浙江省杭州市源清中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题

试卷更新日期：2024-07-10 类型：期中考试

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一、单选题（每小题只有一个答案正确，每题3分，共39分）

1. 新SI（单位制）自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响，根据所学知识判断，下列选项正确的是（　　）

A、“焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位 B、“电子伏特（eV）”表示的是电势的单位 C、“毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位 D、“磁通量 $(φ)$ ”用国际单位制中的基本单位表示为 $kg \cdot A / s^{2}$

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2. 下列说法中正确的是（　　）

A、速度、加速度、位移、路程都是矢量 B、任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且在物体上 C、通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D、摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反

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3. 以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的（　　）

A、甲图中杂技演员在竖直面内表演“水流星”时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，水对杯底压力可以为零 B、乙图中，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动， $m_{B} = 2 m_{A}$ ， $r_{A} = 2 r_{B}$ ，转台转速缓慢加快时，物体A、B同时滑动 C、丙图中，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着 $θ$ 的增大而增大 D、丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等

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4. 某电场的部分电场线如图所示，电场中有A、B两点，则（）

A、A点电场强度比B点电场强度小 B、A点电势比B点电势低 C、B点不放入点电荷时电场强度为零 D、将正点电荷从A点移动到B点，电荷的电势能减小

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5. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的 $\frac{1}{2}$ ，再给它两端加上电压U，则（　　）

A、通过导线的电流为 $\frac{I}{4}$ B、通过导线的电流为 $\frac{I}{6}$ C、自由电子定向移动的平均速率为 $\frac{v}{4}$ D、自由电子定向移动的平均速率为 $\frac{v}{6}$

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6. 2023年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约 $6.5$ 小时。空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道II为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A、轨道I上的线速度大小为 $\sqrt{g R}$ B、神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道II上P点的加速度 C、神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I D、轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可

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7. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点 P 位于平衡位置，质点Q 位于波峰(未画出)，且质点 P 比质点 Q 先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（）

A、该波沿 x轴负方向传播 B、该波的传播速度为0.75m/s C、经1.2s质点 P 运动的路程为 1.2cm D、质点Q 的振动方程为 $y = 0.2 sin (\frac{5}{2} π t) m$

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8. 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～ $\frac{T}{2}$ 时间内，直导线中电流方向向上，则在 $\frac{T}{2}$ ～T时间内，关于线框中感应电流的方向与所受安培力的方向，下列说法中正确的是（　　）

A、感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 B、感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C、感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 D、感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

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9. 城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的导线，需要在施工前用检测线圈检测地下是否铺设导线。如图所示，若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中有电流通过。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　）

A、若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流时，线圈中会产生感应电流 B、若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，感应电流的方向先顺时针后逆时针 C、若线圈在导线正上方由西向东水平运动，检测线圈受到的安培力为零 D、若线圈由北向南水平运动，检测线圈所受安培力方向一直向正北

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10. 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置， $i - t$ 图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　）

A、0~a B、a~b C、b~c D、c~d

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11. 如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形， $∠ A = 90 °$ ， BC边的长度为2R，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD、BC垂直相交于O点。现有一束某一频率平行光平行于AD方向射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点。已知玻璃工件折射率为 $\sqrt{2}$ ，不考虑反射光。下列有关说法正确的是（　　）

A、 $∠ P A D = 30 °$ B、从A点射到P点的光能发生全反射 C、从AB面上射到圆弧界面上的最长时间 $\frac{2 \sqrt{2} R \cos 15 °}{c}$ D、圆弧界面上有光射出部分长为 $\frac{2 π R}{3}$

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12. 某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　）
车总质量
3.2t
牵引力最大功率
800kw
最大速度
180km/h

A、启动后，越野车做匀加速运动 B、加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量 C、越野车加速过程中所受到的阻力大小为1.6×10⁴N D、当越野车速度为90km/h时，其加速度大小为10m/s²

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13. 如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量Q_A=2.0×10^-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m，令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s² ，图（a）静电力恒量k=9.0×10⁹N·m²/C² ，下列说法错误的是（　　）

A、B球的电荷量Q_B=1.0×10^-5C B、直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线 C、若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大 D、若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J

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二、多选题（每小题有两个及以上选项正确，全对得3分，不全得2分，有错不得分，共6分）

14. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　）

A、如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B、如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C、如图丙所示，在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉 D、如图丁所示，立体电影就利用了光的偏振现象

