浙江省金砖联盟2024学年第二学期期中
高二年级物理 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.可能用到的相关参数：重力加速度g取10m/s 。
一、选择题Ⅰ(本题共12小题，每小题3分，共36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.以下物理量单位用国际单位制基本单位表示正确的是 ( )
A.温度 ℃ B.磁通量
C.功率 D.动量
2.海豚具有一种回声定位的特殊本领，下列说法中正确的是( )
A.不同海豚发出不同频率的超声波在相遇时可能产生稳定的干涉
B.海豚发出的超声波从海水传播到空气中后，其波长会变长
C.海豚产生高频的超声波目的是便于精准定位微小的猎物
D.海豚接收到回声的频率变低时，能判断出正在靠近它的猎物
3.在一场冰上表演活动中，光滑的冰面上静止放置着一个质量为M的冰车，冰车顶部是一个半径为R的光滑四分之一圆弧轨道，轨道底部与冰面平滑连接。一位质量为m的花样滑冰运动员以水平速度v 冲向冰车并滑上轨道。已知运动员在轨道上升的高度小于R。下列说法正确的是( )
A.运动员再次滑离冰车时，冰车的速度大小一定小于v
B.运动员沿轨道下滑过程中，冰车对冰面的压力始终等于(M+m)g
C.运动员再次滑回到轨道底端时，若以冰面为参考系，运动员速度大小v 和冰车速度大小v 满足 且v 小于v
D.运动员冲上冰车轨道的过程中，运动员与冰车组成的系统动量守恒，机械能也守恒
4.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是 ( )
1
A.图甲中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
B.图乙中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有扩张的趋势
C.图丙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
D.图丁中，在测温装置的槽内放入水银，液面出现如图所示现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
5.垂钓时鱼漂能反映鱼儿咬钩的讯息。如图所示，当鱼漂绑上铅坠恰好静止在水面处。在平静的湖面上，鱼试探性吃口(鱼漂缓慢向下但不咬钩)后，鱼漂和铅坠在竖直方向上做简谐运动。以竖直向上为正方向作出鱼漂和铅坠振动的x-t图像，如图乙所示，不计水的阻力。则( )
A.鱼漂和铅坠振动的回复力由水对鱼漂和铅坠的浮力提供
B.从0.1s~0.2s过程中鱼漂和铅坠的动量逐渐变小，机械能守恒
C.鱼漂和铅坠的位移时间关系式为
D.若增加铅坠的质量m，鱼漂和铅坠振动的周期将变大
6.下列说法正确的是 ( )
A.由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高
B.由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能先增大后减小
C.由图丙可知，当分子间的距离. 时，分子间的作用力先减小后增大
D.由图丁可知，在r由r 变到r 的过程中分子力做负功
7.如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙为LC振荡电路、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的D形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是( )
2
A.图甲中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势高
B.图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大
C.图丙中，电流强度正在增大过程中，则该时刻线圈的自感电动势正在减小
D.图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大
8.夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道： “雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MV，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，半径OC与竖直方向成 从球心O的右下方的C点射出的某单色光的入射角( 则下列说法正确的是 ( )
A.水滴对该单色光的折射率约为1.42
B.该单色光的彩虹角
C.该单色光在水滴内部B点处发生全反射
D.图甲中M、N所对应的两种光，M为紫光，在水滴中传播时间较短
9.如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值. ，则下列说法正确的是 ( )
A.电流表的示数为10A，电压表的示数为110V
B.1分钟内定值电阻和内阻产生的总焦耳热
C.0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为
