精品解析：浙江省杭州学军中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

2023学年第二学期高二物理学科测试卷（五） 命题人：徐乐生 审题人：代婷婷 （考试时间： 90分钟 试卷满分： 100 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. 下列四组物理量均为矢量的是（　　） A. 动量、冲量 B. 质量、 电量 C. 温度、速度 D. 电流、 电容 【答案】A 【解析】 【详解】A．动量和冲量既有大小，也有方向，二者都是矢量，故A正确； B．质量和电量都只有大小，没有方向，都是标量，故B错误； C．速度是矢量，温度是标量，故C错误； D．电流和电容都是标量，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，汽车向前行驶时，会受到来自空气的阻力，阻力大小，其中是空气的密度，v是汽车的行驶速度，S是迎风面积，叫做风阻系数，越小，汽车越节能。关于风阻系数，下列说法正确的是（　　） A. 的单位是 B. 的单位是 C. 的单位是 D. 没有单位 【答案】D 【解析】 【详解】根据阻力公式可知 所以没有单位，故选D。 3. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】对“嫦娥五号”探测器受力分析有 FN = mg月 则对一条腿有 根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面的压力为。 故选D。 4. 如图所示，球体O的直径AB、CD、MN两两垂直，两个带等量正电的点电荷分别位于A、B点，则（　　） A. C点的电场强度和M点的相同 B. C点的电势比M点的高 C. 从O点沿半径OC方向移到C点，电势升高 D. 一带正电荷的试探电荷在M、N两点所受电场力等大反向 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量同种点电荷的电场线分布特征可知，C点的电场强度和M点的电场强度大小相等，方向彼此垂直，即C点的电场强度和M点的不相同，故A错误； B．根据根据等量同种点电荷的等势线分布特征可知，C点与M点处于同一等势线上，即C点的电势等于M点的电势，故B错误； C．沿电场线电势降低，根据等量同种正点电荷的电场线分布特征可知，从O点沿半径OC方向移到C点，电势降低，故C错误； D．根据等量同种正点电荷的电场线分布特征可知，M点的电场强度和N点的电场强度大小相等，方向相反，则一带正电荷的试探电荷在M、N两点所受电场力等大反向，故D正确。 故选D。 5. 下列四个实验说法正确的是（ ） A. 图A是显微镜下观察布朗运动，间隔相等时间颗粒运动位置连线图，连线表示颗粒的运动轨迹 B. 图B是油膜法测量分子直径，若痱子粉撒的太厚，测量的分子直径偏大 C. 图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面必须平行 D. 图D双缝干涉实验测量某种单色光波长，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离改变为原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．图中连线是位置间距离，不是颗粒运动轨迹，故A错误； B．根据可得，若痱子粉晒的太厚，测量的单分子油膜面积偏小，所以测量直径偏大，故B正确； C．图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面可以不平行，故C错误； D．根据可得条纹间距变为原来两倍，双缝间距应为原来的，故D错误。 故选B。 6. 2023年11月16日，长征二号丙运载火箭在酒泉成功发射了新一代海洋水色观察卫星海洋三号01星，海洋三号01星具有高度的科研价值和应用价值，代表着我国海洋水色系统卫星正式升级到第二代观测体系。若已知卫星运动轨道可看成圆轨道，运动周期为T，卫星离地面的飞行高度为h，地球半径为R，地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 海洋三号01星的发射速度大于 B. 由题中已知的数据可得出地球的密度为 C. 该卫星在预定轨道无动力独立飞行时绕地球一周所需时间为 D. 该卫星在预定轨道无动力独立飞行时的速度大小可能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．是地球的第二宇宙速度，是物体摆脱地球的束缚进入环绕太阳运行轨道的最小发射速度，由于海洋三号01星依然绕地球运行，没有脱离地球的束缚，则海洋三号01星的发射速度小于，故A错误； B．地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G，则有万有引力等于重力 解得 则有地球的密度 故B错误； C．该卫星在预定轨道无动力独立飞行时，由万有引力提供向心力，则有 在地球北极位置，万有引力等于重力，则有 解得 故C正确； D．卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有 解得 海洋三号卫星的轨道大于地球的半径，故其运行速度小于近地卫星的环绕速度，即小于地球的第一宇宙速度，所以其在预定轨道无动力飞行时的速度不可能达到，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，一个质量为0.2kg的垒球，以20m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为40m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002s，球棒对垒球的平均作用力为F。