精品解析：浙江省9+1高中联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题

绝密★考试结束前 2023~2024学年第二学期浙江省9+1高中联盟高二年级期中考试 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“”公众号查询个人成绩分析。 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. 下列物理量单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 温度K B. 电荷量C C. 电场强度N/C D. 磁通量Wb 【答案】A 【解析】 【详解】A．国际单位制中，温度的基本单位为开尔文（符号K），A正确； B．电荷量的单位为库仑C，但这不是国际单位制中的基本单位，B错误； C．电场强度的单位是由力和电荷量的单位共同决定的，是导出单位，C错误； D．磁通量的单位韦伯（Wb）也是一个导出单位，D错误。 故选A。 2. “汽车自动防撞系统”是智能轿车的重要组成部分。其信号采集通常采用波长较短的毫米级电磁波，该系统可测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离。关于毫米级电磁波的说法正确的是（　　） A. 不会发生偏振现象 B. 遇前车易发生衍射现象 C. 测前车速度是利用了多普勒效应 D. 真空环境中无法传播 【答案】C 【解析】 【详解】A．毫米级电磁波是横波，会发生偏振现象，故A错误； B．毫米级电磁波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误； C．该系统测前车速度是利用了多普勒效应，故C正确； D．电磁波可以在真空中传播，故D错误。 故选C。 3. 央视研发的4k轨道摄像系统“猎豹”比顶尖的运动员跑得还快，全国产、超高清，让体育竞技更加公平。某次短跑比赛中，摄像机和运动员的位移时间关系（图像）分别如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 判定运动员是否存在犯规动作时可将运动员视为质点 B. 时间内若以摄像机为参考系，运动员做匀速直线运动 C. 时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度 D. 时间内摄像机与运动员的平均速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．判定运动员是否存在犯规动作时，运动员的形状、大小不能忽略，不能将运动员视为质点，故A错误； BC．图像的斜率表示速度，时间内，运动员图像的斜率逐渐增大，摄像机图像的斜率恒定不变，则时间内若以摄像机为参考系，运动员做的运动不是匀速直线运动，由图可知时间内摄像机的速度先大于运动员的速度，后小于运动员的速度，故BC错误； D．时间内，摄像机与运动员的位移相等，运动的时间相等，故时间内摄像机与运动员的平均速度相同，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，一款磁吸式车载手机支架，司机可将手机牢牢地吸在支架上便于行车导航。现有一款质量为m的手机，固定好后手机屏幕与竖直面成角，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车处于静止状态时，支架对手机的支持力大小为 B. 汽车匀速前进时，支架对手机的静摩擦力大小为 C. 汽车启动时，手机受到静摩擦力的方向可能沿汽车前进方向 D. 汽车减速行驶时，手机可能受到3个力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车处于静止状态时，对手机受力分析可知，手机受重力、吸引力、支持力和摩擦力，四个力的合力为零，手机与竖直平面间的夹角为，则有 解得支持力 A错误； B．汽车匀速前进时，对手机受力分析可知，静摩擦力为 B错误； C．汽车启动时，汽车做加速运动，手机受到静摩擦力的方向沿支架平面向上，C错误； D．汽车减速行驶时，设减速运动加速度为，则 代入得 当时，对手机受力分析可知，手机受重力、吸引力、支持力，故汽车减速行驶时，手机可能受到3个力的作用，D正确； 故选D。 5. 如图所示，一汽车保持恒定的速率v由凸形路面的最高点A点驶向凹形路面的最低点B点，则在汽车行驶过程中（　　） A. 汽车的加速度大小不变 B. 汽车的瞬时功率大小保持恒定 C. 汽车在A点时对路面的压力小于其在B点时对路面的压力 D. 汽车在A点时对路面的压力小于路面对汽车的支持力，故汽车处于失重状态 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车运动过程中曲率半径逐渐变化，由 可知，加速度大小会变化，A错误； B．汽车以恒定速率运动过程中，牵引力与阻力相等，在行驶过程中，汽车受到的阻力会发生变化，故牵引力也会变化，牵引力的功率不能保持恒定，B错误； C．汽车在A点有 汽车在B点有 故 即汽车在A点时对路面的压力小于其在B点时对路面的压力，C正确； D．