D. t=0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率最大
10.工厂里的工人使用高压水枪对车间地面进行清洁，水枪竖直向下对着地面喷水，水流撞击地面后速度变为零。已知水枪喷水口的横截面积为s，水的密度为ρ，重力加速度大小为g。若喷出水流的速度为v，则水流对地面产生的作用力为 ( )
A. ρsv B. ρsvg D. psv(v-g)
3
11.关于光的现象及其应用下列说法正确的是 ( )
A.图甲是白光的薄膜干涉现象，从图中可以看到，圆形肥皂膜从上向下一定是均匀变厚
B.如图乙所示，照相机的镜头表面常常镀一层透光膜，膜的外表面和玻璃表面反射的光发生干涉使镜头看起来有颜色，膜的厚度为光在膜中波长的
C.如图丙所示，利用光的干涉检查平整度，用单色光从上面照射，空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，图中条纹弯曲说明此处是凹下的
D.图丁中的M、N是偏振片，P是光屏。当M固定不动缓慢转动N时，光屏P上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波
12.无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈匝数. ，当两辆受电线圈匝数分别为甲：n =600，乙： 的新能源汽车同时在同一个送电线圈上充电，在理想情况下，忽略各种能量损耗，当送电线圈两端接在220V的交流电源上时，送电线圈上电流为2A，通过甲车的充电的电流为1A，则通过乙车的的电流为()
A. 10 A B. 7 A C. 3 A D. 1 A
二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题4分，共12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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
13.如图所示，下列说法正确的是 ( )
A.甲图所示电路中，若在线圈中放入铁芯，稳定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗
B.乙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量从而冶炼金属
C.丙图变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
D.丁图中，磁电式仪表线圈的铝框骨架在指针偏转时起到了电磁阻尼的作用
14.如图所示，两条相同的半圆光滑金属导轨固定在水平桌面上，半径为L，其所在平面竖直且平行，间距为d，导轨最高点到水平桌面的距离等于半径，最低点的连线OO'与导轨所在竖直面垂直。空间充满竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场(图中未画出)，导轨左端由阻值为r的电阻连接，现将质量为m、长度也为d、电阻为R的金属棒MN平行OO'放置在导轨图示位
4
置，由静止释放。MN运动过程中始终平行于 且与两导轨接触良好，不考虑自感影响，不计导轨电阻，下列说法正确的是 ( )
A. MN最终一定静止于OO'位置，且整个过程金属棒上产生的焦耳热为
B.从释放到第一次到达OO'时，回路中的电流达到最大值
C.若仅增大磁感应强度B，金属棒从开始运动到静止过程中克服安培力做功的平均功率会变大
D.从释放到第一次到达OO'位置过程中，通过金属棒的电荷量为
15.如图甲所示，在直角坐标系xOy的x轴上有一根足够长的轻质细绳，绳中有A、B两波源，分别处于x=-4m和x=6m处。t=0时刻开始，两波源A、B均沿y轴做简谐振动，它们的振动图像分别如图乙和图丙所示，且振动仅维持1.0s时间。A、B两波源的振动均在绳中激起简谐横波，且每个波源均发出两列波：一列沿 x轴正方向传播，另一列沿x轴负方向传播。绳中激起的每一列波的波速均为4m/s。则 ( )
A.绳中处于坐标原点的 P质元的起振方向沿 y轴负方向
B.两波源产生的波叠加区域内，会出现振动加强和减弱的区域
C.波源A发出的沿x轴正方向传播的波和波源B发出的沿x轴负方向传播的波完全重合时，t=1.75s
D.绳中处于坐标原点的 P质元从0s至2.5s的时间内走过的路程为0.4m
三、非选择题(本题共4小题，共52分)
16.实验题 (I、Ⅱ、Ⅲ三题共18分)
16-I.(6分)本学期我们在《光》的学习中做过如下的实验探究，请根据实验探究回答下列问题。
(1)如图甲所示，为“用双缝干涉测光的波长”的实验装置，调节完毕后，在屏上观察到如图乙所示的竖直条纹。下列说法正确的是 ( )
A.仅在双缝后放一偏振片，干涉现象会消失
B.仅向右移动单缝，使之靠近双缝，干涉条纹间距将变大
C.仅去掉滤光片，在屏上除中央亮条纹为白色外，两侧为彩色条纹
D.仅将红色滤光片换为绿色滤光片，干涉条纹间距将变大
(2)在“测量玻璃的折射率”实验中，某同学在画玻璃砖边界时操作如图甲所示，请指出其不当之处： (写出一点即可)。
5
(3)实验中，已画好玻璃砖边界 ab、cd后，放置玻璃砖时不小心将玻璃砖向上稍平移了一点，如图乙所示，其他操作正确，则测得玻璃的折射率将 (选填“变大“不变”或“变小”)。
