湖北省孝感市重点高中教科研协作体2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题（Word版附解析）

这是一份湖北省孝感市重点高中教科研协作体2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题（Word版附解析），共10页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，在图等内容，欢迎下载使用。

命题学校：孝感一中 命题教师：汤佩 审题学校：云梦一中
考试时间：2024年4月23日上午10：30-11：45 试卷满分：100分
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7每题只有一项符合题目要求，第8~10每题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。与“水桥”形成主要原因不相同的现象是（ ）
A．水黾可停在水面上B．空间站里折纸在水膜中逐渐展开
C．荷叶上的露珠成扁平球形D．玻璃上的石蜡熔化呈圆形
2．如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架下面系着一个轻质弹簧和实心铁质小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率为3。现使圆盘以不同的周期匀速转动，圆盘转动带动小球振动，发现稳定后小球的振幅不同。下列选项中，使小球振幅最大的周期是（ ）
A．0.15sB．0.25sC．0.35sD．0.45s
3．如图所示为发电机简化模型，内部是匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴匀速转动产生交流电。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈转到图示位置时处于中性面B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大D．穿过线圈的最大磁通量为
4．潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐在水下发出的一列超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为水下质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．该超声波在空气中的波速为B．该超声波在空气中的频率为0.1
C．0~1s内，质点P沿x轴运动了D．该超声波沿x轴负方向传播
5．在图（a）的振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在时刻开关拨到位置“2”。已知电流从传感器的“”极流入，电流显示为正，图（b）为振荡电流随时间变化的图线。查阅资料得振荡电路的周期为，下列说法正确的是（ ）
A．若电阻R减小，电流变化如图（c）中实线B．若电阻R减小，电流变化如图（c）中虚线
C．在图（b）中A点时刻电容器上极板带正电D．在图（b）中A点时刻电容器电场能在增大
6．质量为1的小球A以速率4沿光滑水平面运动，与质量为2的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率和可能为（ ）
A．B．C．D．
7．用一种透明材料做成内径为R的空心球壳，其内侧表面有一单色点光源P向四周均匀发出光线。可认为其中一半光线直接射入球壳，另一半先射向空心部分再进入球壳。取包含P和球壳中心O的某一截面，如图所示。若改变球壳的厚度，球壳外侧表面会出现无光射出的区域（不考虑多次反射）。当厚度为时，球壳的外侧表面恰好全部有光透出。该透明材料的折射率为（ ）
A．B．C．2D．
8．各种传感器制成的仪器设备可用于我们生活中的很多方面。下列说法正确的是（ ）
A．红外触发相机成像应用了红外线的热效应
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．自动计数器中的光敏电阻可以将光学量转换为电学量
D．霍尔元件可以把电学量转换为磁学量
9．如图，一定质量的理想气体从状态A经热力学过程、、后又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．过程气体分子平均动能增大B．过程气体分子的数密度不变
C．过程气体向外界放热D．过程气体从外界吸热
10．如图甲所示，质量相同的物块A、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，A、B均可看成质点。劲度系数为k的轻质弹簧左、右端分别与墙壁和物块A连接，用外力向左缓慢推动物块B运动一段距离，使弹簧处于压缩状态。时撤去外力，A向右运动过程中，其速度v随时间t变化的规律如图乙所示。已知、时刻A的速度大小均为，时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则（ ）
