杭州學軍中學2024學年第一學期期中考試（海創園校區）高二物理試卷命題人：審題人：考生注意：1.答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用黑色字跡的簽字筆或鋼筆分別填寫在試題卷和答題紙規定的位置上。2.答題時，請按照答題紙上“注意事項”的要求，在答題紙相應的位置上規范作答，在本試題卷上的作答一律無效。3.非選擇題的答案必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆寫在答題紙上相應區域內，作圖時可先使用2B鉛筆，確定后必須使用黑色字跡的簽字筆或鋼筆描黑。選擇題部分一、選擇題Ⅰ（本題共13小題，每小題3分，共39分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）1.下列單位均為國際單位制基本單位的是（）A.N、g、s B.cm、kg、sC.m、kg、s D.m/s、kg、m【答案】C【解析】【詳解】在國際單位制中，力學中的三個基本單位是長度的單位（m）、質量的單位（kg）、時間的單位（s）。故選C。2.關于下列四幅圖片的說法，正確的是（）A.甲圖中足球對球網的作用力是球網發生形變產生的B.乙圖中重力的分力就是物塊對斜面的壓力C.丙圖中桌面對書的支持力與書對桌子的壓力是一對平衡力D.丁圖中輪胎上的花紋是為了增大接觸面的粗糙程度【答案】D【解析】【詳解】A．甲圖中足球對球網的作用力是足球發生形變產生的，所以A錯誤；B．乙圖中重力的分力大小等于物塊對斜面的壓力，但不是壓力，性質不一樣，所以B錯誤；C．丙圖中桌面對書的支持力與書對桌子的壓力是一對相互作用力，所以C錯誤；D．丁圖中輪胎上的花紋是為了增大接觸面的粗糙程度，所以D正確。故選D。3.如圖所示，把茶杯壓在一張白紙上，第一次用水平力迅速將白紙從茶杯下抽出；第二次以較慢的速度將白紙從茶杯下抽出。下列說法中正確的是（）A.第二次拉動白紙過程中，紙對茶杯的摩擦力大一些B.第一次拉動白紙過程中，紙對茶杯的摩擦力大一些C.第二次拉出白紙過程中，茶杯增加的動量大一些D.第一次拉出白紙過程中，紙給茶杯的沖量大一些【答案】C【解析】【詳解】AB．兩次拉動中，茶杯和紙之間均發生相對滑動，因此受到均為滑動摩擦力，因壓力不變，則由f=μFN可知，兩次拉動時紙給茶杯的摩擦力相同，故AB錯誤；C．第二次慢拉動白紙過程中，摩擦力作用時間長，則產生的沖量較大，根據動量定理可知，茶杯獲得的動量大一些，故C正確；D．第一次迅速拉動白紙過程中，摩擦力作用時間短，故紙給茶杯的沖量小一些，故D錯誤。故選C。4.如圖甲，豎直放置的輕彈簧上有一質量為1kg的物塊A，靜止時彈簧的長度為8cm。用該彈簧將質量為2kg的物塊B懸吊在天花板上，如圖乙所示，靜止時彈簧的長度為14cm，已知，彈簧的形變在彈性限度內，則彈簧的勁度系數為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據題意有故選A。5.圖中的實線為電場線，但電場線的方向沒有畫出，虛線1、2為電場中的兩條等勢線，兩個不同的帶電粒子、由圖中的點沿虛線1的切線方向以相同的初速度射入電場，、僅在電場力作用下的軌跡分別如圖中的虛線、所示。則下列說法正確的是（）A.粒子、的加速度均逐漸增大B.粒子、的速度均逐漸減小C.粒子帶正電荷，粒子帶負電荷D.粒子、帶異種電荷【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．電場線的疏密代表電場的強弱，由題圖可知越向左，場強越小，出發后的一小段時間內其所處位置的場強越來越小，出發后的一小段時間內其所處位置的場強越來越大，故粒子所受的電場力逐漸減小，加速度逐漸減小，粒子所受的電場力逐漸增大，加速度逐漸增大，故A錯誤；B．由于出發后電場力始終對兩粒子做正功，故兩粒子的動能逐漸增大，兩粒子的速度逐漸增大，故B錯誤；CD．由于在點時兩粒子所受電場力的方向相反，故兩粒子所帶的電荷的電性相反，由于不知道場強的方向，故不能確定、兩粒子的電性，故C錯誤，D正確。故選D。6.三個帶有同種電荷的粒子、、經同一加速電場加速后，以平行金屬板的速度射入同一偏轉電場，如圖所示。經過一段時間，三個粒子均離開平行金屬板間。