浙江省七彩阳光新高考研究联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

2023学年第二学期浙江七彩阳光新高考研究联盟期中联考高二年级物理学科试题考生须知：1.本卷共8页，满分100分，考试时间90分钟。2.题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3.有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4.试结束后，只需上交答题纸。选择题部分一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，选对得3分，选错得0分）1.物理学中有很多以优秀物理学家名字命名的单位，下列几个单位中所对应的物理量是矢量的是（）A.特斯拉 B.韦伯 C.库仑 D.安培【答案】A【解析】【详解】A．特斯拉是磁感应强度的单位，磁感应强度是矢量，A正确；B．韦伯是磁通量的单位，磁通量是标量，B错误；C．库仑是电量的单位，电量是标量，C错误；D．安培是电流强度的单位，电流强度是标量，D错误。故选A。2.物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（）A.图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的B.图乙中，人们常用电磁炉来吃火锅，是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的C.法拉第利用图丙所示的实验装置发现了电流的磁效应D.图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，具有能量【答案】D【解析】【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，所以两导线相互吸引，相互吸引的作用是通过磁场实现的，A错误；B．乙图中，电磁炉是利用电磁感应原理加热的，B错误；C．奥斯特利用丙图实验装置发现了电流的磁效应现象，C错误；D．丁图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量，D正确。故选D。3.如图所示，等腰三角形中，底边长为l，．分别在A、B两点固定两个点电荷，已知固定在A点的电荷为正电荷，电荷量为Q．将一带正电的试探电荷放置在C点，其受到的电场力垂直于向上，已知静电力常量为k，则固定在B点的点电荷的电性以及C点的电场强度大小分别是（）A.正由， B.负电，C.正电， D.负电，【答案】B【解析】【分析】【详解】对电荷C受力分析如图；可知B点的电荷带负电；C点场强故选B。4.对电势的分析是我们研究电场的常规手段。某一次实验中有研究小组得到了如图所示的电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中不正确的是（）A.c点的电势等于d点的电势B.将带负电的试探电荷从b点移到c点，它的电势能增加C.a、b两点的电场强度大小相等，方向相同D.正电荷在b点的电势能小于在a点的电势能【答案】B【解析】【详解】A．由于cd两点在同一等势面上，因此两点电势相等，A正确，不符题意；B．负电荷从b移动到c点，电场力做正功，电势能减小，B错误，符合题意；C．由于电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，根据电场的叠加原理可知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，C正确，不符题意；D．正电荷在电势高的地方电势能大，在电势低的地方电势能小，根据图中，电势的分布情况可知，a点电势高于b点电势，正电荷在b点的电势能小于在a点的电势能，D正确，不符题意。故选B。5.电容式加速度传感器在移动设备等方面有广泛应用，其工作原理简化为如图所示的示意图。质量块左侧连接轻质弹簧，右侧连接电介质。弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质移动来改变电容器的电容，则下列说法正确的是（）A.若传感器向右匀速运动，则电路中有由b向a的电流B.若传感器向左匀速运动，则电路中有由a向b的电流C.电介质插入极板间越深，电容器的电容越大D.若传感器运动时向右的加速度逐渐增大，则电路中有由b向a的电流【答案】C【解析】详解】AB．