汽车在A点时对路面的压力等于路面对汽车的支持力，D错误。 故选C。 6. 下列说法正确的是 A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 【答案】A 【解析】 【详解】根据温度是分子平均动能的标志确定气体分子热运动的程度和分子平均动能变化，内能是分子平均动能和分子势总和，由气体压强宏观表现确定压强 A．温度是分子平均动能的标志，所以温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故A正确； B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，故B错误； C．由压强公式可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与分子数密度有关，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，故D错误。 故选A。 7. 风力发电机是利用风力带动风车叶片旋转，旋转的叶片带动发电机发电。如图所示，一台风力发电机的叶片半径为R，当风速为v时，该风力发电机的发电功率为P，若风的动能转化为电能的效率不变，则当风速为2v时发电机的功率为（　　） A. 2P B. 4P C. 6P D. 8P 【答案】D 【解析】 【详解】设风车叶片的面积为S，空气的密度为，风吹到风车叶片上的质量为 风柱体的动能为 发出的电功率为 故速度提高到2v时，功率变为8P。 故选D。 8. 在校运会跳远比赛中，运动员的重心可视为抛体运动，轨迹简化为如图所示，一质量为40kg的运动员从A点起跳，B点为最高点，以10m/s的速度落入砂地上C点。已知B点与地面的竖直距离为，g取，则运动员（　　） A. 落地速度与水平面的夹角为 B. 本次跳远的最终成绩约为5m C. 从B到C过程中动量变化量的大小为 D. 从A到B与从B到C过程中重力的冲量等大反向 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 解得上升和下降过程中的时间为 竖直方向上落地速度大小为 则 故落地速度与水平面的夹角为，故A错误； B．水平方向上速度大小为 本次跳远的最终成绩为 故B错误； C．从B到C过程中动量变化量的大小为 故C正确； D．从A到B与从B到C过程中重力的方向都是竖直向下，且所用时间相等，故重力的冲量等大同向，故D错误。 故选C。 9. 如图所示为神舟十七号3名航天员在中国空间站欢度龙年春节时的喜庆场景。已知中国空间站轨道离地高度约为，运行周期约为，地球半径约为。则关于空间站和航天员，下列说法正确的是（　　） A. 空间站每过就经过地面同一位置的上空 B. 核心舱处于完全失重状态，水银气压计不能正常测量舱内气压 C. 若需降低空间站轨道高度以避让太空垃圾，则需对核心舱进行点火加速 D. 宇航员进驻空间站后受地球的万有引力大小约为他们在地面时的倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．空间站每过经过一个周期，运动完整一圈，由于地球本身还有自转，故一个周期，空间站不能经过地面同一位置的上空，A错误； B．水银气压计靠水银重力和气压平衡原理来进行测量，核心舱处于完全失重状态，在空间站不能测量舱内气压，B正确； C．若需降低空间站轨道高度以避让太空垃圾，高轨道变低轨道需减速，则需对核心舱进行点火减速，C错误； D．由万有引力公式知，设地球的半径为，空间站距离地面高度为，在地球表面有 在空间站轨道有 代入得 D错误； 故选B。 10. 微型螺旋桨型无人机电源电动势为，内阻是，总质量为，电源对电动机供电，使螺旋桨高速水平旋转，带动无人机竖直匀速上升。若某次测试时，电源的输出功率等于该电源对纯电阻电路供电时的最大输出功率，电动机输出的机械功率占其总功率的60%，空气阻力不计，重力加速度g取。则无人机匀速竖直上升的速度大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电源对纯电阻供电，当外电阻等于电源内阻时，电源的输出功率最大，最大功率为 由题意可知，当电源对电动机供电时，电动机的输出功率为 飞机匀速上升，有 解得 故选A。 11. 如图所示，一半径为R的均匀带电球壳，所带电荷量为Q，静电力常量为k。球壳上AB两点与球心O的连线成，若在球壳上A、B两点均挖去半径为r的小圆孔（，且不影响其它电荷分布），则球心O处的电场强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】挖去小圆孔后，O点的电场相当于A、B与O点对称的、产生的电场的矢量之和；、的电荷量为 根据矢量的合成可知O点电场为 故选C。 12. 如图所示，交流发电机（内阻不计）产生的交流电直接输送到理想变压器的原线圈，电路中的电流表A和电压表V均为理想交流电表，电阻。电键S断开时，发电机输出电流的瞬时值表达式为，电压表V的示数为20V。则（　　） A. 变压器原副线圈的匝数之比 B. 流过电阻R的电流方向每秒改变50次 C. 若合上电键S，则安培表示数将减小 D. 