已知粒子、、的質量之比為1：2：4，所帶的電荷量之比為1：1：2，且粒子、、的重力以及所受的阻力均可忽略不計。則下列說法正確的是（）A.粒子、、在平行金屬板之間運動的時間之比為2：1：1B.粒子、、離開平行金屬板間瞬間的速度大小相等C.粒子、、從同一位置離開平行金屬板間D.粒子、、在平行金屬板間運動的整個過程，動能的變化量之比為1：2：4【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．設加速電壓為，偏轉電壓為，平行金屬板長為，板間距離為，根據動能定理得則粒子進入平行金屬板間的初速度由題意得粒子、、的比荷之比為2：1：1，則初速度之比為而粒子在平行金屬板間運動的時間則時間之比為，選項A錯誤；B．粒子離開平行金屬板間瞬間，在豎直方向上的分速度則粒子離開平行金屬板間瞬間的速度因為粒子的比荷不同，則離開瞬間速度的大小不同，選項B錯誤；C．偏轉位移因為則顯然粒子的偏轉位移與粒子的電荷量和質量無關，故粒子的偏轉位移相等，即粒子、、從同一位置離開平行金屬板間，選項C正確；D．偏轉電場中電場力對粒子做功因為、和相同，電荷量之比為1：1：2，則電場力做功之比為1：1：2，動能的變化量之比為1：1：2，選項D錯誤。故選C。7.如圖所示的電路中，r是電源的內阻，和是外電路中的電阻，如果用、和分別表示電阻r、、上所消耗的功率，當時，等于（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】【詳解】電路中，內電阻上通過的電流與外電路的總電流相同，內電阻與外電阻是串聯關系，而與是并聯的，由于因此而故故選D。8.如圖，三根相互平行固定長直導線、和兩兩等距，均通有電流，中電流方向與、中的相同，下列說法正確的是（）A.所受磁場作用力的方向與、所在平面垂直B.所受磁場作用力的方向與、所在平面平行C.在處的磁場方向與、所在平面垂直D.與在處的合磁場方向與、所在平面平行【答案】A【解析】【詳解】A．根據安培定則可知L2和L3在L1處產生的磁場方向如圖所示，根據平行四邊形法則可得合磁場方向（圖中B的方向），根據左手定則判斷安培力的方向與L2、L3所在平面垂直，故A正確；B．根據對稱性可知L2所受磁場作用力的方向與L1、L3所在平面垂直，故B錯誤；C．根據安培定則可知L3在L1處的磁場方向與L1、L3所在平面垂直（圖中B3的方向），故C錯誤；D．L2與L3在L1處的合磁場方向（圖中B的方向）與L2、L3所在平面平行，故D錯誤。故選A。9.今年7月份，國之重器——爆轟驅動高超音速激波風洞JF—22通過驗收，作為全世界最先進的風洞之一，它將幫助我國航空航天技術的發展走上新的巔峰！風洞是研究空氣動力學的關鍵設施，現有一小球從風洞中的點M豎直向上拋出，小球受到大小恒定的水平風力，其運動軌跡大致如圖所示，其中M、N兩點在同一水平線上，O點為軌跡的最高點，小球在M點動能為64J，在O點動能為16J，不計空氣阻力，下列說法不正確的是（）A.小球所受重力和風力大小之比為B.小球落到N點時動能為128JC.小球在上升和下降過程中機械能變化量之比為D.小球從M點運動到N點過程中機械能不斷增加【答案】A【解析】【詳解】A．設風力大小為F，小球的質量為m，小球的初速度為v0，MO的水平距離為x1，豎直距離為h，根據豎直上拋運動的規律知豎直方向上有則有從M到O過程中，由動能定理有Fx1mgh=EkOEkM可得Fx1=EkO=16J又有在水平方向上，由牛頓第二定律有F=ma由運動學公式有由于運動時間相等，則則有解得故A錯誤；B．根據題意可知，小球在水平方向做初速度為0的勻加速直線運動，由對稱性可知，小球從M→O和從O→N的運動時間相等，設ON的水平距離為x2，則有x2=3x1小球由M→N過程中，由動能定理有F（x1+x2）=EkNEkM解得EkN=128J故B正確；C．由功能關系可知，小球機械能的變化量等于風力做的功，則小球在上升和下降過程中機械能變化量之比為故C正確；D．小球從M點運動到N點過程中，風力一直對小球做正功，則機械能不斷增加，選項D正確。此題選擇不正確的，故選A。10.如圖所示，質量為m、長為l的直導線用兩絕緣細線懸掛于O、O?，并處于勻強磁場中。當導線中通以沿x軸正方向的電流I，且導線保持靜止時，懸線與豎直方向夾角為θ。下列說法正確的是（）A.磁場方向可能沿z軸正方向B.磁場方向可能沿y軸正方向C.