电容器上极板与电源正极连接，上极板带正电，根据，若传感器向右或向左匀速运动，质量块处于平衡状态，电介质处于电容器正的位置不变，介电常数不变，电容器的电容不变，极板所带电荷量不变，电路中没有电流，故AB错误；C．结合上述，电介质插入极板间越深，介电常数越大，电容器电容越大，故C正确；D．若传感器运动时向右的加速度逐渐增大，则弹簧处于压缩状态，压缩量逐渐增大，电介质插入极板之间的长度逐渐减小，介电常数减小，电容器的电容减小，电容器上极板所带正电荷逐渐减小，则上极板将得到电子，电子由b向a运动，则电路中有由a向b的电流，故D错误。故选C。6.随着智能的普及，移动电源（俗称充电宝）成了人们外出旅行的必备物品。如下图所示为某品牌移动电源的铭牌，下列选项中正确的是（）移动电源数量∶PPMD10电池类型∶聚合物锂电池能量转换率∶≥75%电池能量∶10000mAh/38.5Wh禁定容量∶5800mʌh（5v=2.4A）TypeC输入∶5V=3A；9V=2A；12V=1.5ATypeC输出∶5V=2.4A；9V=2.22A；12v=1587vpeC线墙出∶5V=24A；9V=2A；12V=1.5A；10V=2.25A（SCP）IP线输出∶5V=2.4A；9V=2.22ALISE搬出SV=24人5V总输出∶5V=2.4A深圳市倍思科技中国制造SN：FSD230501A.铭牌中有10000mAh/38.5Wh的数据，其中mAh是电荷量的单位B.移动电源在本质上其实是一个非常大的电容器C.移动电源只有充满电时，输出电压才能达到5VD.用该移动电源给充电时，可以把能量百分百转换成电能充到内【答案】A【解析】【详解】A．铭牌中有10000mAh/38.5Wh的数据，根据q=It，则其中mAh是电荷量的单位，选项A正确；B．充电宝的主体不是一个电容器，而是可充电电池，一般是用锂离子电池。就功能来说，和电容器一样是储存电量的，不过锂电池储存的电量要比电容器大许多，选项B错误。C．移动电源与电容器不同，即使不是在充满电的情况下，输出电压总能保持5V不变，选项C错误；D．用该移动电源给充电时，也有能量损失，不可能把能量百分百转换成电能充到内，选项D错误。故选A。7.如图所示是一种自动测定水箱高度变化的传感器装置。装置中金属杠杆的一端接浮标（浮标与杠杆绝缘），另一端的触点P接滑动变阻器R。水箱液面表由电流表改装而成。为简化模型，动态过程中设电源电动势E不变，内阻r不可忽略。当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，下列说法正确的是（）A.电路中电流增大 B.电路的路端电压减小C.整个电路的总功率减小 D.电源的效率先增大后减小【答案】C【解析】【详解】当水从底部快速抽走，水箱内液面下降的过程中，P点上升，则电阻R变大，总电阻变大，电路中的电流减小，路端电压变大，根据P=IE可知电路的总功率减小，根据可知电源效率增大。故选C。8.实验室使用的电流表是磁电式仪表，这种电流表的构造如图所示。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。假设长方形线圈的匝数为n，平行于纸面的边长度为，垂直于纸面的边a长度为且垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。当线圈中通入电流I，线圈以角速度ω绕垂直纸面的中心轴转动到水平位置时，下列说法正确的是（）A.该磁场是匀强磁场B.该线圈左侧边a所受的安培力大小为C.穿过该线圈的磁通量为D.该线圈在两侧边安培力作用下将顺时针转动【答案】B【解析】【详解】A．由于蹄形磁铁各部分磁性强弱并不相同，故形成的磁场为非匀强磁场，A错误；B．由于线圈匝数为n，根据安培力公式可知，线圈左侧边a所受的安培力大小为B正确；C．由于线圈处于水平位置，磁通量为0，C错误；D．根据左手定则可知，线圈左侧边a受到的安培力向下，线圈右侧边受到的安培力向上，故线圈逆时针转动，D错误。故选B。9.电磁炮是一种新式兵器，某科技小组设计了一个电磁炮模型，其主要原理如图所示：水平面内有宽为5cm、长为80cm的水平金属轨道，内部有大小为1T、方向竖直向上的匀强磁场，现将质量为5g、电阻为0.01Ω的金属炮弹垂直放置在水平轨道上。某次发射测试中，通100A的恒定电流后，电磁炮由静止做匀加速直线运动并发射成功。忽略一切阻力、不计轨道电阻，则（）A.电磁炮刚发射时的加速度为B.该次测试电磁炮发射的时间为0.4sC.该次发射消耗的电能为8JD.