精品解析：浙江省杭州市源清中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题

浙江省杭州市源清中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题 一、单选题（每小题只有一个答案正确，每题3分，共39分） 1. 新SI（单位制）自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响，根据所学知识判断，下列选项正确的是（　　） A. “焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位 B. “电子伏特（eV）”表示的是电势的单位 C. “毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位 D. “磁通量”用国际单位制中的基本单位表示为 【答案】C 【解析】 【详解】A．“焦耳（J）”是国际单位制中的导出单位，选项A错误； B．“电子伏特（eV）”表示的是能量的单位，选项B错误； C．“毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位，选项C正确； D． “磁通量”用国际单位制中的基本单位表示为 选项D错误。 故选C。 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 速度、加速度、位移、路程都是矢量 B. 任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且在物体上 C. 通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D. 摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．路程是标量，故A错误； B．只有质量分布均匀形状规则的物体，其重心才在几何中心上，并不一定在物体上，故B错误。 C．通常所说的压力、支持力和绳的拉力本质都是弹力，故C正确； D．摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向或相对运动趋势方向相反，故D错误。 故选C。 3. 以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的（　　） A. 甲图中杂技演员在竖直面内表演“水流星”时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，水对杯底压力可以为零 B. 乙图中，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，，转台转速缓慢加快时，物体A、B同时滑动 C. 丙图中，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大 D. 丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．杂技演员在表演“水流星”时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，只有水的重力提供向心力，水与杯底压力可以为零，故A正确； B．A、B两个物体的最大静摩擦力分别为 ， A、B两个物体所需的向心力分别为 ， 可知转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动，B错误； C．根据牛顿第二定律有 可得，圆锥摆的角速度为 所以若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而不变，C错误； D．设圆锥臂与竖直方向夹角为，对小球受力分析，竖直方向有 则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等，故D错误； 故选A。 4. 某电场的部分电场线如图所示，电场中有A、B两点，则（ ） A. A点电场强度比B点电场强度小 B. A点电势比B点电势低 C. B点不放入点电荷时电场强度为零 D. 将正点电荷从A点移动到B点，电荷的电势能减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．A点电场线的密集程度较大，A点故电场强度比B点电场强度大，A错误； B．沿电场线方向电势逐渐降低，故A点电势比B点电势高，B错误； C．电场强度大小与试探电荷无关，C错误； D．将正点电荷从A点移动到B点，电场力做正功，电荷的电势能减小，D正确。 故选D。 5. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（　　） A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为 C. 自由电子定向移动平均速率为 D. 自由电子定向移动的平均速率为 【答案】C 【解析】 【详解】将导线均匀拉长，使其半径变为原来的，横截面积变为原来的倍，导线长度要变为原来的4倍，金属丝电阻率不变，由电阻定律R=ρ可知，导线电阻变为原来的16倍；电压U不变，由欧姆定律I=U/R可知，电流变为原来的1/16；故AB错误；电流I变为原来的1/16，横截面积变为原来的1/4，单位体积中自由移动的电子数n不变，每个电子所带的电荷量e不变，由电流的微观表达式I=nevS可知，电子定向移动的速率变为原来的1/4，故C正确，D错误；故选C． 【点睛】本题关键要抓住物理量之间的关系，要在理解的基础上记住电流的微观表达式I=nevS． 6. 2023年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约小时。空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道II为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 轨道I上的线速度大小为 B. 神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道II上P点的加速度 C. 神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I D. 轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 可得 轨道I上半径r大于R，线速度小于，故A错误； B．