A．B．A、B分离前后弹簧振子的振幅之比为
C．D．A、B分离前后A的最大加速度之比为2：1
二、实验题（共2小题，每空2分，共18分。）
11．（8分）用如图甲所示的装置来做“用双缝干涉测量光的波长”的实验。
（1）将实验仪器按要求安装在光具座上，则在图甲中1、2处分别应该安装的器材是________。
A．1处为单缝、2处为双缝B．1处为单缝、2处为滤光片
C．1处为滤光片、2处为单缝D．1处为双缝、2处为单缝
（2）实验中观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是________。
A．旋转目镜B．调节拨杆C．换测量头D．换光源
（3）单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺示数也在图乙中给出。
①分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为________；
②若双缝间距，双缝到光屏间的距离，该单色光的波长________m（结果保留两位有效数字）。
12．（10分）“用油膜法估测分子的大小”的实验的方法及步骤如下：
①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；
③先往边长为30~40的浅盘里倒入2深的水；
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液；
⑤待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑥将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
（1）在步骤________前（填写步骤的标号）缺少一个步骤，请补充完整：________________________；
（2）如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为1，试求：
（i）油酸膜的面积是________（结果保留三位有效数字）；
（ii）按以上实验数据估测出油酸分子的直径是________m（结果保留两位有效数字）。
（3）用油膜法测出分子直径后，要测出阿伏加德罗常数，只需知道油酸的________。
A．摩尔质量B．体积C．摩尔体积D．密度
三、计算题（共3小题，13题12分，14题14分，15题16分，共42分。）
13．（12分）如图甲所示，足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨间距为l，左端连接一阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒置于导轨上，其质量为m，电阻为r，长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。在水平拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度大小为v。不计导轨的电阻、导体棒与导轨间的摩擦，不考虑自由电荷的热运动。
（1）导体棒在做切割磁感线的运动时相当于一个电源，该电源的非静电力是什么？在图乙中画出非静电力的示意图，并根据电动势的定义，推导金属棒中的感应电动势E。（可认为导体棒中的自由电荷为正电荷）
（2）若在某时刻撤去拉力，导体棒开始做减速运动，并最终停在导轨上。求导体棒减速运动过程中导体棒上消耗的电能。
14．（14分）如图是一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水银槽中（槽内的水银足够多，并且槽内水银面位置保持不变），玻璃泡中封闭有一定量的理想空气。玻璃管内的体积和玻璃泡的体积相比可以忽略不计。当玻璃管中水银柱离槽内水银面的高度为4.0时，小明同学查询到当前室温为，在该处标注好温度。他再根据大气压，推算水银柱高度为h时对应的温度t，并在玻璃管上进行标定。问：
（1）时，h是多高？
（2）玻璃管上标定的刻度是否均匀？请通过适当的公式进行推理说明。
（3）如果当时的实际大气压小于，则当液柱高度为第（1）问中的h时，实际的温度高于还是低于？请通过适当的公式进行推理说明。
15．（16分）如图甲所示，矩形和为上下两部分对称磁场区域，分别有垂直纸面向外、向里的匀强磁场，磁场磁感应强度大小均为，边界左侧有一粒子发射器，可垂直于边界连续发射带正电的粒子，其内部结构如图乙所示。现调节发射器中速度选择器的电场和磁场的大小，调到电场强度和磁感应强度大小之比为时，发现从边界中点射入磁场的粒子恰好各经过上、下磁场一次从点射出。已知带电粒子比荷为，上、下两部分磁场区域高度均为d。不考虑电场、磁场边界效应和粒子重力的影响。求：
