是。
A.垫上木块是为了更好地使小车加速下滑
B.补偿阻力时，应使小车拖着纸带但不挂槽码
C.应调节滑轮高度使细线与小车轨道平行
D.槽码质量应该和小车质量差不多，以减小相对阻力
②图乙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个打点未画出，打点计时器频率为50 ， 则打下计数点4时小车的速度为 ， 由纸带可得小车运动的加速度为。（以上均保留两位有效数字）
③根据实验数据得到加速度与力的关系如图丙中实线所示，则可知所挂槽码质量不应超过
A.22g B.30g C.40g D.50g
17. 某兴趣小组利用图1所示的电路，把开关掷向a对给定电容值为C的电容器充电。R表示接入的电阻，E表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电，得到i－t图后经过计算机软件处理得到如图所示的q－t曲线如图2中①②所示。
（1）根据q－t图像以下判断正确的是
A．①②两条曲线不同是E的改变造成的 B．①②两条曲线不同是R的改变造成的
C．需要对电容器快速充电时，R越小越好 D．需要对电容器快速充电时，R越大越好
（2）小明同学利用图3和图4的电路图连接电路，分别完成了“测量电源电动势和内阻”和“测量某一段长度已知的电阻丝的电阻率”两个实验，两个电路使用同一电源。
①图5是该同学根据实验测得的数据在同一坐标轴上同时作出两个实验的U－I图像，下列说法正确的是
A．图3中电压表的内阻对实验结果无影响；
B．图4中电压表的内阻对实验结果无影响；
C．图5可知，电源的电动势为1.49V，内阻为2.5Ω；
D．在测量的电阻时，若将滑动变阻器移到最右端，消耗的功率约为0.50W
②如图6，用螺旋测微器测得该电阻丝的直径d＝mm，根据实验所选的电表量程，电压表的示数U＝V。
18. 某十字路口，红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为。假设绿灯亮起瞬时，每辆汽车都同时以加速度启动，做匀加速直线运动，速度达到时做匀速运动通过路口。该路口亮绿灯时间 ， 而且有按倒计时显示的时间显示灯。另外交通规则规定：原在绿灯时通行的汽车，绿灯结束时刻，车头已越过停车线的汽车允许通过。求：（1）一次绿灯时间有多少辆汽车能通过路口？
（2）事实上由于人要有反应时间，绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车，现假设绿灯亮起时，第一个司机迟后起动汽车，后面司机都比前一辆车迟后起动汽车，在该情况下，有多少辆车能通过路口？
19. 如图所示，长度为L=3m的水平传送带以速度v=4m/s顺时针匀速转动，距离传送带末端B点右侧竖直高度差h=0.8m处有一半径均为R=0.5m光滑圆弧管道CD、DF，C、D等高，E为DF管道的最高点，FG是长度d=10m倾角θ=37°的粗糙直管道，在G处接一半径为R'=2m，圆心为O点的光滑圆弧轨道GHQ，H为最低点，Q为最高点，且∠GOH=θ=37°，各部分管道及轨道在连接处均平滑相切，已知物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.15，不计空气阻力，传送带皮带轮的大小可以忽略，重力加速度大小g=10m/s2。现有质量m=0.2kg的滑块（可视为质点）从传送带左端A点由静止释放，经过B点飞出后，恰能从C点沿切线方向进入圆弧管道，滑块略小于管道内径。求：（1）滑块离开B点时的速度大小vB以及滑块和传送带之间因摩擦产生的热量Q；
（2）滑块第一次到达E点时对轨道的作用力；
（3）要使滑块能经过G点且不脱离轨道，滑块与管道FG之间动摩擦因数µ'的取值范围。
20. 如图甲所示，MN与PQ是两条水平放置彼此平行的金属导轨，质量m=0.2kg，电阻r=0.5Ω的金属杆ab垂直跨接在导轨上，匀强磁场的磁感线垂直于导轨平面，导轨左端接阻值R=2Ω的电阻，理想电压表接在R两端，导轨电阻不计。t=0时刻ab杆受水平拉力F的作用由静止开始向右运动，t1=6s时ab杆的速度为v1=1m/s，整个运动过程中电压表的示数U随时间t的变化如图乙所示。已知ab杆与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2（1）第5s末，ab杆受到的安培力为多大？
（2）第8s末，ab杆所受的水平拉力为多大？
（3）在9s内ab杆克服滑动摩擦力所做的功为多大？
（4）在图丙中，画出9s内ab杆所受的水平拉力F随时间t的变化图像。
21. 如图所示，在平面内，y轴的左侧存在着一个垂直纸面向外、磁感应强度大小的匀强磁场，在直线的右侧存在着另一个垂直纸面向外、磁感应强度大小为（未知）的匀强磁场。在y轴与直线之间存在着一个平行y轴的匀强电场，场强方向关于x轴对称，场强大小为 ， 在原点O处可沿x轴负向发射初速度大小为、质量为m、电量为q的带正电粒子。求：（1）粒子第一次穿过y轴的位置坐标；
（2）若粒子经磁场和x轴下方的电场各自偏转1次后，能回到原点，求的大小；
（3）若电场场强大小可调， ， 最终粒子能回到原点，求满足条件的所有场强的值。
