浙江省金兰教育合作组织2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

2023～2024学年第二学期浙江金兰教育合作组织高二年级期中考试物理考生须知：1.本卷满分100分，考试时间90分钟：2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场、座位号及准考证号并核对条形码信息；3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效，考试结束后，只需上交答题卷；4.参加联批学校的学生可关注“启望教育”公众号查询个人成绩分析。选择题部分一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39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.关于教材中出现的以下四张图片，下列说法错误的是（）A.图1所示是利用多普勒测速仪来测量水在海底的流速B.图2所示竖直的肥㿝膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的衍射产生的C.图3所示“洗”，用手摩擦盆耳会溅起层层水花是共振现象D.图4所示水流导光由于光的全反射引起的【答案】B【解析】【详解】A．图1所示是利用多普勒测速仪来测量水在海底的流速。故A正确，与题意不符；B．图2所示竖直的肥㿝膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的薄膜干涉产生的。故B错误，与题意相符；C．图3所示“洗”，用手摩擦盆耳会溅起层层水花是共振现象。故C正确，与题意不符；D．图4所示水流导光由于光的全反射引起的。故D正确，与题意不符。本题选错误的故选B。2.用扁担挑水时，有时桶里的水会荡得厉害，甚至从桶中溅出来。如图，农夫肩上的扁担与木桶（含水）的固有频率是2Hz，下列说法正确的是（）A.农夫走路的步频越慢，桶里的水晃动得越剧烈B.农夫走路的步频越快，桶里的水晃动得越剧烈C.农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频无关D.当发现桶里的水晃得很厉害时，适当的把步频加快可减小水的晃动【答案】D【解析】【详解】AB．当农夫走路的步频与桶里的水晃动的固有频率相等时会出现共振，此时水晃动得越剧烈，则农夫走路的步频过快或过慢都不一定使桶里的水晃动得越剧烈，选项AB错误；C．农夫走路时扁担与木桶（含水）上下振动的频率与农夫的步频相等，选项C错误；D．当发现桶里的水晃得很厉害时，说明水晃动的固有频率与农夫走路的步频相等从而出现了共振，所以适当的把步频加快或放慢都可减小水的晃动，选项D正确。故选D。3.在我国北方部分地区经常出现低温雨雪冰冻天气，高压输电线因结冰而造成严重损毁，如图所示。为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热耗功率为；若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上热耗功率为，则除冰时（）A.输电电流为 B.输电电流为9IC.输电电压为3U D.输电电压为【答案】D【解析】【分析】【详解】根据△P=I2r，导线上的热损失功率变为原来的9倍，电流应增加为原来的3倍，即为3I；由P=UI知，则输送电压变为。故选D。4.如图所示是某款防窥屏的原理图，在透明介质中有相互平行排列的吸光屏障，屏障垂直于屏幕，可实现对像素单元可视角度θ的控制（可视角度θ定义为某像素单元发出的光在图示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。发光像素单元紧贴防窥屏的下表面，可视为点光源，位于相邻两屏障的正中间。不考虑光的衍射。下列说法正确的是（）A.屏障的高度d越大，可视角度θ越小B.透明介质的折射率越小，可视角度θ越大C.防窥屏实现防窥效果主要是因为光发生了全反射D.防窥屏实现防窥效果主要是因为防窥屏使光的波长发生了变化【答案】A【解析】【详解】A．如果屏障越高，则入射角变小，使折射角变小，角变小，故A正确；B．由图可知，可视角度是光线进入空气中时折射角的2倍，透明介质的折射率越大，折射角越大，角越大，故B错误；CD．防窥屏实现防窥效果主要是因为某些角度范围内的光被屏障吸收，能射出到空气中的光其入射角都小于临界角，没有发生全反射，且与光的波长无关，故CD错误。故选A。5.如图所示，一通电直导线用两绝缘细线悬挂于、两点，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿轴正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为，则匀强磁场的方向可能是（）A.沿轴正方向 B.沿轴正方向 C.沿轴正方向 D.沿悬线向上【答案】B【解析】【详解】A．匀强磁场沿轴正方向，则与电流方向平行，导线将不受安培力作用，在自身重力和悬线拉力作用下不可能保持静止。故A错误；B．根据左手定则，若磁场沿y轴正方向，通电导线受安培力沿z轴正方向，若重力与安培力平衡，绳子无拉力，可保持静止。故B正确；C．根据左手定则，若磁场z轴正方向，通电导线受安培力沿y轴负方向，向y轴负方向偏转。故C错误；D．根据左手定则，若磁场沿悬线向上方向，通电导线受安培力从左向右看方向垂直细绳和导线向左下，不可能静止在如图位置。故D错误。故选B。6.安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向（从左向右看）均匀增大的电流，则下列说法正确的是（描述电流方向时均从左向右观察）（）A.无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为逆时针方向B.无金属片通过时，接收线圈中感应电流逐渐增大C.有金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针方向D.有金属片通过时，接收线圈中没有感应电流【答案】A【解析】【详解】A．当左侧线圈中通有均匀增大的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，故A正确；B．通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B错误；CD．有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，接收线圈中的感应电流方向不变，仍然为逆时针方向，但金属片中的感应电流会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故CD错误。故选A。7.如图所示为某品牌汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（）A.对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小C.只要产生振动，电磁减震系统就能起到减震效果D.振动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变【答案】C【解析】【详解】AC．对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果。故A错误；C正确；B．根据法拉第电磁感应定律线圈匝数越多，产生的感应电动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安培力的大小。故B错误；D．振动过程中，线圈中磁通量的变化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可知，感应电流方向也会随之改变。故D错误。故选C。8.现在的城市街道上到处都能看到各种共享自行车和电动助力车，极大地方便了市民的短途出行。如图甲是一款电动助力车，其调速把手主要是应用了“霍尔效应”来控制行驶速度的。调速把手内部截面如图乙所示，内部含有永久磁铁和霍尔器件等部件。如图丙，把手里面的霍尔器件是一个棱长分别为a，b、l的长方体金属器件，助力车正常行驶时，在霍尔器件的上下面通有一个恒定电流I，骑手将调速把手旋转，永久磁铁也跟着转动，施加在霍尔器件上的磁场就会发生变化，霍尔器件就能在C、D间输出变化的电压U，电机电路感知这个电压的变化就能相应地改变电机转速，这个电压U与电机转速n的关系如图丁所示。以下叙述正确的是（）A.霍尔器件C端的电势高于D端的电势B.若组装助力车时不小心将永久磁铁装反了（两极互换）将会影响该电动助力车的正常骑行C.维持恒定电流I不变，仅减小图丙中器件的尺寸a，可使电动助力车更容易获得最大速度D.若骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时电压会随时间均匀增大，则电动助力车的加速度将会增大【答案】C【解析】【详解】A．由左手定则，电子所受洛伦兹力向外，所以霍尔器件C端的电势低于D端的电势，故A错误；B．若磁铁装反了（两极互换）霍尔电压会反向，但由丁图可知不影响电动助力车的正常骑行，故B错误；C．根据题意，有，可知所以仅减小图丙中器件的尺寸a时，U增大，由丁图可知可使电动助力车更容易获得最大速度，故C正确；D．当骑手按图乙箭头所示方向均匀转动把手时若电压会随时间均匀增大，则由丁图可知，电动助力车的速度随时间增加更慢，加速度将减小，故D错误。故选C。9.