浙江省杭州2023-2024学年高二下册期中考试物理试题（附答案）

浙江省杭州市2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷中的g均取10m/s2。选择题部分一、选择题Ⅰ（本大题共12小题，每小题3分，共36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．电通量是电学中的重要概念。若匀强电场中有一个面积为S的区域，电场强度大小为E，且与该区域垂直，则穿过这个面积的电通量。若用国际单位制的基本单位表示，则电通量的单位为A． B．C． D．2．青岛是中国帆船运动的发源地，被誉为中国的“帆船之都”。如图，一艘帆船正在静止水面上航行，帆船是靠风在帆船上产生的作用力而前进的，设风对帆面的作用力F垂直于帆面，它会分成两个分力、，其中垂直航向，会被很大的横向阻力平衡，沿着航向。若帆面与帆面航向之间的夹角为，帆船总质量为m，下列说法正确的是A．船受到的合力大小为B．横向阻力大小为C．船前进的动力大小为D．若船沿着航向的反方向受到的阻力为，则船的加速度大小为3．物理与生活息息相关，以下是教科书中的几幅插图，下列有关说法中正确的是A．甲图，医务人员用该机器将血浆和红细胞从血液中分离出来是利用了离心分离技术B．乙图，汽车上坡时为了获得更大的牵引力司机应换成高速档C．丙图，砂轮切割金属产生的火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的D．丁图，物体沿曲面运动时，重力做的功跟路径有关4．2024年1月18日，“天舟七号”货运飞船与中国空间站天和核心舱成功对接，“天舟七号”飞船的载货量可达7.4吨，是世界上运货能力最强的货运飞船之一。中国空间站绕地球运行轨道可视为圆形，轨道离地面高度约400km，每天绕地球约转15圈，地球半径约为6400km，下列说法正确的是A．对接后空间站组合体的质量变大，向心加速度会变大B．空间站绕地球运动的线速度比地球的第一宇宙速度大C．空间站绕地球运动的角速度比地球同步卫星的角速度小D．宇航员在空间站里所受地球引力比在地面上受到的重力稍小，他处于完全失重状态5．如图所示，带电小球甲固定在光滑绝缘的水平桌面上F点，带电小球乙在该桌面上绕小球甲做椭圆运动，A、B两点为该椭圆长轴的两端点，两小球均可视为点电荷，下列说法正确的是A．甲、乙两小球的电性相同B．小球乙从B点运动到A点过程中，其电势能一直减少C．该椭圆轨迹为小球甲的等势线D．F点一定为该椭圆的焦点6．如图所示，在盛有导电液体的水平玻璃皿中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘内壁放另一个圆环形电极接电源的正极做“旋转液体实验”，其中蹄形磁铁两极间正对部分的磁场可视为匀强磁场，磁铁上方为S极。电源的电动势，限流电阻。闭合开关S后，当导电液体旋转稳定时理想电压表的示数为3.5V，理想电流表示数为0.5A。则A．从上往下看，液体顺时针旋转B．玻璃皿中两电极间液体的电阻为7ΩC．液体消耗的电功率为1.75WD．电源的内阻为5Ω7．如图甲所示，单摆在竖直面内的A、C之间做简谐运动。小华同学利用传感器得到了单摆的摆球沿摆线方向的关系图（图乙）。为了进一步的研究单摆的特性，小华继续实验。先使摆球（视为质点）带负电（摆线是绝缘的），然后分别将其放在垂直纸面向外的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中。对于此次研究，小华的猜想正确的是A．由图像可得单摆摆动的周期为B．摆球运动到最低点B时，回复力为零，所受合力为零C．加上匀强磁场后，A与C不在同一水平面D．加上匀强电场后，单摆周期变小8．单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。一束红光垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。则A．红光从空气进入五棱镜后传播速度变大B．若将红光改为绿光，则在EA上不能发生全反射C．若将红光改为白光，则人眼通过BC观察到彩色光束D．该五棱镜对红光的折射率最小值是9．如图甲，某实验小组用电压传感器研究电感线圈特性，图甲中三个灯泡相同，灯泡电阻不变。闭合开关S，当电路达到稳定状态后再断开开关，与传感器相连的电脑记录的电感线圈L两端电压u随时间t变化的u-t图像如图乙所示。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻，下列说法正确的是A．图乙中电压U1与U2的比值为3：4B．开关S闭合瞬间，L2、L3同时点亮C．