2024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
考生须知：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟；
2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、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.可能用到的相关公式或参数：重力加速度g均取10m/s2。
选择题部分
一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，请选出符合题意的一个选项）
1. 用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是（ ）
A. B. C. D.
2. 下列各组物理量中均为矢量的是（）
A. 路程和位移 B. 速度和平均速度 C. 功和功率 D. 电场强度和电势
3. 据新华社电：中国国产“和谐号”CRH380A新一代高速动车组，在沪杭高铁从杭州到上海虹桥试运行途中，行程163.5公里，全程用时30分钟。最高时速达到416.6公里，再次刷新世界铁路运营试验最高速度，以下正确的是（）
A. 由于列车有长度，故研究任何问题时，都不能把它看成质点
B. 题中的30分钟指的是时刻
C. 列车这次运行通过的位移是163.5公里
D. 列车这次运行的平均速度小于327km/h
4. 下列说法正确的是（）
A. 我们观察近处的飞鸟和远处的飞机时，总会觉得鸟比飞机飞得快，这是因为鸟相对眼睛的线速度比较大
B. 小鸟站在高压电线上不会触电主要是因为小鸟电阻很大
C. 牛顿通过扭秤实验，测定出了万有引力常量
D. 法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像
5. 如图所示，倾角为45°的斜面末端与水平地面相连，在斜面上距水平面高h5.0m的P处将一小球（可看成质点）以v6m/s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
6. A、B、C三根平行直导线垂直纸面放置，导线中电流大小均相等，方向如图所示。已知，且。通电直导线周围某点的磁感应强度可用（k为常量，r为某点到导线的垂直距离）来表示，假设A导线在C处产生磁场的磁感应强度大小为，则BC中点O处的磁感应强度大小、方向分别为（ ）
A. ，由C指向B B. ，由B指向C
C. ，垂直纸面向内 D. ，垂直纸面向外
7. 如图所示是一台直流电动机。该电动机在额定电压下正常工作时，下列说法正确的是（）
A. 电机的输入功率为3W
B. 电机的发热功率是0.375W
C. 电机的机械效率约为80%
D. 电机持续工作1小时消耗的电能为180J
8. 如图甲所示，一辆小轿车从服务区匝道驶入平直高速行车道时速率为20m/s，想要加速驶入内车道，由于行车道前方匀速运动的大货车速度较小，影响超车。小轿车加速8s后放弃超车，立即减速，再经过3s，与大货车同速跟随，再伺机超车。该过程小轿车的速度与时间的关系如图乙所示，下列说法中正确的是（）
A. 该过程中小轿车的平均速度的大小为22m/s
B. 该过程中小轿车的平均加速度大小为
C. 该过程中小轿车与大货车之间的距离先减小后增大
D. 该过程中小轿车与大货车之间的距离先增大后减小
9. 如图所示，质量不同两颗同轨道卫星A、B绕地球飞行，轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度均为地球半径的。下列说法正确的是（）
A. 卫星A和卫星B的所受地球的万有引力大小相等
B. 卫星在轨道上飞行的速度大于7.9km/s
C. 卫星B在同轨道上加速就能与卫星A对接
D. 卫星进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍
10. 用三根细线a、b、c将质量为m和2m的两个小球1和2连接，并悬挂如图所示。两小球均处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，细线c水平，重力加速度为g。以下说法正确的（）
A. 细线a对小球1的拉力大小
B. 细线c对小球1和2的拉力大小
C. 细线b对小球2的拉力大小
D. 若保持a的方向不变，仅调节c的方向，当c与a垂直时
11. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以v0为初速度，加速度为a向右做匀加速运动。t0时，磁感应强度为B0，此时MN的位置使MDEN构成一个边长为l的正方形，为使MN棒中不产生感应电流。从t0开始，B与t的关系式为（ ）
A. B.
C D.