随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与、与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（）A.甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B.真空中甲波的传播速度比乙波慢C.测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 D.真空中甲波比乙波不容易绕过障碍物【答案】A【解析】【详解】A．由图可知甲、乙两列波的波长都比可见光波长长，由可得，甲、乙两列波的频率都比可见光的频率小。故A正确；B．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为。故B错误；C．测量体温时使用的测温枪探测的是红外线，而通信用的是无线电波。故C错误；D．波长越长的波越容易发生衍射，甲波的波长比乙波长，所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物。故D错误。故选A。10.如图所示为一理想变压器，原线圈匝数为，四个副线圈的匝数为，四个副线圈中负载电阻的阻值相同，二极管为理想二极管．现从原线圈P、Q两端输入正弦交变电流，那么下列说法正确的是A.只有流过和上电流仍是交变电流B.加在两端的电压是的两倍C.若只增大输入正弦交变电流的频率，的电功率减小，的电功率增大D.消耗的功率是的两倍【答案】D【解析】【详解】A．由于二极管具有单向导电性，则流过Rb的电流是直流电；流过Ra、Rc、Rd的电流均为交变电流．故A项错误．B．设Ra两端交变电流电压的最大值是，则Ra两端电压的有效值；对Rb，据电流的热效应可得则Rb两端电压的有效值；故B项错误．C．若只增大输入正弦交变电流的频率，电容器的容抗变小，流过Rc的电流增大，Rc的电功率增大；电感的感抗增大，流过Rd的电流减小，Rd的电功率减小．故C项错误．D．Ra消耗的功率，Rb消耗的功率，，则Ra消耗的功率是Rb消耗的功率的两倍．故D项正确．故选D。11.无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。如图所示，在地面下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，不考虑线圈的自感，下列说法正确的是（）A.当送电线圈接入图（a）所示的交流电时，因为电流大小不变，所以不能为电动汽车充电B.当送电线圈接入图（b）所示的锯齿交流电，交流电电流增大时，受电线圈与送电线圈间的安培力为引力C.当送电线圈接入图（c）所示的正弦交流电时，当、d间的电阻变大时，感应电流有效值变小D.当送电线圈接入图（d）所示的余弦交流电时，受电线圈中电流的方向总与送电线圈电流方向相同【答案】C【解析】【详解】A．当送电线圈接入图（a）所示的交流电时，即使电流大小不变，但每经过半个周期电流方向发生突变，也能使受电线圈中磁通量发生变化产生感应电流，从而也能为电动汽车充电，故A错误；B．当送电线圈接入图（b）所示的锯齿交流电时，交流电电流增大时，受电线圈感应电流磁场的方向会阻碍其磁通量增大，此时受电线圈有远离送电线圈的趋势，受电线圈与送电线圈间的安培力为斥力。故B错误；C．当送电线圈接入图（c）所示的正弦交流电时，受电线圈中产生的感应电动势成余弦规律变化，其有效值恒定，所以当、d间的电阻变大时，感应电流有效值变小。故C正确；D．当送电线圈接入图（d）所示的余弦交流电时，受电线圈中电流的方向总是阻碍通过其磁通量变化，当送电线圈中电流增大时，受电线圈中电流方向一定与送电线圈中电流方向相反。故D错误。故选C。12.某同学利用木筷研究简谐运动，粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中，把木筷向下压进水中一小段后松手（如图所示），木筷就在水中上下振动，不计水的阻力，取竖直向上为正方向，关于松手后木筷位移、速度、加速度、动量随时间的变化图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．因为取竖直向上为正方向，松手后木筷位移从零开始增大，故A错误；BD．由题意松手后木筷先向上加速再向上减速，之后向下加速向下减速，由知某时刻动量的方向即为速度的方向，故B正确，D错误；C．同理加速度开始向上，故C错误。故选B。13.如图所示，质量为m，内壁光滑，半径为R的半圆形容器静止在足够长的光滑水平地面上，左侧紧靠竖壁但不粘连，质量也为m的小球从半圆形容器内壁A点静止开始下滑，下列说法中正确的是（）A.从A点下滑到半圆形轨道最底点B点过程中，运动时间为B.小球过最底点B后，能上升的最大高度点为D点，B、D两点高度差为C.从A点运动到D点过程中，半圆形容器对小球的弹力对小球始终不做功D.半圆形容器在一段时间内将不断重复做往复运动【答案】B【解析】【详解】A．从A点下滑到半圆形轨道最底点B点过程中，运动时间不能用单摆公式计算，A选项错误；B．小球过最底点B后，当两者速度相同时，上升到最大高度，根据水平动量守恒解得即共同速度为小球在最底点速度的一半，从A到B有从B到D有解得小球能上升的最大高度为，B选项正确；C．从A点运动到B点过程中，半圆形容器对小球的弹力不做功，但从B点运动到D点过程中，半圆形容器对小球的弹力对小球要做功，C选项错误；D．力和运动分析半圆形容器第一次从A点到曲面最低点一段时间内不会出现向左运动，D选项错误。故选B。二、选择题Ⅱ（本题共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。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）14.下列说法中正确的是（）A.图甲中，人类在1974年向银河系中发出对外星人的问候，是用电磁波发射的，在发射前要进行调制而不是调谐B.图乙中真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C.图丙中避雷针利用静电屏蔽保护建筑物免遭雷击D.图丁中“互感式”钳式电流表不能用来测量恒定电流的大小【答案】AD【解析】【详解】A．在发射电磁波的时候，将信号加载到电磁波中的过程叫做调制，在接收电磁波的时候，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，人类在1974年向银河系中发出对外星人的问候，是用电磁波发射的，在发射前要进行调制而不是调谐。故A正确；B．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属。故B错误；C．避雷针利用尖端放电保护建筑物免遭雷击。故C错误；D．“互感式”钳式电流表的工作原理是互感，不能用来测量恒定电流的大小。故D正确。故选AD。15.如图a所示，为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图b为质点以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法正确的是（）A.该波正在向轴负方向传播，波速为B.经过后，质点经过的路程为，且速度最大，加速度最小C.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为的障碍物，能发生明显的衍射现象D.若波源向轴负方向运动，在处放一接收器，接收器接收到的波的频率一定大于【答案】BC【解析】【详解】A．在图b中，t=0时刻时刻质点正向上振动，在甲图中，根据波形平移法可知波正在向x轴正方向传播。该波的波长和周期分别为所以波速故A错误；B．因所以经过后，质点Q经历的路程为质点Q到达平衡位置，速度最大，加速度最小。故B正确；C．该波的波长为4m，若该波在传播过程中遇到一个尺寸为0.5m的障碍物，能发生明显衍射现象。故C正确；D．该波的频率为若波源向x轴负方向运动，波源与接收器间的距离增大，产生多普勒效应，在处的接收器接收到的波源频率减小，小于。故D错误。故选BC。16.如图所示，在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，金属框架ABCD固定在水平面内，AB与CD平行且足够长，BC与CD夹角θ（θ<90°），光滑导体棒EF（垂直于CD）在外力作用下以垂直于自身的速度v向右匀速运动，在滑动过程中导体棒始终保持与导轨良好接触，光滑导体棒EF经过C点瞬间作为计时起点．若金属框架与导体棒是由粗细相同的均匀的同种材料组成的导体，下列关于电路中电流大小I与时间t、消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x变化规律的图象中正确的是A. B.C. D.【答案】BD【解析】【详解】AB.设导轨间距为L，导体及导轨单位长度的电阻为．当导体棒移动距离时，感应电流一定；当导体棒移动距离时，感应电流，当x增大时，I减小，两者是非线性关系．故A错误B正确．CD.当导体棒移动距离时，，电路中消耗的功率与x成正比；当时，电路中消耗的功率，当x增大时，P减小，两者是非线性关系．故C错误D正确．非选择题部分17.在“用单摆周期公式测量重力加速度”的实验中，某同学利用智能和两个相同的圆柱体小磁粒进行了如下实验：（1）用铁夹将摆线上端固定在铁架台上，将两个小磁粒的圆柱底面吸在一起，细线夹在两个小磁粒中间，做成图（a）所示的单摆；（2）用刻度尺测量悬线的长度，用游标卡尺测得小磁粒的底面直径d；（3）将智能磁传感器置于小磁粒平衡位置正下方，打开智能软件，测量磁感应强度的变化；（4）将小磁粒由平衡位置拉开一个小角度，由静止释放，运行软件记录磁感应强度的变化曲线如图（b）所示。