在同一位置引力大小相同，根据 故加速度相同，B错误； C．卫星由低轨道变轨到更高的轨道时需加速，则神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I，故C正确； D．对接空间站需要先减速做向心运动降低轨道，再加速做离心运动进行对接，D错误。 故选C。 7. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点 P 位于平衡位置，质点Q 位于波峰(未画出)，且质点 P 比质点 Q 先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（ ） A. 该波沿 x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为0.75m/s C. 经1.2s质点 P 运动的路程为 1.2cm D. 质点Q 的振动方程为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图丙可得，0时刻，质点 P 向上振动，再结合乙图可得，该波沿 x轴正方向传播，故A错误； B．由题意可知 该波波长在0.5m至1m之间，可得λ=0.6m，则该波的传播速度为 故B正确； C．经1.2s=1.5T，则质点 P 运动的路程为 6A=1.2m，故C错误； D．因 质点Q 的振动方程为 故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～时间内，直导线中电流方向向上，则在～T时间内，关于线框中感应电流的方向与所受安培力的方向，下列说法中正确的是（　　） A. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 B. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 D. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左 【答案】A 【解析】 【详解】依题意，在～T时间内，直导线中电流向下并增大，根据安培定则得线框中磁场方向垂直于纸面向外并增强，根据楞次定律得感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，线框左边部分导线受力向右，线框右边部分导线受力向左，但是线框靠近导线部分磁场较强，所以合力向右。故A正确；BCD错误。 故选A。 9. 城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的导线，需要在施工前用检测线圈检测地下是否铺设导线。如图所示，若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中有电流通过。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　） A. 若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流时，线圈中会产生感应电流 B. 若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，感应电流的方向先顺时针后逆时针 C. 若线圈在导线正上方由西向东水平运动，检测线圈受到的安培力为零 D. 若线圈由北向南水平运动，检测线圈所受安培力方向一直向正北 【答案】C 【解析】 【详解】A．若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流时，穿过线圈的磁通量总为零，则线圈中不会产生感应电流，选项A错误； B．若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，穿过线圈的磁通量先向下增加后向上减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向先逆时针后顺时针，选项B错误； C．若线圈在导线正上方由西向东水平运动，穿过线圈的磁通量总为零，线圈中无感应电流产生，则检测线圈受到的安培力为零，选项C正确； D．若线圈由北向南水平运动，当线圈运动到导线正上方时感应电流为零，则检测线圈所受安培力为零，选项D错误。 故选C。 10. 如图甲所示，LC电路中，已充电的平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. 0~a B. a~b C. b~c D. c~d 【答案】B 【解析】 【详解】由所示图像可知，t=0时刻电路电流为0，电容器刚刚充电完毕，此时上极板带正电。由图可知，段电路电流逐渐增加，磁场能增加，电容器放电；ab段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带负电，粒子受到的电场力方向向下，根据牛顿第二定律 可知灰尘的加速度在增大；bc段电路电流变大，磁场能增大，电容器放电；cd段电路电流减小，磁场能减少，电容器充电，上极板带正电，粒子受到的电场力方向向上，根据牛顿第二定律 可知灰尘的加速度在减小。综上所述，这段时间对应图像中a~b段。 故选B。 11. 如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形，，BC边的长度为2R，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD、BC垂直相交于O点。现有一束某一频率平行光平行于AD方向射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点。已知玻璃工件折射率为，不考虑反射光。下列有关说法正确的是（　　） A. B. 从A点射到P点的光能发生全反射 C. 从AB面上射到圆弧界面上的最长时间 D. 圆弧界面上有光射出部分长为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由几何知识可知从A点射入玻璃的光的入射角为，故有 解得 故可知 故A错误； B．光线在该玻璃工件内发生全反射的临界角为 即临界角,为等腰三角形，故光射到P点时的入射角 可知从A点射到P点的光不能发生全反射，故B错误； C．