浙江省杭州市学军中学四校区2022-2023学年高二上学期期末考试物理试卷

学军中学四校区2022学年第一学期期末联考
高二物理试卷
命题人：邓城秋审题人：钟磊玖
一、单选题(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．以下物理量属于矢量且单位正确的是（）
A．功（J）B．电场强度（V/m）C．电势差（V）D．磁感应强度（Wb）2．关于如图四幅图像，下列说法正确的是（）
A．图甲中，洒水车在洒水过程中惯性变小
B．图乙中，篮球在空中上升时处于超重状态
C．图丙中，离心机分离血液时，血液受到离心力作用
D．图丁中，行进火车上向前射出的光，其速度大于光速c
3．科学训练可提升运动成绩，小明在体训前、后的百米全
程测试中，v−t图像分别如图所示，则（）
A．研究起跑动作时可把小明视为质点
B．0∼t1内，训练后小明的平均速度大
C．0∼t2内，训练前后小明跑过的距离相等
D．经过训练，t3时刻后小明仍做加速运动
4．石磨不仅是一种农用工具，而且还有很深的文化内涵，具有广泛的
象征意义，已经成为我国的一种特定的文化符号。

如图所示为制作豆
腐的石磨装置，质量为m的“T”形木柄ABC水平静止时，连接AB的绳
子处于绷紧状态，O点是三根绳子的结点。

若不计绳子所受重力，OA=
OB，∠AOB=60°，F、F1和F2分别表示三根绳的拉力大小，则（）
A．F=F1=F2B．F=√3F1
C．F=mg D．F=√3mg
5．如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直。

卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈（n>1）。

已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星运行的（）
A．线速度大于第一宇宙速度
B．角速度小于地球同步卫星的角速度
C．向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
D．轨道距地面高度为(gR2T2
4π2)
1
3−R
6．单板大跳台是一项紧张刺激项目。

2022年北京冬奥
会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落
地的全过程，合成图如图所示。

忽略空气阻力，且将运
动员视为质点。

则运动员（）
A．在空中飞行过程是变加速曲线运动
B．在斜向上飞行到最高点的过程中，其所有动能全部转化为重力势能
C．运动员从起跳后到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大
D．运动员在空中飞行过程中，动量的变化率在不断变化
7．如图，静电喷涂时，被喷工件接正极，喷枪口接负极，它们之间形成强电场，涂料微粒从喷枪口喷出后，只在静电力作用下向工件运动，最后吸附在工件表面，图中虚线为涂料微粒的运动轨迹，下列说法正确的是（）
A．涂料微粒一定带正电
B．图中虚线可视为高压电场的部分电场线
C．喷射出的微粒的电势能不断增大
D．喷射出的微粒的动能不断增大
8．2020年春天全世界发生新冠肺炎疫情，人们居家隔离，由于运动量减少，体重逐渐增加，体内的脂肪也逐步增多，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率。

体液中含有钠离子、钾离子等金属离子而呈现低电阻，
而体内脂肪几乎不导电。

脂肪测量仪根据图甲人体电阻
的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。

测
量时，闭合开关S，测试者两手分别握两手柄A、B，则
（）
A．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较大，电压表示数较小
B．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小
C．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高
D．体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率大
9．如图所示是教材中“探究影响通电导线受力的因素”的装置图。

实验操作时，先保持电流不变，分别接通“2、3”和“1、4”，研究
通电导线受力与通电导线长度的关系；然后接通“2、3”或“1、4”，
再改变电流的大小，研究通电导线受力与电流的关系。

对该实验，
下列说法正确的是（）
A．当导线中有电流通过时，导线将摆动一定角度，通过摆动的角度的大小可以比较导线受力大小
B．保持电流不变，接通“2、3”时导线受到的安培力是接通“1、4”时的二分之一
C．保持电流不变，接通“2、3”时导线受到的安培力是接通“1、4”时的四分之一
D．通过实验可知，导线受到安培力只和电流成正比
10．照片中的情景发生在某大学的实验室。

当实验老师从液氮中取出一块“亿钡铜氧”合金并将它靠近一块永磁体时，合金块能悬浮在磁体的上方；老师又从液氮中取出一块外形相似、质量更小的铝块并将它靠近同一块永磁体时，“悬浮”却没有发生。