下面说法正确的是（ ） A. 球棒对垒球的平均作用力大小 B. 球棒对垒球的平均作用力大小 C. 垒球动量变化量是20kg·m/s，方向与飞回的方向相同 D. 球棒对垒球的平均作用力冲量大小为0.004N·s 【答案】A 【解析】 【详解】AB．规定初速度方向为正方向，由动量定理可知 可得球棒对垒球的平均作用力大小为，故A正确，B错误； C．垒球动量变化量是 所以垒球动量变化量大小是12kg·m/s，方向与飞回的方向相同，故C错误； D．球棒对垒球的平均作用力的冲量大小为，故D错误。 故选A。 8. 如图所示是火花塞点火的原理图。变压器原线圈与蓄电池、开关组成闭合回路，开关由闭合变为断开的瞬间，副线圈感应出上万伏高压，火花塞产生电火花，则（　　） A. 这个变压器为降压变压器 B. 开关一直闭合时火花塞两端也有高压 C. 开关断开，变压器铁芯中的磁通量减小 D. 若开关接到副线圈回路，闭合开关瞬间火花塞也能产生电火花 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，这个变压器将蓄电池的低电压转化为上万伏高压，是升压变压器，故A错误； B．开关一直闭合时通过变压器原线圈的电流不变，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电动势，故B错误； C．开关断开，变压器原线圈的电流减小，则变压器铁芯中的磁通量减小，故C正确； D．若开关接到副线圈回路，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电动势，故D错误。 故选C。 9. 体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面而反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（　　） A. 治疗仪产生的冲击波是电磁波 B. 电容器放电电流不能达到104A数量级 C. 若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间 D. 冲击波治疗放电时间刚好为1μs，若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波，可知，治疗仪产生的冲击波是机械波，故A错误； B．根据电容的定义式有 根据电流的定义式有 解得 由于电容器C的电容一般在之间，根据题中的数据解得电流的最大值为 可知，电容器放电电流能达到104A数量级，故B错误； C．电容器充电过程，电路中电阻R承担一部分电压，若减小电路中电阻R的阻值，电阻R承担的电压减小，则电容器充电电压增大，可知，若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间，故C正确； D．根据电容的定义式有，若仅增大电容器C的电容，则达到充电电压10kV时的极板所带电荷量增大，则放电时间变长，由于冲击波治疗放电时间刚好为1μs，可知放电时间不符合冲击波的要求，故D错误。 故选C。 10. 以下关于传感器的说法错误的是（ ） A. 图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号 B. 图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度 C. 图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势 D. 图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号，故A正确； B．熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，调温旋钮应该向上旋，使得双金属片弯曲较小时，触点就分离，这样保证了温度不会过高，故B错误； C．图c为加速度计示意图，当向右减速时，加速度向左，则滑片向右移动，此时P点电势高于Q点电势，故C正确； D．在梁的自由端施加向下的力F，，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小，故D正确； 本题选择错误选项，故选B。 11. 如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDEA（由细软导线制成）挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针 B. 在C从A点沿圆弧移动到图中位置的过程中，通过导线上C点的电量为 C. 当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大 D. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设转过角度为 根据几何知识知线框的面积 磁通量为 磁通量先增大后减小，根据楞次定律知电流的方向先逆时针，后顺时针，故A正确； B．根据 知 故B正确； C．根据 知 沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最小为零，故C错误； D．