根据几何知识可知从AB面上射到圆弧界面上光的路径中沿A点射入到达P点时的路程最大，光在玻璃中的速度为，可知最长时间为 同时有 ， 解得 故C正确； D．设从E点入射的光线刚好在圆弧界面上M点发生全反射，由几何知识可得 ， 故，故可知 可知圆弧都有光线射出，故圆弧界面上有光射出部分长为 故D错误。 故选C。 12. 某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 车总质量 3.2t 牵引力最大功率 800kw 最大速度 180km/h A. 启动后，越野车做匀加速运动 B. 加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量 C. 越野车加速过程中所受到的阻力大小为1.6×104N D. 当越野车速度为90km/h时，其加速度大小为10m/s2 【答案】C 【解析】 【详解】A．车以最大功率从静止启动，根据 可知牵引力随速度的增大先要减少，动车先做加速度减小的加速运动，故A错误； B．加速过程中，根据动能定理有 可知牵引力做的功大于越野车动能的增加量，故B错误； C．动车行驶的最大速度时，有 故C正确； D．当越野车速度为90km/h=25m/s时，有 根据牛顿第二定律有 解得 故D错误。 故选C。 13. 如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m，令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，图（a）静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2，下列说法错误的是（　　） A. B球的电荷量QB=1.0×10-5C B. 直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线 C. 若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大 D. 若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙中的曲线Ⅰ知，在x=6m处B球的总势能最小，动能最大，该位置M点受力平衡，则有 解得 选项A正确； B．因随着两球距离的不断增加，电势能逐渐趋近于零，则渐近线Ⅱ表示小球B的重力势能随位置的变化关系，选项B正确； C．由于B球在位置M点受力平衡，B球从离A球2m处静止释放到M的过程中，根据牛顿第二定律可知 库仑力减小，向上运动过程中加速度大小减小； 从M继续向上运动过程中，根据牛顿第二定律可知 库仑力减小，向上运动过程中加速度大小增大。 所以B球向上运动过程中加速度也先减小后增大，选项C正确； D．渐近线Ⅱ表示小球B的重力势能随位置的变化关系，有 由图像可知直线斜率k=0.5，则有 解得 B球在M点的电势能 在M点B球总势能为6J，B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，根据能量守恒定律，当B的动能为零，总势能为10J，由图可知，总势能为10J时，有 此时的电势能为 所以电势能的变化为 可知到最高点时电势能减小2J，选项D错误。 本题选错误的，故选D。 二、多选题（每小题有两个及以上选项正确，全对得3分，不全得2分，有错不得分，共6分） 14. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B. 如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C. 如图丙所示，在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉 D. 如图丁所示，立体电影就利用了光的偏振现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的干涉产生的，故A错误； B．如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的，故B正确； C．如图丙所示，在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光波长较长，容易发生明显的衍射，故C错误； D．如图丁所示，立体电影就利用了光的偏振现象，故D正确。 故选BD。 15. 如图所示，在该区域存在一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形磁场区域（图中未画出），一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点以水平向左的初速度射入磁场中，M点在磁场中，一段时间后从N点穿过竖直线MN，在N点时运动方向与MN成角，MN长度为3L，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 从M到N过程中粒子所受洛伦兹力的冲量大小为 B. 粒子从M到N所用的时间为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为L D. 圆形匀强磁场区域的最小面积为 【答案】CD 【解析】 【详解】C．如图所示 由几何关系可以得到 可得粒子圆周运动的半径为 C正确； A．从M到N，洛伦兹力冲量 又由 得 A错误； B．粒子从M到D时间 粒子从D到N时间 所以粒子从M到D时间 B错误； D．圆形磁场直径最小值为MD长度 所以圆形磁场最小面积为 D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共18分） 16. 某同学利用图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下小球抛出点在记录纸上的垂直投影点O。实验时，先调节轨道末端水平，使A球多次从斜轨上位置P静止释放，根据白纸上小球多次落点的痕迹找到其平均落地点的位置E．然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，根据小球在白纸上多次落点的痕迹（图乙为B球多次落点的痕迹）分别找到碰后两球落点的平均位置D和F．用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF．用天平测得A球的质量为，B球的质量为。 （1）关于实验器材，下列说法正确是_____； A. 实验轨道必须光滑 B. 