试回答下列问题：①由图（b）可知，单摆的周期为______；②重力加速度g的表达式为______（用测得物理量的符号表示）；③改变悬线长度，重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组周期T和悬线长度的值，以______为纵坐标（选填“”、“”或“”），以的值为横坐标，描点作图。若所得的图像如图（c）所示，图像的斜率为k，则重力加速度的测量值为______。【答案】①.②.③.④.【解析】【详解】（4）[1]①根据单摆的运动规律一个周期内应该有两个电磁感应的最大值。由图9（b）可得出，单摆的周期为。②[2]根据且因为，解得③[3][4]根据可得所以为纵坐标，此时斜率得18.某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1中的零件组装成图2中的变压器。将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压U2随时间t变化的图像如图3所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是（）（选填选项前的字母）A.减少了原线圈的匝数 B.增加了副线圈的匝数C.降低了交流电源的频率 D.拔掉了变压器铁芯Q【答案】D【解析】【详解】AB．由变压器电压与线圈匝数关系得如果减少了原线圈的匝数或增加了副线圈的匝数，则应该增大，与图像不符合，故AB错误；C．降低了交流电源的频率，不会影响的大小，故C错误；D．拔掉了变压器铁芯Q，会导致漏磁，则由于，，都不变，所以减小，故D正确。故选D。19.（1）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，一同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线未对齐，如图乙所示，若要使两者对齐，该同学应如何调节__________。A.仅左右转动透镜 B.仅旋转单缝 C.仅旋转双缝 D.仅旋转测量头（2）实验中，用测量头得到某次条纹读数为，则此测量数据是选用了测量头__________（选填“丙”或“丁”）测量得到的。（3）为了使测得单色光的条纹间距增大，在其他条件不变情况下，以下做法合适的是__________。A.增大单缝与双缝间距 B.增大双缝与毛玻璃屏间距C.增大两双缝间距离 D.增强光源亮度【答案】（1）D（2）丁（3）B【解析】【小问1详解】若要使两者对齐，该同学应调节测量头故选D。【小问2详解】螺旋测微器读数可以精确到0.01mm，用测量头得到某次条纹读数为x=1.310mm，则此读数，应该是使用的螺旋测微器。故选丁。【小问3详解】依据双缝干涉条纹间距可知，要使增大，可以增大l，减小d，也可以增大，与单缝和双缝间距及光的强度无关。故选B。20.某校师生对碰撞的特性进行了相关的探索和研究。如图所示，光滑水平面上，质量为5m的小物体A以1.2v的速度向右运动，在其运动正前方有一个质量为m的物体B处于静止状态。随后，A和B发生弹性碰撞，求：（1）碰后物体A的动量大小；（2）碰撞过程中，物体B对A物体的冲量I；（3）若B的左侧连有一个处于原长状态的轻弹簧，如图所示。物体A仍然相同速度1.2v向右运动，则弹簧弹性势能的最大值。【答案】（1）；（2）2mv，方向水平向左；（3）【解析】【详解】（1）A和B发生弹性碰撞，有解得碰后物体A的动量大小解得（2）对A分析，有解得即大小为2mv，方向水平向左（3）弹簧压至弹性势能最大位置处时，有解得21.如图，一潜水员在距海岸A点45m的B点竖直下潜，B点和灯塔之间停着一条长4m的皮划艇。皮划艇右端距B点4m，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为和（，），水的折射率为，皮划艇高度可忽略。(1)潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度；(2)求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)设潜水员下潜深度为h，水的折射率为，海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，得临界角正弦为解得：(2)设入射角为的光线的折射角为，入射角为的折射角为，则，根据几何关系可知，解得：，故潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。22.如图所示，两根足够长直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，金属杆的电阻为r，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属