浙江省宁波金兰教有合作组织2023-2024学年高二上学期期中联考物理试题

试卷更新日期：2023-11-20 类型：期中考试

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一、单项选择题

1. 下列哪一组物理量都是矢量且在国际单位制中的单位是相同的（）

A、功与能 B、动能与动量 C、动量变化量与冲量 D、动量变化率与冲量

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2. 下列说法正确的是（）

A、赫兹预言了电磁波的存在 B、奥斯特发现了电流的磁效应 C、安培力的方向用安培定则判断 D、麦克斯韦认为变化的磁场一定会产生恒定的电场

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3. 如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N（黑色端）指示磁场方向正确的是（　　）

A、a B、b C、c D、d

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4. 如图所示，绕在铁芯上的线圈与电源、滑动变阻器和电键组成闭合回路，在铁芯的右端套有一个表面绝缘的铜环A，下列各种情况中铜环A中没有感应电流的是（）

A、将电键突然断开的瞬间 B、通电时，保持变阻器的滑片P位置不变 C、通电时，使变阻器的滑片P做匀速移动 D、通电时，使变阻器的滑片P做加速移动

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5. 一质量为 $2kg$ 的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（）

A、1秒末物块的速率为 $2 m/s$ B、3秒末时物块的动量大小为 $5 kg \cdot m/s$ C、前4秒内物块的运动方向不发生改变 D、4秒末物块的速度为零

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6. 如图所示为某型号手机的一块电池板，则下列描述错误的是（       ）
BT10
$3800mAh$    锂离子高密度电池
标准电压： $3.7 V$     $14 .06Wh$
充电限制电压 $4 .2V$
执行标准：GB/T   18287-2000

A、 $mAh$ 是电荷量的单位 B、该电池充满电后能储存 $50616 J$ 的电能 C、电池对外供电时每通过1C的电荷量能产生 $4 .2J$ 的电能 D、若该手机的移动待机功率为 $0 .07W$ ，则该电池充满电后能使该手机待机大约200小时

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7. 在如图所示的电路中，电源电压恒定不变，内阻不计， $R_{0}$ 为定值电阻，闭合电键S，调节滑动变阻器R的阻值到r或4r时，变阻器的电功率相等，要使R上消耗的功率最大，须调节滑动变阻器R的阻值到（）

A、r B、2r C、3r D、4r

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8. 某学校为了创建绿色校园，新装了一批节能灯。该路灯通过光控开关实现自动控制，电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变，如图所示为其内部电路简化原理图。电源电动势为E，内阻为r， $R_{1}$ 为光敏电阻，现增加对光敏电阻的光照强度，发现A灯变暗，则下列判断正确的是（　　）

A、干路电流减小 B、 $R_{0}$ 两端电压变大 C、光照强度增加时，光敏电阻阻值增大 D、B灯变亮

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9. 有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长，一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，然后他轻轻从船尾上船，走到船头后停下，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长L。如图所示。已知他自身的质量为m，则渔船的质量为（）

A、 $\frac{m (L + d)}{d}$ B、 $\frac{m (L - d)}{d}$ C、 $\frac{m L}{d}$ D、 $\frac{m (L + d)}{L}$

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10. 如图所示，真空中狭长区域内的匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，区域宽度为d，边界为CD和EF，速度为v的电子从边界CD外侧沿垂直于磁场方向射入磁场，入射方向跟CD的夹角为θ，已知电子的质量为m、带电荷量为e，为使电子能从另一边界EF射出，电子的速率应满足的条件是（）

A、 $v> \frac{B e d}{m (1 + c o s θ)}$ B、 $v < \frac{B e d}{m (1 + \cos θ)}$ C、 $v> \frac{B e d}{m (1 + \sin θ)}$ D、 $v < \frac{B e d}{m (1 + s i n θ)}$

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11. 如图所示天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，底边 $b c$ 长为 $L$ ，共 $N$ 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流 $I$ （方向如图所示）时，在天平两边加上质量分别为 $m_{1}$ 、 $m_{2}$ 的砝码时，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为 $m$ 的砝码后，天平又重新平衡，重力加速度为 $g$ 。由此可知（　　）

A、磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 $\frac{m g}{2 N I L}$ B、磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 $\frac{(m_{1} - m_{2}) g}{N I L}$ C、磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为 $\frac{m g}{2 N I L}$ D、磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为 $\frac{(m_{1} - m_{2}) g}{N I L}$

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12. 一盏电灯的发光功率为 $100 W$ ，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均频率为 $f = 5.0 \times 10^{14} Hz$ ，在距电灯 $10m$ 运处，以电灯为球心的球面上， ${1m}^{2}$ 的面积每秒通过的光子数约为（取普朗克常量为 $6.63 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ）（）