12. 如图所示，质量均为m、带等量异种电荷的A、B两个小球放在光滑绝缘的固定斜面上，给B球施加沿斜面向上、大小为F=2mg（g为重力加速度）的拉力，结果A、B两球以相同的加速度向上做匀加速运动，且两球保持相对静止，两球间的距离为L，小球大小忽略不计，斜面的倾角θ=30°，静电力常量为k。则（）
A. 运动过程中A、B两球之间的电势能在增大
B. 两球一起向上做加速运动的加速度大小为g
C. A球所带的电荷量为
D. 撤去力F的瞬间，A的加速度将变大
13. 一儿童在内横截面为圆形的光滑水泥涵管的最低点以一定水平初速度v0踢出球，假如可使球未完成一圈就正好落入位于圆心O处的背兜。已知内截面圆的半径，忽略一切阻力和滚动，则小球的初速度v0大小为（）
A2m/s B. 5m/s C. 7m/s D. 9m/s
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 一测试用的导弹在地面附近的运动轨迹如图中曲线所示，坐标x轴为水平方向，y轴为竖直方向，导弹以某一初速度由地面某处O点发射同时开启推进器助推，到达a点时关闭推进器。已知推力方向和空气阻力方向始终与导弹运动方向在同一直线，空气阻力大小与导弹速率二次方成正比，图中a、c高度相同，b导弹轨迹最高点，则导弹在飞行过程中（）
A. b点时速率为零 B. Oa阶段可能做直线运动
C. a点的动能大于c点的动能 D. ab和bc阶段，重力冲量不相同
15. 如图甲所示为利用磁场力来提升导电液体的电磁泵，电磁泵的左右两侧为两块相同的、间距为l的长方形金属薄板，金属板底边长为b，其底部开有高度可忽略的狭缝，电磁泵的前后两侧为两块相同的绝缘薄板，两金属板间接有直流电源。如图乙所示，足够大的绝缘容器中装有深度为h的导电液体，电磁泵置于容器中，两金属板间加方向垂直纸面、磁感应强度为B的匀强磁场，初始时，电源的电压为0，逐渐增大电源的电压，两板间液面缓慢上升（初始时金属板间导电液体液面高为h）。已知导电液体的密度为ρ0、电阻率为ρ，重力加速度为g。则（）
A. 乙图中两金属板间的匀强磁场方向垂直纸面向内
B. 初始时，两金属板间液体的电阻为
C. 当时，两板间液面高度乙为2h
D. 两板间液面从h高度缓慢升高至2h高度的过程中，电源消耗的电能等于
非选择题部分
三、实验题（共14分）
16. 用图1所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）以下操作正确的是______（多选）
A. 小车质量应远小于槽码质量
B. 拉小车的细绳要平行长木板
C. 补偿阻力时要移去槽码和纸带
D. 需要抬高长木板的右侧以补偿阻力
（2）某次正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、……、x6。已知打点计时器的打点周期为T，则小车加速度a的表达式是______。
A. B.
C. D.
（3）甲乙两组同学各自独立实验，都探究加速度与质量的关系。他们都以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示，纵轴上的截距均为b。由图像得甲组所用的槽码质量______乙组槽码质量（选填“大于”、“小于”或“等于”）。根据理论推导可知b=______。（已知重力加速度为g）
17. 小李同学要测量一节5号电池的电动势和内阻，已知一节干电池的电动势约为1.5V。
（1）测量时下列滑动变阻器接法正确的是______。
A. B. C. D.
（2）按图1连接电路，测量时发现，移动滑动变阻器的滑片，发现电流表有示数且变化明显，而电压表有示数但示数变化很小，可能的原因是______。
A. 滑动变阻器以最大阻值接入 B. 电压表内阻过大
C. 电压表接触不良 D. 电源的内阻较小
（3）小明同学选用合适的器材对图1的实验方案进行改进，改进后的实物电路连接如图2所示，其中定值电阻R0=1Ω。某次实验电压表的示数如图3所示，为______V。
（4）某同学根据实验数据，已在坐标纸上描好点（如图4），可以得到电动势E=______V，内阻r=______Ω（结果均保留两位小数）。
18. 某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材为：待测电容器；电流传感器；电压传感器；干电池（1.5V）；定值电阻R=3000Ω；单刀双掷开关；导线若干。实验步骤如下：
①按图1所示的电路图正确连接电路；
②将开关S与1端连接，电源向电容器充电；
③充电结束后，断开开关S，并将开关掷向2端开始计时，电流传感器显示出的I-t图线如图2所示。
请回答下列问题：
（1）开关与1端相连，电压传感器表示数将______（选填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）；
（2）电容器的电容C=______F。（结果保留一位有效数字）
四、计算题（共41分，计算中要写清必要文字说明和重要过程）
19. 某次军事训练中，某空降兵进行低空跳伞训练，他离开悬停的飞机后可以认为先做自由落体运动，当离地面265m时打开降落伞做加速度大小为12m/s2的匀减速运动，速度减为5m/s后做匀速运动，随后经过28s落地。已知空降兵的质量为60kg，不计空气阻力，g取。问：
（1）空降兵打开降落伞时的速度是多少？
（2）空降兵离开飞机时距地面的高度为多少？
（3）打开降落伞匀减速运动过程中，降落伞对空降兵的作用力的大小？