磁場方向可能沿懸線向上方向D.磁場方向可能沿垂直懸線向上方向【答案】B【解析】【詳解】A．根據左手定則，若磁場z軸正方向，通電導線受安培力沿y軸負方向，向y軸負方向偏轉，A錯誤；B．根據左手定則，若磁場沿y軸正方向，通電導線受安培力沿z軸正方向，若重力與安培力平衡，繩子無拉力，可保持靜止，B正確；C．根據左手定則，若磁場沿懸線向上方向，通電導線受安培力從左向右看方向垂直細繩和導線向左下，不可能靜止在如圖所示位置，C錯誤；D．根據左手定則，若磁場沿垂直懸線向上方向，通電導線受安培力沿繩向上，不可能靜止在如圖所示位置，D錯誤。故選B。11.質量為m、速度為v的A球與質量為4m的靜止的B球發生正碰，碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，碰撞后B球的速度大小可能是（）A.0.1v B.0.3v C.0.6ν D.v【答案】B【解析】【詳解】若二者為完全非彈性碰撞，則有解得若二者為完全彈性碰撞則有解得故碰后B球的速度介于故選B。12.電磁場可以控制帶電粒子的運動。在直角坐標系第一象限內有平行于坐標平面的勻強電場（圖中未畫出），在第二象限內有垂直坐標平面向外的勻強磁場。一個質量為m、電荷量為的帶電粒子，在M點沿y軸正方向以速度進入磁場，過y軸上的N點后進入電場，運動軌跡與x軸交于P點，并且過P點時速度大小仍為。已知M、N、P三點到O點的距離分別為L、和3L，不計粒子重力，下列說法不正確的是（）A.勻強磁場的磁感應強度大小為B.粒子過N點時速度方向與y軸正方向的夾角為C.電場強度大小為D.粒子運動過程中最小速度為【答案】A【解析】【詳解】AB．由幾何關系，可知其軌跡與圓心連線滿足如下圖示關系：由圖可知即α=60°由幾何關系可知β=α30°=60°30°=30°故θ=180°90°30°=60°可計算其在磁場中運動的半徑滿足即r=2L結合洛倫茲力提供向心力可計算磁感應強度大小故A錯誤，B正確；CD．由粒子在N、P兩點的速度大小相等，可知NP連線為等勢面，結合電場線與等勢線的關系及粒子的初速度，可知其電場線方向；由OP間距，ON間距，可知其角度關系如圖所示：由圖可知由粒子在第一象限的受力特點，可知其在從N到P的過程，沿電場方向做勻變速運動，垂直于電場方向做勻速運動；垂直于電場方向xNP=v0sin30°t沿電場方向化簡得當粒子在沿電場方向減速到0時，速度最小，此時速度為vmin=v0sin30°=故CD正確。本題選擇不正確的，故選A。13.已知均勻帶電的無窮大平面在真空中激發電場的場強大小為，其中為平面上單位面積所帶的電荷量，為常量。如圖所示的平行板電容器，極板正對面積為，間距為，兩極板間為真空，不計邊緣效應時，極板可看作無窮大導體板，則該電容器的電容可表示為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】【詳解】設每塊極板上帶電荷量為，則每塊極板上單位面積所帶的電荷量為每塊極板產生的電場強度為可知兩極板間電場強度為兩極板間的電壓電容器的電容故選B。二、選擇題Ⅱ（本題共2小題，每小題3分，共6分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的每3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）14.如圖所示，光滑平行導軌傾斜放置，導軌平面傾角為θ=30°，導軌間距為L，導軌上端接有阻值為R的定值電阻，整個裝置處在垂直導軌平面向上的勻強磁場中，磁場的磁感應強度大小為B，一根金屬棒放在導軌上，由靜止釋放，同時給金屬棒施加一個沿導軌平面向下的拉力，使金屬棒以大小為a=0.5g的加速度向下做勻加速運動，g為重力加速度，金屬棒運動過程中始終與導軌垂直并接觸良好，不計導軌和金屬棒的電阻，金屬棒運動t時間時，金屬棒兩端的電壓U、t時間內通過電阻R的電量q、拉力做功的瞬時功率P、電阻R產生的焦耳熱Q隨時間變化正確的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】A．由題意可知金屬棒兩端的電壓等于產生的電動勢：因為金屬棒向下做勻加速運動，故金屬棒兩端的電壓與時間成正比，故A正確；B．根據：可得：可知通過電阻R的電量q與t成二次函數關系，故B錯誤；C．