该实验不需要秒表计时 C. A球的质量可以小于B球的质量 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_____ A. 实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 B. A球每次必须从同一位置由静止释放 C. B球的落点并不重合，说明该同学的实验操作出现了错误 （3）实验直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，该同学认为可以“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”，这样做的依据是_____。 （4）若满足关系式_____，则可以认为两球碰撞前后动量守恒（用所测物理量表示）。 【答案】（1）B （2）B （3）见解析 （4） 【解析】 【小问1详解】 A．实验只需要使小球从相同位置释放，获得相同速度，轨道不需要光滑，故A错误； B．小球飞出后做平抛运动，高度相同，飞行时间相同，初速度与水平位移成正比，不需要测量飞行时间，故B正确； C．为了测量小球A碰后速度，需要小球A碰后速度依然向右，则A球质量要大于B求质量，故C错误。 故选B。 小问2详解】 A．实验中需要根据小球落点，求出小球平抛运动的水平位移，故白纸位置不能移动，故A错误； B．小球每次碰撞前速度要相同，所以释放位置相同，故B正确； C．由于阻力等各种因素影响，不能保证每次落点完全相同，在误差允许范围内，可以取落点的平均值，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度，这样做的依据是因为小球从水平轨道末端飞出后做平抛运动，下落相同高度，所用时间相同，所以小球水平位移与从水平轨道末端飞出时的速度成正比。 【小问4详解】 因为A球碰后速度不可能比初速度还大，所以A球碰后的落点一定是D，而B球碰后的落点一定是F，根据前面分析可知，碰撞前瞬间A球的速度、碰撞后瞬间A、B球的速度可分别表示为 ，， 根据动量守恒定律有 所以验证动量守恒需要满足的表达式为 17. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互___________ 放置；（选填“垂直”或“平行”） （2）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个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有___________ ； A.《探究两个互成角度力的合成规律》的实验中合力的测量 B.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 C.《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量 （3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，如图所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长___________ ； （4）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将___________ （填“变大”“不变”或“变小”）；将单缝远离双缝，干涉条纹宽度___________ （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. 平行 ②. B ③. ④. 变大 ⑤. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]只有保证单缝和双缝互相平行，才能在屏上出现明暗相间的条纹。 （2）[2]先测量n个条纹的间距再求出，采用的是放大测量取平均值。 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．《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B正确； C．《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量，属于多次测量取平均值，故C错误。 故选B。 （3）[3] 第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则相邻亮条纹间距为 结合 可得 （4）[4] 若改用频率较小的单色光照射，根据可知单色光的波长将变长；由可得干涉条纹间距将变大。 [5]由可知，将单缝远离双缝，式中、、均不变，则干涉条纹宽度不变。 四、解答题（写出必要的解题过程，只有答案不给分。共37分） 18. 如图所示，质量为的甲球静止在光滑的水平地面上，另一直径相同质量的乙球，以的速度与甲球发生正面碰撞，碰撞后乙球以的速率被反向弹回，求： （1）碰撞后甲球的速度大小； （2）碰撞过程系统损失的机械能。 【答案】（1）；（2）30J 【解析】 【分析】 【详解】(1)对两球组成的系统，在碰撞过程中由动量守恒定律可得 其中 解得 即碰撞后甲球的速度大小为。 (2)根据能量守恒定律可得 解得 19. 如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力的作用下，物块从坐标原点由静止开始沿轴运动，与物块的位置坐标的关系如图乙所示。物块在处从平台飞出，同时撤去，物块恰好由点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点飞出。已知物块质量为，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为，为竖直直径，，重力加速度取：，，不计空气阻力。求： （1）物块飞出平台时的速度大小； （2）物块运动到点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）由与物块的位置坐标的关系图像面积分析可知当物块运动到处时所做的功 设物块运动到处时的速度为，由动能定理 解得 （2）分析可知物块从平台飞出后做平抛运动，且从点沿切线方向进入竖直圆轨道，设物块运动到点时的速度为，可得物块在点的速度 对点处的小球进行受力分析可知物块在点的向心力由支持力和重力沿半径方向的分力的合力提供，则有 解得此时轨道对铁球的支持力大小 （3）设物块恰好由轨道最高点飞出时的速度为，由圆周运动知识 可得 设物块在圆轨道时，克服摩擦力做的功为，由动能定理 解得 20. 