2021-2022学年浙江省精诚联盟高二（下）5月联考物理试题（解析版）

2021学年第二学期浙江省精诚联盟5月联考高二年级物理学科试题一、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.静电力常量k的单位，如果用国际单位制基本单位的符号来表示，下列正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】由库仑定律，可得其中，库仑力F单位是N，有电荷量和的单位是C，有点电荷间距离的单位是m。所以k的单位为。故选C。2.下列关于冬奥会运动项目的说法正确的是（）A.甲图中运动员在进行500米短道速滑比赛，500米是指位移B.研究乙图中隋文静和韩聪花样滑冰比赛动作时可以将他们看作质点C.研究丙图中谷爱凌在自由式滑雪比赛中完成动作在空中的时间为2分31秒，这里的2分31秒指的是时刻D.丁图中，钢架雪车运动员闫文港以4分01秒77获得铜牌，在计算闫文港运动的平均速度时可以将其看作质点【答案】D【解析】【详解】A．甲图中运动员在进行500米短道速滑比赛，500米是指路程，故A错误；B．研究乙图中隋文静和韩聪花样滑冰比赛动作时，运动员的体形身材不可忽略，此时不能将他们看作质点，故B错误；C．研究丙图中谷爱凌在自由式滑雪比赛中完成动作在空中的时间为2分31秒，这里的2分31秒指的是时间间隔，故C错误；D．丁图中，钢架雪车运动员闫文港以4分01秒77获得铜牌，在计算闫文港运动的平均速度时，运动员的身材体形可以忽略，此时可以将其看作质点，故D正确。故选D。3.随着科技发展，越来越多的机器人被投入到生产中，如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（）A.若增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大B.小球受到的摩擦力方向竖直向上C.小球受到的摩擦力与重力大小无关D.在保证小球静止的情况下，若减小铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变小【答案】B【解析】【详解】小球处于静止状态，在竖直方向上二力平衡，即小球受到的摩擦力大小始终等于重力大小，方向竖直向上，与所受压力大小无关。综上所述可知ACD错误，B正确。故选B。4.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储罐中，电容可通过开关与电感或电源相连．当开关从a拨到b时，由电感与电容构成的回路中产生振荡电流。现知道平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，当两极板间充入电介质时，电容增大。在振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（）A.电容器正在充电B.振荡电流正在增大C.当储罐内的液面高度升高时，振荡电流的频率增大D.增大电容器两板距离，振荡频率减小【答案】A【解析】【详解】AB．由图电场方向可知，此时电容器右极板带正电，左极板带负电，由磁场方向可知电流方向由负极板流向正极板，可知此时电容器正在充电，磁场能减小，电场能增大，振荡电流正在减小，A正确，B错误；C．根据电容决定式可知当储罐内的液面高度升高时，变大，电容变大，根据可知振荡周期变大，即振荡电流的频率减小，C错误；D．根据电容决定式可知增大电容器两板距离，电容变小，根据可知振荡周期变小，即振荡频率增大，D错误；故选A。5.如图所示，一个灯泡L和一个电动机M串联接在电压恒为U的电源上，电路中的电流为I，灯泡两端的电压为，电功率为，电阻为；电动机两端的电压为，电功率为，其线圈电阻为，则下列关系式正确的是（）

A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】A．灯泡的电功率为故A错误；BD．电动机是非纯电阻元件，所以则电动机的电功率为故BD错误；C．电源输出的总功率为故C正确。故选C。6.电流计等磁电式电表是利用永久磁铁对通电线圈的作用原理制成的，其优点是灵敏度高。构造如图甲所示，圆柱形铁芯固定于U形磁铁两极间，其中磁场是均匀辐向分布，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝（又称螺旋弹簧）。下列说法中正确的是（）

A.极靴和铁质圆柱之间磁场是匀强磁场B.图乙中当线圈通以如图所示电流，图中指针往右偏C.根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的大小D.磁电式电表可以直接测左右的电流【答案】C【解析】【详解】A．匀强磁场的磁感线平行，而极靴和铁质圆柱之间磁感线呈辐向分布，不是匀强磁场，故A错误；B．根据左手定则可知，图乙中当线圈通以如图所示电流，a所受安培力向下，b所受安培力向上，则图中指针往左偏，故B错误；C．通过电流表的电流越大，线圈所受安培力越大，螺旋弹簧的形变也就越大，根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的大小，故C正确；D．磁电式电流表的线圈导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安），不能直接测左右的电流，故D错误。故选C。7.如图，2021年11月神舟十三号宇航员从“天宫号”出舱完成相关的太空作业，已知“天宫号”空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，周期约为，下列说法正确的是（）