根据C项知电动势有效值为 故电热 故D正确。 本题选错误的，故选C。 12. 如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是（　　） A. 水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s B. 在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J C. 水泵输出的功率340W D. 水泵在1h内消耗的电能 【答案】B 【解析】 【详解】A．水从喷嘴水平喷出，做平抛运动，由平抛运动的规律知 ， 解得 v=2m/s 选项A正确； B．在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功 W= 选项B错误； C．水泵对外做功，转化为水的机械能，水泵的输出功率为 其中，得 P=340W 选项C正确； D．根据，则水泵的电功率是，1h内消耗的电能为 选项D正确。 本题选错误的，故选B。 13. 如图所示，玻璃砖的横截面为等腰梯形，梯形上底边长为，下底边长为，底角为。一束折射率为的足够强的单色光垂直射向玻璃砖的整个下底面，对于分别从上底面、两侧面、下底面射出的单色光，其在下底面入射时的面积之比为（ ） A. 1∶1∶1 B. 1∶1∶3 C. 1∶2∶2 D. 1∶2∶3 【答案】A 【解析】 【详解】根据全反射临界角公式可知 则临界角为 根据几何关系可知从侧面射入的光的入射角为60°，则从侧面射入的光会发生全反射，如图 根据几何关系可知 根据对称性可知从侧面射出的光线对应的下底面入射时的边长为a；在光线到达上底面时，与上底面垂直，可直接射出，对应的下底面入射时的边长为a；由光路图可知，从BC间入射的光经三次全反射后会从下底面射出，由几何关系及对称性可知，从下底面射出的单色光对应的下底面入射时的边长为a；可知其在下底面入射时的面积之比为1∶1∶1。 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。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（　　） A. 图甲中经过调制后的电磁波的波长不变 B. 图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究 C. 图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点 D. 图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织 【答案】AB 【解析】 【详解】A．图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确； B．图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确； C．红外线夜视仪利用红外遥感技术，C错误； D．机通过X射线拍摄人体组织，D错误。 故选AB。 15. “战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图1所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图2所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为8cm。已知绳子长度为12m，下列说法正确的是（　　） A. a、b两质点振动的相位差为 B. 时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下 C. 健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间 D. 健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过0.4s振动恰好传到P点 【答案】AB 【解析】 【详解】A．a、b两质点二者平衡位置间距离如果为一个波长，则其相位差为2，依题意其平衡位置相距波长，则振动的相位差为 故A正确； B．由题意可知振动频率为2Hz，则周期为0.5s，则从图示位置开始计时，则质点a的位移与时间的关系为 可知当时，质点a的位移仍为cm，且由图2可知此时质点a从波峰向平衡位置运动，故B正确； C．波速由介质而定，则增大抖动频率，不会改变振动从绳子端点传播到P点的时间，故C错误； D．从图中可以得到，波长为8m，周期为0.5秒，则波速为 经0.4s，传播的距离为 即健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过0.4s振动不能传到P点，故D错误。 故选AB。 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 实验题（14分） 16. （1）在“探究弹簧弹力与形变量的关系实验”与“探究两个互成角度的力的合成规律实验”中：两个实验都需要的器材是______ A. 弹簧秤 B. 弹簧 C. 橡皮筋 D. 刻度尺 （2）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中∶ ①在实验操作前，有同学给小敏提出关于实验操作的建议：重复实验再次进行探究时，结点O的位置与前一次______。（选填： “必须不同”、“必须相同”、“可以不同”） ②关于该实验，下列操作有利于减小实验误差的是（ ） A.