若将发电机线圈的转速减半，则电流表A的示数也将减半 【答案】D 【解析】 【详解】A．副线圈电流为 A 原线圈电流为 A 根据原、副线圈电流与匝数之比有 故A错误； B．由电流表达式可知交变电流的周期为 s 一个周期交变电流的方向改变两次，则1s内交变电流方向改变100次，故B错误； C．若合上电键S，则副线圈电阻减小，电流增大，则增大，安培表示数将增大，故C错误； D．若将发电机线圈的转速减半，根据 可知电压最大值及有效值减半，则副线圈电压和电流减半，可知电流表A的示数也将减半，故D正确； 故选D。 13. 如图甲所示，一高为的玻璃三棱镜竖直放置于水平面上。乙图为三棱镜的示意图，其上下两底面和均为边长为10cm的正三角形，分别为上下底面的中心点，现打穿间的玻璃形成一细缝，将一长度为的线光源放置于细缝中，忽略线光源与三棱镜间的空隙，线光源各向均匀发光，忽略三棱镜内部的反射光，已知玻璃材料对该线光源发出光线的折射率为，则三棱镜三个侧面的总透光区域面积为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设光线在每个面上发生全反射的临界角为，有 得 以边为例子，如图 由几何关系知 设当光线入射在点时发生全反射，有 所以在，有光线射出的面积为 所以三棱镜三个侧面的总透光区域面积为 故选A。 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6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。全选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 如图甲所示，在直角坐标系xOy的x轴上有一根足够长的轻质细绳，绳中有A、B两波源，分别处于和处。时刻开始，两波源A、B均沿y轴做简谐振动，它们的振动图像分别如图乙和图丙所示，且振动仅维持1.0s时间。A、B两波源的振动均在绳中激起简谐横波，且每个波源均发出两列波：一列沿x轴正方向传播，另一列沿x轴负方向传播。绳中激起的每一列波的波速均为4m/s。则（　　） A. 绳中处于坐标原点的P质元的起振方向沿y轴正方向 B. 绳中坐标处的质元始终处于静止状态 C. 波源A发出的沿x轴正方向传播的波和波源B发出的沿x轴负方向传播的波在绳上相遇时，每一波的波长均为4m D. 绳中处于坐标原点的P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为0.2m 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由甲图可知，波源A发出的波先到达绳坐标原点，所以P质元的起振方向与波源A的起振方向相同，即沿y轴正方向。故A正确； B．绳中坐标处的质元与两波源的距离相等，依题意，两波源发出的波同时到达该位置，且两波源的振动步调恰好相反，所以该质元始终处于静止状态。故B正确； C．由乙图和丙图可知，两列波的周期均为1s，根据 可知 故C正确； D．波源A发出的沿x轴正方向传播的波传播到坐标原点的时间为 即0~1s内质元P未振动，波源B发出的沿x轴负方向传播的波传播到坐标原点的时间为 可知，1~1.5s内质元P的路程为 依题意，两波源振动仅维持1.0s时间，可知两列波在坐标原点相遇的时间为0.5s，由 可知该点为振动加强点，则1.5~2.0s内该段时间内质元P的路程为 2.0~2.5s内波源B发出的沿x轴负方向传播的波单独影响质元P，其路程为 2.5~3.0s内质元P停止振动，路程为零。综上所述，P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为 故D错误。 故选ABC。 15. 如图所示亥姆霍兹线圈由一对相同的圆形线圈，彼此平行且共轴放置。当两线圈间距离等于线圈半径时，两圆形线圈通入同向电流后，在与两线圈等距的中心点O附近形成的磁场可视为匀强磁场。现将一单匝矩形导线框置于中心点O附近且平行于圆形线圈放置。在圆形线圈中通入图示方向的电流，当电流随时间均匀增加时，矩形线框中将产生感应电流。已知矩形线框所在区域的磁感应强度大小正比于电流。下列关于矩形线框中感应电流的说法正确的是（　　） A. 矩形线框中感应电流的方向与圆形线圈中电流的方向相同 B. 矩形线框中感应电流的大小和方向均保持不变 C. 矩形线框所受安培力的合力为零 D. 若矩形线框面积减为原来的一半（保持它的形状及其中心所处的位置、导线的粗细及材料均不变），线框中感应电流大小不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．圆形线圈电流增大，产生的磁场增强，穿过矩形线框磁通量增加，由楞次定律知矩形线框产生顺时针电流(从右向左），故A错误； B．因为圆形线圈电流I0随时间均匀增加，产生的磁场随时间均匀增加，由楞次定律和法拉第电磁感应定律知矩形线框中感应电流的大小和方向均保持不变，故B正确； C．矩形线框左右、上下边受到的安培力大小相等，方向相反，可以相互抵消，所以矩形线框所受安培力的合力为零，故C正确； D．