如图所示，两导轨MN、PQ平行放置，间距为，左端用阻值为的定值电阻连接，磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度为，导体棒ab垂直于导轨放置，在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动，导体棒的质量，电阻，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.4，当导体棒运动时速度达到最大，求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒的速度从零到最大的过程中，电阻R上产生的热量Q； （3）若当导体棒的速度达到最大时撤去恒力，此后回路中产生的热量，则撤去恒力后导体棒的运动时间为多少。 【答案】（1）16m/s；（2）24J；（3）2.5s 【解析】 【详解】（1）当导体棒的速度达到最大时，加速度等于零，由受力分析可得 又有 ，， 代入数据可得 （2）导体棒的速度从零达到最大的过程中，由动能定理可得 代入数据可得 由功能关系可知，回路产生的焦耳热 则电阻R上产生的热量 （3）撤去恒力后，导体棒减速运动至停止，由能量守恒可得 代入数据可得 在此过程中，流过电阻R的电量 ，， 综上可得 对导体棒，由动量定理可得 有 代入数据可得 t=2.5s 21. 如图所示为平面直角坐标系xOy平面的俯视图，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E1；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为E2。一个带负电的粒子，从y轴上的P点（0，﹣d）沿x轴负方向射出，速度大小为v0，粒子的比荷，粒子运动依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C运动到D所用时间t2与从A运动到C所用时间t1的关系为t2＝t1，不计粒子重力。求： （1）A点的坐标； （2）电场强度E1、E2的大小； （3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。 【答案】（1）（0，d）；（2），；（3） 【解析】 【分析】 【详解】分析粒子运动。作出粒子的运动轨速如图所示。 （1）粒子在P点沿x轴负方向进入匀强磁场，做匀速圆周运动，设半轻为r，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 r＝d 可见粒子做圆周运动的圆心在O点，A点在圆周的最高点，坐标 yA＝r＝d 所以A点的坐标为（0，d）。 （2）由题可知粒子在C点的动能为在A点动能的2倍，有 解得粒子在C点的速度大小 可知vC与x轴正方向的夹角＝45°，粒子沿y轴负方向的分速度 vCy＝v0 在第一象限，粒子做类平抛运动，加速度 在y轴负方向根据运动学公式有 联立解得 vC与x轴的夹角＝45°，根据运动特点可知 OC＝2d 运动时间 由题意有 根据题意和以上分析知，粒子在第四象限受的电场力方向和vC的方向垂直，加速度 C、D在同一条平行于y轴的直线上，在x轴方向位移为0，有 联立解得 （3）粒子在D点的速度大小 从A点到D根据动能定理可得电场力做的功 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 浙江省杭州市源清中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题 一、单选题（每小题只有一个答案正确，每题3分，共39分） 1. 新SI（单位制）自2019年5月20日（国际计量日）正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响，根据所学知识判断，下列选项正确的是（　　） A. “焦耳（J）”是国际单位制中的基本单位 B. “电子伏特（eV）”表示的是电势的单位 C. “毫安时（mA·h）”表示的是电量的单位 D. “磁通量”用国际单位制中的基本单位表示为 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 速度、加速度、位移、路程都是矢量 B. 任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且在物体上 C. 通常所说的压力、支持力和绳的拉力都是弹力 D. 摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 3. 以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的（　　） A. 甲图中杂技演员在竖直面内表演“水流星”时，盛水杯子通过最高点而水不流出，水对杯底压力可以为零 B. 乙图中，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，，转台转速缓慢加快时，物体A、B同时滑动 C. 丙图中，一圆锥摆在水平面内做匀速圆周运动，若改变绳长，而保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度随着的增大而增大 D. 丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等 4. 某电场的部分电场线如图所示，电场中有A、B两点，则（ ） A. A点电场强度比B点电场强度小 B. A点电势比B点电势低 C. B点不放入点电荷时电场强度为零 D. 将正点电荷从A点移动到B点，电荷的电势能减小 5. 一根粗细均匀的导线，两端加上电压U时，通过导线中的电流强度为I，导线中自由电子定向移动的平均速度为v，若导线均匀拉长，使其半径变为原来的，再给它两端加上电压U，则（　　） A. 通过导线的电流为 B. 通过导线的电流为 C. 自由电子定向移动平均速率为 D. 自由电子定向移动的平均速率为 6. 2023年10月26日消息，据中国载人航天工程办公室消息，神舟十七号载人飞船入轨后，于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，整个对接过程历时约小时。