只要给电磁炮接1V的恒定电压就可实现该次发射【答案】C【解析】【详解】A．电磁炮刚发射时的加速度为选项A错误；B．该次测试电磁炮发射的时间为选项B错误；C．该次发射消耗的电能为选项C正确；D．电磁炮的原理与电动机原理相似，虽然电流为100A导体棒电阻0.01Ω，导体棒内阻消耗的电压为1V，但是根据能量转化关系，电磁炮两端电压不是1V，即不是给电磁炮接1V的恒定电压就可实现该次发射，选项D错误。故选C。10.如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL，和是完全相同的两个小灯泡，R为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是（）A.在闭合S瞬间，因为R的阻值大于RL的阻值，所以灯先亮B.在突然断开S瞬间，先熄灭，会闪亮一下再熄灭C.在突然断开S瞬间，灯会闪亮一下，然后与灯一起熄灭D.若将自感线圈L换成如图乙的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显【答案】C【解析】【详解】A．在闭合S瞬间，因为自感，所以灯先亮，故A错误；BC．滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值，则电路稳定后，灯所在支路的电流大于灯支路的电流，则会闪亮一下，但、灯同时熄灭，故B错误，C正确；D．由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺线管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，没有自感现象，故D错误；故选C。11.在科技节的“鸡蛋撞地球”挑战活动中，某同学制作了如图所示的“鸡蛋保护器”装置。若该装置从离地10m处静止释放，2s后装置着地且速度立刻减为零，鸡蛋在装置中继续下降0.1s后静止且完好无损。若装置着地前看成匀加速直线运动，装置质量为M=0.7kg，鸡蛋质量，重力加速度，则（）A.装置在空中下降过程中机械能守恒B.装置在落地时的速度为C.从开始下落到鸡蛋最后静止的整个过程中，装置和鸡蛋的系统始终动量守恒D.鸡蛋在装置中下降0.1s过程中受到平均阻力为5.5N【答案】D【解析】【详解】A．若装置做自由落体运动，其运动时间为装置在空中下降过程中受到空气阻力作用，机械能不守恒，A错误；B．设装置在落地时的速度为v解得B错误；C．从开始下落到鸡蛋最后静止的整个过程中，装置和鸡蛋的系统所受的合外力始终不等于零，动量不守恒，C错误；D．鸡蛋在装置中下降0.1s过程中，根据动量定理得解得D正确。故选D。12.某同学设计了一个声波检测器：如图甲所示，由相互插接的两条圆弧管道组成半径为R的圆形，管道直径远远小于R。当声波从入口进入后分为上下两路传播，并在出口处汇合。某次测试时，先调节上下路径相等如图甲，并保持入口声波强度不变，当顺时针方向旋转右侧出口管道θ（弧度制）后（如图乙），探测到声波强度第一次达到最弱，假设声波波速为v，则（）A.该同学设计的声波检测器是根据波的衍射原理B.若由图甲逆时针旋转右侧出口管道θ角度时，探测到的声波强度最强C.可以求出该声波的波长为2RD.可以求出该声波的频率为【答案】D【解析】【详解】A．该降噪器是利用声波干涉原理设计，A错误；B．若由图甲逆时针旋转右侧出口管道θ角度时，探测到的声波强度依然是最弱，B错误；C．由于顺时针方向旋转右侧出口管道θ，探测到声波强度第一次达到最弱，故两列波的波程差根据波的干涉原理则有联立解得C错误；D．根据波长、频率、波速的关系解得该列波的频率D正确。故选D。13.“水上飞人”是夏季最受欢迎的游乐项目之一。如图甲所示，操控者借助“喷射式悬浮飞行器”向下喷出高压水柱的方式实现在水面上方或悬停或急速升降等动作。假设某玩家的质量为m（含装备），底部两个喷口的总面积为S，当向下喷水速度为v时，该玩家可以悬停在空中（近似认为水流喷出前的速度为0），忽略水管对人的作用力。若玩家带上一位质量也为m的游客一起悬停在空中如图乙，则此时水速应该调整为（）A. B.2v C. D.v2【答案】A【解析】【详解】根据平衡条件得根据动量定理得根据密度公式得解得若玩家带上一位质量也为m的游客一起悬停在空中，总质量为2m，此时水速应该调整为。故选A。二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的，选对得3分，漏选得2分，选错或不选得0分）14.学了高中物理，可以解释很多生活中的现象。