A.宇航员出舱后处于平衡状态B.宇航员出舱后处于超重状态C.“天宫号”的角速度比地球同步卫星的小D.“天宫号”的线速度比地球同步卫星的大【答案】D【解析】【详解】AB．宇航员出仓后仍受地球引力作用，有向下的加速度，处于完全失重状态，故AB错误；CD．空间站由万有引力提供向心力得，，空间站周期1.5h小于地球同步卫星周期24h，由知空间站的圆周半径小于同步卫星，由知空间站角速度大于同步卫星角速度，由知空间站线速度大于同步卫星的线速度，故C错误，D正确。故选D。8.带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势中随x变化如图所示，下列说法正确的是（）A.球体带正电荷B.球心处电场强度最大C.A、B两点电势相同，电场强度不相同D.一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的小【答案】C【解析】【详解】A．从球面出发向两侧电势升高，而电场线从正电荷出发，沿着电场线电势降低，故球体带负电荷，A错误；B．带电球体是等势体，内部任意两点间电势差为零，故球心处电场强度为零，B错误；C．图像的切线斜率表示电场强度，可知A、B两点电势相同，电场强度大小相等，方向相反，故电场强度不相同，C正确；D．从B到C，电势升高，根据可知从B到C，负电荷电势能减少，即一带负电的试探电荷在B点的电势能比在C点电势能的大，D错误；故选C。9.如图甲所示是一小型交流发电机的供电原理图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，理想变压器原、副线圈分别与发电机和节能灯连接，节能灯上标有“，”字样且正常发光。从某时刻开始计时，发电机输出端的电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.时，发电机内线圈平面与磁场方向垂直B.电路中的电流方向每秒钟改变25次C.变压器原、副线圈匝数之比为10∶1D.若把小灯泡换成一量程足够的电压表，交流发电机转速加倍，则电压表读数也加倍【答案】D【解析】【详解】A．时，线圈中感应电流最大，此时发电机内线圈平面与中性面垂直，与磁场方向平行，故A错误；B．电路中电流的周期为0.04s，每个周期电流方向改变2次，所以每秒改变50次，故B错误；C．变压器原线圈电流有效值变压器副线圈电流等于节能灯的额定电流，为所以变压器原、副线圈匝数之比为故C错误；D．交流发电机输出电压峰值为交流发电机转速加倍，则em加倍，原线圈电压有效值加倍，副线圈电压有效值加倍，电压表读数也加倍，故D正确。故选D。10.新冠肺炎疫情期间，无人机发挥着非常重要的作用，可利用无人机空投药品，将药品送到隔离人员手中。在某次无人机竖直送货中，无人机的质量M=1.5kg，货物的质量m=1kg，无人机与货物间通过轻绳相连。无人机从地面开始加速上升一段时间后关闭动力，其运动v-t图像如图所示。无人机所受阻力恒定，不考虑货物受到的阻力，g取10m/s2，下列判断正确的是（）A.无人机上升的最大高度为36mB.无人机所受阻力大小为3NC.无人机所受的升力大小为30ND.加速阶段绳的拉力大小为12N【答案】D【解析】【详解】A.无人机上升的最大高度为A错误；B.无人机减速上升的加速度为无人机所受阻力大小为解得，B错误；C.无人机加速上升的加速度为无人机所受的升力大小F为解得，C错误；D.加速阶段绳的拉力大小为解得，D正确。故选D。11.关于分子动理论及分子间的相互作用，下列叙述错误的是（）