空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道I，椭圆轨道II为神舟十七号载人飞船与空间站对接前的运行轨道，已知地球半径为R，两轨道相切于P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 轨道I上的线速度大小为 B. 神舟十七号载人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道II上P点的加速度 C. 神舟十七号载人飞船在P点经点火加速才能从轨道II进入轨道I D. 轨道I上的神舟十七号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可 7. 图甲为中国京剧中的水袖舞表演，若水袖的波浪可视为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，P、Q为该波上平衡位置相距1.05m的两个质点，此时质点 P 位于平衡位置，质点Q 位于波峰(未画出)，且质点 P 比质点 Q 先振动。图丙为图乙中P点的振动图像。已知该波波长在0.5m至1m之间，袖子足够长，则下列说法正确的是（ ） A. 该波沿 x轴负方向传播 B. 该波的传播速度为0.75m/s C. 经1.2s质点 P 运动的路程为 1.2cm D. 质点Q 的振动方程为 8. 如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0～时间内，直导线中电流方向向上，则在～T时间内，关于线框中感应电流的方向与所受安培力的方向，下列说法中正确的是（　　） A. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右 B. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右 C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左 D. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左 9. 城市施工时，为了避免挖到铺设在地下的导线，需要在施工前用检测线圈检测地下是否铺设导线。如图所示，若地下有一条沿着东西方向的水平直导线，导线中有电流通过。现用一闭合的检测线圈来检测，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　） A. 若线圈静止在导线正上方，当导线中通过不断变化的电流时，线圈中会产生感应电流 B. 若线圈由北向南沿水平地面通过导线上方，感应电流的方向先顺时针后逆时针 C. 若线圈在导线正上方由西向东水平运动，检测线圈受到的安培力为零 D. 若线圈由北向南水平运动，检测线圈所受安培力方向一直向正北 10. 如图甲所示，LC电路中，已充电平行板电容器两极板水平放置，图像（图乙）表示电流随时间变化的图像。已知在t=0时刻，极板间有一带负电的灰尘恰好静止。在某段时间里，回路的磁场能在减小，同时灰尘的加速度在增大，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. 0~a B. a~b C. b~c D. c~d 11. 如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形，，BC边的长度为2R，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD、BC垂直相交于O点。现有一束某一频率平行光平行于AD方向射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点。已知玻璃工件折射率为，不考虑反射光。下列有关说法正确的是（　　） A. B. 从A点射到P点的光能发生全反射 C. 从AB面上射到圆弧界面上的最长时间 D. 圆弧界面上有光射出部分长为 12. 某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多，该车以最大功率从静止启动沿直线行驶，其受到的阻力大小视为不变，根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 车总质量 3.2t 牵引力最大功率 800kw 最大速度 180km/h A. 启动后，越野车做匀加速运动 B. 加速过程中，牵引力做的功等于越野车动能的增加量 C. 越野车加速过程中所受到的阻力大小为1.6×104N D. 当越野车速度为90km/h时，其加速度大小为10m/s2 13. 如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上，其中A球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点，沿杆向上建立直线坐标系，B球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x的变化规律如图（b）中曲线I所示，直线Ⅱ为曲线I的渐近线。图中M点离A点距离为6m，令A位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g取10m/s2，图（a）静电力恒量k=9.0×109N·m2/C2，下列说法错误的是（　　） A. B球的电荷量QB=1.0×10-5C B. 直线Ⅱ实质上是小球B的重力势能变化曲线 C. 若B球从离A球2m处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大 D. 若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J 二、多选题（每小题有两个及以上选项正确，全对得3分，不全得2分，有错不得分，共6分） 14. 物理知识在生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲所示，阳光下观察竖直放置的肥皂膜，看到彩色条纹是光的衍射产生的 B. 如图乙所示，光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的 C. 如图丙所示，在多雾或多雨的城市中，采用红灯图作为各种交通警示，原因是红光容易产生干涉 D. 如图丁所示，立体电影就利用了光的偏振现象 15. 