A、 $2 \times 10^{17}$ 个 B、 $2 \times 10^{16}$ 个 C、 $2 \times 10^{15}$ 个 D、 $2 \times 10^{10}$ 个

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13. 如图所示，质量为2m、长为L的长木板c静止在光滑水平面上，质量为m的物块b放在c的正中央，质量为m的物块a以大小为 $v_{0}$ 的速度从c的左端滑上c，a与b发生弹性正碰，最终b刚好到c的右端与c相对静止，不计物块大小，物块a、b与c间动摩擦因数相同，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A、a与b碰撞前b的速度始终为零 B、a与b碰撞后，a与b都相对c滑动 C、物块与木板间的动摩擦因数为 $\frac{3 v_{0}^{2}}{8 g L}$ D、整个过程因摩擦产生的内能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$

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二、不定项选择题

14. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 分别作用在a、b上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的 $v - t$ 图像如图所示，图中 $A B // C D$ ，整个过程中两个物体的运动时间分别为 $t_{1}$ ， $t_{2}$ ，水平推力的冲量分别为 $I_{1}$ ， $I_{2}$ 。则整个过程中正确的有（　　）

A、 $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{t_{1}}{t_{2}}$ B、 $\frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{t_{1}}{t_{2}}$ C、 $\frac{F_{1}}{F_{2}} > \frac{t_{1}}{t_{2}}$ D、 $\frac{F_{1}}{F_{2}} = \frac{t_{2}}{t_{1}}$

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15. 如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速，已知D型盒的半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U、频率为f，质子质量为m，电荷量为q，下列说法正确的是（）

A、若只增大D型盒的半径R，则质子获得的最大动能增大 B、若只增大磁感应强度B，则质子获得的最大动能增大 C、若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 D、不改变磁感应强度B和交流电频f，该回旋加速器也能用于加速 $α$ 粒子

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16. 全国各省市打响碧水蓝天保卫战，调查组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上（图中未画出），在前后两个内侧面a、c上固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压为U，显示仪器显示污水流量为Q（单位时间内排出的污水体积），下列说法正确的是（）

A、a侧电势比c侧电势低 B、U与污水流量Q成正比，与L无关 C、污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D、若污水中正离子较多，则a侧电势比c侧电势高；若污水中负离子较多，则a侧电势比c侧电势低

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17. 如图所示，为我国某地的一风力发电机，其叶片的半径为R，若风速恰好与叶片转动所在圆面垂直，风力发电机将风能转化为电能的效率为 $η$ 。已知空气密度为 $ρ$ ，风速为v时发电机的发电功率为P。下列说法正确的是（　　）

A、风速为2v时发电机的发电功率为4P B、若每天平均有 $1.0 \times 10^{8} kW$ 的风能资源，则每天发电量为 $2.4 \times 10^{9} kW \cdot h$ C、风速为v时单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的动能为 $\frac{1}{2} π R^{2} ρ v^{3}$ D、风速为2v时单位时间内冲击发电机叶片圆面的气流的动能为 $\frac{8 P}{η}$

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三、实验题

18. 小强同学在实验室进行“测定两节干电池的电动势和内阻”实验．
（1）他打算先用多用电表粗测电源的电动势，测量前发现电表的指针位置如图所示，他需要进行的操作是；
A．调节指针定位螺丝将指针调到左侧零刻度             B．调节欧姆调零旋纽指针调到左侧零刻度
C．调节指针定位螺丝将指针调到右侧零刻度             D．调节欧姆调零旋钮指针调到右侧零刻度
（2）为了更加精确地测量，他利用如图乙所示器材和电路进行实验，其中有一根导线接线错误，错误的接线是；
A．第①根             B．第②根             C．第③根             D．第④根
（3）①正确连接电路，滑动变阻器滑片滑至某一位置时，电压表指针如图丙所示，此时电压表示数为V．
②多次测量后，在 $U - I$ 图像中描出各对应点，如图所示。请结合数据点分析电源的电动势 $E =$ V，内阻为 $Ω$ （结果均保留3位有效数字）．