两根细绳必须等长 B. 拉力和的夹角很小 C.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 D.标记同一细绳方向的两点要适当远一些 【答案】（1）D （2） ①. 必须不同 ②. CD 【解析】 【小问1详解】 在“探究弹簧弹力与形变量的关系实验”中需要测量弹簧的形变量，即需要用到刻度尺，“探究两个互成角度的力的合成规律实验”中需要利用刻度尺确定力的方向、作出平行四边形，可知，两个实验都需要的器材是刻度尺。 故选D。 【小问2详解】 [1]同一次实验中，为了确保两个分力共同作用的效果与一个力单独作用的效果相同，结点O的位置必须相同，在重复实验再次进行探究时，为了确保实验结论的普遍性，结点O的位置与前一次必须不同。 [2] A．为了减小实验误差，便于确定力的反向，实验中的两根细绳需要适当长一些，但是并不需要两根细绳必须等长，故A错误； B．为了便于作出平行四边形，实验中，在弹性限度之内，拉力和的夹角应适当大一些，故B错误； C．为了减小测量力大小时的测量值，拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行，故C正确； D．为了便于确定力的方向，标记同一细绳方向的两点要适当远一些，故D正确。 故选CD。 17. 物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示： (1)下列说法正确的是____； A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B.变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D.测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 (2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。 A.与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B.若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C.若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 【答案】 ①. CDF ②. AC 【解析】 【详解】(1)[1]A．为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得次级电压较小，故A错误； B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误； C．实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确； D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故D正确； E．变压器开始正常工作后，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故E错误； F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故F正确。 故选CDF。 (2)[2]A．变压器线圈通电压会产生磁场，而变压器上端的横条相当于磁铁，下端对横条有吸引力作用，因此与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确； B．仅增加原线圈匝数，次级电压将减小，小灯泡亮度将变暗，故B错误； C．若仅增加副线圈绕制的圈数，副线圈电压升，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能使学生电源的过载指示灯会亮起，故C正确。 故选AC。 18. 为测量一捆不明材质电线的电阻率，选用器材如下（所有器材均已校准）： A．电源（电动势约为，内阻不计）； B．待测电线（长度约，横截面积未知）； C．电流表（量程，内阻约为）； D．电流表（量程，内阻）； E．滑动变阻器（，额定电流）； F．开关、导线若干。 （1）实验小组成员先用螺旋测微器测量该材质电线的直径，其中一次测量如图（a）所示，其读数_________。 （2）该实验小组设计的测量电路如图（b）所示，则P是_________， (填对应器材符号)，通过正确操作，测得数据，作出的图像如图（c）所示 （3）由图（b）电路测得的该材质电线的电阻，其测量值比真实值_________ (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 （4）根据以上数据可以估算出这捆电线的电阻率约为_____ A. B. C. D. 【答案】 ①. 1.498##1.497##1.499 ②. ③. 不变 ④. D 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确度为，该材质电线的直径为 （2）[2]已知内阻的电流表可当作电压表使用，根据图（b）可知，电表P为电压表，因此电表P是电流表。 （3）[3]根据并联电路的电流特点，通过导线的电流为 导线两端的电压为 根据欧姆定律，待测导线的电阻为 故待测电阻的测量值等于真实值。 （4）[4]根据欧姆定律可得，待测导线的电阻为 整理可得 由图（c）可知，图像的斜率为 可得，待测电阻为 根据电阻定律 其中 联立可得，这捆电线的电阻率为 代入数据解得 故选D。 19. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K，如图所示，在此处将氨水蒸气封闭在横截面积的汽缸内，汽缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离汽缸。氨水蒸气可看作理想气体，汽缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气体体积，大气压强恒为，海水密度。 （1）汽缸从深海上浮到海面，汽缸内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）及内能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求汽缸在深海中上浮490m到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，汽缸内含蒸气1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔蒸气的内能，其中常量，1摩尔蒸气质量为17g，求蒸气对外做的功。 【答案】（1）变大，变大；（2）1.47m；（3）80kJ 【解析】 【详解】（1）缸从深海上浮到海面，海水温度升高，气体的温度升高，则分子平均动能变大，内能变大； （2）初始时 根据理想气体状态方程 解得 解得 （3）根据热力学第一定律有 解得 即对外做功80kJ。 20. 如图所示，光滑轨道abcde固定在竖直平面内，abc段是以O为圆心、半径R=0.2m的一小段四弧，de段水平，该段轨道上放着质量分别为kg、kg的物块A、B（均可视为质点），A、B间夹一轻质弹簧，弹簧与A、B均不拴接，轨道右侧的光滑水平地面上停着一质量M=3kg、长L=1.2m的小车，小车上表面与de等高。用手推A、B压缩弹簧，静止时弹簧的弹性势能，然后同时放开A、B，之后A向左冲上轨迹，B向右滑上小车。已知B与小车之间的动摩擦因数μ满足0.3≤μ≤0.6，g取10m/s2，弹簧原长小于de长度。求： （1）A离开弹簧时的速度的大小； （2）A通过圆弧最高点b时对轨道的压力： （3）B相对小车运动过程中两者因摩擦而产生的热量（计算结果可用μ表示）。 【答案】（1）；（2）20N；（3）6J或 【解析】 【详解】（1）放手后A、B、弹簧系统水平方向动量守恒 能量守恒 解得A、B离开弹簧时速度 ， （2）假设A能到达圆弧最高点b点，由能量守恒 解得 说明A恰好运动到圆弧最高点b点，A对轨道压力为20N，方向竖直向下 （3）假设恰好滑到小车右端时共速 解得动摩擦因数为 当时，小车和B能共速且速度为v，小车和B因摩擦而产生的热量 解得 当时小车和B不能共速，B将从小车的右端滑落，小车和B因摩擦而产生的热量 21. 如图所示，在光滑水平面内从左至右连续存在有5个宽度均为L的矩形区域，其中区域Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的长度均为L，其间存在沿竖直方向交替变化的图示匀强磁场，磁感应强度大小均为B；区域Ⅱ、Ⅳ为长度均为s的无场区域。一质量为m、电阻为R、边长为d（）的正方形单匝金属线框ABCD以大小为的初速度开始进入区域I，运动过程中线框的AB边始终与各区域的边界线平行，线框最终离开区域V。 （1）求线框的AB边刚进入区域Ⅰ时，线框的加速度大小； （2）求线框完全进入区域Ⅰ的速度，和完全进入区域Ⅲ中的速度大小； （3）若在线框开始进入区域Ⅰ时，对线框施加一可变的水平外力，使线框做匀速直线运动至线框刚好完全离开区域V，求水平外力做功的平均功率。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）线框的AB边刚进入区域Ⅰ时，感应电动势为 感应电流为 根据牛顿第二定律有 解得 （2）线框完全进入区域Ⅰ过程，对线框进行分析，根据动量定理有 感应电流的平均值为 其中 解得 线框全部进入区域Ⅰ后开始匀速，之后减速至AB边刚刚进入区域Ⅲ过程，根据动量定理有 感应电流的平均值为 其中 解得 从AB边刚刚进入区域Ⅲ到CD边刚出区域Ⅰ过程，根据动量定理有 感应电流的平均值为 其中 解得 从CD边刚出区域Ⅰ到CD边刚进入区域Ⅲ过程，根据动量定理有 感应电流的平均值为 其中 解得 （3）结合上述，若线框匀速直线通过磁场区域，在线框左右边只一条边切割磁感线时，感应电动势为 感应电流为 此过程外力 若线框匀速直线通过磁场区域，在线框左右边同时切割磁感线时，感应电动势为 感应电流为 此过程外力 根据分析可知，线框左右边只一条边切割磁感线通过的总位移 线框左右边同时切割磁感线通过的总位移 线框左右边只一条边切割磁感线通过的总时间与同时切割磁感线通过的总时间 ， 整个过程的总时间 则水平外力做功的平均功率 解得 22. 2023年12月1日晚间，绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m，电荷量为。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。 （1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，求粒子的速度的大小。 （2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生态环境。 