内容正文:
浙江强基联盟2025年5月高二联考
物理试题
浙江强基联盟研究院 命制
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间90分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30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. 冲量的单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】冲量的公式为,其中的单位是牛顿(),的单位是秒()。根据国际单位制,牛顿可分解为。因此,冲量的单位为,选项D虽为冲量的常用单位,但题目要求用基本单位表示,所以排除。故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 如图所示,2025年4月3日10时12分,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞,随后将天平三号星02星顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功.下列说法正确的是( )
A. 长征六号刚点火时还没有运动,其加速度一定为零
B. 由于长征六号体积大,研究其变轨时不能将其看作质点
C. 长征六号升空过程速度变化越快,其加速度就越大
D. 长征六号升空过程中其合外力的冲量为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.长征六号刚点火时虽然速度为零,但其受力不平衡,加速度不为零,故A错误;
B.尽管长征六号体积大,但是在研究变轨时,其形状大小仍然可以忽略,可以看作质点,故B错误;
C.加速度是描述速度变化快慢的物理量,长征六号升空过程速度变化越快,其加速度就越大,故C正确;
D.长征六号升空过程做加速运动,动量持续增加,因此合外力的冲量不为零,故D错误。
故选C。
3. 建筑工地上常常利用夹石器吊起和搬运重型石板,如图所示,吊车吊起铁链AB的中点O,将一质量为m的石板吊离地面一定距离后静止,夹石器的质量也为m,重力加速度为g,不计铁链AB的质量以及吊车挂钩与铁链间的摩擦力,则( )
A. 铁链OA、OB的拉力大小均为mg
B. 石板受到重力和摩擦力两个力的作用
C. 石板加速吊离地面时,夹石器对石板的作用力大于石板对夹石器的作用力
D. 若仅缩短铁链长度,石块仍静止,则铁链OA的拉力变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.设铁链OA、OB的拉力均为F,铁链与竖直方向的夹角为θ,根据平衡条件可得
由于θ未知,故F未知,且,故A错误;
B.石板受到重力,两侧的压力和摩擦力,共五个力作用,故B错误;
C.根据牛顿第三定律可知,夹石器对石板的作用力总是等于石板对夹石器的作用力,故C错误;
D.若仅缩短铁链长度,石块仍静止,铁链长度变短,θ增大,cosθ减小,则F增大,故D正确。
故选D。
4. 如图所示为两个相距较近的带电金属导体M、N,其中导体N内部存在圆形空腔,空间的电场线分布如图,其中A、B、C为导体表面的三个点,D为导体N内部的一个点,若取无穷远处电势为零,不计空气对电场分布的影响.则下列说法正确的是( )
A. B点和C点电场强度大小相等
B. B、C、D三点电势一定相等
C. D点的电场强度大小大于C点
D. 一负电荷从A点移至C点,其电势能减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.电场线疏密反映了电场的强弱,由图可知B点的场强大于C点,故A错误;
B.处于静电平衡的导体是等势体,整个导体电势处处相等,故B正确;
C.处于静电平衡的导体,其内部合场强为零,则D点场强为零,C点场强不为零,故D点场强小于C点,故C错误;
D.无穷远电势为零,A点电势大于零,C点电势小于零,根据可知,负电荷在A点的电势能小于在C点的电势能,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,卫星A为地球静止同步轨道卫星、卫星B为倾斜地球同步轨道卫星、卫星C为中圆地球轨道卫星,其中卫星B与卫星C同平面,且卫星C的周期为卫星B的周期T的一半,下列关于卫星A、卫星B与卫星C的说法正确的是( )
A. 卫星C的线速度大小小于卫星A的线速度大小
B. 卫星B的轨道半径是卫星C的轨道半径的倍
C. 卫星A受到地球的引力和卫星B受到地球的引力一定相同
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星相距最远
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
解得
卫星C的轨道半径小于卫星A的轨道半径,所以卫星C的线速度大于卫星A的线速度,故A错误;
B.根据万有引力提供向心力
解得
可知B的轨道半径是卫星C的轨道半径的倍,故B错误;
C.因卫星A和卫星B的质量未知,所以引力大小无法比较,故C错误;
D.再经,卫星B转了180°,卫星C转了360°,两卫星相距最远,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,两条互相绝缘且足够长的直导线和垂直放置在纸面内,每条导线均分别过正方形两边的中点,且导线中通过的电流是导线中通过电流的两倍,电流方向如图所示,已知通电直导线在某点产生的磁感应强度大小满足,为直导线中电流的大小,为该点到直导线的距离,则( )
A. 、处磁感应强度大小相等,方向相反
B. 处磁感应强度大小是处的两倍
C. 、处磁感应强度大小相等,方向相同
D. 导线中电流不变,导线中电流减到0的过程中,点磁感应强度一直减小
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.由可知,因同一导线到四个顶点的距离相等,所以同一导线中的电流在四个顶点处产生的磁感应强度大小相等。设导线在正方形四个顶点处产生的磁感应强度大小为,则导线在正方形四个顶点处产生的磁感应强度大小为,根据右手螺旋定则及磁场的矢量叠加原理可得:
点磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
点磁感应强度大小为,方向垂直纸面向外
点磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里
点磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里
故A正确,BC错误;
D.导线中电流不变,导线中电流减到0的过程中,根据右手螺旋定则及磁场的矢量叠加原理可知点磁感应强度先减小后增加,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振子每次经过同一位置时,其加速度和速度都相同
B. 当振子的振动位移减小时,则其速度和加速度均增加
C. 从任意时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,合力做功为零
D. 从任意时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,合力冲量为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.振子每次经过同一位置时,其加速度相同,速度大小相同,方向可能相反,故A错误;
B.当振子的振动位移减小时,回复力减小,加速度减小,但速度增大,故B错误;
C.从任意时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,方向改变,由动能定理可知合力做功为零,故C正确;
D.除从速度为0开始经过二分之一周期时间振子动量没有发生变化,其它时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,方向改变,由动量定理可知合力冲量不为零,故D错误。
故选C。
8. 某种介质对空气的折射率是1.4,一束光从该介质射向空气,入射角是45°,则下列光路图中正确的是( )(图中I为空气,II为介质)
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】光由光密介质射向光疏介质,由
可得
故在两介质的界面上不能发生全反射,又因为光从光密介质到光疏介质,折射角大于入射角。
故选C。
9. 如图所示,为理想自耦变压器滑动端,原线圈匝数为2000匝,原线圈两端的瞬时电压为,电阻,D为理想二极管,则下列说法中正确的是( )
A. 原线圈两端输入电压的频率为
B. 滑动端从向滑动的过程中,副线圈两端电压升高
C. 穿过线圈的磁通量的变化率最大为
D. 当滑动端移动到的中点时,在1分钟时间内产生的热量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由
可知,故A错误;
B.滑动端从向滑动的过程中,副线圈匝数减小,两端电压降低,故B错误;
C.由
可得,故C正确;
D.当滑动端移动到的中点时
因D为理想二极管,有一半的时间被短路,则的热量()
联立可得,故D错误。
故选C。
10. 如图所示,用轻弹簧连接的A、B两物体质量均为,静止在光滑的水平面上,A物块与竖直墙面接触,某一瞬间物块B获得一初速度,下列说法正确的是( )
A. 从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,A、B的总动量守恒
B. 从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,墙壁对A的冲量大小为
C. A离开墙壁后,物块A的最大速度小于
D. A离开墙壁后,弹簧最短时的弹性势能等于
【答案】B
【解析】
【详解】A.从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,由于墙壁对A有弹力作用,所以A、B的总动量不守恒,故A错误;
B.从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,以A、B为系统,此过程A静止不动,由系统机械能守恒可知,恢复原长时物体B的速度大小为,方向水平向右,由动量定理可知,墙壁对A的冲量等于系统的动量变化量,而此过程A静止不动,所以墙壁对A的冲量等于B的动量变化量,冲量大小为,故B正确;
C.A离开墙壁后,A、B组成的系统满足动量守恒和机械能守恒,当弹簧第二次恢复原长时,此时B的速度为0,物块A的最大速度等于,故C错误;
D.弹簧最短时A、B的速度大小一致,设为v,由动量守恒可知
由系统机械能守恒可知
解得弹性势能等于,故D错误。
故选B。
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)
11. 关于下列物理现象的表述,说法正确的是( )
A. 金属没有固定的形状,也不显示各向异性,所以它是非晶体
B. 如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松软些
C. 液体的表面张力的方向总是跟液面相切,且与分界面垂直
D. 物体运动的动能越大,则组成物体的分子的平均动能也越大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.金属在固态时有固定的形状。大块金属宏观上不显示各向异性。非晶体没有固定的熔点,金属是多晶体,有固定的熔点,因此金属不是非晶体,故A错误;
B.根据毛细现象可知,如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松软些,破坏土壤里的毛细管,防止地下水通过毛细管到达地面,故B正确;
C.液体的表面张力的方向总是跟液面相切,且与分界面垂直,C正确;
D.物体的温度越高,组成物体的分子无规则热运动的平均动能就越大,会影响物体的内能,但物体的内能不影响物体宏观的动能,故D错误。
故选BC。
12. 均匀介质的水平面上,M、N、Q三点构成一直角三角形,如图甲所示,两波源分别位于M、N两点,t=0时刻两波源同时开始做简谐运动,振动规律均如图乙所示,竖直向上为y轴正方向,已知M、N两波源产生的两列简谐波传到Q点的时间差是1s,NQ=1.5m,MQ=2m,则( )
A. 两列波的波长均为1m
B. 质点Q的起振方向竖直向下
C. 0~4s时间内质点Q通过的路程为40cm
D. M、N两点之间(不包括M、N点)所在的直线共有5个振动加强点
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图乙可知两列波的周期均为
M、N两波源产生的两列简谐波传到Q点的时间差是1s,则有
解得
则波长为,故A正确;
B.根据波源的振动图像可知波源起振向上,则质点的起振方向竖直向上,故B错误;
C.M处的波传到Q点需要4s,N处的波传到Q点需要3s,0~4s内,质点Q振动时间为1s,通过的路程为20cm,故C错误;
D.由几何关系可知
当M、N间的点与两波源的距离差等于波长的整数倍时为振动加强点,有
又
所以n可取0、1、2,所以M、N两点之间共有5个点为振动加强点,故D正确。
故选AD。
13. 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备,它的基本原理可以简化为如图所示的结构,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,从上向下看,电子沿逆时针方向做圆周运动,其轨道半径为r,现让电子轨道内侧的、可视为竖直方向的匀强磁场B随时间t按B=kt(k为正常数且已知)规律变化,形成的涡旋电场的电场线是一系列同心圆,单个圆上形成的电场强度大小处处相等,为了保证电子的轨道半径不变,在电子轨道处有一个垂直轨道平面的约束磁场Bʹ,已知电子的电荷量为e,不计电子从电子枪中射出的初速度,下列说法正确的是( )
A. 当电磁铁线圈电流的方向如图所示时,为使电子加速,电流应变大
B. 电子的加速度大小为
C. 约束磁场的磁感应强度随时间变化的规律为
D. 电子在圆形轨道中加速一周的过程中,电子增加的动能
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,电磁铁磁场竖直向上,当电流变大时,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向下,电场方向为顺时针,电子所受电场力的方向为逆时针,电子做加速运动,故A正确;
B.根据法拉第电磁感应定律得,
感生电场强度大小为
电子的加速度为
解得,故B正确;
C.电子在磁场中运动的速度
根据洛伦兹力提供向心力,有
解得,故C错误;
D.电子在圆形轨道中加速一周的过程中,根据动能定理得
解得电子获得的动能为,故D正确。
故选ABD。
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:
A.描绘油膜轮廓 B.撒痱子粉
C.配制油酸酒精溶液 D.向浅盘中滴油酸酒精溶液
(1)以上实验步骤正确的操作顺序应该是_____(填步骤前的序号);
(2)若实验时在纯油酸中加入酒精,至油酸酒精溶液总体积为,用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,测得50滴溶液体积为,则1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为_____(结果保留1位有效数字),将一滴这样的油酸酒精溶液滴在撒好痱子粉的水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,描出的油膜轮廓如图所示,已知正方形小方格的边长为,则可求出油酸分子的直径约为_____(结果保留1位有效数字);
(3)实验中某同学测出的油酸分子直径明显偏大,其原因可能有_____(多选)。
A. 水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大
C. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,的溶液滴数误少记了10滴
D. 计算轮廓范围内正方形的个数时多数了几格
【答案】(1)BCDA或CBDA
(2) ①. ②. ## (3)AC
【解析】
【小问1详解】
图中实验步骤应先在浅盘的水面撒入痱子粉,后配制油酸酒精溶液(或先配制油酸酒精溶液后在浅盘的水面撒入痱子粉),再向浅盘中滴入油酸酒精溶液,最后描绘油膜轮廓,即正确的操作顺序是BCDA或CBDA
【小问2详解】
[1]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积为
[2]由于每格边长为,则每一格面积为,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,数出格数为58~64格,油膜面积为或
根据
可得油酸分子的直径为或
【小问3详解】
A.如果水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,则偏小,根据
可知分子直径测量值偏大,故A正确;
B.油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大,计算时仍用初始浓度值,则导致计算出的油酸体积比实际值偏小,根据
可知会导致计算结果偏小,故B错误;
C.求每滴油酸酒精溶液的体积时,的溶液的滴数误少记了10滴,则导致计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积时比实际大,根据
可知分子直径测量值偏大,故C正确;
D.计算轮廓范围内正方形的个数时多数了几格,则油膜的面积偏大,根据
可知分子直径测量值偏小,故D错误。
故选AC。
15. 某小组的同学为了研究一热敏电阻的特性,设计了如图甲所示的电路,电路中的电压表均可看成理想电压表,定值电阻。
(1)根据设计的电路图,请用笔代替导线在乙图中将实物图补充完整;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于最_____(选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次实验,得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图丙所示,某次实验时,图甲中的电压表、的示数分别为、,则热敏电阻所处环境的温度约为_____℃(保留两位有效数字);
(4)利用该热敏电阻制作高温温控报警器,其电路的一部分如图丁所示,M、N其中一个是热敏电阻,另外一个是电阻箱,当输出电压增大到某一数值,会触发报警器(图中未画出)报警。要使温度升高到某一值时报警器报警,则_____(选填“M”或“N”)是热敏电阻,为了提高报警器的灵敏度,即要把报警温度调低,电阻箱的阻值应调_____(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)见解析 (2)左
(3)30##31 (4) ①. M ②. 大
【解析】
【小问1详解】
根据电路图甲,在乙图中补充实物连线图如下:
【小问2详解】
滑动变阻器采用分压式接法,开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于最左端,使电压表和电阻被短路。
【小问3详解】
根据欧姆定律有,解得,结合图丙可知,热敏电阻所处环境的温度约为(也正确)。
【小问4详解】
[1][2]由题图丙可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,当温度升高,电路中总电阻减小,总电流增加,若要图丁中输出电压增大,则应在M处连接热敏电阻,在N处连接定值电阻,为了提高报警器的灵敏度,即要在更低的温度下使输出电压等于原先的临界电压,此时热敏电阻的阻值变大,电路总电流减小,要使输出电压仍然达到临界电压,则电阻箱的阻值应调大。
16. 某物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,关于该实验下列说法正确的是_____(多选).
A. 实验中必须调整单缝和双缝,使单缝和双缝相互平行
B. 去掉滤光片后将观测不到干涉条纹
C. 仅减小单缝和双缝间距,干涉条纹间距将变大
D. 若将红色滤光片换成绿色滤光片,干涉条纹间距将减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.双缝干涉实验中,单缝和双缝必须平行,才能产生相干光,故A正确;
B.去掉滤光片后可以看到白光的干涉条纹,故B错误;
C.将单缝向双缝移动一小段距离后,其他条件不变,干涉条纹间距不变,故C错误;
D.滤光片允许对应颜色的光透过,绿光比红光的波长短,由可知,换用绿色滤光片时,相邻两亮条纹中心的距离将减小,故D正确。
故选AD。
17. 如图所示,活塞与竖直放置的汽缸间密封着一定质量的理想气体,汽缸内有电热丝可通电给气体加热,已知活塞的质量、面积、大气压强,重力加速度,初始时密封气体体积,温度,汽缸内壁与活塞间无摩擦且整个汽缸绝热不漏气,电热丝通电一段时间后,密封气体体积膨胀到。
(1)在此过程中汽缸内壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____(选填“变大”“变小”或“不变”),汽缸内气体分子的数密度_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)求加热后密封气体温度;
(3)若加热过程中密封气体吸收的热量,求封闭气体内能的增加量。
【答案】(1) ①. 不变 ②. 变小
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]电热丝通电,温度升高,活塞上升,受力不变,故封闭气体压强不变,汽缸单位面积所受气体分子的平均作用力不变。由于体积变大,可知气体分子的数密度变小。
【小问2详解】
由盖吕萨克定律
代入题中数据,解得
【小问3详解】
设密封气体压强为,对活塞进行受力分析
代入题中数据,解得
气体对外做功
由热力学第一定律
18. 某固定装置竖直截面如图所示,为水平直轨道,其左侧有一竖直挡板,挡板上固定一轻弹簧,、是两段半径均为、圆心角均为的竖直圆管轨道,直轨道和圆管道相切于处,各部分之间平滑连接。在管道末端的右侧光滑水平面上紧靠着一长为、质量为的木板,其上表面与管道末端所在的水平面平齐。现将一可视为质点、质量为的滑块放置于弹簧的一端,弹射时压缩弹簧,将滑块从静止弹出,弹簧的弹性势能与滑块动能相互转化时无能量损耗,当滑块在木板上滑动时的动摩擦因数为,其他轨道均光滑,不计空气阻力。已知、、,,,,,,
(1)若滑块离开点时的速度为,求圆管道点对滑块的作用力;
(2)要使滑块最终停在木板上,求弹簧弹性势能的取值范围;
(3)若某次在滑块以的速度离开点的同时,给木板施加一个水平向右的拉力,要使滑块不脱离木板,求所加拉力的最大值及在此拉力作用下滑块在木板上滑行的距离。
【答案】(1)、方向竖直向上
(2)
(3)1.5N,0.8m
【解析】
【小问1详解】
设管道对滑块的作用力向下,由牛顿第二定律有
得圆管道对滑块的作用力
即圆管道对滑块的作用力大小,方向竖直向上
【小问2详解】
若弹簧的弹性势能为时,滑块恰好能滑上木板,由动能定理有
代入相关已知数据解得
若弹簧的弹性势能为时,滑块恰好停在木板最右端,设滑块离开圆管道时的速度为,由动能定理有
由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
联立,代入数据得
即弹簧弹性势能的取值范围
【小问3详解】
要使滑块和木板保持相对静止,滑块的最大加速度
由牛顿第二定律有
得
当滑块在木板上运动时,滑块的加速度大小
木板的加速度大小
由
得
所以滑块在木板上滑行的距离
19. 如图所示,竖直放置的金属轮半径为,由三根互成角的金属辐条和金属圆环组成,三根金属辐条的电阻均为,金属圆环电阻不计,在圆心点用导线与左右电路相连,金属圆环通过电刷与左右电路相连.金属轮可绕过其中心的固定轴转动,不可伸长的细绳一端固定在圆环上,随着圆环转动,绳子将绕在圆环边缘上,且与圆环无相对滑动,绳子另一端系着质量为的物块.金属轮所在区域有垂直圆面向里的匀强磁场.金属轮左侧通过连有电动势为,内阻为的电源,右侧通过与电阻相连.已知,,,,,,,。
(1)断开,接通后,金属辐条作为“电动机”在磁场力作用下转动起来从而带动物块向上运动.
①求闭合瞬间,通过每根金属辐条的电流的大小;
②当物块匀速上升时,求金属辐条的转动角速度的大小;
(2)断开,接通后,同时释放物块从而带动金属圆环转动,金属辐条作为“发电机”向电阻供能.求物块匀速下落时速度的大小。
【答案】(1)① ②
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]由闭合电路欧姆定律得
三根金属辐条的总电阻
通过电路的总电流
通过每根金属辐条的电流
[2]由能量守恒得
由闭合电路欧姆定律得
由线速度和角速度关系得
金属辐条的转动角速度
【小问2详解】
由能量守恒得
由闭合电路欧姆定律得
得
20. 如图所示,与轴相切、半径为的圆内有垂直平面的匀强磁场。圆形磁场左侧有一宽为质子源,可沿轴正方向每秒发射出个沿轴均匀分布的质子流,质子流上端和下端进入磁场的质子距磁场圆心的竖直距离相等。质子的质量为,电荷量为,速度均为。轴下方的分析器由两块长为,距离为的平行金属薄板和组成,其中位于轴的板中心有一小孔(孔径忽略不计),板连接电流表后接地。已知从质子源射出的质子经磁场偏转后均能从点进入轴下方的平行金属薄板内。不计质子的重力及相互作用,不考虑质子间的碰撞。
(1)求磁场的磁感应强度大小和方向;
(2)求质子在磁场中运动的最长时间和最短时间的差值;
(3)若与板之间不加电压,求电流表稳定后的示数;
(4)要使电流表示数最大,求与板之间所加电压的最小值。
【答案】(1),垂直纸面向外
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
如图甲所示,画出某一质子在磁场中的运动轨迹,质子从点入射,点离开。和分别是磁场圆和轨迹圆的圆心。连接、、、构成四边形。因质子从点入射时速度方向和轴平行,所以和平行,又、,所以四边形为菱形。所以轨迹圆的半径
由
得
由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。
【小问2详解】
如图乙所示,分别画出从质子源上端和下端进入磁场的质子的轨迹。由几何关系可知,圆心角分别为和
质子在磁场中运动的周期
质子在磁场中运动的时间差
【小问3详解】
如图丙所示,当质子从点进入平行金属板时与竖直方向的夹角为,质子恰好能离开金属板。
由几何关系可知,质子入射点到磁场圆心的竖直距离为
每秒()落在板的质子数
电流表稳定后的示数
【小问4详解】
所加电压让从点进入平行金属板时与竖直方向的夹角为的质子恰好能到达金属板,有
电场力产生的加速度
得
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浙江强基联盟2025年5月高二联考
物理试题
浙江强基联盟研究院 命制
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间90分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、选择题I(本题共10小题,每小题3分,共30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. 冲量的单位用国际单位制中的基本单位表示为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,2025年4月3日10时12分,长征六号运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞,随后将天平三号星02星顺利送入预定轨道,发射任务取得圆满成功.下列说法正确的是( )
A. 长征六号刚点火时还没有运动,其加速度一定为零
B. 由于长征六号体积大,研究其变轨时不能将其看作质点
C. 长征六号升空过程速度变化越快,其加速度就越大
D. 长征六号升空过程中其合外力的冲量为零
3. 建筑工地上常常利用夹石器吊起和搬运重型石板,如图所示,吊车吊起铁链AB的中点O,将一质量为m的石板吊离地面一定距离后静止,夹石器的质量也为m,重力加速度为g,不计铁链AB的质量以及吊车挂钩与铁链间的摩擦力,则( )
A. 铁链OA、OB的拉力大小均为mg
B. 石板受到重力和摩擦力两个力的作用
C. 石板加速吊离地面时,夹石器对石板的作用力大于石板对夹石器的作用力
D. 若仅缩短铁链长度,石块仍静止,则铁链OA的拉力变大
4. 如图所示为两个相距较近的带电金属导体M、N,其中导体N内部存在圆形空腔,空间的电场线分布如图,其中A、B、C为导体表面的三个点,D为导体N内部的一个点,若取无穷远处电势为零,不计空气对电场分布的影响.则下列说法正确的是( )
A. B点和C点电场强度大小相等
B. B、C、D三点电势一定相等
C. D点的电场强度大小大于C点
D. 一负电荷从A点移至C点,其电势能减小
5. 如图所示,卫星A为地球静止同步轨道卫星、卫星B为倾斜地球同步轨道卫星、卫星C为中圆地球轨道卫星,其中卫星B与卫星C同平面,且卫星C的周期为卫星B的周期T的一半,下列关于卫星A、卫星B与卫星C的说法正确的是( )
A. 卫星C的线速度大小小于卫星A的线速度大小
B. 卫星B的轨道半径是卫星C的轨道半径的倍
C. 卫星A受到地球的引力和卫星B受到地球的引力一定相同
D. 某时刻B、C两卫星相距最近,则再经,两卫星相距最远
6. 如图所示,两条互相绝缘且足够长的直导线和垂直放置在纸面内,每条导线均分别过正方形两边的中点,且导线中通过的电流是导线中通过电流的两倍,电流方向如图所示,已知通电直导线在某点产生的磁感应强度大小满足,为直导线中电流的大小,为该点到直导线的距离,则( )
A. 、处磁感应强度大小相等,方向相反
B. 处磁感应强度大小是处的两倍
C. 、处磁感应强度大小相等,方向相同
D. 导线中电流不变,导线中电流减到0的过程中,点磁感应强度一直减小
7. 如图所示,一弹簧振子做简谐运动,下列说法正确的是( )
A. 振子每次经过同一位置时,其加速度和速度都相同
B. 当振子的振动位移减小时,则其速度和加速度均增加
C. 从任意时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,合力做功为零
D. 从任意时刻开始经过二分之一周期时间,振子速度大小不变,合力冲量为零
8. 某种介质对空气的折射率是1.4,一束光从该介质射向空气,入射角是45°,则下列光路图中正确的是( )(图中I为空气,II为介质)
A. B.
C. D.
9. 如图所示,为理想自耦变压器滑动端,原线圈匝数为2000匝,原线圈两端的瞬时电压为,电阻,D为理想二极管,则下列说法中正确的是( )
A. 原线圈两端输入电压的频率为
B. 滑动端从向滑动的过程中,副线圈两端电压升高
C. 穿过线圈的磁通量的变化率最大为
D. 当滑动端移动到的中点时,在1分钟时间内产生的热量为
10. 如图所示,用轻弹簧连接的A、B两物体质量均为,静止在光滑的水平面上,A物块与竖直墙面接触,某一瞬间物块B获得一初速度,下列说法正确的是( )
A. 从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,A、B的总动量守恒
B. 从B开始运动到弹簧第一次恢复原长过程中,墙壁对A的冲量大小为
C. A离开墙壁后,物块A的最大速度小于
D. A离开墙壁后,弹簧最短时的弹性势能等于
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)
11. 关于下列物理现象的表述,说法正确的是( )
A. 金属没有固定的形状,也不显示各向异性,所以它是非晶体
B. 如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松软些
C. 液体的表面张力的方向总是跟液面相切,且与分界面垂直
D. 物体运动的动能越大,则组成物体的分子的平均动能也越大
12. 均匀介质的水平面上,M、N、Q三点构成一直角三角形,如图甲所示,两波源分别位于M、N两点,t=0时刻两波源同时开始做简谐运动,振动规律均如图乙所示,竖直向上为y轴正方向,已知M、N两波源产生的两列简谐波传到Q点的时间差是1s,NQ=1.5m,MQ=2m,则( )
A. 两列波的波长均为1m
B. 质点Q的起振方向竖直向下
C. 0~4s时间内质点Q通过的路程为40cm
D. M、N两点之间(不包括M、N点)所在的直线共有5个振动加强点
13. 电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备,它的基本原理可以简化为如图所示的结构,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,从上向下看,电子沿逆时针方向做圆周运动,其轨道半径为r,现让电子轨道内侧的、可视为竖直方向的匀强磁场B随时间t按B=kt(k为正常数且已知)规律变化,形成的涡旋电场的电场线是一系列同心圆,单个圆上形成的电场强度大小处处相等,为了保证电子的轨道半径不变,在电子轨道处有一个垂直轨道平面的约束磁场Bʹ,已知电子的电荷量为e,不计电子从电子枪中射出的初速度,下列说法正确的是( )
A. 当电磁铁线圈电流的方向如图所示时,为使电子加速,电流应变大
B. 电子的加速度大小为
C. 约束磁场的磁感应强度随时间变化的规律为
D. 电子在圆形轨道中加速一周的过程中,电子增加的动能
三、非选择题(本题共5小题,共58分)
14. 如图是“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的部分操作步骤:
A.描绘油膜轮廓 B.撒痱子粉
C.配制油酸酒精溶液 D.向浅盘中滴油酸酒精溶液
(1)以上实验步骤正确的操作顺序应该是_____(填步骤前的序号);
(2)若实验时在纯油酸中加入酒精,至油酸酒精溶液总体积为,用注射器将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,测得50滴溶液体积为,则1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为_____(结果保留1位有效数字),将一滴这样的油酸酒精溶液滴在撒好痱子粉的水面上,待油酸薄膜的形状稳定后,描出的油膜轮廓如图所示,已知正方形小方格的边长为,则可求出油酸分子的直径约为_____(结果保留1位有效数字);
(3)实验中某同学测出的油酸分子直径明显偏大,其原因可能有_____(多选)。
A. 水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 油酸酒精溶液长时间放置,酒精挥发使溶液的浓度变大
C. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,的溶液滴数误少记了10滴
D. 计算轮廓范围内正方形的个数时多数了几格
15. 某小组的同学为了研究一热敏电阻的特性,设计了如图甲所示的电路,电路中的电压表均可看成理想电压表,定值电阻。
(1)根据设计的电路图,请用笔代替导线在乙图中将实物图补充完整;
(2)开关闭合前,滑动变阻器的滑动触头应置于最_____(选填“左”或“右”)端;
(3)通过多次实验,得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图丙所示,某次实验时,图甲中的电压表、的示数分别为、,则热敏电阻所处环境的温度约为_____℃(保留两位有效数字);
(4)利用该热敏电阻制作高温温控报警器,其电路的一部分如图丁所示,M、N其中一个是热敏电阻,另外一个是电阻箱,当输出电压增大到某一数值,会触发报警器(图中未画出)报警。要使温度升高到某一值时报警器报警,则_____(选填“M”或“N”)是热敏电阻,为了提高报警器的灵敏度,即要把报警温度调低,电阻箱的阻值应调_____(选填“大”或“小”)。
16. 某物理兴趣小组的同学利用如图所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验,关于该实验下列说法正确的是_____(多选).
A. 实验中必须调整单缝和双缝,使单缝和双缝相互平行
B. 去掉滤光片后将观测不到干涉条纹
C. 仅减小单缝和双缝间距,干涉条纹间距将变大
D. 若将红色滤光片换成绿色滤光片,干涉条纹间距将减小
17. 如图所示,活塞与竖直放置的汽缸间密封着一定质量的理想气体,汽缸内有电热丝可通电给气体加热,已知活塞的质量、面积、大气压强,重力加速度,初始时密封气体体积,温度,汽缸内壁与活塞间无摩擦且整个汽缸绝热不漏气,电热丝通电一段时间后,密封气体体积膨胀到。
(1)在此过程中汽缸内壁单位面积所受气体分子的平均作用力_____(选填“变大”“变小”或“不变”),汽缸内气体分子的数密度_____(选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)求加热后密封气体温度;
(3)若加热过程中密封气体吸收的热量,求封闭气体内能的增加量。
18. 某固定装置竖直截面如图所示,为水平直轨道,其左侧有一竖直挡板,挡板上固定一轻弹簧,、是两段半径均为、圆心角均为的竖直圆管轨道,直轨道和圆管道相切于处,各部分之间平滑连接。在管道末端的右侧光滑水平面上紧靠着一长为、质量为的木板,其上表面与管道末端所在的水平面平齐。现将一可视为质点、质量为的滑块放置于弹簧的一端,弹射时压缩弹簧,将滑块从静止弹出,弹簧的弹性势能与滑块动能相互转化时无能量损耗,当滑块在木板上滑动时的动摩擦因数为,其他轨道均光滑,不计空气阻力。已知、、,,,,,,
(1)若滑块离开点时的速度为,求圆管道点对滑块的作用力;
(2)要使滑块最终停在木板上,求弹簧弹性势能的取值范围;
(3)若某次在滑块以的速度离开点的同时,给木板施加一个水平向右的拉力,要使滑块不脱离木板,求所加拉力的最大值及在此拉力作用下滑块在木板上滑行的距离。
19. 如图所示,竖直放置的金属轮半径为,由三根互成角的金属辐条和金属圆环组成,三根金属辐条的电阻均为,金属圆环电阻不计,在圆心点用导线与左右电路相连,金属圆环通过电刷与左右电路相连.金属轮可绕过其中心的固定轴转动,不可伸长的细绳一端固定在圆环上,随着圆环转动,绳子将绕在圆环边缘上,且与圆环无相对滑动,绳子另一端系着质量为的物块.金属轮所在区域有垂直圆面向里的匀强磁场.金属轮左侧通过连有电动势为,内阻为的电源,右侧通过与电阻相连.已知,,,,,,,。
(1)断开,接通后,金属辐条作为“电动机”在磁场力作用下转动起来从而带动物块向上运动.
①求闭合瞬间,通过每根金属辐条的电流的大小;
②当物块匀速上升时,求金属辐条的转动角速度的大小;
(2)断开,接通后,同时释放物块从而带动金属圆环转动,金属辐条作为“发电机”向电阻供能.求物块匀速下落时速度的大小。
20. 如图所示,与轴相切、半径为的圆内有垂直平面的匀强磁场。圆形磁场左侧有一宽为质子源,可沿轴正方向每秒发射出个沿轴均匀分布的质子流,质子流上端和下端进入磁场的质子距磁场圆心的竖直距离相等。质子的质量为,电荷量为,速度均为。轴下方的分析器由两块长为,距离为的平行金属薄板和组成,其中位于轴的板中心有一小孔(孔径忽略不计),板连接电流表后接地。已知从质子源射出的质子经磁场偏转后均能从点进入轴下方的平行金属薄板内。不计质子的重力及相互作用,不考虑质子间的碰撞。
(1)求磁场的磁感应强度大小和方向;
(2)求质子在磁场中运动的最长时间和最短时间的差值;
(3)若与板之间不加电压,求电流表稳定后的示数;
(4)要使电流表示数最大,求与板之间所加电压的最小值。
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