由该实验可知下列说法正确的是（）
A．“亿钡铜氧”合金在液氮温度下接近超导状态
B．质量更小的铝块靠近永磁体时内部不会形成电流
C．穿过“亿钡铜氧”合金的磁通量更大
D．穿过“亿钡铜氧”合金的磁通量变化得更快
11．离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机，这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等。

某离子发动机内单个离子质量m，带电量q，加速电场的电压为U，高速离子形成的等效电流强度为I，根据以上信息计算该航天器发动机产生的推力为（）
A．I√mU
q B．I√2mU
q
C．I√3mU
q
D．I√5mU
q
12．如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。

静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。

由离子源发出一个质量为m、电荷量为+q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器（进入收集器时速度方向与O2P平行），下列说法正确的是（）
A．磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向内
B．任何比荷相同的正离子都能进入收集器，但从Р到Q的时间不同
C．加速电场中的加速电压U=ER
D．磁分析器中轨迹圆心O2到Q点的距离d=√mER
qB2
13．如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面且方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置，接触良好。

已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m，长度均为
l，电阻均为r，其余部分电阻不计。

现使导体棒a获得瞬时
平行于导轨水平向右的初速度v0。

除磁场作用外，两棒沿
导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列
说法正确的是（）
A．从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动能增加量等于于导体棒a的动能减少量
B．从开始到最终稳定的任意一段时间内，导体棒b的动量改变量与导体棒a的动量改变量相同
C．从开始到最终稳定的全过程中，通过导体棒b的电荷量为2mv0
3Bl
D．从开始到最终稳定的全过程中，两棒共产生的焦耳热为3
4
mv02
二、不定项选择题(本题共3小题，每小题2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2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分) 14．社区工作人员想请你来向大家解释高空抛物的危害。

请你以一个鸡蛋从20楼扔下（初速度大小可以忽略），估算出其对地面的作用力大小，忽略空气阻力的影响，在估算过程中可能要用到的物理知识有（）
A．动量守恒定律B．牛顿第一定律
C．动量定理D．机械能守恒定律
15．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。

下列说法正确的是（）
A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高
B．松开按钮过程，螺线管P端电势较高
C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势
D．若按下和松开按钮的时间相同，这两个过程中螺线管产生的平均感应电动势大小相同16．如图所示，竖直平面内存在着两个方向竖直向上的相同带状匀强电场区，电场区的高度和间隔均为d，水平方向足够长．一个质量为m、电荷量为＋q的小球以初速度v0在距离电场上方d处水平抛出，不计空气阻力，则()
A．小球在水平方向一直做匀速直线运动
B．小球在电场区可能做直线运动
C．若场强大小为mg
，小球经过两电场区的时间相等
q
D．若场强大小为2mg
，小球经过两电场区的时间相等
q
三、非选择题(本题共6小题，共55分)
17．（5分）小姚同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量关系”实验。

①关于此实验的下列说法，正确的是__________。

A．垫上木块是为了更好地使小车加速下滑
B．补偿阻力时，应使小车拖着纸带但不挂槽码
C．应调节滑轮高度使细线与小车轨道平行
D．槽码质量应该和小车质量差不多，以减小相对阻力
②图乙为某次实验得到的纸带，图中相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器频率为50Hz，则打下计数点4时小车的速度为__________m/s，由纸带可得小车运动的加速度为__________m/s2。

（以上均保留两位有效数字）
③根据实验数据得到加速度与力的关系如图丙中实线所示，则可知所挂槽码质量不应超过__________（单选）。

A ．22g
B ．30g
C ．50g
18．（7分）
（1）图1是一个多量程多用电表的简化电路图。

当选择开关S 旋到5或6位置时，可用来测量____________（选填“电流”或“电压”或“电阻”），其中S 旋到6位置时比5位置的量程较____________（选填“大”或“小”）。

将多用电表选择开关旋到“50V ”直流电压挡，测量某直流电源电压，正确操作后表盘指针如图2所示，其示数为____________V 。

（2）在“电池电动势和内阻的测量”实验中，除一节干电池、电键和导线外，还提供了如下器材：
A ．电流表A 1（量程为1mA ，内阻r 1=90Ω）
B ．电流表A 2（量程为300mA ，内阻r 2=0.3Ω）
C ．电压表V （量程为6V ，内阻R V 约为2kΩ）
D ．可变电阻R 1：电阻箱（阻值可调范围0~999.9Ω）
E ．可变电阻R 2：滑动变阻器（阻值变化范围0~100Ω）
某同学设计的电路图如图3所示，电表应选择____________（选填“A”或“B”或“C”），可变电阻应选择____________（选填“D”或“E”）。