16-Ⅱ.(6分)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是 。
A.注射器必须水平放置
B.为方便推拉柱塞，应用手握住注射器
C.为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和 V的数据并作出 图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则图中V 代表的物理含义是 ；
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的 图线，应该是 。
16-Ⅲ.(6分)实验小组用如图1所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为m 、m ，且 。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上 E点静止释放，平均落点为P ；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M 、N 。
(1)关于该实验的要求，说法正确的是 。
6
A.斜槽末端必须是水平的 B.斜槽轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度 D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放
(2)图2中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点M 、P 、N , 测出OM 、OP 、ON 长度分别为y 、y 、y , 若两球碰撞时动量守恒, 则满足的表达式为 (用题中给定的物理量表示)。
(3)如图3所示。再一次仅改变接球板的放置，让接球板的一端紧靠在斜槽末端，使小球A仍从斜槽上 E点由静止释放，重复第一次实验操作，在接球板上得到三个落点 其中O点为斜槽末端与接球板的接触点，测出OM 、OP 、ON 长度分别为l 、l 、s ，若两球碰撞时动量守恒，则满足的表达式为 (用题中给定的物理量表示)。
17.(10分)如图甲所示，气动避震是通过控制气压来改变车身高低，备受高档轿车的青睐。其工作原理可以简化为如图乙，在导热良好的气缸内用可自由滑动的面积为 活塞和砝码组合体封闭一定质量的空气，活塞和砝码总质量为m=10kg。充气装置可通过开关阀门K对气缸进行充气或放气来改变车身高低。初始时，开关阀门 K关闭，此时气缸内气体高度为h =25cm。已知外界大气压强 求：
(1)初始状态气缸内压强p ；
(2)仅将活塞和砝码的总质量减少至5kg时，汽缸内气体高度 h ；
(3)乘员下车时气动避震总能保持车身高度不变，可以简化为活塞和砝码的总质量减少至5kg，打开阀门K，缓慢放气缸内气体，当汽缸内气体高度最终恢至 h 时，求放出的气体在外界压强下的体积 V。
18.(12分)为了提高能源的利用率，目前国内外的城市轨道交通车辆中，大都采用再生制动方式，即将列车a制动产生的电能转化为待启动状态的列车b的动能，城市轨道交通的启停过程原理如图所示：两足够长粗糙平行金属直导轨 MN、PQ的间距为L=0.5m固定在同一水平面内，轨道平面内存在磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场，质量为 m=0.5kg、电阻为R=0.5Ω、长也为L=0.5m的均匀金属棒a，水平放置在两直导轨上。t=0时，开关S与1接通，恒流源(提供的电流强度恒为4A)与金属棒a连接，金属棒a从静止开始向右做匀加速运动，t =4s时刻，将开关S掷向2接通阻值为Rf=0.5Ω定值电阻，同时对金属棒a施加外力 F，使金属棒a
7
做匀减速运动，在t =6s时刻金属棒a减速至0，已知金属棒与导轨的摩擦因数为μ=0.2，忽略导轨的电阻、金属棒的可能形变，金属棒均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g=10m/s 。
求：
(1)t =4s时刻，金属棒a的速度的大小；
(2)4s~6s时间内，外力F随金属棒a的速度 v变化的关系式(以水平向左为正方向)；
(3)若在 t =4s时刻断开S，同时在金属棒a的右侧足够远处无初速度地平放上金属棒b(未画出)，金属棒b与金属棒a完全相同，其经过时间Δt=0.8s，金属棒b的速度达到最大值，则金属棒 b获得的最大速度是多少
19.(12分)在现代科技前沿的微观粒子研究领域，科研人员为了实现对带电粒子运动的精确操控，设计了一种特殊的实验装置。该装置主要用于研究特定带电粒子的运动特性，以便为新型粒子加速器、微观粒子成像等技术的发展提供理论支持和实验依据。在这个实验装置中，矩形区域ABCD边长分别为AB=16d、AD=8d, O、O'为AB、CD边的中点; ABCD内存在多层紧邻且强弱相同的匀强磁场，每层的高度均为d，磁感应强度大小可调，方向垂直纸面沿竖直方向交替变化；CD右侧有强弱与ABCD相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里，质量为m、电荷量为+q的粒子从O 点射入磁场，初速度大小为y ，方向与OO'夹角为θ=30°，粒子在纸面内运动，不计粒子重力及粒子间的相互作用。