开关S断开瞬间，灯L2闪亮一下再逐渐熄灭D．从开关S闭合瞬间至断开前，流经灯L1的电流保持不变10．为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由电感L和电容C构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知液面的升降情况。关于此装置下面说法正确的是A．电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B．当电路中电流最大时，电容器两端电压也最大C．开关a拨向b瞬间，电感L的自感电动势为最大 D．检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在升高11．5G网络使用的无线电波通信频率是以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示5G网络的传输速率是4G网络的倍。与4G网络相比A．5G信号的频率更小 B．5G信号的传播速度超过光速C．5G信号相同时间内能传递更大的信息量 D．5G信号不属于无线电波，它的波长小于可见光12．如图所示，一水槽内盛有某种液体，一粗细均匀的导热良好的玻璃瓶底朝上漂浮在液体中，玻璃瓶内外液面高度差为h，若环境温度缓慢升高，大气压强始终不变，下列说法正确的是A．玻璃瓶内外液面高度差h变大 B．玻璃瓶内气体压强变大C．玻璃瓶逐渐上浮 D．玻璃瓶受到的浮力变大二、选择题Ⅱ（本大题共3小题，每小题3分，共9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，选对但不全的得2分，不选、多选、错选均不得分）13．如图所示，在平面介质上有一个等腰三角形ABC，O是BC的中点，相距的B、C两处各有一个做简谐运动的波源，两波源的振动情况完全相同，产生的机械波波长均为。除两波源外，下列说法正确的是A．三角形三条边上共有10个振动加强点B．AB边上的振动加强点到B点的最小距离为C．AB边上的振动减弱点到AO边的最小距离为D．若增大三角形的底角，三条边上的振动加强点个数不变14．如图为交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按图示方向匀速转动，转动角速度，线圈的匝数、总电阻，线圈围成的面积。线圈两端与阻值的电阻相连，交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度，图示位置矩形线圈与磁感线平行。则A．图示位置，线圈中的电流最大，电流方向为B．从图示位置开始计时，通过线圈的磁通量随时间t变化的关系式为C．电路中交流电压表的示数为D．线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为15．如图所示，、为相同的等腰直角三角形，且、、在同一条直线上．内有垂直纸面向里的匀强磁场，内有垂直纸面向外的匀强磁场，两个磁场的磁感应强度大小相等．一电阻分布均匀的正方形导线框的边长为，且为长度的一半。该线框沿向右以速度匀速穿过磁场，时刻恰好位于图中所示位置．线框平行于方向所受的安培力为，向左为正，导线框中电流以顺时针方向为正方向，二者与时间的关系图像正确的是B．C．D．非选择题部分三、解答题（本大题共5小题，共55分）16．（14分）Ⅰ．（6分）在用单摆测量重力加速度的实验中:(1)某同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点到摆球最顶端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则摆球直径▲。(2)实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光每每电阻阻值随时间的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为▲s。(3)根据以上测量数据可得重力加速度▲（结果保留三位有效数字）。Ⅱ．（6分）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，(1)该实验中的理想化假设是▲。A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑各油酸分子间的间隙C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是▲。A．可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B．对油酸溶液起到稀释作用C．