2023-2024年浙江省五校联盟高二下学期期中考试物理试题（解析版）

2023学年第二学期五校联盟期中考试试卷高二年级物理学科一、单选题1.下列关于单位制的说法中正确的是（）A.在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本量B.力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个基本单位C.只有国际单位制由基本单位和导出单位组成D.表面张力大小，其中为长度，为表面张力系数，则物理量的单位用国际单位制中的基本单位表示为【答案】D【解析】在国际单位制中，米、千克、秒三个物理量被选作力学的基本单位，不是基本物理量，故A错误；力的单位“牛顿”是国际单位制中的一个导出单位，故B错误；所有单位制都是由基本单位和导出单位组成，故C错误；根据，理量的单位用国际单位制中的基本单位表示为，故D正确。故选D。2.如图为一户外攀岩运动的情境和运动员的蔡岩运动线路示意图，该运动员从起点经点，最终到达点，下列说法正确的是（）A.图中的线路表示的是运动员运动的位移B.线路总长度与运动员所用时间之比是他的平均速度大小C.研究图中运动员攀岩动作时，可以把他看成质点D.研究图中运动员在攀岩路线中的位置时，可以把他看成质点【答案】D【解析】题图中的线路表示的是运动员运动的路径，A错误；线路总长度与运动员所用时间之比等于他的平均速率，平均速度是位移与时间的比值，B错误；研究图中运动员攀岩动作时，运动员的大小和形状不可以忽略，不可以把他看成质点，C错误；研究题图中运动员在攀岩路线中的位置时，运动员的大小和形状可以忽略，可以把他看成质点，D正确。故选D。3.如图为蹦床运动员某一次下落过程的示意图。运动员从最高点，下落到最低点，为运动员下落过程中刚接触蹦床时的位置，下列说法正确的是（）A.至，蹦床弹力对运动员做负功，运动员机械能减小B.至，运动员加速运动；至，运动员减速运动C.至，只有重力和蹦床弹力做功，运动员机械能守恒D.运动员在点时速度为零，加速度也为零【答案】A【解析】至，蹦床弹力与位移方向相反，对运动员做负功，运动员机械能减小，选项A正确；至，运动员加速运动；至，重力先大于弹力，加速度向下，后重力小于弹力，加速度向上，即运动员先加速后减速运动，选项B错误；至，只有重力和蹦床弹力做功，运动员与蹦床系统的机械能守恒，运动员的机械能减小，选项C错误；运动员在点，速度为零，弹力大于重力，则加速度不为零，选项D错误。故选A。4.在某次运动会上，一跳高运动员以的成绩夺得冠军。经了解，该运动员身高取，据此可算出他离地时坚直向上的速度最接近（）A. B. C. D.【答案】C【解析】该同学重心上升的高度约为，由竖直上抛规律知，代入数据可得，故选C。5.下列关于传感器元件说法错误的是（）A.如图甲，是一光敏电阻，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好B.如图乙，是一电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化C.如图丙，当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应D.如图丁，是一种电感式微小位移传感器，物体连接软铁芯插在空心线圈中，当物体向左发生微小位移时，线圈自感系数变大【答案】C【解析】光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，导电性增强，故A正确不符合题意；电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化，故B正确不符合题意；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，不是电磁感应原理，故C错误符合题意；当物体向左发生微小位移时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故D正确不符合题意。故选C。6.如图所示，将一等腰直角玻璃棱镜截去棱角，使边平行于底面，可制成“道威棱镜”，一束复色光平行于底边从边上的点射入，最终从边射出，甲、乙两束光相比，下列说法正确的是（）A.乙光子能量比较小B.在棱镜内传播的速度，乙光较大C.以相同的入射角斜射人同一平行玻璃砖，乙光的侧移量大D.照射同一狭琏，乙光通过狭继后的衍射现象更明显【答案】C【解析】由图可知，乙光的偏转角大，甲光的偏转角小，所以玻璃砖对乙的折射率大于对甲光的折射率，则以相同的入射角斜射人同一平行玻璃砖，乙光的侧移量大，故C正确；由于折射率大的光频率大，故乙光的光子频率大于甲光的光子频率，而光子能量与频率成正比，故乙光的光子能量更大，故A错误；根据C选项分析，结合公式，可知在棱镜内传播的速度，乙光较小，故B错误；由于乙光的频率大于甲光的频率，根据，可知甲光的波长比乙光的波长长，故照射同一狭缝，甲光通过狭继后的衍射现象更明显，故D错误。故选C。7.如图所示为一简易起重装置，是上端带有滑轮固定支架，为质量不计的轻杆，杆的一端用较链固定在支架上，另一端悬挂一个质量为的重物，并用钢丝绳跨过滑轮连接在卷扬机上。开始时，杆与的夹角，现使缓缓变小，直到。在此过程中，（不计一切阻力）（）A.钢丝绳上的拉力逐渐增大 B.钢丝绳对滑轮的作用力变小C.杆对点的作用力先减小后增大 D.杆对点的作用力变小【答案】B【解析】对结点受力分析，由平衡条件可画出力的示意图，由相似三角形可得，可得杆对点的作用力大小为，在变小的过程中，由于、长度不变，故不变，故C、D错误；同理可得钢丝绳上的拉力大小为，在变小的过程中，由于不变，缩短，故减小，故A错误；设滑轮两边钢丝绳的夹角为，根据几何关系可知变大，钢丝绳对滑轮的作用力为，变小，变小，则变小，故B正确。