下列生活实例中，说法正确的是（）A.避雷针是利用尖端放电，而高压电线或高压设备表面尽量光滑是为了防止尖端放电B.雷雨天气时，空旷的大地上，躲在木屋中比躲在金属制成的汽车中更安全C.耳机中的主动降噪技术是通过发出相同频率，相同相位的声波来抵消噪声的D.医院中使用的“彩超”是利用了多普勒效应【答案】AD【解析】【详解】A．高压电气设备的金属元件，表面有静电，尖锐的地方更容易积累更多的电荷，金属元件表面要很光滑，这样做的目的是避免尖端放电，故A正确；B．躲在金属制成的汽车中会处于静电屏蔽，更安全，故B错误；C．根据波的叠加可知，耳机中的主动降噪技术是通过发出相同频率，相反相位的声波来抵消噪声的，故C错误；D．医院检查身体的“彩超”是通过测出反射波的频率变化来确定血流的速度，显然是运用了多普勒效应原理，故D正确；故选AD。15.如图（a），在水平面内以O点为原点建立x坐标轴，两个上下做简谐振动的点波源和分别位于和处，水平面内以O点为圆心有①至④四个同心圆，半径分别为4m、8m、12m和16m。S₁、S₂两波源的振动图像分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为2.0m/s，下列说法正确的是（）A.两列波的起振方向相同，且波长均为2mB.③④两个同心圆圆周上振动减弱点的个数相同C.x=5m处的质点开始振动后的振动方程为y=0.06sin10πt（m）D.在和x轴连线上，有5个振动加强点【答案】BD【解析】【详解】A．根据图（b）、（c）可知两列波的起振方向相同；两列波的周期相同，波速相同，因此两列波的波长为=2.0×2m=4m故A错误；B．振动减弱点满足波程差（n=0，1，2…）因此=2m，6m，10m…无论在③还是④的圆上，最小波程差=0，最大波程差=10m，所以在这两个圆周上振动减弱点的个数相同，故B正确；C．波的周期为2s，圆频率为rad/sx=5m的质点到两波源的波程差为0，为加强点，振动方程为y=0.06sinπt（m）故C错误；D．在x轴上的0～10m之间，设波源S1与加强点的距离为x，则与波源S2的距离为(10x)加强点满足代入数据解得x=1m，3m，5m，7m，9m即在S1和S2的x轴连线上，有5个振动加强点，故D正确。故选BD。非选择题部分（三）填空题∶共13分，第（I）题每空2分，（II）（III）两题每空1分16.某探究小组研究电容的充放电过程，用保护电阻R1、R2、电流传感器和其他器材设计如图所示的电路，电容器的电容为C，电源电动势为E。（1）研究放电过程时，同学小李先将单刀双掷开关接到2处充电，充电完成后再将开关接到1处，则此后通过电阻的电流方向为_____（填“a流向b”或“b流向a”）（2）若电容器充满电后进行放电实验，到放电结束流过。的全部电荷量为Q，则Q=______（用题中字母表示）。【答案】（1）b流向a（2）CE【解析】【小问1详解】由图可知，电容器下极板为正极板，所以研究放电过程，通过电阻的电流的方向为b流向a【小问2详解】容器充满电后，极板间的电势差等于电源电动势，则电容器充满电后的电荷量为17.某实验小组为了测量某一段特殊金属丝的电阻率，采用如下操作步骤开展实验：（1）先用多用电表×1Ω挡粗测其电阻，显示结果如图甲所示，粗测其电阻阻值为_____Ω；用螺旋测微器测量其直径；再用50分度的游标卡尺测量金属丝的长度，长度测量结果为____cm。（2）为了减小实验误差，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电流表，量程为，内阻B．电流表，量程为，内阻约为1ΩC．电压表，量程为内阻约为1kΩD．定值电阻。E．定值电阻。F．滑动变阻器。，最大阻值为10ΩG．电源（电动势约为15V）H．开关一只，导线若干回答下列问题：①有实验小组选择采用的电路设计如图所示，为提高实验测量的准确度，与电流表串联的电阻R应选择____（选填“R1”或“R2”），左端导线a应接____（选填“b”或“c”）触点；②实验时测得。示数为，示数为，由此可测得该金属丝的电阻。____（用、、或表示）。【答案】（1）①.26②.10.006（2）①.②.③.【解析】【小问1详解】[1]由图甲可知，多用电表×1Ω挡，粗测电阻阻值为26Ω。[2]由图乙可知，用50分度的游标卡尺测量金属丝的长度，长度测量结果为10cm+3×0.02mm=10.006cm【小问2详解】①[1]由实验电路可知，与电流表串联的电阻R，组成电压表，为提高实验测量的准确度，电源电动势约为15V，因此电阻R应选择R2，由欧姆定律可得[2]因待测电阻约为26Ω，则有因此左端导线a应接c。