正确操作后，利用测得的数据得到如图4所示的图像，图像横坐标x 表示的物理量是____________（选填“I ”或“1I ”或“U ”或“1U ”），该电池的内阻____________Ω。

19．（9分）某超市中，两层楼间有一架斜面式自动扶梯（无阶梯），如图甲所示，小张乘
匀速上升的自动扶梯上楼时，其简化图如图乙，若没有顾客时电梯速度为零，当顾客踏上电梯A端，电梯以图示方向匀加速运行，达到最大速度后匀速运行，直至顾客离开电梯B端。

已知AB长L=30m，B离地面的高度ℎ=6m，电梯加速度a=0.2m/s2，最大速度v m=0.8m/s，求：
(1)当顾客踏上静止的电梯A端后，顾客在离开电梯前与电梯的位置保持不变，顾客做匀加
速运动的位移x1；
(2)在(1)的条件下，顾客从A端到B端的总时间；
(3)若顾客质量m=50kg，顾客受到最大摩擦力f的大小。

20．（12分）如图所示，小明设计的游戏装置，由光滑平台、倾斜粗糙直轨道AB、竖直圆管道BCDEC′（管道口径远小于管道半径）、水平粗糙直轨道平滑连接组成。

其中平台左侧周定一弹簧，倾斜直轨道AB与圆管道相切于B点，水平直轨道与圆管道相切于C′点（C和C′略错开）。

小滑块与倾斜直轨道AB及水平直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5，AB斜轨道倾角θ=37°，AB长度l=0.4m。

小滑块从B点进入管道内，当小滑块沿管道内靠近圆心O 的内侧运动时有摩擦，沿管道外侧运动时无摩擦，管道半径为R=0.2m。

第一次压缩弹簧后释放小滑块，A点上方挡片可以让小滑块无速度损失地进入AB段，恰好可以运动到与管道圆心等高的D点。

第二次压缩弹簧使弹性势能为0.36J时释放小滑块，小滑块运动到圆管道最高处E的速度为1m/s。

已知小滑块质量m=0.1kg，可视为质点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求第一次压缩弹簧释放小滑块后，第一次运动到C点时对轨道的压力；
（2）求第二次压缩弹簧释放小滑块后，运动到E点的过程，小滑块在圆管道内所受摩擦
力做的功；
（3）若第三次压缩弹簧使弹性势能为0.48J时释放小滑块，通过计算判断小滑块在圆管道
内运动是否受到摩擦力。

小滑块在水平直轨道上距离C′为x处的速度为v，求v与x之间的关系式。

21．（11分）如图所示，在倾角α=30°的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场，两磁场宽度均为L，一质量为m、边长为L 的正方形线框的ab 边距磁场上边界MN 为L 处由静止沿斜面下滑，ab 边刚进入上侧磁场时，线框恰好做匀速直线运动。

ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速直线运动。

重力加速度为g。

求：
（1）ab 边刚越过两磁场的分界线PQ 时线框受到的安培力的大小；线框再次匀速运动时的速度大小
（2）线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量Q；
（3）线框穿过上侧磁场的过程所用的时间t。

22．（11分）在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。

如图所示是一部分离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，选择出一定速度的离子，然后通过磁分析器I，选择出特定比荷的离子，经偏转系统Ⅱ后注入水平放置的硅片上。

速度选择器、磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器中的匀强电场场强大小为E，方向竖直向上。

磁分析器截面是矩形，矩形长为2L，宽为(4−2√3)L。

其宽和长中心位置C和D处各有一个小孔；半径为L的圆形偏转系统Ⅱ内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小可调的匀强磁场，D、M、N在一条竖直线上，DM为
圆形偏转系统的直径，最低点M到硅片的距离MN=L
2
，不计离子重力。

（1）求离子通过速度选择器后的速度大小；
（2）求磁分析器选择出来的离子的比荷；
（3）若偏转系统磁感应强度大小的取值范围2√3
3B≤B
偏
≤√3B，求硅片上离子注入的宽
度。