20. 如图所示，真空中A、B两点分别固定电荷量均为+Q的两个点电荷，O为A、B连线的中点，C为A、B连线中垂线上的一点，C点与A点的距离为r，AC与AB的夹角为θ，中垂线上距离A点为x的点的电势为（以无穷远处为零电势点）。一个质量为m的点电荷（其电荷量远小于Q），以某一速度经过C点，不计点电荷的重力，静电力常量为k。
（1）求C点的电场强度；
（2）若经过C点的点电荷的电荷量为，要让此点电荷能够做过C点的匀速圆周运动，求其在C点的速度v的大小和方向；
（3）若经过C点的点电荷的电荷量为，速度方向由C指向O，要让此点电荷能够到达O点，求其在C点的速度最小值。
21. 如图所示，AC为长L1=3m的粗糙水平桌面。质量m1=1kg、长度为L2=1m的长方体物块，静置于桌面上的AB部分，另有一个质量m2=1kg的小球，静置于桌面上C的位置。现有一水平向左的恒力F作用于物块上，当物块运动到C点时立即撤去恒力F，随后物块与小球发生弹性正碰，碰撞后小球恰好能通过D点并进入光滑的四分之一圆弧形轨道，再从H点进入光滑半圆形凹槽，凹槽右侧有一固定挡板，挡板左侧的水平地面光滑。已知物块与桌面的动摩擦因数μ=0.4，圆弧形轨道的半径R1=0.4m，半圆形凹槽的半径R2=0.4m，CD间距和EH间距均略大于小球直径，小球直径远小于R1，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小球在D点的速度大小v1；
（2）小球在通过半圆形凹槽最低点时速度大小v2；
（3）恒力F的大小；
（4）若使小球恰好不从凹槽左侧冲出，求半圆形凹槽的质量M的大小。
22. 如图是一种离子探测装置的示意图，栅极板AB、CD竖直放置（由金属细丝组成的筛状电极，带电粒子可顺利通过）。大量电量为e，质量为m的负离子均匀分布在栅极板AB上，由静止开始，经AB、CD间电压U0加速后进入水平金属板。水平金属板间的电压为U（金属板间的电场可视为匀强电场），其中上极板带负电，金属板间距和极板长度均为L。已知单位时间内有n个离子进入水平金属板，装置中的O、O1、O2三点共线，O1、O2是水平金属板的中心线，从O点进入的离子恰好从水平金属板的下边缘M点进入右侧，装置右侧存在范围足够大的匀强磁场B0，磁感应强度的大小，方向垂直纸面向里。现在磁场左边界处放置一探测板，探测板长为0.5L，上端距M点的距离为0.25L，离子打到竖直探测板即被吸收。不计离子的重力以及离子间相互作用力。求：
（1）离子离开栅极板CD时的速度大小；
（2）电压U与U0的比值；
（3）单位时间探测板接收到的离子数；
（4）离子对探测板在垂直板方向的作用力大小。2024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
一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，请选出符合题意的一个选项）
1.
【答案】A
2.
【答案】B
3.
【答案】D
4.
【答案】D
5.
【答案】B
6.
【答案】A
7.
【答案】A
8.
【答案】B
9.
【答案】D
10.
【答案】C
11.
【答案】A
12.
【答案】C
13.
【答案】B
二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14.
【答案】CD
15.
【答案】AC
16.
【答案】（1）BD （2）B
（3） ①. 大于 ②.
17.
【答案】（1）D （2）D
（3）##
（4） ①. ②.
18.
【答案】（1）逐渐变大
（2）
四、计算题（共41分，计算中要写清必要文字说明和重要过程）
19.
【解析】
【小问1详解】
空降兵匀速下降的高度
空降兵匀减速下降过程，有
解得
【小问2详解】
空降兵自由落体运动过程，有
解得
空降兵离开飞机时距地面的高度为
【小问3详解】
设降落伞对空降兵的作用力的大小为F，由牛顿第二定律可得
解得
20.
【解析】
【小问1详解】
两点电荷均为正电荷且带电量相等，则两点电荷在C点处的电场强度方向均背离各自电荷，电场强度如图所示
根据电场强度的矢量合成法则可得C点的场强
方向沿方向向上。
【小问2详解】
设圆周运动的半径为R，C点电场场强大小为E，则有
，，
联立解得
方向垂直于纸面向里或者向外。
【小问3详解】
根据题意可知，C点电势为
O点电势为
设此点电荷刚好能够到达点，由能量守恒定律可得
解得
21.
【解析】
【小问1详解】
小球恰能经过D点，则
解得
vD=2m/s
【小问2详解】
小球从D点到到达凹型槽底部过程中，由机械能守恒定律
解得
【小问3详解】
对木板由动能定理
因木板和小球质量相等，且发生弹性正碰，根据动量守恒和能量守恒可知
解得
F=5N
【小问4详解】
若使小球恰好不从凹槽左侧冲出，则当小球到达凹槽左侧最高点时与槽共速，则由动量守恒和能量关系
解得
22.
【解析】
【小问1详解】
粒子经电场加速，根据动能定理
解得
【小问2详解】
进入偏转电场后做类平拋运动，则
，
根据牛顿第二定律
联立可得
所以
【小问3详解】
设离子进入匀强磁场时速度方向与水平成角，速度大小为，根据洛伦兹力提供向心力
离子进入磁场做匀速圆周运动的半径为
如图，所有进入磁场的离子经过磁场偏转后向下偏移的距离
粒子到达左边界处的范围为距M点0.5L到L，故探测板单位时间接收到的粒子数为
【小问4详解】
离子被探测板吸收过程，在垂直板方向对离子由动量定理得
由上述可知
所以解得
根据牛顿第三定律得，离子对探测板在垂直板方向的作用力大小为