因為金屬棒向下做勻加速運動，根據牛頓第二定律有：a=0.5g又因為：聯立可得：拉力做功的瞬時功率為：可知與t2成正比關系，故C正確；D．電阻R產生的焦耳熱根據焦耳定律有：可知Q與t2不成一次函數關系，故D錯誤。故選AC。15.為監測某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計。該裝置由絕緣材料制成，長、寬高分別為，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應強度大小為的勻強磁場，在前后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極與電壓表相連．污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓，若用表示污水流量（單位時間內排出的污水體積），下列說法中正確的是（）A.若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B.若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢高C.電壓表的示數與污水中離子的濃度無關D.污水流量與成正比，與無關【答案】CD【解析】【詳解】AB．正、負離子向右移動，受到洛倫茲力，根據左手定則，正離子向后表面偏，負離子向前表面偏，所以前表面比后表面電勢低，故AB錯誤；CD．最終正、負離子會受到電場力、洛倫茲力而處于平衡，有即而污水流量可知與離子的濃度無關，與成正比，與無關，故CD正確。故選CD。非選擇題部分三、實驗題（本題共2小題，共14分）16.某物理課外小組通過如圖甲、乙、丙所示的實驗裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關系。已知他們使用的小車完全相同且質量為，重物的質量為，試回答下列問題：（1）實驗時，必須滿足“遠大于”的實驗裝置是________（選填“甲”、“乙”或“丙”）（2）按乙圖實驗裝置得到如圖丙所示的紙帶，已知打點計時器打點的周期，其中、每相鄰兩個計數點之間還有4個點沒有標出，根據紙帶提供的數據，算得小車加速度的大小為________（計算結果保留兩位有效數字）。（3）采用（丙）圖實驗裝置探究質量一定時加速度與力的關系的實驗，以彈簧測力計的示數為橫坐標，加速度為縱坐標，畫出的圖線是如圖（丁）的一條直線。測出圖線與橫坐標的夾角為，求得圖線的斜率為，則小車的質量為________。A.B.C.D.（4）采用（甲）圖實驗裝置，把重物改成槽碼，槽碼總數，將（依次取）個槽碼掛在細線左端，其余個槽碼仍留在小車內，重復前面的步驟，并得到相應的加速度，得到圖線是過原點的直線，但實驗時漏了平衡摩擦力這一步驟，下列說法正確的是________。A.圖線不再是直線B.圖線仍是過原點的直線，但該直線的斜率變小C.圖線仍是直線，但該直線不過原點【答案】①.甲②.0.60##0.61##0.62##0.63##0.64##0.65##0.66③.C④.C【解析】【詳解】（1）[1]乙、丙兩圖繩上的拉力都可測量直接讀出，不需要重物重力替代，甲圖需要用重物重力替代拉力，所以需要滿足“遠大于”；（2）[2]根據逐差法公式可得解得（3）[3]根據牛頓第二定律可得整理得所以小車的質量為，故選C。（4）[4]因為沒有平衡摩擦力，所以可得整理得所以圖線仍是直線，但該直線不過原點，故選C。17.如圖甲為在“練習使用多用電表”實驗中某多用電表示意圖；如圖乙為歐姆表測電阻Rx的原理圖；用多用電表直接測量電阻約為130Ω的電燈泡的電阻，其電路連接圖如圖丙所示，回答下列問題：（1）對甲圖，在測量電阻前需要將紅、黑表筆短接，進行歐姆調零，需要調整______（選填“A”、“B”或“C”）。（2）對乙圖，若電源的電動勢為E，滿偏電流為Im，當接上待測電阻Rx后，表頭的示數為I，待測電阻Rx的阻值為______。（3）對丙圖，實驗選擇開關所處的檔位是_____（填“×10”“×100”或“×1000”），燈泡阻值的讀數為______Ω。（4）使用一段時間后，多用電表電源電動勢降低，但仍能進行歐姆調零，用該歐姆表測量某一電阻時，測量值比真實值______（填“偏大”“不變”或“偏小”）。