A.图1中曲线b是分子力随分子间距离的关系图，当时分子力为0B.图2中当r等于时，分子势能最小C.扩散现象说明分子间存在空隙D.当阳光射入较暗的房间内，可以看到光束中有大量微粒在做无规则运动，此现象属于布朗运动【答案】D【解析】【详解】A．图1中曲线b是分子力随分子间距离的关系图，当时分子力为0，故A正确；B．图2中当r等于时，分子势能最小，故B正确；C．扩散现象说明物质分子永不停息地做无规则运动，且分子间存在空隙，故C正确；D．当阳光射入较暗的房间内，可以看到光束中有大量微粒在做无规则运动，这是尘埃颗粒在气流作用下的一般无规则运动，布朗运动需用显微镜观察，肉眼无法直接观察，故D错误。本题选错误的，故选D。12.一辆货车载着完全相同质量为m的圆柱形空油桶。在车厢底层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶c，自由地摆放在油桶a、b上面，如图所示。汽车沿水平路面行驶过程中桶c始终和其它油桶间保持相对静止，忽略油桶间的摩擦作用，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.当货车匀速直线运动时，油桶a所受的合力为B.当货车匀速直线运动时，油桶c对a的压力大小为C.当货车匀速直线运动时，油桶c对a的压力大小为D.当货车向右的加速度增大到时，油桶c就脱离a运动到b的右边【答案】B【解析】【详解】A．当货车匀速直线运动时，油桶a处于平衡状态，所受合力为零，故A错误；BC．当货车匀速直线运动时，根据对称性可知，a、b对c的支持力大小相等，且方向之间的夹角为60°，则根据平衡条件有解得根据牛顿第三定律可知油桶c对a的压力大小为，故B正确，C错误；D．假设当货车向右的加速度增大到a0时，c和b之间恰好作用力为零，则根据牛顿第二定律和力的合成有解得此时c不可能脱离a运动到b的右边，故D错误。故选B。13.风能是清洁能源，风力发电是利用风的动能推动发电机的叶片转动而产生电能。某地有一个风力发电场，安装有20台风电机组，该风电场一年之中能满负荷发电的时间约为80天。已知发电机叶片长度为30米，空气的密度为，该地区平均风速，风向与叶片转动面垂直，空气的动能约有10%可以转化为电能，则该发电场年发电量约为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】单位时间内与发电机叶片作用的空气质量为每台发电机的发电功率为该发电厂一年之中能满负荷发电的时间约为该发电场年发电量约为故选B。二、选择题Ⅱ（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.如图所示，用透明材料制成一长方体光学器件，其侧面足够长，现有一光束从上表面射入，下列说法正确的是（）

A.入射角越大，光进入介质后在侧面越不容易发生全反射B.要求从上表面射入的光能从右侧面射出，材料的折射率必须小于C.若从上表面入射的光为红光和紫光的复合光，则在面上紫光比红光更靠近D端D.要求从上表面射入的光能从右侧面射出，材料的折射率必须大于【答案】ABC【解析】【详解】A．入射角越大，光进入介质后的折射角越大，根据几何关系可知在侧面的入射角越小，所以越不容易发生全反射，故A正确；BD．设光在AB面的折射角为r，根据折射定律有根据几何关系可知光线在右侧面的入射角为90°－r，若该入射角小于全反射折射角，则光一定能从右侧面射出，所以有联立以上两式可得因为sinθ的最大值为1，所以为使从上表面射入的光能从右侧面射出，材料的折射率必须小于，故B正确，D错误；C．若从上表面入射的光为红光和紫光的复合光，器件对紫光的折射率大于对红光的折射率，所以紫光的折射角较小，在面上紫光比红光更靠近D端，故C正确。故选ABC。15.下列说法正确的是（）A.普通摄像技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息摄像技术还可记录光波的相位信息B.单色光的薄膜干涉条纹一定是等间距的C.光的偏振现象说明光是横波D.微波炉能快速加热食物是利用红外线具有显著的热效应【答案】AC【解析】【详解】A．普通摄像技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息摄像技术还可记录光波的相位信息，A正确；B．单色光的薄膜干涉，当薄膜厚度不均匀变化时，薄膜干涉条纹不是等间距的，B错误；C．光的偏振现象说明光是横波，C正确；D．微波炉能快速加热食物是利用食物中的水分子在微波作用下热运动加剧，温度升高，内能增加，D错误；故选AC。16.如图所示是一列简谐横波在时刻的波形图，已知该时刻P质点（平衡位置位于）的振动方向沿y轴的正方向，波速为，则下列说法正确的是（）