(1)若粒子从O 开始沿图示轨迹运动且恰好到达O'，求所加磁场的磁感应强度的大小B ；
(2)若粒子从CD边离开磁场时与轴线OO'的距离小于d，求磁感应强度B的取值范围；
(3)若磁感应强度 求能从CD边出射的粒子初速度方向与OO'夹角θ的范围；
(4)粒子在(1)的情况下从O'射入CD右侧磁场时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子的轨迹刚好与磁场边界CD相切，求粒子从O'运动到相切点的时间t以及位移大小。
8浙江省金砖联盟 2024 学年第二学期期中
高二物理参考答案与评分标准
一、选择题 I（本题共 12小题，每小题 3分，共 36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）
题号 1 2 3 4 5 6
选项 D C C D D B
题号 7 8 9 10 11 12
选项 C B C A C B
二、选择题Ⅱ（本题共 3 小题，每小题 4分，共 12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 4分，选对但不全的得 2分，有选错的得 0分）
题号 13 14 15
选项 ACD CD BCD
二、非选择题（本题共 4 小题，共 52 分）
16-Ⅰ．（6分）（1） C(2分) （2） 用手触摸光学面或拿玻璃砖当尺子(2分) （3） 不变(2分)
16-Ⅱ．（6分）（1） D(2分) （2） 胶管内气体体积(2分) （3） B(2分)
m m m
1 = 1 + 2
y y y m l = m l +m l
16-Ⅲ．（6 分）（1） AD(2分) （2） 2 3 1 (2分) （3） 1 2 1 1 2 3 (2分)
17. (10分）
（1）根据平衡可知
mg
p = p + (2 )
1 0 分
S
解得初始状态气缸内压强
5
p = 1.5 10 Pa
1 (1分)
（2）末态气体压强
m ' g
p = p + (1
2 0 分)
S
根据等温方程
p Sh = p Sh
1 1 2 2 (2分)
解得
h = 30cm
2 (1分)
（3）根据等温方程
P Sh P Sh
V = 2 2 2 1 (2 分)
P
0
解得
3
V =125cm (1 分)
18. （12分）
（1）金属环 a 在磁场中受到的安培力
F = BIL =1 4 0.5N=2N
1 （1 分）
根据牛顿第二定律
F mg = ma
1 1 （1 分）
解得
2
a = 2m / s1 （1 分）
金属环 a 在 4 s 末的速度
v = a t = 8m/s
1 1 1 （1 分）
（2）此时将开关 S 掷向 2，金属环 a 做匀减速运动，在 t2 = 6 s 时刻金属环 a 减速至 0，可知加速度大小
0 v 2
a = 1 = 4m/s
2 （1 分）
Δt
2
方向向左，根据牛顿第二定律
F + μmg + BIL = ma
2 （1 分）
BLv
I = （1 分）
R + R
0
解得
F =1 0.25v(N) （0 v 8m / s ）（1 分）
（3）金属棒 b 速度达到最大，加速度为零
2 2
B L (v va b )
= mg （1 分）
2R
对 a 由动量定理
BIL t mg t = mv mv
a 1 （1 分）
对 b 由动量定理
BIL t mg t = mv
b （1 分）
v = 0.4m/s
b （1 分）
19.（12分）
（1）由几何关系得
r = 4d
1 （1 分）
根据牛顿第二定律
2
v
qv B = m 0
0 1 （1 分）
r
1
解得
mv
B = 0
1 （1 分）
4qd
（2）若粒子从 CD边离开磁场时与轴线OO 距离小于 d，则粒子在离开磁场前不能进入第二层磁场，临
界情况为轨迹与第一、二层磁场边界相切。设轨迹半径为 r2 ，由几何关系得
r r cos30 = d
2 2 （1 分）
根据牛顿第二定律
2
v
qv B = m 0
0 0
r
2
联立解得
(2 的3 )mv0B = （1 分） 0 2qd(2 3 )mv0B （1 分） 2qd
2mv
（3）当 B = 0 ，由
2qd
2
v
qv B = m 0
0
r
3
得
r = 2d （1 分）
3
+75 到- 75 （2 分）
先考虑临界情况：设粒子恰好到达 D点，由几何关系及运动对称性可得，v0与竖直正方向夹角为15 ，即 v0
与 OD夹角为 o30 时符合题设要求，粒子经过第一层磁场过程中沿 OD方向前进了 2 d，之后经过各层磁场
与经过第一层磁场类似，最终到达 D点。考虑运动的对称性，v0 与竖直负方向夹角为15 时的情况与上一种
情况类似，最终到达 C点。经分析可知发射角在+75 到- 75 之间的粒子均可从 CD边射出。
【小问 4 详解】
粒子在磁场中转动的周期
2 m
T =
qB
1
粒子从Q 点运动到相切点的时间
2 4 m 16 d
t = T = = （1分）
3 3qB 3v
1 0
取一小段时间 t ，对粒子在 x 方向上列动量定理
kv t qv B t = m v
x y 1 x 或者 qB S = mv cos 1 0 （1分）
解得
S = 2 3d （1 分）