有助于测量一滴油酸的体积 D．有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)现将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长时0.5cm，由此估算出油酸分子的直径为▲。A．7mB．4mC．7mD．2m(4)某老师为本实验配制油酸酒精溶液，实验室配备的器材有：面积为0.22m2的蒸发皿、滴管、量筒（50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升）、纯油酸和无水酒精若干。已知分子直径数量级为10－10m，则该老师配制的油酸酒精溶液浓度（油酸与油酸酒精溶液的体积比）至多为▲‰（保留两位有效数字）。Ⅲ．（2分）以下说法正确的是▲。A．在“探究小车速度随时间变化关系”实验中，不必补偿阻力，但要调节滑轮高度，使细绳与小车轨道平行B．在“验证机械能守恒定律”实验中，若出现重力势能减少量小于动能增加量，可能是重物下落时阻力较大导致C．在“测玻璃的折射率”实验中，应尽可能使大头针竖直插在纸上，并观察大头针的针帽是否在同一线上D．在“探究气体等温变化的规律”实验中，在活塞上涂润滑油的主要目的是为了密封气体，以保证气体质量不变17．（8分）如图是一个形状不规则的绝热容器，在容器上竖直插入一根两端开口、横截面积为且足够长的玻璃管，玻璃管下端与容器内部连接且不漏气。玻璃管内有一个轻质绝热活塞底端恰好位于容器口处。初始时，容器内气体温度，压强等于大气压强。现采用两种方式加热气体至，方式一：活塞用插销固定住，电阻丝加热，气体吸收的热量后停止加热；方式二：拔掉插销，电阻丝缓慢加热气体，完成加热时活塞上升了。容器和玻璃管内的气体可视为理想气体，不计摩擦。求：（1）哪种加热方式气体吸收的热量更多，多吸收的热量；（2）用“方式一”完成加热后，容器内气体的压强；（3）容器的体积。18．（11分）如图甲，固定点O处悬挂长为L的轻质细绳，末端拴接一个质量为m的小球，在O点正下方处固定一细钉。将细绳向左侧拉至水平位置，由静止释放小球，当细绳摆至竖直位置时，被细钉挡住，此后小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。如图乙，O点下方的光滑水平面上有一凹槽，凹槽左右挡板内侧间的距离也为L，在凹槽右侧靠近挡板处置有一质量为m的小物块，凹槽上表面与物块间的动摩擦因数μ＝0.1。物块与凹槽一起以速度向左运动，小球从图乙所示位置由静止释放，释放时细线与水平方向间的夹角为α且sinα＝0.3。当小球摆到最低点时刚好与凹槽左侧发生碰撞，小球被弹回，同时凹槽被原速率弹回。此后小球摆到右侧后无法做完整的圆周运动，而是在某位置脱离圆轨道做抛体运动，小球做抛体运动的轨迹与所在直线交于E点（图中未画出）。已知小球与凹槽不发生二次碰撞，所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度，求（1）点到O点的距离；（2）凹槽的质量M；（3）E点到圆轨道最低点的距离；（4）若，小球和凹槽在轨道最低点相碰后，凹槽与物块达到共速时物块到右侧挡板的距离x及从碰撞后到共速所经历的时间t。19．（11分）磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车，它通过电磁力实现列车与轨道之间无接触的悬浮和导向，再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行，由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，减少了摩擦力，因此速度可达400km/h以上。某科研团队为研究磁悬浮列车的运动情况，制作了总质量kg的列车模型，如图甲所示，该列车底部固定一与列车绝缘的矩形金属线框abcd，线框的总电阻Ω，用两根足够长、水平固定、间距m（和矩形线框的边长ab相等）的平行金属导轨PQ、MN模拟列车行驶的车轨，导轨间存在垂直导轨平面的等间距不间断的交替匀强磁场，相邻两匀强磁场的方向相反、磁感应强度大小均为T，每个特定磁场横向宽度恰好与矩形线框的边长ad相等，如图乙所示（图乙中只画出矩形线框）。将列车放置于车轨上，当匀强磁场以速度向右匀速运动时，列车因受到磁场力而运动起来，运动过程中受到的阻力恒为N。（1）求列车加速时的最大加速度；（2）求列车以最大速度行驶时外界供能的功率P；（3）若磁场由静止开始向右做匀加速运动并开始计时，在时列车才开始运动，之后线框中的电流保持不变，在时磁场突然静止，时列车才静止，求列车的制动距离d。20．（11分）如图，Oxyz坐标系中，在空间x<0的区域Ⅰ内存在沿z