a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，求粒子的比荷； b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示，例：，则，θ为弧度） 【答案】（1）；（2）a．；b． 【解析】 【详解】（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，可知粒子的轨道半径为 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得粒子的速度的大小为 （2）a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，如图所示 由几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得粒子的比荷为 b．若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，可知沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球，作A点该速度垂直和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图所示 由图中几何关系可得 ， 则有 可得 故到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023学年第二学期高二物理学科测试卷（五） 命题人：徐乐生 审题人：代婷婷 （考试时间： 90分钟 试卷满分： 100 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. 下列四组物理量均为矢量的是（　　） A. 动量、冲量 B. 质量、 电量 C. 温度、速度 D. 电流、 电容 2. 如图所示，汽车向前行驶时，会受到来自空气的阻力，阻力大小，其中是空气的密度，v是汽车的行驶速度，S是迎风面积，叫做风阻系数，越小，汽车越节能。关于风阻系数，下列说法正确的是（　　） A. 的单位是 B. 的单位是 C. 的单位是 D. 没有单位 3. 如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，球体O的直径AB、CD、MN两两垂直，两个带等量正电的点电荷分别位于A、B点，则（　　） A. C点的电场强度和M点的相同 B. C点的电势比M点的高 C. 从O点沿半径OC方向移到C点，电势升高 D. 一带正电荷的试探电荷在M、N两点所受电场力等大反向 5. 下列四个实验说法正确的是（ ） A. 图A是显微镜下观察布朗运动，间隔相等时间颗粒运动位置连线图，连线表示颗粒的运动轨迹 B. 图B是油膜法测量分子直径，若痱子粉撒的太厚，测量的分子直径偏大 C. 图C测量玻璃砖折射率实验，玻璃砖两个界面必须平行 D. 图D双缝干涉实验测量某种单色光波长，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离改变为原来的2倍 6. 2023年11月16日，长征二号丙运载火箭在酒泉成功发射了新一代海洋水色观察卫星海洋三号01星，海洋三号01星具有高度的科研价值和应用价值，代表着我国海洋水色系统卫星正式升级到第二代观测体系。若已知卫星运动轨道可看成圆轨道，运动周期为T，卫星离地面的飞行高度为h，地球半径为R，地球北极位置的重力加速度为g，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 海洋三号01星的发射速度大于 B. 由题中已知的数据可得出地球的密度为 C. 该卫星在预定轨道无动力独立飞行时绕地球一周所需时间为 D. 该卫星在预定轨道无动力独立飞行时的速度大小可能为 7. 如图所示，一个质量为0.2kg的垒球，以20m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后，反向水平飞回，速度的大小为40m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002s，球棒对垒球的平均作用力为F。下面说法正确的是（ ） A. 球棒对垒球的平均作用力大小 B. 球棒对垒球的平均作用力大小 C. 垒球动量变化量是20kg·m/s，方向与飞回的方向相同 D. 球棒对垒球的平均作用力冲量大小为0.004N·s 8. 如图所示是火花塞点火的原理图。变压器原线圈与蓄电池、开关组成闭合回路，开关由闭合变为断开的瞬间，副线圈感应出上万伏高压，火花塞产生电火花，则（　　） A. 这个变压器为降压变压器 B. 开关一直闭合时火花塞两端也有高压 C. 开关断开，变压器铁芯中的磁通量减小 D. 若开关接到副线圈回路，闭合开关瞬间火花塞也能产生电火花 9. 体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面而反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（　　） A. 治疗仪产生的冲击波是电磁波 B. 电容器放电电流不能达到104A数量级 C. 若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间 D. 冲击波治疗放电时间刚好为1μs，若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求 10. 以下关于传感器的说法错误的是（ ） A. 图a为电容式话筒的组成结构示意图，振动膜片与固定电极间的距离发生变化，从而实现将声音信号转化为电信号 B. 图b为电熨斗的构造示意图，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，此时应降低升降螺钉的高度 C. 图c为加速度计示意图，当向右减速时，P点电势高于Q点电势 D. 图d为应变片测力原理示意图。在梁的自由端施加向下的力F，则梁发生弯曲，上表面应变片电阻变大，下表面应变片电阻变小 11. 如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACDEA（由细软导线制成）挂在两固定点A、D上，水平线段AD为半圆的直径，在导线框的E处有一个动滑轮，动滑轮下面挂一重物，使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内，有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的有界匀强磁场，设导线框的电阻为r，圆的半径为R，在将导线上的C点以恒定角速度（相对圆心O）从A点沿圆弧移动的过程中，若不考虑导线中电流间的相互作用，则下列说法不正确的是（　　） A. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针 B. 在C从A点沿圆弧移动到图中位置的过程中，通过导线上C点的电量为 C. 当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大 D. 在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中，导线框中产生的电热为 12. 如图所示为某景观喷泉的喷射装置结构示意图。它由竖直进水管和均匀分布在同一水平面上的多个喷嘴组成，喷嘴与进水管中心的距离均为r=0.6m，离水面的高度h=3.2m。水泵位于进水管口处，启动后，水泵从水池吸水，并将水压到喷嘴处向水平方向喷出，水在水池面上的落点与进水管中心的水平距离为R=2.2m。水泵的效率为η=80%，水泵出水口在1s内通过的水的质量为m0=10kg，重力加速度g取10m/s2，忽略水在管道和空中运动时的机械能损失。则下列错误的是（　　） A. 水从喷嘴喷出时速度的大小2m/s B. 在水从喷嘴喷出到落至水面的时间内，水泵对水做的功是320J C. 水泵输出的功率340W D. 水泵在1h内消耗的电能 13. 如图所示，玻璃砖的横截面为等腰梯形，梯形上底边长为，下底边长为，底角为。一束折射率为的足够强的单色光垂直射向玻璃砖的整个下底面，对于分别从上底面、两侧面、下底面射出的单色光，其在下底面入射时的面积之比为（ ） A. 1∶1∶1 B. 1∶1∶3 C. 1∶2∶2 D. 1∶2∶3 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。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分） 14. 电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是（　　） A. 图甲中经过调制后的电磁波的波长不变 B. 图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究 C. 图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点 D. 图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织 15. “战绳”是一种时尚的健身器材，有较好的健身效果。如图1所示，健身者把两根相同绳子的一端固定在P点，用双手分别握住绳子的另一端，然后根据锻炼的需要以不同的频率、不同的幅度上下抖动绳子，使绳子振动起来。某次锻炼中，健身者以2Hz的频率开始抖动绳端，t=0时，绳子上形成的简谐波的波形如图2所示，a、b为右手所握绳子上的两个质点，二者平衡位置间距离为波长的，此时质点a的位移为8cm。已知绳子长度为12m，下列说法正确的是（　　） A. a、b两质点振动的相位差为 B. 时，质点a的位移仍为cm，且速度方向向下 C. 健身者增大抖动频率，将减少振动从绳子端点传播到P点的时间 D. 健身者抖动绳子端点（刚开始处于平衡位置），经过0.4s振动恰好传到P点 三、非选择题（本题共5小题，共55分） 实验题（14分） 16. （1）在“探究弹簧弹力与形变量的关系实验”与“探究两个互成角度的力的合成规律实验”中：两个实验都需要的器材是______ A. 弹簧秤 B. 弹簧 C. 橡皮筋 D. 刻度尺 （2）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中∶ ①在实验操作前，有同学给小敏提出关于实验操作的建议：重复实验再次进行探究时，结点O的位置与前一次______。（选填： “必须不同”、“必须相同”、“可以不同”） ②关于该实验，下列操作有利于减小实验误差的是（ ） A.两根细绳必须等长 B. 拉力和的夹角很小 C.拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行 D.标记同一细绳方向的两点要适当远一些 17. 物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示： (1)下列说法正确的是____； A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B.变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C.可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D.测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量 E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用 (2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。 A.与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力 B.若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变 C.若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起 18. 为测量一捆不明材质电线的电阻率，选用器材如下（所有器材均已校准）： A．电源（电动势约为，内阻不计）； B．待测电线（长度约，横截面积未知）； C．电流表（量程，内阻约为）； D．电流表（量程，内阻）； E．滑动变阻器（，额定电流）； F．开关、导线若干。 （1）实验小组成员先用螺旋测微器测量该材质电线的直径，其中一次测量如图（a）所示，其读数_________。 （2）该实验小组设计的测量电路如图（b）所示，则P是_________， (填对应器材符号)，通过正确操作，测得数据，作出的图像如图（c）所示 （3）由图（b）电路测得的该材质电线的电阻，其测量值比真实值_________ (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。 （4）根据以上数据可以估算出这捆电线的电阻率约为_____ A. B. C. D. 19. 海洋温差发电安全无污染，储量巨大。在某次发电测试实验中，探测到490m深处的海水温度为290K，如图所示，在此处将氨水蒸气封闭在横截面积的汽缸内，汽缸从深海490m深处上浮到海面，随着海水温度升高，封闭气体的体积增大，活塞缓慢上升且始终未脱离汽缸。氨水蒸气可看作理想气体，汽缸导热性能良好，活塞质量不计。已知海面处温度、此处气体体积，大气压强恒为，海水密度。 （1）汽缸从深海上浮到海面，汽缸内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）及内能______（选填“变大”、“变小”或者“不变”）； （2）求汽缸在深海中上浮490m到海平面的过程中，活塞相对缸底上升的距离（计算结果保留3位有效数字）； （3）在上述过程中，汽缸内含蒸气1.7kg，上升过程吸收的总热量为105kJ，已知1摩尔蒸气的内能，其中常量，1摩尔蒸气质量为17g，求蒸气对外做的功。 20. 如图所示，光滑轨道abcde固定在竖直平面内，abc段是以O为圆心、半径R=0.2m的一小段四弧，de段水平，该段轨道上放着质量分别为kg、kg的物块A、B（均可视为质点），A、B间夹一轻质弹簧，弹簧与A、B均不拴接，轨道右侧的光滑水平地面上停着一质量M=3kg、长L=1.2m的小车，小车上表面与de等高。用手推A、B压缩弹簧，静止时弹簧的弹性势能，然后同时放开A、B，之后A向左冲上轨迹，B向右滑上小车。已知B与小车之间的动摩擦因数μ满足0.3≤μ≤0.6，g取10m/s2，弹簧原长小于de长度。求： （1）A离开弹簧时的速度的大小； （2）A通过圆弧最高点b时对轨道的压力： （3）B相对小车运动过程中两者因摩擦而产生的热量（计算结果可用μ表示）。 21. 如图所示，在光滑水平面内从左至右连续存在有5个宽度均为L的矩形区域，其中区域Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ的长度均为L，其间存在沿竖直方向交替变化的图示匀强磁场，磁感应强度大小均为B；区域Ⅱ、Ⅳ为长度均为s的无场区域。一质量为m、电阻为R、边长为d（）的正方形单匝金属线框ABCD以大小为的初速度开始进入区域I，运动过程中线框的AB边始终与各区域的边界线平行，线框最终离开区域V。 （1）求线框的AB边刚进入区域Ⅰ时，线框的加速度大小； （2）求线框完全进入区域Ⅰ的速度，和完全进入区域Ⅲ中的速度大小； （3）若在线框开始进入区域Ⅰ时，对线框施加一可变的水平外力，使线框做匀速直线运动至线框刚好完全离开区域V，求水平外力做功的平均功率。 22. 2023年12月1日晚间，绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m，电荷量为。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。 （1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，求粒子的速度的大小。 （2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生态环境。 a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，求粒子的比荷； b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示，例：，则，θ为弧度） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $