浙江省金兰教育合作组织2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

1 浙江省金兰教育合作组织2024 学年第一学期期中考试 高二年级物理学科 参考答案 命题学校： 书生中学 审题学校：梦麟中学 南苑中学 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 D A D C D C B C B D B C C 二、选择题 II（本题共 3 小题，每小题 4 分，共 12 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 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 14 15 16 BD BD AB 非选择题部分 三、非选择题（本题共 4 小题，共 45 分） 17．(16分，每空 2分) (1)6.5 (2) 当地重力加速度 g B A d dgt t t   (3)B (Ⅱ)． 0.006—0.008 0. 636—0.640 ADEGH b 18．(12分) (1)5m/s； T 6NF (2)4m/s (3)0.25 0.4  【解析】（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理 20 1 0 2 mgL mv  ，解得 0 5m/sv  ——1分 在最低点，对小球由牛顿第二定律 2 0 T vF mg m L   ——1分 解得小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为 T 6NF ——1分 （2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律 0 1 2mv mv Mv  ——1分 2 2 2 0 1 2 1 1 1 2 2 2 mv mv Mv  ——1分 解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为 2 0 2 4m/smv v m M    ——2分 （3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒 2 32Mv Mv ， 由能量守恒定律 2 2 2 3 1 1 1 2 2 2 Mv Mv Mgs   ，解得 1 0.4  ——2分 若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒 2 42Mv Mv 2 由能量守恒定律 2 2 2 4 2 1 1 2 2 2 Mv Mv Mgs MgR    ，解得 2 0.25  ——2分 综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数 的取值范围为0.25 0.4  ——1分 19．(10分)（1）1.0×103A；（2）6.4×106W 【解析】（1）牵引力的功率 P=Fv0 F=12BIlae ——2分 解得 I=1.0×103A——2分 （2）一个长方体内部海水的电阻 0.5ae ab ad lR l l   ——1分 海水的发热功率 P1=12I2R=6.0×106W——1分 单位时间内通过一个推进器的海水的质量 m=ρmlablaev——1分 单位时间内海水动能的增加量 2 4 2 112 4.2 10 W 2 P mv    ——1分 专用直流电源提供的总功率 P 总=P+P1+P2=6.4×106W——2分 20．(11分)（1）2L； 4eBL m ；（2）  2 3 L  ；（3）2：1 【解析】（1）粒子在圆形磁场中做圆周运动的半径 0 2r L ——1分 根据 2 0 0 0 2 mvev B r   ——1分 解得 0 4eBLv m  ——1分 （2）依题意，可得 2 0 0 1 mvev B r   ，由几何关系，可得 1 4r L ——1分 又 4 1cos 8 2 L L    ，解得 60  ——1分 可得  00 0sin60x r r   ，解得  2 3x L   ——2分 （3）由轨迹图可知 电子源上从左到右的电子在整个过程中，到达荧光屏的位置与坐标原点的距离逐渐增大，当从 A射入速度与 x 轴方向夹角为 60°时，电子达到光屏的最右侧，距离达到最大，此后电子落点开始向光屏左侧移动。根据几何关 系可知，电子源最右侧电子打在光屏上点即为两种发光区域的临界点，根据几何关系可知，电子源最左侧电子打 在光屏上的 x坐标为 1 4x L ，即光屏上 x坐标范围(0，4L)为“一次发光区域”， 4 4 3L L， 为“两次发光区域”。根 3 据几何关系可知，在落点与坐标原点距离增大的过程中，当电子在 A点的入射速度垂直 y轴时，电子打在光屏上 的 x坐标也为 2 4x L ，此时电子恰好沿圆形磁场径向射入，出发时的 x坐标为 2x L  综上所述可知，落在荧光屏上“一次发光区域”的粒子分布在  2L L ， 之间，落在荧光屏上“两次发光区域”的粒 子分布在虚线区域所对应轴上的  4 2L L ， 之间。因此可知，落在荧光屏上“两次发光区域”和“一次发光区域”的 电子数之比为 2:1。——4分 高二物理学科 试题 第 1 页 （共 7 页） 绝密★考试结束前 浙江省金兰教育合作组织2024 学年第一学期期中考试 高二年级物理学科 试题 命题学校： 书生中学 审题学校：梦麟中学 南苑中学 考生须知： 1．本卷共 7页满分 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、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，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。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．下列说法正确的是（ ） A．由 p E q   可知，电势升高，电荷 q的电势能 pE 变大 B．由 FE q  可知，电场强度 E与电场力 F成正比，与电荷量 q成反比 C．由 QC U  可知，电容 C变大，电容器的两极板所带电荷量 Q增加 D．由 UI R  可知，电阻 R两端电压 U变大，通过电阻 R的电流 I变大 2．关于电场和磁场的概念，以下说法正确的是（ ） A．电荷放入电场中某区域内的任意位置，电荷受到的电场力都相同，则该区域内的电场一定是匀强电场 B．放入电场中某位置的电荷受到的电场力为零，但该位置的电场强度不一定为零 C．一小段长为 L的通有电流为 I的导体，在磁场中受到的安培力为 F，则该磁场的磁感应强度 B一定为 F IL D．一小段通电导体在磁场中某位置受到的安培力为零，则该位置的磁感应强度一定为零 3．关于下列四幅图的说法正确的是（ ） A．图甲是回旋加速器的示意图，要想带电粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压 B．图乙是磁流体发电机的示意图，可以判断出 B极板是发电机的负极，A极板是发电机的正极 C．图丙是速度选择器的示意图，若带电粒子（不计重力）能自左向右沿直线匀速通过速度选择器，那么也能自右 向左沿直线匀速通过速度选择器 D．图丁是质谱仪的示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 S3说明粒子的比荷越大 高二物理学科 试题 第 2 页 （共 7 页） 4．某同学设计了如图所示的电路进行电表的改装，已知电流表 A的量程为 500mA，内阻 A 0.4R  ，其中 1 AR R ， 2 A5R R ，下列说法正确的是（ ） A．若将接线柱 1、2接入电路时，可以测量的最大电流为 0.5A B．若将接线柱 1、2接入电路时，可以测量的最大电流为 2.0A C．若将接线柱 1、3接入电路时，可以测量的最大电压为 2.2V D．若将接线柱 1、3接入电路时，可以测量的最大电压为 1.2V 5．如图所示，在滑动变阻器的滑片 P向下端滑动过程中，理想电压表 1V、 2V 的示数变化量的绝对值分别为 1U 、 2U ， 理想电流表 1A 、 2A 、 3A 示数变化量的绝对值分别为 1I 、 2I 、 3I ，下列说法正确的是（ ） A．电压表 1V示数增大，电流表 1A 示数增大 B．电压表 2V 示数减小，电流表 3A 示数减小 C． 1 3 2I I I     D． 1 2 1 1 U U I I      6．如图所示，图甲中 M表示电动机，当滑动变阻器 R的滑片从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流 表读数的变化情况如图乙所示，已知电流表读数在 0.2A以下时，电动机没有发生转动，不考虑电表对电路的影响， 以下判断正确的是（ ） A．电路中电源电动势为 3.5V B．滑动变阻器的滑片向右滑动时，电压表 2V 的读数逐渐减小 C． 0.3AI  时，电动机的机械功率为 0.54W D．滑动变阻器的最大阻值为 40Ω 7．如图所示，三角形闭合线框 ABC由弹性较好的导线制成；线框中通有沿逆时针方向的恒定电流，三角形的三个 顶点 A、B、C固定在绝缘水平面上，带有绝缘层的长直导线 MN紧贴线框固定在线框上方。给直导线通入从 M到 N 的恒定电流，不考虑闭合线框各边之间的作用力，此后该线框的形状可能是（ ） A． B． C． D． 8．浙江一火车站被誉为“森林中的火车站”，还是一座会发电的火车站。车站屋顶铺设了 1.2万块面积均为 0.72m2的 光伏组件，发电总功率最大约为 1.2×106W。已知太阳辐射的总功率约为 4×1026J/s，太阳与地球之间的距离约为 1.5×1011m，因大气的影响，阳光垂直射到地面附近的能量约为太阳辐射到地球能量的一半，则（ ） 高二物理学科 试题 第 3 页 （共 7 页） A．一块光伏组件接收到的太阳辐射功率约为 100W B．单位时间内太阳垂直射到地面附近单位面积的能量约为 2800J C．该光伏组件的光电转换效率约为 20% D．一块光伏组件工作一天可发电约 2.4kWh 9．“蹦极”是勇敢者的运动，如图为蹦极运动过程示意图。某人身系弹性绳自高空 p点自由下落，其中 a点是弹性绳 的原长位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置。不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ） A．从 p至 c的过程中，人和弹性橡皮绳组成系统机械能增大 B．从 a至 c的过程中，重力的冲量大小小于弹性绳的冲量大小 C．从 p至 b的过程中，重力所做的功等于人克服弹力所做的功 D．从 a至 c的过程中，人的动量一直增大 10．“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内通过风机制造的气流把人“吹”起来，使人产生在天空翱 翔的感觉。其简化模型如图，一质量为 m的游客恰好静止在半径为 R的圆柱形竖直风洞内，已知气流密度为ρ，游 客在这种姿势下的受风面积（游客在垂直于风力方向的投影面积）为 S，风洞内气流竖直向上“吹”出且速度恒定。假 设气流吹到人身上后速度变为零，重力加速度为 g，不考虑气体重力，下列说法正确的是（ ） A．风速不变，游客在受风面积变化时仍能静止 B．气流速度大小为 2 mg R C．若风速变为原来的 1 2 ，则游客向下加速，加速度大小为 1 2 g D．若风速变为原来的 2倍，则游客向上加速，加速度大小为 3g 11．旅行者 1号经过木星和土星时通过引力助推（引力弹弓）获得了足以完全摆脱太阳引力的动能，引力助推是飞 行器从远距离接近反向运行的行星时，产生的运动效果就像该飞行器被行星弹开了，科学家们称这种情况为弹性碰 撞，不过两者没有发生实体接触。如图所示，以太阳为参考系，探测器（质量远小 于行星）以速率 0v 飞向迎面飞来的行星，行星速率为u，不考虑其他星系的影响， 探测器能绕过行星，并以速率 1v 远离，则以下结论正确的是（ ） A． 1 02v v u  B． 1 0 2v v u  C． 1 0v v D． 1 0v v u  12．如图所示， B C D、 、 处放置三根长为 L，电流大小均为 I 的直线电流（其中 B、D处的电流固定）， ABC在空间 构成直角三角形， 90 , 30 , 60BAC ABC ADC         ，其中 B D、 处电流的方向均垂直于纸面向外，C处电流的方 向垂直于纸面向里。B处电流在C处产生的磁感应强度的大小为 0B ，已知电流产 生磁场的磁感应强度与距离成反比。C处导线位于水平面上且处于静止状态，则C 处导线受到的静摩擦力大小为（ ） A． 0 1 2 B IL B． 0 3 2 B IL C． 03B IL D． 0 3 1 2 B IL 高二物理学科 试题 第 4 页 （共 7 页） 13．为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在充满污水的排污管末端安装了一电磁流量计，如图甲所示，流量 计管道和排污管的内径分别为 10cm和 20cm。电磁流量计的测量原理如图乙所示，在非磁性材料做成的圆管道处加 一磁感应强度大小为 B的匀强磁场区域，当管道中的污水流过此磁场区域时，测出管壁上下 M、N两点的电势差 U， 就可知道管中污水的流量。现通过流量计测得的该厂的排污流量为 385m / h，已知该流量计能够测量的流经其内部的 液体的最大速度为 12m/s。则（ ） A．M点的电势一定低于 N点的电势 B．该厂排污管内污水的速度约为3m/s C．电势差 U与磁感应强度 B的比值约为 20.3m /s D．该电磁流量计能够测量的最大流量约为 3350m /h 二、选择题 II（本题共 3 小题，每小题 4 分，共 12 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 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 14．用图 1所示的洛伦兹力演示仪演示带电粒子在匀强磁场中的运动时发现，有时玻璃泡中的电子束在匀强磁场中 的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图 2所示的情景来讨论：在空间存在平行于 x轴的匀强磁场，由坐 标原点在 xOy平面内以初速度 v0沿与 x轴正方向成α角的方 向，射入磁场的电子运动轨迹为螺旋线，其轴线平行于 x 轴，直径为 D，螺距为 x ，则下列说法中正确的是（ ） A．匀强磁场的方向为沿 x轴负方向 B．若仅增大匀强磁场的磁感应强度，则直径 D减小，螺距 x 减小 C．若仅增大电子入射的初速度 v0，则直径 D增大，而螺距 x 将减小 D．若仅增大α角（ 90  ），则直径 D增大，而螺距 x 将减小，且当 90  时“轨迹”为闭合的整圆 15．如图，拉力传感器上端固定，下端悬挂一矩形线框CDFE，CD边长为 L，CE边长为 3 L ，线框正下方 3 L 处有一 水平放置的长直导线 AB，现在线框和 AB中通入大小均为 I 、方向如图所示的电流，静止时传感器的示数为零。已 知长直通电导线在其周围某处产生的磁场磁感应强度 IB k r  ，其中 I 为电流，r为某处到导线的距离，k为常量，则 （ ） A．导线 AB对CD边的安培力大小为 2 3 2 kI B．导线 AB对CD边的安培力大小为 23kI C．仅改变 AB中电流方向，静止时传感器示数变为 2 3 2 kI D．仅改变 AB中电流方向，静止时传感器示数变为 23kI 16．如图所示，M、N是两块水平放置的平行金属板， 0R 为定值电阻， 1R和 2R 为可变电阻，开关 S闭合。质量为 m 的带正电荷的微粒从 P点以水平速度 0v 射入金属板间，沿曲线打在 N板上的 O点。若经下列调整后，微粒仍从 P 点以水平速度 0v 射入，则关于微粒打在 N板上的位置说法正确的是（ ） 高二物理学科 试题 第 5 页 （共 7 页） A．断开开关 S，M极板稍微上移，粒子依然打在 O点 B．断开开关 S，N极板稍微下移，粒子打在 O点右侧 C．保持开关 S闭合，减小 1R，粒子依然打在 O点 D．保持开关 S闭合，增大 2R ，粒子打在 O点右侧 非选择题部分 三、非选择题（本题共 4 小题，共 49 分） 17．(16分)(Ⅰ)甲同学用如图甲所示的装置，通过小铁球竖直方向上的运动来验证动量定理。 实验步骤如下： a.如图甲所示，用电磁铁吸住小铁球，将光电门 A、 B分别固定在立柱上，调整位置使小铁球、光电门 A、 光电门 B在同一竖直线上； b.切断电磁铁电源，小铁球自由下落。数字计时器测 出小铁球通过光电门 A、B所用的时间分别 tA、tB， 小铁球从光电门 A运动到光电门 B的时间 t。 (1)用游标卡尺测量钢球的直径，如图乙所示，可读出钢球直径 d= mm (2)若要验证动量定理，本实验还需获得的物理量为 （用文字和字母表示）。本实验需要验证的物理量关系 为 （用题中给出的字母表示）。 (3)根据实验测定的小铁球重力冲量 I及其动量变化量Δp绘制的下列图像，图中虚线代表理论图线，实线代表实际测 量图线。若考虑实验中空气阻力的影响，可能正确的是（ ） A． B． C． D． (Ⅱ)．(1)在“测定金属的电阻率”的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为 mm，合金丝的直径为 mm。 (2)若待测金属导线的电阻 Rx约为 5 Ω，实验室备有下列实验器材： A．电压表 V1（量程 3 V，内阻约为 15 kΩ） B．电压表 V2（量程 1.5 V，内阻约为 7.5 kΩ） C．电流表 A1（量程 300mA，内阻约为 2 Ω） D．电流表 A2（量程 600 mA，内阻约为 1 Ω） E．滑动变阻器 R1（0～100 Ω，0.3 A） F．滑动变阻器 R2（0～2 000 Ω，0.1 A） 高二物理学科 试题 第 6 页 （共 7 页） G．电池 E（电动势为 3 V，内阻约为 0.3 Ω） H．开关 S，导线若干 ①为了提高实验精确度，减小实验误差，应选用的实验器材有 （填写器材前的字母代号）。 ②为了减小实验误差，应选用图中 （选填“a”或“b”）为该实验的电路图 18．(12分)如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道，圆弧 轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点。一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下 方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。 碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动。已知细线长 1.25mL  ，小球质量 0.20kgm  ，物块、小车质量均为 0.30kgM  ， 小车上的水平轨道长 1.0ms  ，圆弧轨道半径 0.15mR  。小球、物块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 210m/s 。 (1)求小球运动到最低点与物块碰撞前的速度大小和所受拉力的大小； (2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小； (3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨 道间的动摩擦因数 的取值范围。 19．(10分)为了提高潜艇的隐蔽性，就需要降低潜艇的噪音，而采用电磁推进器代替螺旋桨推进器是降低潜艇噪音 的一个发展方向。图甲是某种电磁推进器式潜艇的示意图，其下方有两组推进器，每组由 6个完全相同的、相互独 立的直线通道推进器构成，每个直线通道推进器的内部结构如图乙所示，在直线通道内充满了电阻率为 0.2Ω m   的海水，通道中 abcd-efgh的长方体空间内存在由电阻不计的励磁线圈（图中未画出）产生的匀强磁场，磁感应强度 大小为 6TB  ，方向垂直于 adhe平面向外，abcd和 efgh是两块与周围其他材料绝缘的金属板，当两金属板与专用 直流电源相连后，在两板之间的海水中产生了沿 e到 a方向的恒定电流，已知电流只存在于磁场区域，海水原来是 静止的。当两组推进器都开启，潜艇以 0 15m / sv  的恒定速度前进时，海水在出口处的速度为 15m / sv  ，牵引力 的功率为 53.24 10 WP   。不计专用直流电源的 内阻及导线电阻，已知海水密度 3 31.0 10 kg / mm   ， 0.3mad ael l  ， 0.4mabl  ， 15 3.87 。求： （1）每个直线通道推进器两金属板间的电流大小； （2）专用直流电源对 12个推进器提供的总功率（结果保留两位有效数字）。 高二物理学科 试题 第 7 页 （共 7 页） 20．(11分)如图所示，足够长水平挡板位于 x轴，其下表面为荧光屏，接收到电子后会发光，荧光屏的同一位置接 收两个电子，称为“两次发光区域”。在第四象限足够大区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。在 第三象限有垂直纸面向里、半径为 2L的圆形匀强磁场，磁感应强度大小为 2B，边界与 y轴相切于 A点  0, 4L 。一 群电子从与 x轴平行的虚线处垂直虚线射入圆形磁场后均从 A点进入右侧磁场，这群电子在虚线处的 x坐标范围为  4 ,L L  。电子电量为 e、质量为 m，不计电子重力及电子间的相互作用。 （1）求电子在圆形磁场区域内的轨迹半径 0r 及初速度大小 0v ； （2）求落在荧光屏最右侧的电子进入圆形磁场时的 x坐标； （3）若入射电子在虚线处均匀分布，且各位置只有 1个，求落在荧光屏上“两 次发光区域”和“一次发光区域”的电子数之比。