由法拉第电磁感应定律 又由欧姆定律 电阻定律 可知若矩形线框面积减为原来的一半（保持它的形状及其中心所处的位置、导线的粗细及材料均不变），线圈电动势减为原来一半，但电阻不是减为原来一半，所以线框中感应电流大小发生改变，故D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. （1）如图甲所示为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关系”的实验装置。其中位移传感器可得到小车运动的v-t图像，从而进一步可求得小车的加速度。细绳跨过滑轮，一端与小车相连，另一端可悬挂钩码。（本实验使用的钩码每一个质量均为0.01kg） ①该实验必须采用控制变量法，应保持___________不变 ②该实验中，需要___________ A.补偿阻力 B.用毫米刻度尺测量小车的位移 C.用秒表测量小车运动的时间 D.保持细线与轨道平行 ③作出小车加速度a与所使用的钩码个数n间关系图像如图乙所示，则小车的质量约为___________kg。（保留两位有效数字，） （2）“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的总距离再求出。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》实验中合力的测量 B. 《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量 C. 《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 D. 《用油膜法估测油酸分子的大小》实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 【答案】（1） ①. 小车质量 ②. AD ③. 0.49 （2）CD 【解析】 【小问1详解】 ①[1]在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变。 ②[2]AD.用钩码所受的重 力大小作为小车所受合外力，需要平衡摩擦力即补偿阻力。并且需要保持细线与轨道平行。故AD正确； BC.本实验用位移传感器测位移，所以不需要用毫米刻度尺测量小车的位移和用秒表测量小车运动的时间，故BC错误。 故选AD。 ③[3]设一个钩码质量为，小车质量为，对小车由牛顿第二定律有 得 所以图像的斜率为 得 【小问2详解】 为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量/个条纹的间距再求出，属于放大测量取平均值。 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，属于等效替代法，故A错误； B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量，属于测多次去计算平均值，故B错误； C.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确;； D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量取平均值，故D正确。 故选CD。 17. （1）为测定某电阻丝的电阻率，某同学将电源，开关，定值电阻，电流表以及待测电阻丝连成甲图所示的实验电路。图中电源（三节干电池）的电动势为，内阻r未知；电流表量程为0.6A，其内阻为，定值电阻阻值为。实验中，该同学通过改变金属夹P的位置以改变电阻丝接入电路中的有效长度l，并将P在不同位置时所测得的有效长度l及相应的电流表读数I填入实验数据表中（见下表）。表中最后一组数据表明金属夹P与电阻丝断开，可等效为接入电路中电阻丝的有效长度l为无穷大。该同学又用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量情况如图乙所示。 ①请在答题卷相应的方框内画出本次实验的电路原理图___________。（注：待测电阻丝在图中的符号用滑动变阻器符号表示） ②乙图中测得电阻丝的直径___________m。 ③该同学将测得的数据（见实验数据表）加以适当的变形，在丙图所示的坐标中描出了五个实验数据点，由此可得待测电阻丝的电阻率约为___________。（保留一位有效数字） （2）丁图是一种电感式微小位移传感器的简化图。a是待测位移的物体，c是空心线圈（接在频率恒定的交流电源上），软铁芯b插在线圈c中并可随物体a在线圈中左右平移。若交流电流计G的示数变小，则待测物体正在___________（选填“向左”或“向右”）平移。 【答案】（1） ①. ②. ③. （2）向左 【解析】 【小问1详解】 （1）[1]电路图如图所示 [2]根据螺旋测微器原理可得 [3]如图所示 根据实验原理可得 整理可得 则 解得 【小问2详解】 线圈c中通交流电，电路中电流不断变化，则线圈c中的磁场在不断变化，当软铁芯b插在线圈c中导致磁场增强，随着深度增大，自感系数增加，导致增加的磁场会阻碍线圈c中电流的变化，电流示数减小。 18. 如图甲所示，水平地面上静止放置一足够长的圆筒形汽缸（内壁光滑，底部厚度不计），汽缸内用一带手柄的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞平衡时其底部距离水平地面的高度为。已知汽缸的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部横截面积为S，大气压强为。现握住活塞手柄对活塞施加一竖直方向的外力，可使活塞在汽缸内缓慢地上、下移动。设汽缸的导热性能良好，在移动活塞过程中被封气体的温度保持不变，忽略汽缸内被封气体的重力。 （1）若对活塞施加一竖直向下的外力，使活塞缓慢下移至离水平地面高度为处（如图乙所示），求此时外力的大小； （2）若对活塞施加一竖直向上的外力（如图丙所示），活塞缓慢上移的过程中汽缸始终没有离开水平地面，已知，求活塞离开水平地面的最大高度及相应的外力的大小。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）由题知，状态甲中 状态乙中 由玻意耳定律知 则 代入得 （2）状态丙中分析汽缸可得 即 由玻意耳定律知 则 代入得 状态丙中分析活塞（连同手柄）可得 代入得 19. 某实验小组用如图所示的拼接轨道探究滑块的运动规律。倾斜轨道AB与水平面的夹角为，其底端平滑连接一长为的水平轨道BC，水平轨道左侧与半径为的光滑半圆形轨道CD平滑连接。一质量为的滑块（可视为质点）从倾斜轨道AB某处静止释放，经B、C及圆弧轨道最高点D后水平抛出。已知滑块与倾斜、水平轨道的动摩擦因数均为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，。 （1）求滑块滑至C点时对半圆轨道压力的最小值； （2）某同学认为滑块离开圆弧轨道后做平抛运动的时间可能为，试通过计算判断该同学的说法是否正确（要求写出计算过程）； （3）若调整释放点的位置可确保滑块在滑行的过程中始终不离开轨道，在该情况下为使滑块在斜轨道AB上滑行的总路程达到最大，求滑块释放点与B点的距离和滑块在斜轨道AB上滑行的总路程。 【答案】（1）；（2）错误；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块恰能通过时对点的压力最小，故 滑块由运动到的过程，由动能定理知 对C点，由向心力知 代入得 根据牛顿第三定律得滑块对圆弧轨道压力的最小值为 （2）设平抛时间，则 代入得 由图中几何关系可知 代入得 平抛的水平射程 故该同学的说法错误。 （3）由题意可知滑块释放后恰能滑至圆心等高点时其在倾斜轨道上滑行的总路程最远，则有 代入得 即释放点与点的距离为，滑块第二次下滑时距点，则有 代入得 建立递归数列 代入得 ，，， 故 20. 如图甲所示，一水平放置的足够长的光滑金属轨道间距为，两端分别接有阻值为的电阻，金属轨道电阻不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。以水平向右为正方向建立一维坐标系，将一质量、阻值、长的导体棒ab放置在金属轨道上坐标原点O处。时刻，在水平外力F作用下由静止开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置在坐标处，已知导体棒ab的速度随时间变化的图像如图乙所示。（本题计算中取） （1）求内通过导体棒ab的电荷量； （2）求内外力F的冲量大小； （3）求金属棒ab在一个简谐运动周期内产生的焦耳热； （4）若在金属棒ab某次向右经过平衡位置时撤去外力F，求金属棒最终停止时的位置坐标。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）电路总电阻 由闭合电路欧姆定律 法拉第电磁感应定律 又因为 得 （2）由动量定理有 得 （3）由图像得 所以 由欧姆定律 故金属棒中电流的有效值为 故在一个周期内产生的焦耳热 （4）由动量定理有 得 解得 解得金属棒最终停止时的位置坐标 21. 如图甲所示某创新小组设计的电子广告屏由电子枪、偏转磁场和四块荧光屏组成。四块荧光屏连接成正四棱柱的四个竖直侧面（荧光屏间的连接处也能正常工作）。MN、PQ分别为侧面和侧面中的一条竖直线。为便于研究，以O为坐标原点，OC方向为x轴正方向，OA方向为y轴正方向，竖直向上为z轴正方向，建立空间直角坐标系。在AO的延长线上，与O点相距为d的S点是电子枪的出射孔，在SO的上侧区域内有沿x轴负方向，磁感应强度大小为的匀强磁场，该磁场在：平面内的分布情况如图乙所示。电子从P点无初速地飘入电子枪电场，经加速后从S孔垂直于SO方向射出，经SO上侧区域的磁场偏转后，恰好沿z轴负方向从O点进入正四棱柱内，打在荧光屏上某处，电子到达荧光屏上后立即被吸收。已知正四棱柱上下底面正方形的边长为a，棱柱高为，电子质量为m，电量为e、不考虑电子间的相互作用及电子对磁场和电场分布的影响。 （1）求加速电场电压的大小。 （2）若在四棱柱所在空间内只加一沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度，求电子打在荧光屏上的位置坐标。 （3）若在四棱柱所在空间内只加一垂直于平面向外的匀强磁场（图中所示），为确保电子能打在荧光屏上，求磁感应强度的最小值。 （4）若在四棱柱所在空间内同时加沿x轴负方向的匀强电场（大小未知）和（2）中的磁场，电子恰好打在竖直线PQ上，求电子在正四棱柱内运动的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）由题意得，运动半径 由洛伦兹力提供向心力有 解得 由动能定理有 解得 （2）根据洛伦兹力提供向心力有 解得 如图所示由几何关系可知 则坐标为 （3）当较小时，如图由几何关系 得 由 解得 故的最小值为 （4）电子在四棱柱中的运动可以分解为沿轴正方向的匀加速直线运动和在平面内的匀速圆周运动，由几何关系得图中 解得 故电子在正六棱柱中运动的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★考试结束前 2023~2024学年第二学期浙江省9+1高中联盟高二年级期中考试 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“”公众号查询个人成绩分析。 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. 下列物理量单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 温度K B. 电荷量C C. 电场强度N/C D. 磁通量Wb 2. “汽车自动防撞系统”是智能轿车的重要组成部分。其信号采集通常采用波长较短的毫米级电磁波，该系统可测出本车速度、前车速度以及两车之间的距离。关于毫米级电磁波的说法正确的是（　　） A. 不会发生偏振现象 B. 遇前车易发生衍射现象 C. 测前车速度是利用了多普勒效应 D. 真空环境中无法传播 3. 央视研发的4k轨道摄像系统“猎豹”比顶尖的运动员跑得还快，全国产、超高清，让体育竞技更加公平。某次短跑比赛中，摄像机和运动员的位移时间关系（图像）分别如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 判定运动员是否存在犯规动作时可将运动员视为质点 B. 时间内若以摄像机为参考系，运动员做匀速直线运动 C. 时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度 D. 时间内摄像机与运动员的平均速度相同 4. 如图所示，一款磁吸式车载手机支架，司机可将手机牢牢地吸在支架上便于行车导航。现有一款质量为m的手机，固定好后手机屏幕与竖直面成角，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车处于静止状态时，支架对手机的支持力大小为 B. 汽车匀速前进时，支架对手机的静摩擦力大小为 C. 汽车启动时，手机受到静摩擦力的方向可能沿汽车前进方向 D. 汽车减速行驶时，手机可能受到3个力的作用 5. 如图所示，一汽车保持恒定的速率v由凸形路面的最高点A点驶向凹形路面的最低点B点，则在汽车行驶过程中（　　） A. 汽车的加速度大小不变 B. 汽车的瞬时功率大小保持恒定 C. 汽车在A点时对路面的压力小于其在B点时对路面的压力 D. 汽车在A点时对路面的压力小于路面对汽车的支持力，故汽车处于失重状态 6. 下列说法正确的是 A. 温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度 B. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 C. 气体压强仅与气体分子的平均动能有关 D. 气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变 7. 风力发电机是利用风力带动风车叶片旋转，旋转的叶片带动发电机发电。如图所示，一台风力发电机的叶片半径为R，当风速为v时，该风力发电机的发电功率为P，若风的动能转化为电能的效率不变，则当风速为2v时发电机的功率为（　　） A. 2P B. 4P C. 6P D. 8P 8. 在校运会跳远比赛中，运动员的重心可视为抛体运动，轨迹简化为如图所示，一质量为40kg的运动员从A点起跳，B点为最高点，以10m/s的速度落入砂地上C点。已知B点与地面的竖直距离为，g取，则运动员（　　） A. 落地速度与水平面的夹角为 B. 本次跳远的最终成绩约为5m C. 从B到C过程中动量变化量的大小为 D. 从A到B与从B到C过程中重力的冲量等大反向 9. 如图所示为神舟十七号3名航天员在中国空间站欢度龙年春节时的喜庆场景。已知中国空间站轨道离地高度约为，运行周期约为，地球半径约为。则关于空间站和航天员，下列说法正确的是（　　） A. 空间站每过就经过地面同一位置的上空 B. 核心舱处于完全失重状态，水银气压计不能正常测量舱内气压 C. 若需降低空间站轨道高度以避让太空垃圾，则需对核心舱进行点火加速 D. 宇航员进驻空间站后受地球的万有引力大小约为他们在地面时的倍 10. 微型螺旋桨型无人机电源电动势为，内阻是，总质量为，电源对电动机供电，使螺旋桨高速水平旋转，带动无人机竖直匀速上升。