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15. 如图所示，在该区域存在一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形磁场区域（图中未画出），一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点以水平向左的初速度射入磁场中，M点在磁场中，一段时间后从N点穿过竖直线MN，在N点时运动方向与MN成 $30 °$ 角，MN长度为3L，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A、从M到N过程中粒子所受洛伦兹力的冲量大小为 $\frac{2 π B q L}{3}$ B、粒子从M到N所用的时间为 $\frac{4 π m}{3 B q}$ C、粒子在磁场中做圆周运动的半径为L D、圆形匀强磁场区域的最小面积为 $\frac{3 π L^{2}}{4}$

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三、实验题（每空2分，共18分）

16. 某同学利用图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下小球抛出点在记录纸上的垂直投影点O。实验时，先调节轨道末端水平，使A球多次从斜轨上位置P静止释放，根据白纸上小球多次落点的痕迹找到其平均落地点的位置E．然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，根据小球在白纸上多次落点的痕迹（图乙为B球多次落点的痕迹）分别找到碰后两球落点的平均位置D和F．用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF．用天平测得A球的质量为 $m_{A}$ ， B球的质量为 $m_{B}$ 。

(1)、关于实验器材，下列说法正确的是_____；

A、实验轨道必须光滑 B、该实验不需要秒表计时 C、A球的质量可以小于B球的质量

(2)、关于实验操作，下列说法正确的是_____

A、实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 B、A球每次必须从同一位置由静止释放 C、B球的落点并不重合，说明该同学的实验操作出现了错误

(3)、实验直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，该同学认为可以“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”，这样做的依据是。

(4)、若满足关系式，则可以认为两球碰撞前后动量守恒（用所测物理量表示）。

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17. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互放置；（选填“垂直”或“平行”）

（2）为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离 $Δ x$ ，而是先测量n个条纹的间距再求出 $Δ x$ 。下列实验采用了类似方法的有；
A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量
B.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量
C.《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量
（3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，如图所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长 $λ =$ ；

（4）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将（填“变大”“不变”或“变小”）；将单缝远离双缝，干涉条纹宽度（填“变大”“变小”或“不变”）。

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四、解答题（写出必要的解题过程，只有答案不给分。共37分）

18. 如图所示，质量为 $m_{1} = 4.0 kg$ 的甲球静止在光滑的水平地面上，另一直径相同质量 $m_{2} = 1.0 kg$ 的乙球，以 $v_{0} = 10 m/s$ 的速度与甲球发生正面碰撞，碰撞后乙球以 $2 m/s$ 的速率被反向弹回，求：
（1）碰撞后甲球的速度大小；
（2）碰撞过程系统损失的机械能。

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19. 如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力 $F$ 的作用下，物块从坐标原点 $O$ 由静止开始沿 $x$ 轴运动， $F$ 与物块的位置坐标 $x$ 的关系如图乙所示。物块在 $x = 2 m$ 处从平台飞出，同时撤去 $F$ ，物块恰好由 $P$ 点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点 $M$ 飞出。已知物块质量为 $0.5 kg$ ，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为 $O^{'}$ ，半径为 $0.5 m$ ， $M N$ 为竖直直径， $∠ P O^{'} N = 37 °$ ，重力加速度 $g$ 取： $10 m / s^{2}$ ， $\sin 37 ° = 0.6$ ，不计空气阻力。求：
（1）物块飞出平台时的速度大小；
（2）物块运动到 $P$ 点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小；
（3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。

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20. 如图所示，两导轨MN、PQ平行放置，间距为 $L = 1 m$ ，左端用阻值为 $R = 0.3 Ω$ 的定值电阻连接，磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度为 $B = 0.2 T$ ，导体棒ab垂直于导轨放置，在水平向右的恒力 $F = 2 N$ 的作用下由静止开始运动，导体棒的质量 $m = 0.1 kg$ ，电阻 $r = 0.1 Ω$ ，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.4，当导体棒运动 $x = 10 m$ 时速度达到最大，求：
（1）导体棒的最大速度 $v_{m}$ ；
（2）导体棒的速度从零到最大的过程中，电阻R上产生的热量Q；
（3）若当导体棒的速度达到最大时撤去恒力，此后回路中产生的热量 $Q^{'} = 10.4 J$ ，则撤去恒力后导体棒的运动时间为多少。

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21. 如图所示为平面直角坐标系xOy平面的俯视图，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E₁；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为E₂。一个带负电的粒子，从y轴上的P点（0，﹣d）沿x轴负方向射出，速度大小为v₀ ，粒子的比荷 $\frac{q}{m} = \frac{v_{0}}{B d}$ ，粒子运动依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C运动到D所用时间t₂与从A运动到C所用时间t₁的关系为t₂＝ $\sqrt{2}$ t₁ ，不计粒子重力。求：
（1）A点的坐标；
（2）电场强度E₁、E₂的大小；
（3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。

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车总质量	3.2t
牵引力最大功率	800kw
最大速度	180km/h