②[3]由实验电路图和欧姆定律可得解得18.小张同学在实验室进行“用单摆测重力加速度”的实验：（1）他将摆球悬挂于铁架台上，如图所示的悬挂方式中，正确的是___。（2）他在实验中的操作哪一项是正确的：。A.摆线在选择时应挑选细些、长些，伸缩性好的进行实验B.摆球尽量选择质量小且体积小的C.为了方便测量，实验时应使摆角较大，15°为宜D.测量数据时，可以从摆球经过平衡位置时从0开始计数，记下摆球第100次经过最低点所用的时间t，则单摆周期（3）①测量周期时，用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图甲所示为______s。②测摆长时，他采用了刻度尺直接测量的方法，如图乙所示，将摆球最低点对应的刻度尺读数代入计算，则测得的重力加速度g值_______。（选填“偏大”、“偏小”“没有影响”）【答案】（1）C（2）D（3）①.111.4②.偏大【解析】【小问1详解】为防止实验过程摆长发生变化，单摆上端应固定；由图示可知，A、B的悬挂方式在实验过程中摆线会松动，悬点没有固定，C的悬挂方式可以避免摆线松动，悬点固定。故选C。【小问2详解】AB．为减小实验误差，摆线尽量选择细些、伸缩性小些且适当长一些的，摆球尽量选择密度大的，即质量大些、体积小些的，故AB错误；C．应使摆角小于5°，才可看作理想单摆，故C错误；D．测量数据时，可以从摆球经过平衡位置时从0开始计数，记下摆球第100次经过最低点所用的时间t，则单摆周期故D正确；故选D。【小问3详解】①[1]根据秒表读数方式可知示数为90s+21.4s=111.4s；②[2]摆长应为摆线长与小球半径之和，根据可知，将摆球最低点对应的刻度尺读数代入计算，测得的重力加速度g值偏大。（四）计算题∶第17题9分，第18题11分，第19题11分，第20题11分19.如图所示，电源电动势为E=6V、内阻为r，电压表和电流表都可看作理想电表。调节变阻箱阻值为27.5Ω，此时电机没有转动、电压表和电流表的示数分别为0.4V和0.2A；再次调节变阻箱阻值为电机正常工作，电压表示数和电流表示数分别变为3V和0.3A。求∶（1）电源的内阻r和电动机的内阻rM；（2）求电动机正常工作时的输出功率；（3）在变阻箱阻值为的情况下，正在运行的电动机因某原因突然卡住不转，但没有烧坏，此时电动机的发热功率又为多少？【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）电机没有转动时为纯电阻（2）当电机转动时（3）正常工作时卡住后所以电动机的功率20.如图所示，有一轨道BCDEF，其中水平轨道BC的动摩擦因数，CDE为竖直面内半径R=0.2m的光滑圆轨道，C与E略微错开，EF为光滑水平轨道。在B点正上方0.8m处有一固定悬点O，一条长为L=0.8m的轻绳水平伸直、A端栓有一质量为的小球，另一端系在悬点上。开始时，静止释放小球，让小球与放在B处的质量为小物块发生弹性正碰，小物块恰好能过圆轨道最高点D，然后在F点离开轨道。小球与小物块均可看成质点，不计空气阻力（g取）。求∶（1）小球在碰撞前瞬间的向心加速度大小；（2）水平轨道BC的长度x；（3）若在F点右侧足够长的光滑水平面上放有一辆质量的小车，小车上表面与EF齐平、动摩擦因数也为，且小车左端与F点无缝隙，滑块滑上小车后最终没离开小车，求小车的长度S至少为多少？【答案】（1）；（2）0.6m；（3）0.5m【解析】【详解】（1）根据动能定理可知，小球到B点的速度为解得则（2）与质量相同且发生完全弹性碰撞滑块的速度为D点的速度为B到D由动能定理解得x=0.6m（3）滑块到F时的速度为，则有解得要不从小车上滑下，则最后速度相等解得根据功能关系有解得s=0.5m21.如图甲所示，两光滑且平行的足够长金属导轨AD和A'D'处在同一水平面内，间距为，其中A'D'上K点处有一小段绝缘导轨（长度可忽略不计）。质量均为长度均为的两金属棒a、b，通过长为d=0.5m的绝缘轻质杆固定连接成“工”形架，将其置于导轨左侧。导轨右侧有一根被锁定的质量为M=1kg的金属棒T。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，其磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，已知，，，，a、b棒和T棒的电阻均为0.5Ω，其余导轨电阻不计。从t=0时刻开始，“工”形架受到水平向