（5）若用多用電表來測量螺口型白熾燈的燈絲電阻，燈泡標有“220V，100W”字樣，以下測量方式正確的是（）A. B. C.【答案】（1）B（2）（3）①.×10②.120（4）偏大（5）A【解析】【小問1詳解】對甲圖，在測量電阻前需要將紅、黑表筆短接，進行歐姆調零，需要調整B。【小問2詳解】根據歐姆表工作的原理可知歐姆表的內阻為接待測電阻后，根據閉合電路歐姆定律有聯立解得【小問3詳解】[1]多用電表測量電阻約為130Ω的電燈泡的電阻，為使指針在中央附近，應選擇×10的倍率；[2]指針指向12刻度，讀數為120Ω。【小問4詳解】使用一段時間后，多用電表電源電動勢降低，根據歐姆表內阻歐姆調零時歐姆表內阻R內變小，用歐姆表測電阻時，電流由于R內偏小，I偏小，指針偏左，電阻測量值偏大。【小問5詳解】螺口燈泡的頂端的錫塊和周圍的金屬螺紋分別與內部燈絲相連，為了測量燈絲的電阻，應將紅黑表筆分別接在錫塊和金屬螺紋上。故選A。四、計算題（本題共4小題，共41分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單案位。）18.詩句“轆轤金井梧桐晚，幾樹驚秋”中的“轆轤”是一種井上汲水的起重裝置，由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構成，如圖甲所示。圖乙為古代轆轤的工作原理簡化圖，某位物理老師用電動機改裝轆轤后實現了取水自動化，已知電動轆轤將總質量為的水桶豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度由靜止開始豎直向上勻加速提升，當電動轆轤輸出功率達到其允許的最大值200W時，保持該功率直到水桶做勻速直線運動。不計額外功，忽略轆轤的質量以及所有摩擦阻力，取重力加速度，求：（1）水桶所能達到的最大速度；（2）電動機在第1s末的輸出功率；（3）若電動轆轤保持最大輸出功率不變讓水桶從靜止開始做加速運動，4s后水桶已達到最大速度，求4s內水桶上升的高度。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳解】當水桶勻速上升時則水桶能達到的最大速度為【小問2詳解】當水桶勻加速運動繩的拉力根據解得輸出功率為【小問3詳解】內，設水桶上升的高度為h，根據動能定理可得解得19.光滑管狀軌道由直軌道和圓弧形軌道組成，二者在處相切并平滑連接，為圓心，、在同一條水平線上，豎直．一直徑略小于圓管直徑的質量為的小球，用細線穿過管道與質量為的物塊連接，將小球由點靜止釋放，當小球運動到處時細線斷裂，小球繼續運動．已知弧形軌道的半徑為，所對應的圓心角為，、，．（1）若，求小球在直軌道部分運動時的加速度大小．（2）若，求小球從點拋出后下落高度時到點的水平位移．（3）、滿足什么關系時，小球能夠運動到點？【答案】（1）7m/s2（2）m；（3）M

≥m．【解析】【詳解】（1）設細線中張力為F，對小球：Fmgsin53°=ma對物塊：MgF=Ma

聯立解得：a=7m/s2（2）在Rt△OAB中，得：；由v2=2axAB代入數據解得：從B到C，根據機械能守恒，有：小球離開C后做平拋運動，有：x=vCt聯立并代入數據解得：（3）小球A→B：M、m系統機械能守恒，有：線斷后，小球B→C，聯立解得：20.如圖所示，平面直角坐標系xOy內有一個半徑為R的圓形區域I，圓心坐標為，圓形區域內存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為，在y軸上的范圍內有一個線狀的粒子源，能夠沿x軸正方向發射速度為的某種正粒子，已知所有粒子均從圓形磁場邊緣的同一點射出，然后進入第四象限所在區域為的足夠大的勻強磁場區域II中，勻強磁場區域II的磁感應強度大小為。不計粒子重力和粒子間的相互作用力（；）。求：（1）粒子的比荷；（2）勻強磁場區域II的上邊界有粒子射出的區域長度；（3）圓形磁場區域I有粒子經過的面積。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）若所有粒子從圓形磁場區域I的同一點射出，則此點為，且粒子圓周運動的半徑由代入數據得（2）畫出粒子的運動軌跡如圖所示可知處射出的粒子進入磁場時與勻強磁場區域II邊界的