故选B。8.如图所示平行板电容器与电动势为的直流电源连接，下极板接地，静电计所带电荷量很少，可忽略，开关闭合，稳定时一带电的油滴静止于两极板间的点，若断开开关，将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离，则下列说法正确的是（）A.带电油滴向上运动 B.静电计指针的张角变大 C.点电势变小 D.带电油滴的电势能变小【答案】C【解析】断开开关，电容器带电量不变，则由，，可得，将平行板电容器的下极板竖直向上平移一小段距离，板间间距减小，则电压减小，可知静电计指针的张角变小，故B错误；电场强度为，改变间距，电场强度不变，带电油滴不动，由，由于到下极板距离变小，则可知点电势变小，根据题意可知，液滴带负电，则带电油滴的电势能，电势能变大，故A、D错误C正确。故选C。9.2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。17时46分，神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。飞船的发射过程可简化为：飞船从预定轨道的点第一次变轨进入椭圆轨道，到达椭圆轨道的远地点时，再次变轨进入空间站的运行轨道，与空间站实现对接。假设轨道和都近似为圆轨道，不计飞船质量的变化，空间站轨道距地面的高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，下列说法正确的是（）A.飞船在椭圆轨道经过点的速度小于飞船在圆轨道经过点的速度B.飞船在椭圆轨道经过点的速度可能大于C.在轨道上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积小于在轨道上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积D.飞船沿轨道由点到点的时间为【答案】C【解析】根据变轨原理，飞船在圆轨道的点需加速做离心运动进入椭圆轨道，故飞船在椭圆轨道经过A点的速度大于飞船在圆轨道经过点的速度，故A错误；第一宇宙速度为，是最大环绕速度，故飞船在椭圆轨道经过点的速度大于，但小于即第二宇宙速度，否则就会脱离地球束缚，故B错误；飞船在椭圆轨道上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积都相等，在点附近，因为飞船在椭圆轨道经过点的速度大于飞船在圆轨道经过点的速度，则单位时间内在轨道上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积小于在轨道上飞船与地心连线单位时间内扫过的面积，故C正确；根据万有引力与重力的关系，根据万有引力提供向心力，解得飞船在轨道的周期为，根据开普勒第三定律，轨道的半轴长小于轨道的半径，故飞船在轨道的周期小于轨道的周期，飞船沿轨道由点到点的时间为，故D错误。故选C。10.如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪喷口直径为，水流速度为，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后水沿汽车表面散开。已知水的密度为。下列说法正确的是（）A.高压水枪单位时间喷出的水的体积为B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为C.水柱对汽车的平均冲力为D.当高压水枪喷口出水速度变为原来的倍时，喷出的水对汽车的压力变为原来的倍【答案】D【解析】高压水枪单位时间喷出水的质量等于单位时间内喷出的水柱的质量，即，单位时间喷出的水的体积为，故A、B错误；水柱对汽车的平均冲力为，由动量定理得，即，解得，故C错误；当高压水枪喷口的出水速度变为原来的倍时，结合C选项分析可知，喷出的水对汽车的压力变为原来的倍，故D正确。故选D。11.如图所示，有一理想变压器，原、副线圈匝数比为，原线圈接一电压为交流电，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机，电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，电动机带动一质量为的物块以速度匀速上升，电动机内部摩擦均可忽略，下列判断正确的是（）A.电动机两端电压为，其消耗的电功率为B.原线圈电流为，变压器的输入功率为C.副线圈电压的有效值为，电动机的输入功率为D.电动机的效率为【答案】D【解析】原线圈两端的电压为，根据理想变压器电压与线圈匝数关系有，解得副线圈两端的电压为，电动机两端电压与副线圈两端的电压相等，则电动机两端电压为，消耗的电功率为，根据理想变压器电流线圈匝数关系有，解得原线圈电流为，电动机发热消耗的功率为，电动机输出的机械功率为，电动机的输入功率为，根据理想变压器的功率关系可知变压器的变压器的输入功率为，故A、B、C错误；电动机输入的总功率，电动机的效率为，故D正确。故选D。12.图甲是电动公交车无线充电装置，供电线圈设置在充电站内，受电线圈和电池系统置于车内。供电线路与交流电源相连，将受电线圈靠近供电线圈，无需导线连接，蓄电池便可以充电（如图乙所示），下列说法正确的是（）A.供电线圈和受电线圈无导线连接，所以传输能量时没有损失B.用塑料薄膜将供电线圈包裹起来之后，仍能为蓄电池充电C.无线充电的原理是利用供电线圈发射电磁波传输能量D.充电时，供电线圈的磁场对受电线圈中的电子施加磁场力的作用，驱使电子运动【答案】B【解析】供电线圈和受电线圈是利用互感传输能量，不是发射电磁波，由于线圈存在电阻，传输过程有漏磁等，故传输能量时有损失，A、C错误；磁场能穿过塑料，故用塑料薄膜将供电线圈包裹起来之后，仍能为蓄电池充电，B正确；充电时，供电线圈产生的变化磁场穿过受电线圈，引起受电线圈磁通量变化，产生感应电流，D错误。故选B。13.如图所示，电动牙刷充电时将牙刷插入充电座内，充电座中的线圈接入交流电，牙刷内的线圈两端获得的电压，再通过控制电路对牙刷内部的直流充电电池充电，电池的电动势为，内阻为，容量为，小时即可充满。充满电后用户平均每天使用分钟，可以连续使用天。关于此电动牙刷的说法正确的是（）A.使用时电池的平均输出功率为 B.电池向外最多能提供的电能为C.充电座和牙刷内线圈的匝数比为 D.充电时，直流充电电池中的平均电流是【答案】D【解析】根据变压器原理得，充电座和牙刷中线圈的匝数比为，故C错误；由于电池有内阻，电池最多能提供的电能小于电池储存的总电能，故B错误；充电时，直流充电电池中的平均电流是，使用时电池的总平均功率为，因为电池有内阻，使用过程中有部分内能产生，所以使用时电池的平均输出功率小于，故D正确，A错误。故选D。二、多选题14.关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（）A.显微镜下可以观察到煤油中的小粒灰尘的布朗运动，这说明灰尘分子在做无规则运动B.温度越高，分子的平均动能一定越大C.一定质量的水变成水蒸气，分子间距增大，分子势能增大D.气体压强越大，气体分子间的斥力越大【答案】B、C【解析】在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动，故A错误；温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能一定越大，选项B正确；一定质量的水变成水蒸气，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，选项C正确；气体压强越大，并不是气体分子间斥力越大，因为气体分子间的斥力可以忽略，故D错误。故选B、C。15.位于的波源从时刻开始振动，形成的简谐横波沿轴正负方向传播，在时波源停止振动，时的部分波形如图所示，其中质点的平衡位置，质点的平衡位置。下列说法正确的是（）A.沿轴正负方向传播的波会发生干涉 B.时，波源的位移为负C.时，质点的位移为 D.在到内，质点运动总路程是【答案】C【解析】波从波源发出后，向轴正负方向传播，向相反方向传播的波不会相遇，不会发生干涉，故A错误；由图可知，波的波长，由题意可知内波传播四分之一波长，可得，解得，根据同侧法可知，波源的起振方向向上，即时，根据周期性并结合波的图像可知，此时波源处于平衡位置上方且向上运动，即位移为正，故B错误；波的波速，波源停止振动，到质点停止振动的时间，即质点还在继续振动，到时间质点振动了即，此时质点的位移为，故C正确；波传到点b所需的时间，在到内，质点振动的时间为，质点运动总路程，故D错误。故选C。三、实验题16.实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验，如图所示为实验装置示意图。（1）关于该实验以下说法正确的是______。A.安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线保持水平B.补偿阻力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，先接通打点计时器的电源，再轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C.实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量D.准确地补偿阻力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力（2）如图是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度______。【答案】（1）B；（2）【解析】（1）安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行，这样才能保证细绳方向与拉力方向一致，A错误；平衡摩擦力时，撤去砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，B正确；由于由拉力传感器，所以不用保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，C错误；准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数的二倍即为小车受到的合外力，D错误。故选A、B。（2）相邻的两个计数点之间还有个计时点没有画出，所以打点周期为，利用逐差法可知。17.（1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻约为）测量一个电阻的阻值（约为）。要求尽量减小实验误差，应该选择的测量电路是图1中的______（选填“甲”或“乙”）。（2）用图2所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻（约为）。其中为电阻箱，电流表的内电阻约为，电压表的内电阻约为。某同学利用图像分析甲、乙两种方法中由电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据（图甲：，图乙：）描点作图得到的图像；虚线是该电源的路端电压随电流变化的图像（没有电表内电阻影响的理想情况）。在图3中，对应图甲电路分析的图像是：______，为了减小由电表内电阻引起的实验误差，本实验应选择图2中的______（填“甲”或“乙”）。【答案】（1）甲；（2）C；乙【解析】（1）因为，所以采取外接法，故选图甲。（2）对甲图，考虑电表内阻时，根据闭合电路欧姆定律得，变形得，没有电表内电阻影响的理想情况，可得，图像与纵轴截距均为电源电动势，虚线对应的斜率大小为，实线对应的斜率大小为，所以对应图甲电路分析的图像是C。对乙图，考虑电表内阻时（即虚线对应的真实情况），根据闭合电路欧姆定律得，变形得，没有电表内电阻影响的理想情况，可得，虚线对应的斜率大小为，实线对应的斜率大小为，虚线对应的纵轴截距为，实线对应的纵轴截距为。图甲虽然测量的电源电动势准确，但电流表分压较为明显，所以内阻测量的误差很大；图乙虽然电动势和内阻测量均偏小，但是电压表内阻很大，分流不明显，所以电动势和内阻的测量误差较小，所以选择图乙可以减小由电表内电阻引起的实验误差。18.城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。（1）该同学首先利用多用电表欧姆“”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值________。（2）该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为（为照度的单位）时，光敏电阻的阻值为________。（3）如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在________（填“”或“”）之间。已知电源电压为（内阻不计），若要实现照度低于时，灯光开启，需要将滑动变阻器的阻值调为________，安装该电路时，光敏电阻应________（填“远离”或“靠近”）灯。【答案】（1）；（2）；（3）；；远离【解析】（1）多用电表欧姆挡读数的最小分度值为，估读到最小分度值的下一位，故读数为。（2）根据图丙所示，照度为时，光敏电阻的阻值约为。（3）当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应将照明电路连接到端；根据丙图，照度为时，光敏电阻阻值为，若此时回路电流刚好为，根据欧姆定律有，代入数据得，安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯照度不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯安装。19.如图所示，内径均匀的形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，管内有一段水银柱，两侧水银面等高，右管封闭的理想气体气柱长，温度是。现给右管内封闭气体缓慢加热，使封闭气柱长度变为。不考虑温度变化对水银的影响，已知大气压强。（ⅰ）求加热后右管内封闭气体的温度是多少；（ⅱ）保持加热后的温度不变，为使封闭气柱的长度变回，求从左端开口注入的水银柱长度。【答案】（ⅰ）；（ⅱ）【解析】（ⅰ）对封闭气体，加热前：、，加热后左右两管水银面高度差为，封闭气体的压强，，温度为，由理想气体状态方程有，解得，即。（ⅱ）封闭气体发生等温变化、压强为，由玻意耳定律得，设注入的水银柱长度为则，联立解得。20.如图所示，一游戏装置由固定在水平地面上倾角的直轨道、水平直轨道、螺旋圆形轨道、水平直轨道组成，除段外各段轨道均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道、相切于处，、分别为螺旋圆形轨道的圆心和圆心的等高点。凹槽底面水平光滑，上面放有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁处，摆渡车上表面与、。、、点在同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径，长度，摆渡车长度、质量。将一质量的滑块从倾斜轨道上距处静止释放，滑块与轨道和摆渡车间的动摩擦因数分别、.滑块视为质点，不计空气阻力，，重力加速度。求：（1）滑块滑到点时的速度大小；（2）通过计算判断滑块和小车能否达到共同速度；（3）滑块刚进入螺旋轨道时螺旋轨道对滑块的支持力大小；（4）若在点处放一个质量为的另一滑块（可看作质点），滑块和滑块间的碰撞均为弹性碰撞，要想滑块不脱离螺旋轨道，应为多少；【答案】（1）；（2）可以共速；（3）；（4）或【解析】（1）根据动能定理，解得。（2）根据动量守恒，解得，根据能量守恒，解得，且，所以可以共速。（3）根据（2）知到达点速度，根据，解得。（4）对碰撞过程，，解得，第一种情况，解得，第二种情况，，解得，所以或。21.如图所示，两根金属平行导轨和放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为，方向竖直向上；磁场的磁感应强度大小为，方向竖直向下。质量均为、电阻分别为和的金属棒和垂直导轨放置在其上，金属棒置于磁场内靠近右边界处。现将金属棒从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的摩擦力为，固定金属棒，将金属棒从距水平面高度处由静止释放。求：①金属棒刚进入磁场时两端的电压；②若金属棒在磁场内经过停止运动，求整个过程中安培力对金属棒做功；（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒仍从高度处由静止释放，使其进入磁场，设两磁场区域足够大，两棒匀速运动时均未离开各自的磁场区域。①判断、两金属棒匀速运动时的速度大小、关系，并写出依据；②求金属棒在磁场内运动过程