（1）粒子第一次经过边界时速度方向与的夹角；
（2）图甲中对称磁场区域的长度L；
（3）当保证粒子发射器发射速度不变使其在间上下移动时，为使射入磁场的所有粒子均能从侧射出，须调节对称磁场的磁感应强度大小，求对称磁场的磁感应强度的取值范围。
2023-2024学年湖北省高二下学期期中考试
高二物理答案
选择题
1．D 水黾可停在水面上，空间站中折纸在水膜中逐渐展开，荷叶上的露珠成扁平球形与“水桥”形成原因相同，都是由于水的表面张力；玻璃上的石蜡熔化呈圆形是因为玻璃导热的各向同性，D正确。
2．C 驱动力频率越接近固有频率，会引起共振，振幅增大，C正确。
3．C 图示的位置与中性面垂直，A错误；电流表的示数显示的有效值，不为零，B错误；图示的位置磁通量变化率最大，C正确；最大磁通量为，D错误。
4．B 超声波在水下的速度为，与空气中的速度不相同，A错误；超声波在不同介质中频率不变，正确；质点不随波传播，C错误；时刻点向上振动，超声波沿沿轴正方向传播，D错误。
5．D 电阻减小，会使电流增大，图C中的实线幅度没有变化，A错误；电阻不会改变振荡电路的频率，B错误；点的位置表示电路在顺时针充电，下极板带正电，C错误；此时电路中由磁场能转化为电场能，D正确。
6．C 由完全非弹性碰撞和完全弹性碰撞，，可以得到，，故C正确。
7．B 光源下半部分光线由空心部分再射入介质，根据几何关系不可能发生全反射，一定可以射出材料。如图所示，该方向上光线发生全反射对应题目的临界状态，根据，解得，B正确。
8．AC 红外线能使被照射的物体发热，具有热效应，红外触发相机就是利用红外线的热效应，故A正确；干簧管能感知磁场，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，故B错误；光敏电阻随着光照强弱不同，电阻不同，可以通过遮光情况对流水线上的产品计数，将光照强弱这个光学量转化为电阻这个电学量，故C正确；霍尔元件可以把磁学量转化为电学量，故D错误。
9．BD 过程温度不变，则分子平均动能不变，A错误；过程气体体积不变，则分子数密度不变，B正确；过程气体对外界做功，则；温度升高；根据，可得，说明气体从外界放热吸热，C错误D正确。
10．AB A．整体从速度为0运动大速度为，此过程为简谐振动，速度随时间的变化为，当时，此刻的时间。当时，此刻的时间所以故A正确；弹簧振子质量变化，振动周期变化，，C错误；分离前后，弹簧振子的质量减小为原来的一半，由于是在原长时分离，表明弹簧振子的总能量减为原来的一半，根据弹力做功特点，最大形变量为原来的，则B正确，D错误。
11．（每空2分，共8分）
（1）A （2）B （3）①11.1 ②
12．（每空2分，共10分）
（1）④；将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上。（意思正确其他表述同样得分）
（2）（i）132~135均得分；（ii）均得分
（3）C
13．（12分）（1）见解析；（2）
解析：（1）导体棒中的正电荷在磁场中运动，正电荷受到洛伦兹力的作用在导体棒中运动，该电源的非静电力为洛伦兹力的分量。（回答是洛伦兹力不扣分。）
（对力的角标不做要求）
导体棒向右运动时，正电荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的力为
正电荷在的作用下，从移动到的过程中，非静电力做功为．
根据电动势定义为
代入得
（2）根据动能定理知，解得：
安培力做的功全部转化为电能，可得
根据，可知导体棒消耗的电能为
代入得
14．（14分）（1）；（2）均匀，见解析；（3）低于，见解析
解析：（1）等容变化满足
其中：，
压强，
解得：
（2）由等容变化
得到：
与为一次关系式，所以刻度均匀。
其他方法正确均给分。
（3）根据
因为减小，所以减小，即实际温度低于。
其他方法正确均给分。
15．（16分）（1）；（2）；（3）
解析：（1）粒子在速度选择器中满足：
且由牛顿第二定律得：
得粒子在磁场中运动的半径为
粒子在磁场中运动轨迹如图所示
速度与夹角等于轨迹对应圆心角
由几何关系
得
（2）由几何关系得，，所以对称磁场区域长度
（3）粒子从边进入磁场中的位置越靠近点或点，粒子在磁场中转过的圆心角就越大，从而就更容易从边飞出，因此只要能保证粒子在点或点进入磁场时，不从边飞出，那么所有进入磁场中的粒子都将从边射出。取临界状态，粒子从点入射进磁场中，刚好擦着边界又回到有界磁场中，此时对应磁感应强度的最大值。其轨迹如图所示
此时轨迹在上半磁场区域圆心角为
由几何关系得，解得：
根据几何关系有
由牛顿第二定律得
解得
磁场的取值范围即
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
C
B
D
C
B
AC
BD
AB