若某次测试时，电源的输出功率等于该电源对纯电阻电路供电时的最大输出功率，电动机输出的机械功率占其总功率的60%，空气阻力不计，重力加速度g取。则无人机匀速竖直上升的速度大小是（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示，一半径为R的均匀带电球壳，所带电荷量为Q，静电力常量为k。球壳上AB两点与球心O的连线成，若在球壳上A、B两点均挖去半径为r的小圆孔（，且不影响其它电荷分布），则球心O处的电场强度大小为（　　） A. 0 B. C. D. 12. 如图所示，交流发电机（内阻不计）产生的交流电直接输送到理想变压器的原线圈，电路中的电流表A和电压表V均为理想交流电表，电阻。电键S断开时，发电机输出电流的瞬时值表达式为，电压表V的示数为20V。则（　　） A. 变压器原副线圈的匝数之比 B. 流过电阻R的电流方向每秒改变50次 C. 若合上电键S，则安培表示数将减小 D. 若将发电机线圈的转速减半，则电流表A的示数也将减半 13. 如图甲所示，一高为的玻璃三棱镜竖直放置于水平面上。乙图为三棱镜的示意图，其上下两底面和均为边长为10cm的正三角形，分别为上下底面的中心点，现打穿间的玻璃形成一细缝，将一长度为的线光源放置于细缝中，忽略线光源与三棱镜间的空隙，线光源各向均匀发光，忽略三棱镜内部的反射光，已知玻璃材料对该线光源发出光线的折射率为，则三棱镜三个侧面的总透光区域面积为（　　） A. B. C. D. 二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6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。全选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 如图甲所示，在直角坐标系xOy的x轴上有一根足够长的轻质细绳，绳中有A、B两波源，分别处于和处。时刻开始，两波源A、B均沿y轴做简谐振动，它们的振动图像分别如图乙和图丙所示，且振动仅维持1.0s时间。A、B两波源的振动均在绳中激起简谐横波，且每个波源均发出两列波：一列沿x轴正方向传播，另一列沿x轴负方向传播。绳中激起的每一列波的波速均为4m/s。则（　　） A. 绳中处于坐标原点的P质元的起振方向沿y轴正方向 B. 绳中坐标处的质元始终处于静止状态 C. 波源A发出的沿x轴正方向传播的波和波源B发出的沿x轴负方向传播的波在绳上相遇时，每一波的波长均为4m D. 绳中处于坐标原点的P质元从0s至3.0s的时间内走过的路程为0.2m 15. 如图所示亥姆霍兹线圈由一对相同的圆形线圈，彼此平行且共轴放置。当两线圈间距离等于线圈半径时，两圆形线圈通入同向电流后，在与两线圈等距的中心点O附近形成的磁场可视为匀强磁场。现将一单匝矩形导线框置于中心点O附近且平行于圆形线圈放置。在圆形线圈中通入图示方向的电流，当电流随时间均匀增加时，矩形线框中将产生感应电流。已知矩形线框所在区域的磁感应强度大小正比于电流。下列关于矩形线框中感应电流的说法正确的是（　　） A. 矩形线框中感应电流的方向与圆形线圈中电流的方向相同 B. 矩形线框中感应电流的大小和方向均保持不变 C. 矩形线框所受安培力的合力为零 D. 若矩形线框面积减为原来的一半（保持它的形状及其中心所处的位置、导线的粗细及材料均不变），线框中感应电流大小不变 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 16. （1）如图甲所示为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关系”的实验装置。其中位移传感器可得到小车运动的v-t图像，从而进一步可求得小车的加速度。细绳跨过滑轮，一端与小车相连，另一端可悬挂钩码。（本实验使用的钩码每一个质量均为0.01kg） ①该实验必须采用控制变量法，应保持___________不变 ②该实验中，需要___________ A.补偿阻力 B.用毫米刻度尺测量小车的位移 C.用秒表测量小车运动的时间 D.保持细线与轨道平行 ③作出小车加速度a与所使用的钩码个数n间关系图像如图乙所示，则小车的质量约为___________kg。（保留两位有效数字，） （2）“用双缝干涉测量光的波长”实验中，为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的总距离再求出。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》实验中合力的测量 B. 《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量 C. 《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 D. 《用油膜法估测油酸分子的大小》实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量 17. （1）为测定某电阻丝的电阻率，某同学将电源，开关，定值电阻，电流表以及待测电阻丝连成甲图所示的实验电路。