浙江省杭州市七县市2021-2022学年高二物理上学期期末学业水平测试试题（Word版附解析）

2021学年第一学期期末学业水平测试

高二年级物理试题卷

考生须知：

1. 本卷满分100分，考试时间90分钟；

2. 答题前，在答题卷密封区内填写学校、班级、考场号、姓名、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卷上，写在试题卷上无效；

4. 考试结束后，只需上交答题卷；

5. 可能用到的相关参数：重力加速度均取。

选择题部分

一、选择题Ⅰ（本大题有13小题，每小题3分，共39分，在每小题所给的四个选项中，只有一个选项是正确的，多选、不选、错选均不得分）

1. 以下单位中，不能表示功的单位的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】是电场强度单位；、和都是功的单位。

故选A。

2. 下列物体的加速度最大的是（　　）

A. 加速升空阶段的火箭 B. 月球上自由下落的物体

C. 击发后在枪筒中的子弹 D. 在地表随地球自转的物体

【答案】C

【解析】

【详解】加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，可知，在四个物体中，子弹速度增加最快，加速度最大，故ABD错误，C正确。

故选C。

3. 宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（　　）

A. “磁星”内部不存在磁场

B. “磁星”表面可以找到磁通量为零的闭合区域

C. “磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行

D. “磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交

【答案】B

【解析】

【详解】A．因为磁感线不中断，所以“磁星”内部也存在磁场，A错误；

B．如图所示，通过直线AB的平面将磁星的表面等分为左右两部分，左表面和右表面的磁通量均等于零，B正确；

C． “磁星”表面磁场极处，磁场方向与星体表面一定不平行，C错误；

D．如果两条磁感线相交，那么交点处的磁场就有两个方向，与实际不相符，所以“磁星”附近磁感线非常密集，磁感线也不可能相交，D错误。

故选B。

4. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢移过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 地球在金星与太阳之间

B. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点

C. 金星绕太阳公转的周期小于365天

D. 当金星远离太阳，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积变小

【答案】C

【解析】

【详解】A．“金星凌日”现象的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且三者在一条直线上时，金星挡住了沿直线传播的太阳光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发生金星凌日现象时，金星位于地球和太阳之间，故A错误；

B．观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，将无法看到“金星凌日”现象。故B错误；

C．根据开普勒第三定律

可得

依题意，有

解得

故C正确；

D．根据开普勒第二定律，可知在同一轨道内，相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积相等。故D错误。

故选C。

5. 以下是书本上的用图片表示的情境，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲，斜向上喷出的水到径迹最高点时的速度为零

B. 图乙，航天员在天宫二号上展示的水球对球内的气泡无浮力作用

C. 图丙，一艘炮舰沿河由西向东行驶，要击中目标，射击方向应直接对准目标

D. 图丁，有些火星的轨迹不是直线，说明这些微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的

【答案】B

【解析】

【详解】A．图甲，斜向上喷出的水到径迹最高点时的速度不为零，速度沿水平方向，A错误；

B．图乙，航天员在天宫二号上展示的水球因为处于完全失重状态对球内的气泡无浮力作用，B正确；

C．图丙，一艘炮舰沿河由西向东行驶，如果射击方向应直接对准目标，由于炮弹具有向东和向北两个速度，炮弹一定落在目标的东侧，C错误；

D．图丁，有些火星的轨迹不是直线，是因为微粒的重力较大，所以轨迹向下弯曲，这些微粒仍然是沿砂轮的切线方向飞出的，D错误。

故选B。

6. 关于汽车中的物理知识，下述说法正确的是（　　）

A. 打雷时，呆在汽车里要比呆在木屋里危险

B. 后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后可快速清除霜雾

C. 某些小汽车顶上有一根露在外面小天线是用来避免雷击的

D. 汽车上坡要换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力

【答案】B

【解析】

【详解】A．由于汽车金属外壳的静电屏蔽作用，打雷时呆在汽车里要比呆在木屋里安全。故A错误；

B．后挡风玻璃上有一根根电热丝，通电后快速发热，用于清除霜雾。故B正确；

C．某些小汽车顶上有一根露在外面的小天线是用来接收无线电信号的。故C错误；

D．汽车上坡要换低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力。故D错误。

故选B

7. 每年春天许多游客前往公园放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，下列的四幅图中，AB线代表风筝截面，OL代表风筝线，风向水平，则风筝可能静止的是（     ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．风筝的重力竖直向下，风筝受到的风力与拉力在同一直线上，方向相反，则三力的合力不可能为零，故风筝不可能静止，故A错误；

B．风筝的重力竖直向下，风力垂直于风筝面向上，绳子拉力沿绳也竖直向下，故任意两力的合力均不可能与第三力大小相等，方向相反，风筝不可能静止，故B错误；

C．风筝的重力和绳子的拉力的合力斜向右下方，而风力垂直于风筝面，故三力可能平衡，故风筝可能静止，故C正确；

D．风筝受到的重力竖直向下，而绳子的拉力斜向下，风力对风筝不起作用，故风筝的合力不能为零，则不可能静止，故D错误；

故选C。

8. 图甲为一男士站立在履带式自动扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站立在台阶式自动扶梯上匀速上楼。下列关于两人受到的力以及做功情况正确的是（　　）

A. 甲图中支持力对人做正功

B. 甲图中摩擦力对人做负功

C. 乙图中人受到水平向前的摩擦力

D. 两人受到电梯的作用力的方向相同

【答案】D

【解析】

【详解】AB．甲图中对人受力分析知，人受到重力，垂直斜面的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，因为人的位移沿斜面向上，所以支持力对人不做功，摩擦力对人做正功，故AB错误；

C．对乙图中人受力分析知，人受到重力和竖直向上的支持力，不受摩擦力的作用，故C错误；

D．因为两种情况下人均做匀速直线运动，故合力为零，所以两人受到电梯的作用力与重力等大反向，即方向都是竖直向上，故D正确。

故选D。

9. 如图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息（　　）

A. 1s时人处在下蹲的最低点

B. 该同学做了两次下蹲-起立的动作

C. 2s末至4s末重力对人做的功为零

D. 2s末至4s末重力对人的冲量约为1300N·s

【答案】D

【解析】

【详解】A．下蹲动作包含两个过程：先加速向下（失重），再减速向下（超重），蹲在压力传感器上（平衡状态，也是最低点），根据图像，1s时人正处于失重状态，是加速下蹲的过程中，不是最低点，A错误；

B．起立动作也包含两个过程：先加速上升（超重），再减速上升（失重），站在传感器上（平衡状态，也是最高点），完成一次下蹲-起立动作要经历两次超重和两次失重，根据图像可知，该同学做了一次下蹲-起立动作，B错误；

C．2s末至4s末表示起立过程，重力对人做的功不等于零，C错误；

D．2s末至4s末重力对人的冲量约为

D正确。

故选D。

10. 图甲为冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头，在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与静止的冰壶乙发生碰撞（图乙），已知两冰壶质量相等，碰撞可看作弹性正碰，下列四幅图中能表示两冰壶最终位置的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】两冰壶碰撞可看作弹性正碰，则由动量守恒和能量关系可知

解得

v1=0

v2=v0

即两冰壶交换速度，而后乙做匀减速运动直到停止，则两冰壶最终位置的是A所示。

故选A。

11. 研究炮弹的运动时不能忽略空气阻力，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，、、、、为弹道曲线上的五点，其中点为发射点，点为落地点，点为轨迹的最高点，、为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（　　）

A. 到达点时，炮弹的速度、加速度均为零

B. 炮弹经过点时的速度大小等于经过点时的速度大小

C. 炮弹由点运动到点，重力的功率先减小后增大

D. 炮弹由点运动到点的时间大于由点运动到点的时间

【答案】C

【解析】

【详解】A．到达点时，炮弹的速度、加速度均不为零，所以A错误；

B．运动时不能忽略空气阻力，由动能定理可知从a点到c点空气阻力做了负功，动能减小，则炮弹经过点时的速度大小大于经过点时的速度大小，所以B错误；

C．炮弹由点运动到点，竖直方向的速度先减小后增大，根据

可知，重力的功率先减小后增大，所以C正确；

D．由于上升过程的加速度大于下降时的加速度，则炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间，所以D错误；

故选C。

12. 如图所示的坐标系中，x轴上固定一个点电荷Q，y轴上固定一根光滑绝缘细杆（细杆的下端刚好在坐标原点O处），将一个套在杆上重力不计的带电圆环（视为质点）从杆上P处由静止释放，圆环从O处离开细杆后恰好能绕点电荷Q做圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，加速度一直增大

B. 圆环沿细杆从P运动到O的过程中，速度先增大后减小

C. 仅将圆环的释放点提高，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷Q做圆周运动

D. 仅增大圆环所带的电荷量，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷Q做圆周运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，圆环的合力等于库仑引力的竖直分力，运动到O点时，该分力减小到零，合力等于零，加速度等于零，合力先增大后减小，所以圆环的加速度先增大后减小，A错误；

B．圆环沿细杆从P运动到O的过程中，合力一直向下，速度一直增大，到达O点时合力等于零速度最大，B错误；

C．根据动能定理

仅将圆环的释放点提高，电势差增大，圆环到达O点的速度增大，库仑引力不足，圆环离开细杆后做离心运动，C错误；

D．根据动能定理

根据牛顿第二定律

解得

仅增大圆环所带的电荷量q，库仑引力仍然等于向心力，圆环离开细杆后仍然能绕点电荷Q做圆周运动，D正确。

故选D。

13. 如图所示小球挂在轻质弹簧下端在上下振动，小球B在竖直平面内以为圆心做匀速圆周运动，用水平平行光照射小球B，可以观察到小球B的投影总和小球重合，已知小球的质量为，小球B做圆周运动半径为，角速度为，下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的劲度系数

B. 小球和小球B的运动周期不相等

C. 小球在最低点的回复力大小为

D. 小球做简谐运动的加速度最大值为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．水平平行光照射小球B，可以观察到小球B的投影总和小球重合,说明A与B运动周期相等，由弹簧振子周期公式

可解得

故A、B都错误；

C．小球在最低点的回复力大小

小球在最低点回复力大小为，故C错误；

D．小球做简谐运动的加速度最大位置是位移最大处，取最低点处理

可得加速度最大值为，故D正确。

故选D。

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分，在每小题所给的四个选项中，至少有一个选项正确，选全得4分，漏选得2分，错选或不选得0分）

14. 许多物理学家的科学研究推动了物理学的进步，对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是（　　）

A. 伽利略根据理想斜面实验，得出自由落体运动是匀变速直线运动

B. 法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机

C. 爱因斯坦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化假设

D. 胡克等人提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比

【答案】BD

【解析】

【详解】A．伽利略根据理想斜面实验结论合理外推，得出自由落体运动是匀变速直线运动。故A错误；

B．法拉第不仅提出场的概念，而且发明了人类历史上第一台发电机。故B正确；

C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化假设。故C错误；

D．胡克等人提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比。故D正确。

故选BD。

15. 在游乐场里，高大的摩天轮格外引人注目，摩天轮上的透明座舱始终能够保持在竖直方向，如图乙所示，坐在座舱中的乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。摩天轮连续转动过程中，研究某一座舱中的乘客，下列物理量始终在变化的是（　　）

A. 乘客的动量 B. 乘客的动量变化率

C. 乘客对座舱的作用力 D. 相同时间内乘客重力的冲量

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】A．乘客的动量方向随时间发生变化，A正确；

B．动量的变化率等于物体所受合外力，匀速圆周运动的物体合外力始终指向圆心，方向随时间发生变化，B正确；

C．乘客在运动过程中受重力和座舱对他的作用力，重力为恒力，所以，只有座舱对乘客的作用力发生变化，他的合外力才会发生变化，再由牛顿第三定律可知C正确；

D．重力是恒力，所以在相同时间内的冲量相同，D错误；

故选ABC。

16. 以下是课本上几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，则叙述正确的是（　　）

A. 图甲中断开开关瞬间，线圈里没有感应电流

B. 图乙中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外

C. 图丙中电流从流入时，发现小磁铁向上运动，则小磁铁的下端为极

D. 图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，位置穿过圆环的磁通量最大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．图甲中断开开关瞬间，电流从有到没有，则通过线圈P的磁通量发生了变化，线圈里有感应电流，所以A错误；

B．图乙中电流方向如图所示，根据右手定则，铁环中心点的磁场竖直向下，所以B错误；

C．图丙中电流从流入时，根据安培定则，电磁铁上端为N极，发现小磁铁向上运动，则小磁铁的下端为极，所以C正确；

D．图丁中水平圆环从条形磁铁上方位置向下运动，通过圆环的磁通量先增大后减小，位置穿过圆环的磁通量最大，所以D正确；

故选CD。

非选择题部分

三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共18分）

17. 图1为课本案例1“用阻力补偿法探究加速度与力、质量的关系”实验装置。

（1）为探究多个物理量之间关系，可选用___________进行实验。

A. 控制变量法    B. 类比法    C. 放大法    D. 等效替代法

（2）为了简化“力”的测量，下列说法正确的是__________（多选）。

A. 实验中需调节左端滑轮高度至细线与长木板平行

B. 补偿小车阻力时，使小车在槽码的牵引下恰好能匀速运动

C. 当槽码质量远小于小车质量，槽码的重力才近似等于绳的拉力

D. 改变小车质量后，需要重新移动垫块调整长木板倾角再次补偿小车阻力

（3）在做合力恒定时研究加速度与小车质量关系实验时，得到图像如图2所示，斜率为，纵轴截距为，重力加速度为，经误差分析，原因是未补偿阻力（阻力与小车重力成正比），则小车阻力与重力之比为___________（用题中的字母表示）。

（4）图3为课本案例2“通过位移之比测量加速度之比”的实验装置图，这种替代测量能够成立的条件是__________（多选）。

A. 两小车质量相等        B. 两小车运动时间相等

C. 槽码质量需远小于小车质量    D. 两小车都从静止开始做匀加速直线运动

【答案】    ①. A    ②. AC    ③.     ④. BD

【解析】

【详解】(1)[1]在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，故A正确；

故选A。

(2)[2]A．实验需调节左端滑轮的高度，使细线与长木板平行，故A正确；

B．为了平衡摩擦力，应将带滑轮的长木板右端适当垫高，使小车在无牵引力下作用下拖动纸带恰好能匀速运动；故B错误；

C．使所挂槽码的总质量远小于小车的质量，可以近似认为小车受到的拉力等于槽码的重力，减小误差，故C正确。

D．一次平衡好后，若增减了小车的质量，由于小车的下滑分力和摩擦力均同比例变化，所以不需重新平衡，故D错误。

故选AC。

(3)[3]根据牛顿第二定律可知

变形后

可知图象可得，故

故则小车阻力与重力之比为

(4)[4] 当两小车都做初速度为零的匀变速直线运动，根据

可得物体的加速度

所以

根据题意要通过位移的测量来代替加速度的测量，即满足

则要

此实验不需要两车质量相等，小车所受的水平拉力可以不等于砝码(包括小盘)的重力，故BD正确。

故选BD。

18. 某中学生课外科技活动小组利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙子电池。

（1）甲同学用如图1所示的实验电路测量这种电池的电动势和内阻。实验室提供备用的器材如下：

A. 电流表：内阻为，量程为

B. 电流表：内阻为，量程为

C. 电阻箱（）

D. 电阻箱（）

E. 开关一个，导线若干

实验中，电流表应选__________，电阻箱应选__________（填写所给器材的序号ABCDE）。

（2）甲同学正确连接电路后，调节电阻箱阻值，测得多组、值，转换后作出的图像如图2所示，则从图像中可得出该橙子电池的电动势为__________，内阻为__________（均保留两位有效数字）。

（3）乙同学将四个这样水果电池串联起来给“，”的小灯泡供电，灯泡仍不发光，检查电路无故障，请分析灯泡不亮的原因：____________________。

【答案】    ①. B    ②. D    ③. 0.95    ④. 1.2    ⑤. 水果电池的内阻太大，回路电流太小（或路端电压过小）

【解析】

【详解】(1)[1][2]橙子电池的电动势很小内阻很大，为使电表有明显示数，电流表应选择B，电阻箱应选择D；

(2)[3][4]根据电路图，由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压

整理得

由图(2)所示图象可知，橙子电池电动势

图象斜率的绝对值

橙子电池的内阻

(3)[5]水果电池的内阻太大，回路中电流太小，路端电压太小，灯泡实际功率太小，灯泡不发光。

四、计算题（本大题有3小题，共31分。解题过程应有必要的文字说明、方程式和重要的演算过程，有数值运算的应写清数值和单位，只有最终结果的不得分。）

19. 质量的企鹅在倾角为的倾斜冰面上，先以加速度由静止开始沿直线向上“奔跑”，时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，过程中企鹅始终受平行于冰面斜向上的风力作用，风力。已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数，，，求：

（1）企鹅向上奔跑的位移大小；

（2）企鹅向上滑行的位移大小；

（3）企鹅退滑到出发点时的速度大小。

【答案】（1）4m；（2）0.4m；（3）3m/s

【解析】

【详解】（1）企鹅向上奔跑做匀加速直线运动

（2）企鹅向上滑行做匀减速直线运动

可得

企鹅向上滑行初速度

由

得

（3）企鹅退滑到出发点做匀加速直线运动

可得

由

得

20. 如图甲是某种机主要部分的剖面图，其中产生射线部分的示意图如图乙所示，图中的、之间有一沿水平方向的匀强加速电场，虚线框内为沿竖直方向的匀强偏转电场。电子从电子枪逸出后沿实线箭头所示的方向前进，打到水平圆形靶台上的中心点，产生射线（如图中虚线箭头所示）。已知电子的质量为，电荷量为，加速电场间距离为，偏转电场水平宽度为，竖直高度足够大，中电子束距离靶台竖直高度为，电子进入偏转电场时的速度大小为，穿过偏转场过程中速度方向偏转了角，电子枪单位时间内逸出的电子数为，电子束打在靶上产生射线的功率为入射电子束功率的，忽略电子的重力，不考虑电子间的相互作用及电子从电子枪逸出时的初速度大小，不计空气阻力。求：

（1）加速电场对单个电子的冲量大小；

（2）电子离开偏转电场时向下偏移的距离；

（3）电子从电子枪逸出到打在靶上的时间；

（4）靶产生射线的功率。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）加速电场对单个电子的冲量

（2）电子经过偏转电场，水平方向有

竖直方向有

（3）电子从电子枪逸出到打在靶上的时间包含加速电场时间，偏转电场时间，离开偏转电场后匀速打到靶上时间三部分，电子加速电场时间

由（2）中知电子偏转电场时间

离开偏转电场后到靶时间

解得

电子从电子枪逸出到打在靶上的时间

（4）电子打在靶上的速度

电子束打在靶上产生射线的功率

21. 如图甲所示，水平光滑轨道与竖直光滑半圆轨道平滑连接，在同一竖直线上，与圆心等高，为竖直墙壁，弹簧右端固定在墙角A，左端为自由端。长，半圆轨道半径，小球质量。用小球缓慢向右压缩弹簧再释放，小球先沿运动，再进入竖直圆轨道，并可能从点飞出。

(1)若把弹簧压缩到最短，释放后小球运动到时对轨道的压力，求弹簧的最大弹性势能；

(2)释放小球瞬间弹簧的弹性势能不同，小球运动到处时对轨道的压力也不同，在图乙上画出图像（不要求计算过程）；

(3)求小球从点飞出后撞击墙壁的速度的最小值。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)小球在处

，

求得

小球从释放到

可得

(2)在C点，由合力提供向心力得

小球从释放到C点

解得

当小球刚好能够到达C点时，，则，即图线的横截距。

当时，，即图线的纵截距。

则图线如图所示

(3)小球若能从处飞出，且能撞到墙，则

，，

解得

可得，当时，有最小值，。

讨论上述值能否达到D点。

若恰能过，则

解得

可知

小球能到点再飞出，撞到墙上。