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19. 某仓库采用自动化传送装置运送货物。如图所示，工人借助机器设备推动质量 $m = 1 kg$ 的货物，使其在光滑水平面上获得初速度v，货物从A点滑上长度 $l = 5 m$ ，倾角 $θ = 37^{\circ}$ ，动摩擦因数 $μ = 0.8$ 的倾斜传送带，并从传送带最高点B点进入右侧半径为 $R = 3 m$ 的 $\frac{1}{4}$ 光滑圆弧轨道，最终落在右侧水平柜台上。整个过程中货物可看做质点，水平面和圆弧面均与传送带平滑连接，不考虑货物通过A点和B点时的能量损失。（ $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ ）
（1）若传送带静止，为使货物能运动到B点，v至少要多大？
（2）若货物在水平面上的速度 $v = 1 m / s$ ，传送带以 $v_{1} = 2 m / s$ 的速度顺时针传动，传送带为了将其传送到B点，需多消耗多少电能？
（3）已知传送带速度如（2）问，要使货物经B点后能沿圆弧轨道下滑一段距离，初速度v需满足什么条件？经研究发现，当货物的初速度v在一定范围内变化时，其在圆弧轨道上滑过的轨迹长度相同，求此轨迹对应的圆心角余弦值？

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20. 如图所示，由金属和绝缘部件组成的无限长光滑平行导轨，其间距为 $L = 0.5 m$ ，金属导轨中间嵌有两段由绝缘材料制成的导轨M、N（图中用黑实体表示），导轨左端连有电动势 $E = 11.2 V$ 的电源．质量 $m = 0.1 kg$ ，电阻 $R = 0.2 Ω$ 的三根相同导体棒ab、cd和ef垂直导轨放置，其中cd用两根很长的轻质绝缘细线悬挂，刚好与导轨接触且无挤压．ghkj是一个置于金属导轨上的“”型导体线框，由三根导体棒组成，每根棒质量均为m，电阻均为R，长度均为L．若ef棒与线框ghkj相碰则连接成一个正方形导体框，初始时，导体棒和线框均静止在金属导轨上．导轨上方有三个方向垂直于导轨平面向下的有界匀强磁场：紧靠绝缘导轨M左侧的区域Ⅰ中有磁感应强度为 $B_{1} = 1 T$ 的磁场；区域Ⅱ中有磁感应强度为 $B_{2}$ 的磁场，cd棒紧靠区域Ⅱ的左边界放置；紧靠绝缘导轨N右侧的区域Ⅲ中有宽度为L、磁感应强度为 $B_{3} = 2 T$ 的磁场．初始时ef处于区域Ⅱ中，区域Ⅱ、Ⅲ位于绝缘导轨N两侧．导体线框gj两点紧靠区域Ⅲ的左边界，闭合开关S，ab棒启动，进入绝缘轨道M之前已做匀速运动．导体棒ab和cd相碰后结合在一起形成“联动二棒”，与导轨短暂接触后即向右上方摆起，摆起的最大高度为 $h = 3.2 m$ ，到达最高点后不再下落，同时发现ef棒向右运动，进入区域Ⅲ．不计其他电阻．求：
（1）ab棒匀速运动时的速度；
（2）ef棒离开区域Ⅱ时的速度 $v_{2}$ ；
（3）“”导体线框能产生的焦耳热。

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21. 在光滑的水平冰面上，放置一个截面为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面，曲面底都与冰面相切，一个坐在冰车上的小孩手状小球静止在冰面上，某时刻小孩将小球以 $v_{0} = 2 m/s$ 的速度（相对于冰面）向曲面推出（如图所示），小孩将球推出后还能再接到球。已知小孩和冰车的总质量为 $m_{1} = 40 kg$ ，小球质量为 $m_{2} = 2 kg$ ，曲面质量为 $m_{3} = 10 kg$ ，求
（1）小孩将小球推出过程中，小孩、冰车、小球构成的系统的机械能的增加量。
（2）整个运动过程中小球能到达的最大高度（距离冰面）。
（3）小孩再接到球后，球的速度大小。

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22. 如图所示，P点是位于纸面内的质子源，它可以向各个方向均匀发射速率相同的质子，在P点下方放置有长度为 $L = 2.0 m$ 以O为中点的探测板，P点离探测板的垂直距离OP为a，在探测板的上方存在方向垂直直面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。不考虑粒子间的相互作用，质子的电荷量 $q = 1.6 \times 10^{- 19} C$ 。若质子的质量 $m = 1.7 \times 10^{- 27} kg$ ，质子的动量 $p = 4.8 \times 10^{- 21} kg \cdot m/s$ 。
（1）当 $a = 0.3 m$ ， $B = 0.1 T$ 时，求计数率 $η$ （即打到探测板上的质子数与总质于数的比值）。
（2）当 $a = 0.3 m$ ， $B = 0.1 T$ 时，求质子从质子源出发到探测板上运动的最长时间；
（3）若a取不同的值，可通过调节B的大小获得与（1）问中同样的计数率，求B与a的关系并给出B的取值范围。

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