A.从该时刻起经过，P质点通过的路程是B.从该时刻起经过，P质点通过的路程大于C.P质点从该时刻起到第一次出现波峰所用的时间为D.Q质点从该时刻起经过时间均处在波峰位置【答案】ACD【解析】【详解】A．该波的周期为从该时刻起经过，即经过半个周期，P质点通过的路程为2A，即0.2m，故A正确；B．t=0时，质点P的位移为根据波形以及质点P的振动方向可推知波沿x轴负方向传播，从0时刻起经过，波向x轴负方向传播了1m，即t=0时x=5.5m处的振动状态传播到P点，则P点此时的位移仍为，这段时间内质点P通过的路成为故B错误；C．当t=0时刻x=5处的波峰传播到x=4.5m处时，P质点第一次出现波峰，所经历的时间为故C正确；D．Q质点从该时刻起经过nT，即时间均处在波峰位置，故D正确。故选ACD。三、非选择题（本题共6小题，共55分）17.实验室备有小车、一端附有滑轮的木板、打点计时器、纸带、细线、槽码等器材，组装成如图甲所示的装置可以研究匀变速直线运动的规律，也可以探究加速度与力和质量的关系。（1）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为a=______（结果保留两位有效数字）；（2）在探究加速度与力和质量的关系时，某同学保持所挂槽码质量m不变，在满足和平衡了摩擦力的前提下，改变小车质量M，作出的关系图像如图丙所示。若不考虑系统误差，从图像可以求出所挂槽码的质量m=______；（g取）（3）某同学利用图甲所示的实验装置测量小车M与长木板间的动摩擦因数，带滑轮的长木板水平放置在桌面上，轻绳跨过长木板末端的滑轮，不计其他阻力，改变槽码的质量，得到不同拉力下的加速度，得到图丁所示的a-F图像，已知重力加速度。小车与长木板间的动摩擦因数=______。【答案】①.2.0②.0.02③.0.3【解析】【详解】（1）[1]根据逐差法可得小车的加速度大小为（2）[2]在满足和平衡了摩擦力的前提下，小车所受合外力大小可视为等于mg，根据牛顿第二定律可知即所以图线的斜率为解得（3）[3]对小车根据牛顿第二定律可得解得由图丁可知解得18.某同学用图甲中表盘所示的多用电表测量部分电子元件。（1）用多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是左右电阻。请选择以下必须的步骤，按操作顺序写出：______。A．用螺丝刀调节表盘下中间部位的指针定位螺丝，使表针指零B．将红表笔和黑表笔接触C．把选择开关旋转到“”位置D．把选择开关旋转到“”位置E．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“”刻度F．用表笔接触约左右的电阻并测量（2）若测量结果如图甲所示，则该电阻的测量值为______

（3）该同学想利用电路进一步测量该电阻的阻值，实验室提供以下器材，请根据方框乙内的部分电路，合理选用所给器材，补全测量电阻的电路，要求在电路图上注明所选元件符号。______

A．电源E：电动势约为，内阻约；B．电流表：量程为，内阻；C．电流表：量程为，内阻约为；D．定值电阻；E．定值电阻；F．滑动变阻器；G．开关S一个，导线若干；H．螺旋测微器。（4）用设计的电路进行实验，获得多组电流表和的读数、，描点作图得到如图丙所示的图像，可以算出金属丝的电阻______（计算结果保留两位小数）。

【答案】①.CBEF②.1.6##1.7##1.8##1.9③.

④.1.71（）【解析】【详解】（1）[1]用多用电表正确测量了一个约的电阻后，需要继续测量一个阻值大约是左右电阻，为了使得指针指在欧姆刻度中间附近，需要更换欧姆倍率挡位，重新进行欧姆调零再测电阻，故先把选择开关旋转到“”位置，将红表笔和黑表笔接触，调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆表的“”刻度，然后用表笔接触待测电阻并测量，所以必须的步骤操作顺序是CBEF；（2）[2]由图甲可知该电阻的测量值为（3）[3]先将已知内阻的电流表与定值电阻串联，改装成一个电压表，量程为由于改装后的电压表分流可以由电流表读出，则电流表采用外接法，故实验电路图如图所示

