浙江省杭州市S9联盟2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

2022-2023学年浙江省杭州市S9联盟高二（下）期中物理试卷第I卷（选择题）一、单选题（本大题共13小题，共39.0分）1.下列属于磁感应强度的单位是（　　）A.T（特斯拉）B.Wb（韦伯）C.N（牛顿）D.V（伏特）【答案】A【解析】【详解】A．磁感应强度的单位是特斯拉，其单位符号为T，故A正确；B．磁通量的单位是韦伯，其单位符号为，故B错误；C．力的单位是牛顿，其单位符号为，故C错误；D．电势、电势差的单位是伏特，其单位符号为，故D错误。故选A。2.在物理学的发展过程中，许多科学家做出了突出贡献，下列关于科学家和他们的贡献说法错误的是（　　）A.斯涅耳在分析了大量实验数据后，总结由光的折射定律B.梅曼率先在实验室中制造出了激光，之后激光被广泛应用于生产生活C.麦克斯韦确信电场与磁场的对称之美，大胆假设变化的电场会产生磁场D.奥斯特首先发现了通电导线周围存在着磁场，后来总结了判断电流与磁场的方向关系的规律【答案】D【解析】【详解】.斯涅耳在分析了大量实验数据后，总结出光的折射定律，故A正确；B.梅曼率先在实验室中制造出了激光，之后激光被广泛应用于生产生活，故B正确；C.麦克斯韦确信电场与磁场的对称之美，大胆假设变化的电场会产生磁场，故C正确；D.奥斯特首先发现了通电导线周围存在着磁场，安培发现了判断电流与磁场的方向关系的规律，故D错误。本题选错误项，故选D。3.如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A.甲图为条形磁铁的磁感线分布图B.乙图为直线电流的磁感线分布图C.丙图中通电螺线管周围产生的磁场和磁感线都是真实存在的D.丁图为法拉第圆盘发电机利用了“电生磁”的现象为原理制作而成【答案】B【解析】【详解】A．条形磁铁磁感线外部是由N极出发终止于S极，甲图反了，A错误；B．乙图为直线电流的磁感线分布图，符合右手螺旋定则，B正确；C．磁场是真实存在的，磁感线不是真实存在的，C错误；D．丁图为法拉第圆盘发电机利用了“磁生电”的现象为原理制作而成，D错误。故选B。4.如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误；B．图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误；C．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确；D．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。故选C。 5.如图所示，三颗人造卫星正在围绕地球做匀速固周运动，则下列有关说法中正确的是（　　）A.卫星可能的轨道为、、B.卫星可能轨道为、C.同步卫星可能的轨道为、D.同步卫星可能的轨道为、【答案】B【解析】【详解】人造卫星若围绕地球做匀速固周运动，则人造地球卫星由万有引力提供向心力，万有引力的方向指向地心，所以卫星做圆周运动的圆心与地心必定重合，根据图像可知，轨道的圆心不在地心，故不可能是卫星轨道，轨道、的圆心在地心，故其可能是卫星的轨道，即卫星可能的轨道为、。故选B。6.如图为某型号的干电池，在其外壳上标注有“9伏”的字样，这表示（　　）A.正电荷通过该电池的过程中，有的化学能转化为电能B.该电池在单位时间内有的化学能转化为电能C.电池短路时，该电池输出电流为D.将该电池接入电路后，电池两端的电压始终为【答案】A【解析】【详解】A．干电池的电动势为9V，则正电荷通过该电池的过程中，非静电力做功9J，有的化学能转化为电能。故A正确；B．干电池的电动势表征的是把其他形式能量转化为电能的本领大小，并不是该电池在单位时间内有的化学能转化为电能。故B错误； C．干电池的内阻未知，无法确定电池短路时的输出电流。故C错误；D．将该电池接入电路后，电池两端电压为路端电压，如果外电路正常工作，则路端电压小于电动势。故D错误。故选A。7.如图所示，三段长度相等的直导线a、b、c相互平行处在同一竖直面内，a、b间的距离等于b、c间的距离，通电电流Ia＜Ib＜Ic，方向如图所示，则下列判断正确的是（）A.导线b受到的安培力可能为0B.导线a受到的安培力可能为0C.导线c受到的安培力的方向一定向左D.导线a、b受到的安培力的方向一定相同【答案】B【解析】【详解】A．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线b受到的安培力不可能为0，故A错误；BD．导线a受到导线b给的向右的安培力和导线c给的向左的安培力，又因为通电电流Ia＜Ib＜Ic，ac之前的距离大于ab之间的距离，所以导线a受到的安培力可能为0，而导线b受到的安培力不可能为0，所以导线a、b受到的安培力的方向不一定相同，故B正确，D错误；C．根据同向电流相互吸引、反向电流相互排斥可知，导线c受到的安培力的方向一定向右，故C错误。故选B。8.在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的情况就是一个实例。当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时，下列说法正确的是（　　） A.跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变B.运动员受到的支持力是运动员的脚发生形变而产生的C.此时跳板对运动员的支持力和运动员的重力等大D.此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力【答案】D【解析】【详解】A．跳板和运动员的脚都发生了形变，故A错误；B．运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的，故B错误；CD．运动员受到的合力向上，所以此时跳板对运动员的支持力大于运动员的重力，故C错误，D正确。故选D。9.主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波（声音在空气中的传播速度为）（　　）A.振幅为B.频率为C.波长应为的奇数倍D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相【答案】B【解析】【详解】主动降噪耳机是根据波的干涉条件，抵消声波与噪声的振幅、频率相同，相位相反，叠加后才能相互抵消来实现降噪的。A．抵消声波与噪声的振幅相同，也为A，A错误；B．抵消声波与噪声的频率相同，由B正确；C．抵消声波与噪声的波速、频率相同，则波长也相同，为 C错误；D．抵消声波在耳膜中产生的振动与图中所示的振动反相，D错误。故选B10.现有光束沿图示方向平行直径射入球形雨滴，经两次折射和一次反射后离开雨滴，其中出射光线与直径成，为真空中光速，为雨滴半径，下列说法中正确的是（　　）A.光束在雨滴中的折射率为B.光束在雨滴中经历的时间为C.入射光光强一定弱于出射光光强D.光束在雨滴内可能发生了全反射【答案】B【解析】【详解】A．根据题意画出完整光路图，如图所示设第一次进入雨滴的折射光线的折射角为，由于可知 光线在点发生反射，则可知根据可知根据光路可逆，可知出射光线的折射角等于，设法线与水平方向的夹角为，由图可知由于则有由图可知则有即有解得根据折射定律可得故A错误；B．根据结合上述解得光束在雨滴中传播的速度 光束在雨滴中传播的距离光束在雨滴中经历的时间故B正确；CD．设光束的临界角为，则有可知临界角由于可知光束在雨滴内没有发生全反射，在E点也发生折射，有光线从点射出雨滴，根据能量守恒，入射光光强一定强于出射光光强，故CD错误。故选B。11.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则波速可能是（　　）A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s【答案】B【解析】【详解】由图乙可知，波的周期为T=6s，质点在时沿y轴正方向振动，波沿x轴正方向传播，则处质点可能处在 （n=0,1,2,3，⋯）则有（n=01,2,3，⋯）解得（n=0,1,2,3，⋯）则波速为（n=0,1,2,3，⋯）则波速可能是：当n=0时当n=1时因此则波速可能是2m/s，ACD错误，B正确。故选B。12.如图所示为洛伦兹力演示仪的结构示意图，演示仪中有一对彼此平行且共轴的励磁圆形线圈，通入电流I后，能够在两线圈间产生匀强磁场；玻璃泡内有电子枪，通过加速电压U对初速度为零的电子加速并连续发射。电子刚好从球心O点正下方的S点水平向左射出，电子通过玻璃泡内稀薄气体时能够显示出电子运动的径迹。则下列说法正确的是（　　）A.若要正常观察电子径迹，励磁线圈的电流方向应为逆时针（垂直纸面向里看）B.若保持U不变，增大I，则圆形径迹的半径变大C.若同时减小I和U，则电子运动的周期减小D.若保持I不变，减小U，则电子运动的周期将不变 【答案】D【解析】【详解】A．若要正常观察电子径迹，则电子需要受到向上的洛伦兹力，根据左手定则可知，玻璃泡内的磁场应向里，根据安培定则可知，励磁线圈的电流方向应为顺时针，故A错误；B．电子在磁场中，向心力由洛伦兹力提供，则有可得而电子进入磁场的动能由电场力做功得到，即即U不变，则v不变。由于m、q不变，而当I增大时，B增大，故半径减小，故B错误；C．因为，所以电子运动的周期与U无关，当减小电流I时，则线圈产生的磁场B也减小，则电子运动的周期T增大，故C错误；D．由C中分析可知，I不变，U减小，T不变，故D正确。故选D。13.如图所示，在圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的一条直径。一带正电的粒子从点射入磁场，速度大小为，方向与成角时恰好从点飞出磁场，粒子在磁场中运动的时间为。若仅将速度大小改为，则粒子在磁场中运动的时间为（不计带电粒子所受重力）（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设圆形区域的半径为R，如图所示，当粒子从b点飞出磁场时，根据几何关系可知粒子转过的圆心角为60°，且粒子运动半径为 根据牛顿第二定律有解得若仅将速度大小改为，则粒子运动半径变为如图所示，根据几何关系可知粒子转过的圆心角为120°。同一种粒子在磁场中运动时间正比于转过的圆心角，所以粒子速度大小改变后在磁场中运动的时间为故选C。二、多选题（本大题共2小题，共6.0分）14.如图甲是一个磁悬浮地球仪，原理如图乙所示。上方的地球仪内有一个永磁体，底座内有一个线圈，线圈通上直流电，地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（　　） A.将地球仪上下位置翻转，仍能继续保持悬浮B.图中线圈的端须连接直流电源的负极C.若增加线圈的匝数，稳定后地球仪受到的磁力增大D.若增大线圈中的电流，稳定后地球仪受到的磁力不变【答案】BD【解析】【详解】A．线圈通上直流电，线圈可以等效为条形磁体，磁悬浮地球仪之所以能悬浮在空中，是利用了同名磁极相互排斥的原理，将地球仪上下位置翻转，地球仪将被吸引，则不能继续保持悬浮，故A错误；B．根据图乙可知，地球仪下端为N极，则线圈的上端为等效条形磁体的N极，电源通的是直流电，根据安培定则可知，端为电源的负极，而端为电源的正极，故B正确；C．增加线圈匝数，电流产生的磁场增强，地球仪再次稳定悬浮后，受到的磁力仍然与地球仪的重力平衡，即稳定后地球仪受到的磁力不变，故C错误；D．地球仪悬浮于空中时球体受到的重力和磁力是一对平衡力，仅增大线圈中的电流，地球仪再次稳定悬浮后受到的磁力仍然等于地球仪的重力，即稳定后地球仪受到的磁力不变，故D正确。故选BD。15.如图所示，干旱季节，农民通过潜水泵抽取地下水灌溉农田。已知潜水泵由电动机、水泵、输水钢管组成，某地下水源距离地表深，安装潜水泵时将一根输水钢管竖直打入地底下与地下水源连通，水泵出水口离地表高度为，水流由出水口水平喷出时的速度为，每秒出水量为。已知电动机额定电压为，水泵的抽水效率为，水的密度为，则（　　） A.出水口钢管横截面积为B.每秒内水流机械能增加C.电动机的输入功率为D.电动机线圈的电阻约为【答案】AB【解析】【详解】B．每秒水流增加机械能故B正确；C．电动机的输入功率故C错误；A．出水口面积故A正确；D．由于能量耗散，线圈的电阻且是由以上两式得故D错误。故选AB。第II卷（非选择题）三、实验题（本大题共2小题，共14.0分） 16.如图甲所示，某同学用力传感器探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系。（1）实验中使用的电火花计时器，应接______电源A.交流4~6VB.交流220V（2）该同学将实验器材如图甲所示连接后，沙桶的质量______（填“需要”、“不需要”）远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力，则______（填“需要”、“不需要”）先平衡摩擦力。（3）先接通电源（频率为50Hz），小车由静止释放，获得的一条纸带如图乙，每打5个点取一个计数点，x1=3.62cm，x4=5.12cm，由图中数据可求得：2、3两点的距离（即）约为______cm（结果保留三位有效数字）（4）在实验中，甲、乙两位同学根据实验数据画出如图丙所示的小车的加速度和小车所受拉力的图像分别为图中的直线Ⅰ和直Ⅱ（甲）线Ⅱ下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是______（多选）A.实验前甲同学没有平衡摩擦力B.甲同学在平衡摩擦力时把长木板的右端抬得过高了C.实验前乙同学没有平衡摩擦力D.乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端抬得过高了【答案】①.B②.不需要③.需要④.4.62⑤.BC【解析】【详解】（1）[1]电火花计时器的工作电压为220V交流电源。故选B。（2）[2]在装置图中使用力传感器直接测处细线拉力，所以不需要使沙桶的质量远小于小车的质量；[3]若实验时将细线拉力当作小车及传感器的合外力，即传感器的拉力当作小车所受的合外力，则需要选平 衡摩擦阻力。（3）[4]由于每打5个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为根据匀变速直线运动逐差相等的规律有解得x3=4.62cm（4）[5]AB．甲图像在轴有正截距，即当拉力为零时，小车就有了加速度，说明平衡摩擦力过度，即甲同学在平衡摩擦力时把长木板的右端抬得过高了，故A错误，B正确；CD．图像乙在轴上有正截距，即当细线拉力为某一值时，加速度为零，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力过小，即乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端抬得过低了，故C正确，D错误。故选BC。17.小丁同学对实验室中的线圈如图甲所示产生了浓厚兴趣，决定利用伏安法测量线圈电阻，实验电路如图丙所示，回答下列问题：（1）实验前，图丙中滑动变阻器滑片应置于______填“a”或“b”端：（2）已知实验中电压表所接量为，某次实验中电压表示数如图乙所示，则电压为______V．（3）改变滑动变阻器滑片，待电路稳定得到多组电流、电压值如下表所示，请在图丁中作出相应的图象_________．电压　　　　　　　　　电流　　　　　　　 （4）由图象可得该线圈电阻大小为______．【答案】①.(1)a；②.(2)1.70；③.(3)④.(4)28.5【解析】【分析】滑动变阻器分压接法时，实验前滑动变阻器并联部分电阻最小，以便保护电流表和电压表；根据电压表的读数规则读数；利用描点作图．图象中斜率表示电阻求解电阻阻值．【详解】根据图丙可知，滑动变阻器采用分压接法，实验前，应使滑动变阻器并联电阻最小，故应在a端；电压表的最小刻度为，读数估读到，故电压表读数为；根据表格数据描点作图如图所示： 在图象中斜率表示电阻可得：【点睛】应明确遇到根据图象求解的问题，首先要根据物理规律整理出关于纵轴物理量与横轴物理量的函数表达式，然后根据斜率和截距的概念即可求解．四、计算题（本大题共4小题，共41.0分）18.质量为的物体在平行于斜面向上的拉力F的作用下从斜面底端由静止开始沿斜面向上运动，一段时间后撤去拉力F，其向上运动的图像如图所示，斜面固定不动，倾角。已知，，g取。求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；（2）拉力F的大小；（3）物体沿斜面向上运动的最大距离x。【答案】（1）0.25；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据题意，取拉力的方向为正方向，撤去拉力F后，由图像可知，加速度为由牛顿第二定律得解得（2）施加拉力F的过程中，由图像可知，加速度为由牛顿第二定律得 解得（3）根据图像中图像围成的面积表位移，由图像可得，物体沿斜面向上运动的最大距离19.运动员驾驶摩托车做腾跃表演。如图所示，是平直路面，为上坡路，其中段可视为半径的圆弧且与、平滑连接。运动员驾驶摩托车在段加速，到点时速度，再经的时间通过坡面到达点后水平飞出。已知人和车的总质量，坡顶高度，落地点与点的水平距离。若摩托车的功率始终为，取，求：（1）人和车从点飞出时的速度大小；（2）人和车过点刚进入圆弧轨道时受到的支持力大小；（3）人和车从到的过程中重力所做的功和阻力所做的功。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）设摩托车在点的速度为，到做平抛运动的时间为，则有：水平方向竖直方向上联立解得（2）设人和车过点受到的支持力大小为，在点，根据牛顿第二定律得解得 （3）设摩托车从到的过程中，重力做功和阻力做功分别为、，重力做功为对到过程运用动能定理得其中解得20.一质量为的烟花弹获得动能后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，烟花弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为，且均沿竖直方向运动，爆炸时间极短，重力加速度大小为，不计空气阻力和火药的质量，求：（1）求烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间及此时离地面的高度；（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）设烟花弹的初速度为，则有解得烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动，则有解得 烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸上升的高度为（2）对于爆炸过程，取竖直向上为正方向，由动量守恒定律有根据能量守恒定律有解得爆炸后烟花弹向上运动的部分能继续上升的最大高度为所以爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度为21.如图所示的平面直角坐标系xOy，在x轴上方区域内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在x轴下方区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。一质量为m、电荷量为q的负粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的Q（2h，0）点进入第四象限，再经过磁场恰和y轴相切继续经过x轴射回电场，一直运动下去。不计粒子所受的重力。求：（1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）第一次和第三次经过x轴时，两坐标间的距离为多少。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由类平抛运动可得解得（2）由几何关系可得由运动合成由牛顿第二定律和圆周运动知识可得解得（3）根据运动轨迹的对称性，如图可得第三次进入x轴时的坐标和第二次进入x轴时的坐标之间的距离AB应该是OQ距离的两倍，即AB=4h第二次进入x轴时的坐标和第一次进入x轴时的坐标之间的距离 因此可得