如图所示，在该区域存在一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形磁场区域（图中未画出），一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点以水平向左的初速度射入磁场中，M点在磁场中，一段时间后从N点穿过竖直线MN，在N点时运动方向与MN成角，MN长度为3L，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 从M到N过程中粒子所受洛伦兹力的冲量大小为 B. 粒子从M到N所用的时间为 C. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为L D. 圆形匀强磁场区域的最小面积为 三、实验题（每空2分，共18分） 16. 某同学利用图甲所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验。在水平地面上依次铺上白纸、复写纸，记下小球抛出点在记录纸上的垂直投影点O。实验时，先调节轨道末端水平，使A球多次从斜轨上位置P静止释放，根据白纸上小球多次落点的痕迹找到其平均落地点的位置E．然后，把半径相同的B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，根据小球在白纸上多次落点的痕迹（图乙为B球多次落点的痕迹）分别找到碰后两球落点的平均位置D和F．用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF．用天平测得A球的质量为，B球的质量为。 （1）关于实验器材，下列说法正确的是_____； A. 实验轨道必须光滑 B. 该实验不需要秒表计时 C. A球的质量可以小于B球的质量 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_____ A. 实验过程中白纸和复写纸可以随时调整位置 B. A球每次必须从同一位置由静止释放 C. B球的落点并不重合，说明该同学的实验操作出现了错误 （3）实验直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，该同学认为可以“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”，这样做的依据是_____。 （4）若满足关系式_____，则可以认为两球碰撞前后动量守恒（用所测物理量表示）。 17. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互___________ 放置；（选填“垂直”或“平行”） （2）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个条纹的间距再求出。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》的实验中合力的测量 B.《用单摆测重力加速度》实验中单摆周期的测量 C.《探究弹簧弹力与形变量的关系》实验中弹簧形变量的测量 （3）若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，如图所示，测得第1条暗条纹中心到第5条亮条纹中心之间的距离为x，则单色光的波长___________ ； （4）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将___________ （填“变大”“不变”或“变小”）；将单缝远离双缝，干涉条纹宽度___________ （填“变大”“变小”或“不变”）。 四、解答题（写出必要的解题过程，只有答案不给分。共37分） 18. 如图所示，质量为的甲球静止在光滑的水平地面上，另一直径相同质量的乙球，以的速度与甲球发生正面碰撞，碰撞后乙球以的速率被反向弹回，求： （1）碰撞后甲球的速度大小； （2）碰撞过程系统损失机械能。 19. 如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力的作用下，物块从坐标原点由静止开始沿轴运动，与物块的位置坐标的关系如图乙所示。物块在处从平台飞出，同时撤去，物块恰好由点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点飞出。已知物块质量为，物块与水平台面间的动摩擦因数为0.7，轨道圆心为，半径为，为竖直直径，，重力加速度取：，，不计空气阻力。求： （1）物块飞出平台时速度大小； （2）物块运动到点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小； （3）物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。 20. 如图所示，两导轨MN、PQ平行放置，间距为，左端用阻值为的定值电阻连接，磁场垂直于导轨平面向下，磁感应强度为，导体棒ab垂直于导轨放置，在水平向右的恒力的作用下由静止开始运动，导体棒的质量，电阻，导体棒与导轨间的动摩擦因数为0.4，当导体棒运动时速度达到最大，求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒的速度从零到最大的过程中，电阻R上产生的热量Q； （3）若当导体棒的速度达到最大时撤去恒力，此后回路中产生的热量，则撤去恒力后导体棒的运动时间为多少。 21. 如图所示为平面直角坐标系xOy平面的俯视图，在第一象限存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E1；在第二、第三象限存在方向垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限存在由特殊静电装置产生的匀强电场，电场方向平行坐标平面且与y轴正方向的夹角为45°，电场强度大小为E2。一个带负电的粒子，从y轴上的P点（0，﹣d）沿x轴负方向射出，速度大小为v0，粒子的比荷，粒子运动依次经过y轴上的A点（图中未画出）、x轴上的C点、过C点且平行于y轴的直线上的D点（图中未画出）。已知粒子经过C点时的动能是经过A点时动能的2倍，粒子从C运动到D所用时间t2与从A运动到C所用时间t1的关系为t2＝t1，不计粒子重力。求： （1）A点的坐标； （2）电场强度E1、E2的大小； （3）从A点到D点电场力对粒子做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$