（4）[4]根据欧姆定律可得可得根据图像斜率可得解得19.2022年北京冬奥会开幕式又一次让中国惊艳世界，其中晶莹剔透的“冰雪五环”从冰立方当中破冰而出惊艳了无数观众。设定“五环”均为半径的圆环（厚度忽略不计），上三环的下边缘与下两环圆心在同一水平面上。整个过程可简化为如图所示物理模型：初始时，“五环”位于同一竖直面内，恰藏于“冰”中置于水平地面上，“冰”上下表面均水平，其中上三环上边缘与“冰”上表面齐平，下两环下边缘与“冰”下表面齐平。现使“五环”和“冰”同时以大小相等的加速度分别竖直向上、向下做匀加速直线运动，速度达到后均匀速运动，各自快到达终点时分别以加速度做匀减速直线运动直至静止，最终“五环”用时，悬挂在空中，“冰”上表面恰好与水平地面融为一体。求：（1）“五环”全程上升的高度以及冰块匀速运动的时间；（2）“五环破冰”（从开始运动到两者分离）所用时间。

【答案】（1）12.6m，29s；（2）15.5s【解析】【详解】（1）根据匀变速运动的对称性可知“五环”匀加速和匀减速的时间相等，均为上升的高度也相等，均为“五环”匀速上升的时间为“五环”匀速上升的高度为所以“五环”全程上升的高度为易知冰块匀加速和匀减速下降的高度也均为h1，则冰块匀速运动的时间为（2）假设冰块减速运动前，“五环”已经与冰块分离，从二者开始匀速运动到分离所经历的时间为t4，则解得假设成立，所以“五环破冰”所用时间为20.如图甲所示为北京首钢滑雪大跳台，模型简化如图乙所示，和是长为的倾斜滑道，倾角为，是水平滑道，倾斜滑道、和水平滑道之间分别用一圆弧轨道连接，和均与垂直圆弧轨道半径为，圆心角为，为水平结束区，其长度足够长。一质量为的运动员从A点静止滑下沿滑道运动，从D点沿水平方向滑离轨道后，落到倾斜轨道，最后停在结束区。为简化运动，运动员可视为质点，不计空气阻力。（g取）（1）运动员刚好从D点沿水平方向滑离轨道，求运动员在D点的速度；（2）在（1）情形下，求运动员落在斜面上时与E点的距离；（3）在（2）情形下，运动员落在EF上瞬间动能损失50%，之后沿、运动直至停止，运动员与、段间的动摩擦因数均为0.5，不计转弯处的能量损失，求运动员在结束区上滑行的距离。

【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）若要使运动员刚好从D点沿水平方向滑离轨道，此时重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律有解得（2）由平抛运动规律可得运动员的水平和竖直位移分别为根据几何关系有联立以上三式解得运动员落在斜面上时与E点的距离为（3）由题意可知，运动员落在EF上瞬间的动能为设运动员在结束区运动的距离为x，对运动员从落在EF到最终停止的过程，由动能定理得解得21.如图所示，间距为的两平行光滑导轨由水平部分和倾角的倾斜部分平滑连接而成，导轨除、部分绝缘，其余部分都为电阻不计的金属导体。区域有垂直导轨平面向上的磁场，磁感应强度为，磁场上边界离倾斜轨道底端距离，水平轨道区域和左侧有垂直水平面向上的匀强磁场，磁感应强度为，（不考虑交界处的边界效应，可认为磁场在处立即变为竖直向上），磁场的宽度，区域没有磁场。倾斜轨道顶端接有的电阻，在水平导轨左端离足够远处接有的尚未充电的电容器。质量均为的金属棒a、b，电阻分别为、，金属棒a在倾斜轨道某处由静止释放，匀速通过了磁场区，又经过磁场区后与静止在绝缘轨道上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒与轨道接触良好且运动过程中始终与轨道垂直。求：（1）金属棒a在磁场中匀速运动的速度大小；（2）全过程金属棒a上产生的焦耳热；（3）金属棒b进入左侧磁场后运动稳定时速度大小。

【答案】（1）；（2）1.8J；（3）【解析】【详解】（1）金属棒a在磁场中匀速运动的速度大小为v1，此时a产生的感应电动势大小为通过金属棒a的电流为金属棒a所受安培力大小为根据平衡条件可得联立解得（2）根据能量守恒定律可知，金属棒a从AB运动至CD的过程中，回路产生的总焦耳热为设金属棒a经过EF时的速度大小为v2，根据动量定理有根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得联立解得金属棒a从CD到EF