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

这是一份浙江省杭州市2022-2023学年高二物理下学期期末试题（Word版附解析），共24页。

2022学年第二学期杭州市高二年级教学质量检测
物理试题卷
考生须知：
1．本试卷分试题卷和答题卷，满分100分，考试时间90分钟。
2．所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效。
3．除特殊说明外，涉及到数值计算的g均取。
选择题部分
一、选择题I（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. 下列选项中，属于国际单位制中的基本单位的是（ ）
A. 千克 B. 伏特 C. 时间 D. 电流
【答案】A
【解析】
【详解】单位制包括基本单位和导出单位，规定的基本量的单位叫基本单位，国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。故A正确BCD错误。
故选A。
2. 小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择，如果他想尽快从家到学校，那么他希望（ ）
A. 位移最短 B. 路程最短 C. 平均速度最大 D. 平均速率最大
【答案】C
【解析】
【详解】小明同学从家到学校有不同的路径和不同的交通方式可以选择，所以不同的方式，路程不同，但位移相同，想时间最短，根据

可知，平均速度最大。
故选C。
3. 如图所示，重力为G的木块，在水平向右的推力F的作用下，恰好能沿着倾角为的光滑斜面匀速上滑，斜面固定在水平地面上，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A. 木块一共受4个力作用
B. 斜面对木块的作用力等于G
C. 木块对斜面的作用力大于G
D. 若木块是匀速下滑，则水平向右的推力要小于F
【答案】C
【解析】
【详解】A．木块受重力、支持力、推力3个力作用，故A错误；
BC．根据力的合成法则可知，斜面对木块的作用力为

根据牛顿第三定律可知，木块对斜面的作用力大于G，故B错误，C正确；
D．若木块是匀速下滑，根据力平衡条件可知，水平向右的推力要等于F，故D错误；
故选C。
4. 如图所示，倾角为的斜面末端与水平地面相连，在斜面上距水平面高的P处将一小球（可看成质点）以的初速度水平抛出，不计空气阻力，则小球抛出后第一次落在接触面（斜面或者地面）上的时间为（ ）

A. 0.8s B. 1.0s C. 1.6s D. 2.0s
【答案】B
【解析】
【详解】如果落在斜面上

解得

因为

所以落在水平面上，则

解得

故选B。
5. 如图所示的电路中，理想变压器的原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，交流电源的电动势，负载电阻，电压表和电流表均是理想电表。下列说法正确的是（ ）

A. 的示数约为311V B. 的示数为2A
C. 交流电源的输出功率为27.5W D. 交流电源的频率为100Hz
【答案】C
【解析】
【详解】A．电压表测量的是有效值，所以的示数

故A错误；
B．副线圈电压

副线圈电流

根据

故B错误；
C．交流电源的输出功率为

故C正确；
D．交流电源的频率为

故D错误。
故选C。
6. 2023年4月24日举行的“中国航天日”启动仪式发布了中国首次火星探测的相关成果。已知火星的半径约为地球半径的，质量约为地球质量的，下列说法正确的是（ ）
A. 火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
B. 火星表面的自由落体加速度大于地球表面的自由落体加速度
C. 火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期小
D. 地球上火星探测器的发射速度应大于地球的第三宇宙速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律得


解得

火星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小，A正确；
B．根据


解得

火星表面的自由落体加速度小于地球表面的自由落体加速度，B错误；
C．根据


解得

火星的近地卫星的周期比地球的近地卫星的周期小，C错误；
D．地球上火星探测器的发射速度是冲出地月系统的速度，地球的第三宇宙速度是冲出太阳系的速度，所以，地球上火星探测器的发射速度应小于地球的第三宇宙速度，D错误。
故选A。
7. 如图所示，起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物，绳索拉力不为零，下列说法正确的是（ ）

A. 若不计空气阻力，重物的机械能一定不变
B. 若不计空气阻力，重物的机械能可能不变
C. 若计空气阻力，重物的机械能一定减少
D. 若计空气阻力，重物的机械能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】起重机正通过绳索在竖直方向上提升重物，重物向上运动，绳索拉力向上，拉力做正功，根据功和能的关系，重物的机械能一定增加。
故选D。
8. 广阔水面下方同等深度适当间距的两个位置放有红、蓝两个单色点光源，下列说法正确的是（ ）
A. 红光能够照亮的水面面积更大
B. 蓝光在水中的传播速度较大
C. 分别从两光源的正上方观察，看上去红光源离水面更近
D. 在两光源共同照亮的水面区域，会有亮暗相间的条纹
【答案】A
【解析】
【详解】A．蓝光频率大，折射率大，根据

可知，临界角小，所以蓝光照射面积较小，红光能够照亮的水面面积更大，故A正确；
B．根据

可知，蓝光在水中的传播速度较小，故B错误；
C．因视深

看上去蓝光源离水面更近，故C错误；
D．在两光源共同照亮的水面区域，不会有亮暗相间的条纹，因为频率不同，不能发生干涉，故D错误。
故选A。
9. 把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图1所示。该共振筛的共振曲线如图2所示。已知增大电压，可使偏心轮转速提高；减少筛子质量，可增大筛子的固有频率。现在，在某电压下偏心轮的转速是60r/min。下列说法正确的是（ ）

A. 共振筛的固有周期是0.8s
B. 仅适当增加电压可以增大筛子的振幅
C. 仅适当减小筛子的质量可以增大筛子的振幅
D. 当前驱动力的周期与地面附近摆长为1m的单摆周期很接近
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图2可知，筛子的固有频率为0.8Hz，所以固有周期是

故A错误；
B．在某电压下偏心轮的转速是60r/min，驱动力频率

增加电压，转速增大，驱动力频率增大，远离固有频率，筛子振幅减小，故B错误；
C．仅适当减小筛子的质量，可以增大固有频率，接近驱动力频率，可以增大筛子的振幅，故C正确；
D．当前驱动力周期为

周期为1s的单摆，根据

得，摆长约0.25m，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，厚度为h和宽度为d的金属板，放在磁感应强度大小为B，方向垂直于前后面的匀强磁场中，当金属板内通过垂直于左右表面的电流时，在金属板的上表面A和下表面A＇之间会产生一定的电势差UH，这种现象称为霍尔效应。已知电流大小为I，该金属板单位体积内自由电子的个数为n。下列说法正确的是（ ）

A. 仅减小d能增大UH
B. 仅减小h能增大UH
C. 下表面A＇的电势低于上表面A的电势
D. 测量某空间的磁场时，UH不受金属板摆放方向的影响
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据平衡条件得

又因为


解得

仅减小d，UH增大，A正确；
B．根据，仅减小h， UH不变，B错误；
C．电流强度向右，电子向左运动，根据左手定则，电子所受的洛仑兹力向上，电子打在上表面上，上表面带负电，下表面带正电，所以下表面A＇的电势高于上表面A的电势，C错误；
D．根据，UH与金属板摆放方向有关，所以测量某空间的磁场时，UH受金属板摆放方向的影响，D错误。
故选A。
11. 在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.6m和0.9m（图1）。在A、B两点分别放置试探电荷，其受到的静电力跟试探电荷的电荷量的关系分别如图2中直线a、b所示。已知静电力常量为，规定x轴的正方向就是静电力的正方向，下列说法正确的是（ ）

A. 电场中B点的电势比A点的电势高
B. 点电荷Q一定是正电荷
C. 点电荷Q的位置在x轴的坐标原点O
D. 点电荷Q的电荷量的大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．因为正试探电荷在两点受力均沿正方向，所以场强方向沿x轴正向，根据沿电场线方向电势降低，电场中B点的电势比A点的电势小，故A错误；
BC．因为图像斜率代表场强，所以
，
所以，场源电荷一定在A的左侧，设场源电荷距A位置为，根据库仑定律结合已知条件得
，
解得

点电荷Q的位置在x轴的位置为0.5m处，所以场源电荷一定为正电荷，故B正确，C错误；
D．已知静电力常量为，代入上面的方程解得

故D错误。
故选B。
12. 某海湾水面面积约为S=2.0×106m2，现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝的闸门，可使水位保持在h1=20m不变。退潮时，坝外水位降至h2=16m。假如利用此水坝建水力发电站，且重力势能转化为电能的效率为 ，水的密度为 ， ，则该电站一次退潮能获得的电能约为（ ）
A. 1.0×1010J B. 8.0×1010J C. 2.0×1011J D. 3.2×1011J
【答案】B
【解析】
【详解】水的质量为

减少的重力势能为

获得的电能为

解得

故选B。
13. 如图所示为一种测定电子比荷的实验装置。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阴极K与阳极A之间的高压加速后，形成一细束电子流，穿过AA＇中心的小孔沿中心轴OO＇的方向进入到两块平行极板P和P＇间的区域。①若P和P＇极板间无电磁场，电子将打在荧光屏上的O＇点；②若P和P＇极板间仅加电压为UPP＇的匀强电场，则电子将打在M点；③若在P和P＇间同时加电压为UPP＇的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，则电子将沿OO＇做直线运动。下列说法正确的是（ ）

A. 电子从K运动到A的过程中电势能越来越大
B. 若在②中仅减小电压UPP＇的大小，则电子离开P、P＇间的区域时的动能可能增加
C. 在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向内
D. 若在③中仅增大磁感应强度B0的大小，则电子离开P、P＇间的区域时的动能减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．电子从K运动到A的过程中电场力做正功，电势能越来越小，故A错误；
B．根据

若在②中仅减小电压UPP＇的大小，P、P＇间电场强度减小，电子在电场中的偏转距离减小，则电子离开P、P＇间的区域时的动能减小，故B错误；
C．若P和P＇极板间仅加电压为UPP＇的匀强电场，则电子将打在M点，可知电子所受的电场力向下，则在③中电子所受的洛仑兹力向上，根据左手定则可知，在③中所加的匀强磁场的方向垂直于纸面向外，故C错误；
D．在③中电子所受的洛仑兹力向上，若在③中仅增大磁感应强度的大小，电子所受的洛仑兹力增大，则洛伦兹力大于电场力，电子向上偏转，电子打在O＇点上方，在P、P＇间电场力做负功，则电子离开P、P＇间的区域时的动能减小，故D正确。
故选D。
二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出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3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象
B. 当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率小于波源振动的频率
C. 用导体把灵敏电流表的两个接线柱连在一起可以减小运输时表针摆动的幅度
D. 增大LC振荡电路中电容器的电容可以增大该电路的周期
【答案】CD
【解析】
【详解】A．赫兹用实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，故A错误；
B．根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率大于波源振动的频率，故B错误；
C．连接接线柱后，电表自身形成闭合回路，晃动电表，闭合回路在磁场中运动，切割磁感线，会产生感应电流，线圈会受到安培力作用阻碍线圈的转动，表针晃动的幅度会变小，并能较快的停下，故C正确；
D．LC振荡电路的周期，其他条件不变，增大电容器的电容，LC振荡电路周期增大，故D正确；
故选CD。
15. 小明同学设计了一个加速度计，如图所示。质量为m的绝缘滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧与劲度系数均为k的完全相同的轻弹簧相连；R为滑动变阻器，它两端之间的长度为L；轻质光滑的金属滑动片与电阻器任一端之间的电阻值都与它到这端的距离成正比，不考虑导线对滑块运动的影响。两电池的电动势均为E，内阻均不计。电压表指针的零点位于表盘中央，当P端电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转。初始加速度时，电压表示数也为0。现将框架固定在运动的物体上，下列说法正确的是（ ）

A. 初始时两根弹簧必须均为原长
B. 滑动片的初始位置（时）必须与滑动变阻器两端的距离相等
C. 若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动，则电压表指针向零点右侧偏转
D. 该加速度计能测量的加速度的最大值为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．初始时，两弹簧弹力大小相同即可，不需要原长，故A错误；
B．滑动片的初始位置（时）必须与滑动变阻器两端的距离相等，这样测得加速减速最大加速度相同，故B正确；
C．若物体按图示箭头方向做匀减速直线运动，则加速度方向向左，合力向左，滑块相对框架向右运动，滑动片向右运动，P端电势高于Q端，指针向零点右侧偏转。故C正确；
D．R为滑动变阻器，它两端之间的长度为L，当滑片在中间时，测量加速度最大，根据牛顿第二定律可知

解得

故D正确。
故选BCD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. 小明利用图中的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（已知当地重力加速度为）。
（1）实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是________（单选）。

A．减小空气阻力 B．减小空气阻力与重力的比值
（2）已知打点计时器所用的交流电频率为50Hz，实验中得到一条点迹清晰的纸带，如图所示。把计时器打下的第一个点记做O点（重物速度记为0），另外选连续的4个点A、B、C、D作为测量点，测得A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.90cm、69.84cm、77.76cm、86.60cm。则打下B点时重物的速度为________m/s（结果保留3位有效数字）。

（3）在对图中的纸带进行数据处理时，发现从O点到B点的过程中动能的增加量略大于重力势能的减少量，造成这个结果的原因可能是________（单选）。
A．实验过程中存在各种阻力
B．打下O点时重物的速度略大于0
C．数据运算时重力加速度取
D．重物质量的测量值大于其真实值
【答案】 ①. B ②. 3.72 ③. B
【解析】
【详解】（1）[1] 实验中应选择密度大、体积小的物体作为重物，这样选择的目的是减小空气阻力与重力的比值，减小阻力对实验的影响。
故选B。
（2）[2] 打下B点时重物的速度为

（3）[3] A．实验过程中存在各种阻力会导致重力势能减小量大于动能增加量，故A错误；
B．打下O点时重物的速度略大于0，会导致计算得到的速度偏大，动能的增加量略大于重力势能的减少量，故B正确；
C．数据运算时重力加速度取，会导致重力势能减小量偏大，故C错误；
D．因为质量可以约去，所以质量测量无影响，故D错误。
故选B。
17. 小明利用图中的装置做“电容器充放电”的实验。

已知电源输出电压为15V，电阻箱接入电阻，电流表内阻可忽略不计，电容器选用电容较大的电解电容器。先将开关S与“1”端闭合，对电容器进行充电；稍后再将开关与“2”端闭合，并将此时记为时刻。电容器通过电阻箱R放电，每隔5s记录电流表的读数，电流表读数I随放电时间t变化的曲线如图4所示。
（1）该电容器的电容约为________F（结果保留1位有效数字）。
（2）若仅将电阻箱的电阻R调到，重新完成该实验操作，则电容器放电的图像与下图相比，不同点是________________________（回答一条即可）。


【答案】 ①. ②. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]根据图像面积代表电量，格数约60个，每个格子代表电量

该电容器的电容约为

（2）[2]因为放电电阻变大，则电流减小，放电时间边长，但总电量不变，所以图像面积不变。
18. 小明想测量一节干电池的电动势和内阻，选用下列器材进行实验。
A．干电池
B．电流表（量程0~0.6A，内阻为）
C．电压表（量程0~3V，内阻约为）
D．滑动变阻器（，允许最大电流2A）
E．开关、导线若干
（1）电路已完成部分连接如图所示，为了尽量减少实验误差，小明同学应将导线P端连接到________处（选填“a”或“b”）。

（2）在某次测量时，电压表的指针位置如图所示，则读数为________V。

（3）实验中记录了若干组数据，并将对应点标在了坐标纸上，请在答题卡上的图中画出图线______。

（4）利用图像求得该干电池的电动势________V（结果保留3位有效数字），内阻________（结果保留2位有效数字）。
【答案】 ①. a ②. 0.50 ③. ④. 1.48 ⑤. 1.1
【解析】
【详解】（1）[1] 为了尽量减少实验误差，小明同学应将导线P端连接到a处，因为电流表内阻已知，所以将电流表相对电源内接。
（2）[2]电压表最小分度值为0.1V，所以读数为0.50V。
（3）[3] 图线如下

（4）[4][5]根据

电动势

根据图像可知

整理得

19. 如图1所示，内壁光滑、导热性能良好的气缸（气缸口足够高）竖直放置在水平桌面上，气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。开始时环境温度，活塞与气缸底部的距离，。已知活塞的质量、横截面积，大气压强，重力加速度 ，不计气缸和活塞的厚度。
（1）若环境温度从缓慢上升至，这个过程中缸内气体吸收了的热量，求：
①稳定时活塞离气缸底部的距离h1；
②这个过程中气体内能的变化量ΔU1；
（2）若环境温度保持不变，将气缸缓慢调整成水平放置，如图2所示，求：
①稳定时活塞离气缸底部的距离h2；
②这个过程中气体内能的变化量ΔU2。

【答案】（1）①，②；（2）①，②
【解析】
【详解】（1）①若环境温度从缓慢上升至，等压变化，根据盖·吕萨克定律得

解得

②气体对外做功为

这个过程中气体内能的变化量ΔU1

（2）①若环境温度保持不变，将气缸缓慢调整成水平放置，根据玻意耳定律得

解得

②若环境温度保持不变，将气缸缓慢调整成水平放置，气体的温度保持不变，内能不变

20. 如图所示，某游戏装置由轻质弹簧发射器、光滑平面和竖直圆管道BCDB＇组成。圆管道半径，底部与平面相切，入口B和出口B＇略错开，管道口径远小于管道半径；平面上E点处放置质量的小球b，小球b用长度的轻绳竖直悬挂，与E点恰好无挤压，轻绳能承受的最大拉力为。现有质量的小球a，它第一次被压缩的弹簧弹出后，恰好能运动到与圆管道圆心O等高的C点；第二次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球运动到圆管道最高处D点的速度为。若小球沿管道内侧运动时有摩擦，沿管道外侧运动时无摩擦，小球a和b均可视为质点，空气阻力不计， 。
（1）求第一次压缩的弹簧具有的弹性势能；
（2）求小球a第二次被弹出后，运动到D点时管道对小球的弹力的大小，以及运动到D点的过程中管道对小球a做的功；
（3）若第三次压缩弹簧使弹性势能为时释放小球a，小球a会与小球b发生弹性正碰。试通过计算分析小球a、b碰后绳子是否会断。

【答案】（1）；（2），；（3）绳子会断
【解析】
【详解】（1）根据机械能守恒定律得

（2）根据牛顿第二定律得

解得

根据动能定理得

解得

（3）若小球在最高点与管无弹力

解得

此时的机械能为

小球通过管道无机械能损失，设碰撞前速度为v0

解得

根据动量守恒定律得

根据能量守恒定律得

解得

根据牛顿第二定律得

解得

绳子会断。
21. 如图所示，倾角的导电轨道与足够长的水平绝缘轨道在平滑连接，两轨道宽度均为，在倾斜轨道顶端连接电阻，整个倾斜轨道处（I区）有垂直于轨道向上的匀强磁场。水平绝缘轨道上放置“ ”形金属框cdef，金属框右侧有长和宽均为的II区，该区域内有竖直向上的匀强磁场。现在倾斜轨道上距水平面高处静止释放金属棒ab，它在到达前已经做匀速运动；金属棒ab通过时无机械能损失，它与“”形金属框碰撞会粘在一起形成闭合框abde。已知金属棒ab质量为、电阻为、长为。“”形金属框的质量为、电阻为、ed边长为、cd和fe边长均为。题中除已知的电阻外其余电阻均不计，所有接触面均光滑，。求：
（1）金属棒ab到达时的速度大小和此时棒两端的电压大小U；
（2）从释放金属棒ab到它到达的过程中，电阻上通过的电荷量q和上产生的热量Q；
（3）金属框abde进入II区磁场后，ab边与II区磁场左边界的最大距离d。

【答案】（1）0.6m/s；0.24V；（2）；0.3056J；（3）0.9m。
【解析】
【详解】（1）导体棒ab做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得

且
，
解得

此时棒两端的电压大小

（2）根据

其中

解得电阻上通过的电荷量

根据能量守恒

解得

根据

（3）金属棒ab通过后与金属框碰撞

在进入磁场过程中

其中

其中

解得

所以ab边与II区磁场左边界的最大距离

22. 在现代科学实验中，常利用电场和磁场来控制离子的运动。如图1所示的装置由加速区、电偏转区和磁偏转区三部分组成。离子源S可以连续不断地产生质量均为m、电荷量均为q、初速度均视为零的正离子，且离子源S在任意相同时间内产生的离子数相等。这些离子在经过A、B板间的加速电压加速后，从C点进入有辐向电场分布的电偏转区，沿着半径为R、圆心角为的圆弧CD做匀速圆周运动；之后从D点沿直线运动到P点进入磁偏转区，磁场分布在足够长、间距为d的G、H两板之间，其磁感应强度B随时间的变化规律如图2所示，设磁场方向垂直纸面向外为正方向，最大值为。不计离子的重力以及离子之间的作用力，离子在磁场中运动的时间远小于磁场变化的周期T，不考虑磁场变化产生的电场对离子的影响，且打到H板上的离子会立即被H板吸收并全部通过接地电阻导入大地，打在G板上的离子也会立即被G板吸收且不产生其他影响，，求：
（1）离子从B板射出时速度的大小；
（2）圆弧CD所在处的电场强度E的大小；
（3）H板上能被离子击中的长度L；
（4）若每秒有n个离子从P点进入磁场，求稳定后流经接地电阻电流的有效值I。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）离子的加速电场中，由动能定理得

从而求得

（2）离子在辐射电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得

联立得到

（3）如图所示

B正向最大时，根据

解得

所以离子刚好垂直打在H板上的E点；B负向时，当离子恰好与H板相切于G点，由

解得

根据

可得

所以离子可以分布在EG之间，所以

（4）当有离子注入到H板时，产生电流

B为正方向时，一个周期中有

的时间内有电流；B为负方向时，一个周期中有

的时间内有电流，根据

流过R的电流有效值