图中电源（三节干电池）的电动势为，内阻r未知；电流表量程为0.6A，其内阻为，定值电阻阻值为。实验中，该同学通过改变金属夹P的位置以改变电阻丝接入电路中的有效长度l，并将P在不同位置时所测得的有效长度l及相应的电流表读数I填入实验数据表中（见下表）。表中最后一组数据表明金属夹P与电阻丝断开，可等效为接入电路中电阻丝的有效长度l为无穷大。该同学又用螺旋测微器测量电阻丝的直径，测量情况如图乙所示。 ①请在答题卷相应的方框内画出本次实验的电路原理图___________。（注：待测电阻丝在图中的符号用滑动变阻器符号表示） ②乙图中测得电阻丝的直径___________m。 ③该同学将测得的数据（见实验数据表）加以适当的变形，在丙图所示的坐标中描出了五个实验数据点，由此可得待测电阻丝的电阻率约为___________。（保留一位有效数字） （2）丁图是一种电感式微小位移传感器的简化图。a是待测位移的物体，c是空心线圈（接在频率恒定的交流电源上），软铁芯b插在线圈c中并可随物体a在线圈中左右平移。若交流电流计G的示数变小，则待测物体正在___________（选填“向左”或“向右”）平移。 18. 如图甲所示，水平地面上静止放置一足够长的圆筒形汽缸（内壁光滑，底部厚度不计），汽缸内用一带手柄的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞平衡时其底部距离水平地面的高度为。已知汽缸的质量为M，活塞（连同手柄）的质量为m，汽缸内部横截面积为S，大气压强为。现握住活塞手柄对活塞施加一竖直方向的外力，可使活塞在汽缸内缓慢地上、下移动。设汽缸的导热性能良好，在移动活塞过程中被封气体的温度保持不变，忽略汽缸内被封气体的重力。 （1）若对活塞施加一竖直向下的外力，使活塞缓慢下移至离水平地面高度为处（如图乙所示），求此时外力的大小； （2）若对活塞施加一竖直向上的外力（如图丙所示），活塞缓慢上移的过程中汽缸始终没有离开水平地面，已知，求活塞离开水平地面的最大高度及相应的外力的大小。 19. 某实验小组用如图所示的拼接轨道探究滑块的运动规律。倾斜轨道AB与水平面的夹角为，其底端平滑连接一长为的水平轨道BC，水平轨道左侧与半径为的光滑半圆形轨道CD平滑连接。一质量为的滑块（可视为质点）从倾斜轨道AB某处静止释放，经B、C及圆弧轨道最高点D后水平抛出。已知滑块与倾斜、水平轨道的动摩擦因数均为0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，。 （1）求滑块滑至C点时对半圆轨道压力的最小值； （2）某同学认为滑块离开圆弧轨道后做平抛运动的时间可能为，试通过计算判断该同学的说法是否正确（要求写出计算过程）； （3）若调整释放点的位置可确保滑块在滑行的过程中始终不离开轨道，在该情况下为使滑块在斜轨道AB上滑行的总路程达到最大，求滑块释放点与B点的距离和滑块在斜轨道AB上滑行的总路程。 20. 如图甲所示，一水平放置的足够长的光滑金属轨道间距为，两端分别接有阻值为的电阻，金属轨道电阻不计。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。以水平向右为正方向建立一维坐标系，将一质量、阻值、长的导体棒ab放置在金属轨道上坐标原点O处。时刻，在水平外力F作用下由静止开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置在坐标处，已知导体棒ab的速度随时间变化的图像如图乙所示。（本题计算中取） （1）求内通过导体棒ab的电荷量； （2）求内外力F的冲量大小； （3）求金属棒ab在一个简谐运动周期内产生的焦耳热； （4）若在金属棒ab某次向右经过平衡位置时撤去外力F，求金属棒最终停止时的位置坐标。 21. 如图甲所示某创新小组设计的电子广告屏由电子枪、偏转磁场和四块荧光屏组成。四块荧光屏连接成正四棱柱的四个竖直侧面（荧光屏间的连接处也能正常工作）。MN、PQ分别为侧面和侧面中的一条竖直线。为便于研究，以O为坐标原点，OC方向为x轴正方向，OA方向为y轴正方向，竖直向上为z轴正方向，建立空间直角坐标系。在AO的延长线上，与O点相距为d的S点是电子枪的出射孔，在SO的上侧区域内有沿x轴负方向，磁感应强度大小为的匀强磁场，该磁场在：平面内的分布情况如图乙所示。电子从P点无初速地飘入电子枪电场，经加速后从S孔垂直于SO方向射出，经SO上侧区域的磁场偏转后，恰好沿z轴负方向从O点进入正四棱柱内，打在荧光屏上某处，电子到达荧光屏上后立即被吸收。已知正四棱柱上下底面正方形的边长为a，棱柱高为，电子质量为m，电量为e、不考虑电子间的相互作用及电子对磁场和电场分布的影响。 （1）求加速电场电压的大小。 （2）若在四棱柱所在空间内只加一沿x轴正方向的匀强磁场，磁感应强度，求电子打在荧光屏上的位置坐标。 （3）若在四棱柱所在空间内只加一垂直于平面向外的匀强磁场（图中所示），为确保电子能打在荧光屏上，求磁感应强度的最小值。 （4）若在四棱柱所在空间内同时加沿x轴负方向的匀强电场（大小未知）和（2）中的磁场，电子恰好打在竖直线PQ上，求电子在正四棱柱内运动的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $