浙江省杭州地区(含周边)重点中学2021-2022学年高二上学期期中考试物理试题 Word版含答案

绝密★考试结束前2021学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学高二年级物理学科试题第Ⅰ卷（共45分）一、单项选择题（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．电容单位用基本单位制正确表述的是A．C/VB．A2·s2/JC．A2·s2/(kg·m2)D．A2·s4/(kg·m2)2．下列说法不符合物理学史的是A．法拉第发现了电磁感应现象，使人类迈进了使用电的时代B．赫兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论C．欧姆用实验研究了电流的热效应，总结出欧姆定律D．牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性3．嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获。若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为A．B．C．D．4．电荷量相等的两个电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，AB连线中点为O，在A、B所形成的电场中，以O为圆心，半径为R的圆垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两者的交点为e、f，g为圆上一点，则下列说法正确的是A．a与b、c与d是两对场强和电势均相同的点B．将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点，其所受电场力先减小后增大C．将一电荷由e点沿直线e0f移到f点，其所受电场力先减小后增大D．将一电荷由a、b、c、d四点分别移到圆平面上任意一点时，其电势能的变化量大小均相等5．磁贴纱窗的软磁条的外部磁感线正面图如图所示，以下说法正确的是A．磁感线不是封闭的曲线，可以相交于一点B．软磁条内部a位置应为N极C．磁感线与电场线一样真实存在于空间之中D．软磁条内部ab之间的磁感线方向应为a指向b12 6．如图所示是长、宽、高分别为1m、2m、3m的长方形电阻，已知其电阻率为ρ（单位是Ω·m），根据电阻定律可知当电流从侧面A流入时电阻为ρ欧，从侧面B和C流入时，电阻分别为A．ρ欧，ρ欧B．ρ欧，ρ欧C．ρ欧，ρ欧D．电阻与电流强弱有关7．建筑工地经常见到，建筑材料被起重吊机吊起的情景。如图所示，正在被竖直向上匀速吊起的重物A、B，绳子CD和CE共同挂着质量为的重物A，绳子FG和FH共同挂着质量为的重物B，F点拴在重物A的下方。不计绳子质量和空气阻力，下列说法一定正确的是A．绳子CD和CE对重物A的作用力的合力大于（+）gB．若绳子FG和FH的夹角比图中更大一些，它们对重物A的作用力的合力不变C．若绳子FG和FH的夹角为锐角，则绳子FG上的力小于D．若拴接点F与重物A脱离，则该瞬间重物A的加速度大小为8．如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且PM长度等于MN的长度，不计黄豆的空气阻力，可将黄豆看成质点，则A．两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍B．甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等C．乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度一半D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍9．魔力飞转发光陀螺玩具因其新奇的创意深受小朋友的喜欢，室外开阔地，让陀螺转动，并且达到一定的速度，陀螺会自己发出七彩炫光。其内部电路俯视图可简化如图所示：OAB发光二极管当陀螺静止时，弹簧处于原长，触点A、B断开，二极管不发光。陀螺绕竖直轴转动时，右图O点为转动轴上一点，轻质弹簧便会伸长。，转速增大直至一定值n0才使小球A与金属片B接触，电路被接通，发光二极管便发出亮光，以下说法正确的是A．其它条件不变，若弹簧的劲度系数变小，则转速n0要大一些才能使二极管发光B．其它条件不变，若小球A的质量变大，则转速n0要大一些才能使二极管发光C．其它条件不变，若小球A的质量变小，则转速n0要大一些才能使二极管发光D．只要陀螺有转动，小球就会做离心运动，则二极管一定就会发光10．在抗击新冠肺炎期间，欢乐送机器人为数十家医院提供了无接触配送服务。该机器人正常工作时电源输出电压为29V，输出电流为4A，整机重量为30Kg。在某次无接触配送服务时承载药品重量为20Kg，行驶速度为1.2m/s，在行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.15倍，重力加速度g取10m/s2。不计其他能量损耗，则该机器人内部电阻的阻值为12 A．1.625ΩB．3.5ΩC．3.875ΩD．7.25Ω11．某次实验中，同学根据电路图甲完成观察并记录电容器放电过程中电流随时间的变化，完成电流随时间变化的图像，如下图乙所示，现该同学改变了电路中的某个电学元件，其它条件不变，重新进行上述实验，再次得到图丙，发现两图中坐标轴与图线所包围的面积相等，则该同学的改变可能是I/mAtt0I0o图乙I/mAtt0I0o图丙mA图甲ECSRA．换了一个电动势更小的电源B．换了一个电容更小的电容器C．换了一个阻值更小的电阻D．换了一个阻值更大的电阻12．很多城市的中心广场都建设有超大LED显示屏，平日常播放一些广告和城市标语，重要节日比如国庆时，都会展示国庆标语和宣传画面。如图所示，天安门广场上有两块超巨LED显示屏，长50米，高5米，屏上每平方米LED灯数量为104个，已知某种型号的LED灯在一定电压范围内的工作电流是20mA，在不同电压下发出不同颜色的光：当两端电压为1.8V时，发黄光；当电压为1.4V时，发红光；当电压为3.2V时，发蓝光。在国庆期间，显示屏所有LED灯发红光和黄光的时间占比都极高，分别约为60%和40%，这两块显示屏一个小时内消耗的电能为A．288KW·hB．144KW·hC．156KW·hD．256KW·h13．如图所示，在辐射向上的电场中，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球，小球静止时位于N点，弹簧恰好处于原长状态。保持小球的带电量不变，现将小球提高到M点由静止释放，则释放后小球从M开始向下运动至最低点P（图中并未画出）过程中A．MN间距等于NP间距B．弹簧弹性势能和小球重力势能都是一直减小C．对于小球从M到N的过程，弹簧弹性势能的减少量等于小球动能的增加量D．对于小球从M到P的过程，小球重力势能的减少量等于小球电势能的增加量和弹簧弹性势能的减少量的代数和二、不定项选择题（本大题共3小题，每小题2分，共6分。每小题至少有一个选项是符合题意的，全部正确得2分，漏选得1分，不选、多选、错选均不得分）12 14．随着人们生活水平的提高，各种家用电器日益走入我们的居家生活，而家用电器所产生的静电会被人体吸收并积存起来，加之居室内墙壁和地板多属绝缘体，空气干燥，因此更容易受到静电干扰。由于老年人的皮肤相对年轻人干燥以及老年人心血管系统的老化、抗干扰能力减弱等因素，因此老年人更容易受静电的影响。心血管系统本来就有各种病变的老年人，静电更会使病情加重．过高的静电还常常使人焦躁不安、头痛、胸闷、呼吸困难、咳嗽．我们平时生活中就应当采取措施，有效防止静电，下列可行的是A．室内要勤拖地、勤洒些水B．要勤洗澡、勤换衣服C．选择柔软、光滑的化纤类衣物D．尽量避免使用化纤地毯和塑料为表面材料的家具15．电磁感应原理的应用在我们现实生活中实例非常多，下面四幅图中的哪些电器其主要功能是应用电磁感应原理A．电磁炉B．手机无线充电C．离子闪电球D．金属探测仪16．如图所示，“额温枪”能远距离测量出人体体温，主要是因为接收了人体辐射的红外线．下列说法中正确的是A．红外线是不可见光，它的波长是分米级B．红外线靠电场和磁场的相互激发传播C．一束红外线的能量值可以通过技术实现从0J到20J间的任意数值D．任何物质都可以产生红外线第Ⅱ卷（共55分）三、非选择题17．（8分）（1）在实验室做物理实验时经常会用到测量长度的工具，选择用游标卡尺测量一小球的直径时，如图1所示，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度，此读数为▲mm；选择用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图2所示，此读数为▲mm。（2）在实验室做力学实验时会经常用到重物，请为下列实验从图中选择最合适的“重物”（填“A”、“B”、“C”、“D”）12 ①在“探究加速度与力、质量的关系”实验中驱动小车的重物是▲②用自由落体运动“验证机械能守恒定律”中的重物是▲（3）在实验室做电学实验时会经常用到滑动变阻器，请为下列实验从图中选择最合适的“接法”（填“A”、“B”、“C”、“D”）ABCD①在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要求加在小灯泡上的电压从零开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中▲的连接方式；②在“测干电池的电动势和内电阻”实验中，要求加在电源两端的电压从最大值开始变化，开关闭合前滑动变阻器的正确接法是图中▲的连接方式；（4）在实验室做电学实验时会经常用到多用电表，图甲为刻度板，图乙为操作面板，下列测量项中操作和读数正确的是▲A．若多用电表未使用时发现指针出现图甲①位置，则需要调节图乙中的h处的旋钮B．在粗测一节5号电池的电动势时，将图乙中档位旋钮打至e处，红表笔接电池正极，黑表笔接负极，读出图甲中指针②所对的数值1.4VC．测规格为“220V，20W”的灯泡阻值时，先将图乙中档位旋钮打至a处，再将红黑表分别接在灯泡的两处通电接口处，读出图甲中指针②所对的数值120ΩD．若用×1K档测量某一定值电阻时，发现指针偏转到图乙中③位置，需要将档位旋钮打至b处，正确操作后，指针处于②位置，其读数为1200Ω图乙abcdefghi③②图甲①18．（6分）（1）在“观察电容器充电、放电现象”实验中，某同学根据电路图（图甲），完成了实物图（图乙）的部分线路连接，请你帮助完成剩余线路连接：12 mAv图乙mAV图甲ECSR（2）某同学在实验室中进行“测干电池的电动势及内阻”实验，实验室里除一节旧干电池、电键S和导线外，还提供如下器材A．电流表A1（量程为3mA，r1=20Ω）B．电流表A2（量程为300mA，r2=0.2Ω）C．电压表V（量程为6V，内阻RV=2kΩ）D．可变电阻R1：电阻箱（阻值可调范围0～9999Ω）E．可变电阻R2：滑动变阻器（阻值变化范围0～10Ω）①该同学设计的电路图如图1所示，电表应选择▲（选填“A”、“B”或“C”），可变电阻应选择▲（选填“D”或“E”）。电表可变电阻图10R/Ω图2-1.20.8I-1/A-1②完成实验后，同学根据测得的数据作出了如图2所示的图线，则根据图像可知电池的电动势为▲V，电池的内电阻▲Ω。（保留两位有效数字）19．（9分）为了测试智能汽车自动防撞系统的性能．质量为1500kg的智能汽车以10m/s的速度在水平面匀速直线前进，通过激光雷达和传感器检测到正前方22m处有静止障碍物时，系统立即自动控制汽车，使之做加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，并向驾驶员发出警告．驾驶员在此次测试中仍未进行任何操作，汽车继续前行至某处时自动触发“紧急制动”，即在切断动力系统的同时提供12000N的总阻力使汽车做匀减速直线运动，最终该汽车恰好没有与障碍物发生碰撞．求（1）汽车在“紧急制动”过程的加速度大小；（2）触发“紧急制动”时汽车的速度大小和其到障碍物的距离；（3）汽车在上述22m的运动全过程中的平均速度的大小．12 20．（10分）如图所示，许多工厂的流水线上安装有传送带用于传送工件，以提高工作效率．传送带以恒定的速率v=2m/s运送质量为m=0.5kg的工件，工件从A位置放到传送带上，它的初速度忽略不计．工件与传送带之间的动摩擦因数，传送带与水平方向夹角是θ=30°，传送带A、B间长度是l=16m；每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即放到传送带上，取g=10m/s2，求：（1）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离；（2）在传送带上摩擦力对每个工件做的功；（3）传送带满载工件比空载时增加多少功率？21．（12分）某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图甲所示，将一质量为m=0.5kg的玩具汽车（可以视为质点）放在O点，用弹簧装置将其从静止弹出，使其沿着光滑的半圆形竖直轨道OMA和ANB运动，BC、C´G是材料相同的水平面，其中BC段LBC=8m，CDEFC´是与C、C´（C、C´相互靠近且错开）点相切的竖直光滑圆形轨道。圆弧OMA的半径为r=1.0m，圆弧ANB和CDEFC´的半径均为R=2.0m。玩具小车与BC，C´G间的动摩擦因数均为μ=0.5（g取10m/s2）。求：（1）要使玩具汽车恰好不脱离圆弧轨道OMANB，压缩弹簧弹性势能EP；（2）在满足第（1）问的情况下，玩具汽车在C点对轨道的压力；（3）若在弹性限度内，弹簧的最大弹性势能EPm=50J，以C点为坐标原点，CG为轴，从C到G方向为正方向，确定玩具小车不脱离整个轨道情况下弹簧弹性势能EP与玩具车停止位置坐标的关系，并在图乙坐标上画出图像。´22．（10分）CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，加速电压恒定为U；高度足够高，宽度为d的虚线框内有垂直纸面的匀强偏转磁场。电子束从静止开始在M、N之间加速后以一定的速度水平射出并进入偏转磁场，速度方向改变53°角后打到靶环上的P点产生X射线，探测器能够探测到竖直向上射出的X射线。靶环形状是以P点为圆心的圆面，P点距偏转磁场中心的水平距离为l=3d。已知电子质量为m，电量为e，电子重力不计、始终在真空中运动。12 （1）若撤去磁场，在虚线框中加一沿竖直方向的匀强偏转电场，也可使电子偏转53°角后打在靶环上产生X射线，则所加电场的电场强度E需多大？打在靶上的电子动能为多大？（2）若匀强偏转电场的电场强度E可调整，当靶环的最小半径为，要使电子仍能打到靶环上，求的取值范围。一、单项选择（每题3分，共13小题39分）题号1234567答案DCDDDBB题号8910111213答案BCADCD二、不定项选择（每题2分，漏选给1分，错选不给分，共3小题6分）14．ABD15．ABD16．BD三、非选择题实验题（共2小题，共14分）17．（8分）（1）15.25mm，0.740mm（0.739mm～0.741mm）（2）D，A（3）D，A（每空1分）（4）AD（2分，漏选1分）18．（6分）（1）如图（2分）mAv（2）①B，D②1.5，1.0（每空1分）计算题（共4小题，41分）19．【9分】12 （1）由牛顿第二定律可得：“紧急制动”过程的加速度其中f=12000N，m=1500kg，代入解得：；------------------------------------2分（2）设触发“紧急制动”时汽车的速度大小为v，其到障碍物的距离为x2则有：------------------------------------------------------------------------------------1分已知“紧急制动”前的加速度为位移为--------------------------------------------------------------------------------1分且有：已知总位移x=22m，解得：，；-----------------------------------------------------------------------2分（3）紧急制动前的时间为：------------------------------------------------------1分紧急制动后的时间为：---------------------------------------------------------------1分总时间为：所以．-------------------------------------------------------------------------------1分20．解：（1）设工件放在传送带上后经过t时间停止相对运动．由牛顿第二定律：μmgcosθ-mgsinθ=maa=2.5m/s2------------------2分t=以上两式代入数据得：t=0.8s-------------------------------------------------------------1分正常运行状态下相邻工件间的距离：△x=vt=2×0.8=1.6m-----------------------1分（2）加速阶段x1==0.8mW1=μmgcosθX1=3J------------------------------------1分匀速阶段x1=15.2m12 W2=mgsinθX2=38J-------------------------------------1分W总=W1+W2=41J-------------------------------------------------------------------------------1分（3）满载时，传送带上有11个工件，前面10个匀速运动，最后一个加速运动．设满载时比空载增加的功率为△P，△P=10mgsinθ•v+μmgcosθ•v--------------------------------------------------------2分得：△P=57.5W----------------------------------------------------------------------------------1分21．解：（1）玩具车恰能经过A点，则有----------------------------------------------------1分由能量守恒，则有------------------------------------------------1分解得------------------------------------------------------1分（2）从O到C，由能量守恒可得--------------------------------1分在C点，由牛顿第二定律可得----------------------------------------------------1分解得--------------------------------1分故玩具汽车在点对轨道的压力为10N，方向竖直向下。--------------1分（无方向不给分）（3）玩具车要达到轨道，则玩具车至少要恰好能够经过E点，则有从O点到E点，有能量守恒可得------------------------1分解得，弹性势能的最小量为-----------------------------------------------------------1分从O点到最后停止的全过程，由能量守恒可得--------1分代入数据可得（其中）-------------------------------------2分故有由此可作出图象如下图所示12 ------------------------------------------------1分3dyY图122．解：（1）设离开加速电场时的速度为V1则eU=----------------------------------------1分离开偏转电场时电场方向的速度=2y------------------------------------------1分结合矢量关系，以上两个速度V1和V2满足V2=V1------------------------------------------1分根据速度方向与位移方向的关系y=d------------------------------------------1分由以上得E=---------------------------------------1分电子离开偏转电场时的动能为EK=eEy+eU=eU--------------1分（2）由图1可求得Y=4d------------------------------1分满足题意的两条电子轨迹如图2、图3所示，可得偏转位移y的取值范围d≤y≤d------------------------------------1分由y=和eU=推导得-----------------------------2分12 3.2dyY图22.8dyY图312