湖南省宁乡市2023年高二物理第二学期期中学业水平测试试题含解析

湖南省宁乡市2023年高二物理第二学期期中学业水平测试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，其运动的x-t图象如图所示，则汽车（）A．离出发点的最远距离为750m B．在t=0到t=20s内的平均速度是1.5m/sC．在t=10s到t=20s内的速度大小为30m/s D．在t=30s时刻的速度大小为15m/s2、如图所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()A．B．C．BL2D．NBL23、风靡大江南北的《跑男》中，郑姓男艺人，乘坐吊篮挑战高空滑索，如图所示。现将该模型简化如下：一质量为m的运动员通过吊绳沿倾角为30°的倾斜钢索由静止下滑，下滑过程中轻绳保持竖直状态。不计空气阻力，不计绳子以及吊环等质量，下列说法正确的是（）A．运动员受重力、绳子拉力和下滑力三个力的作用B．运动员下滑过程的加速度为5m/s2C．吊绳对人的作用力等于人对吊绳的作用力D．钢索对轻质滑环没有摩擦力4、一辆汽车正在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大,下面四幅图中画出的汽车所受合力F的方向可能正确的是（）A． B．C． D．5、如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图（b）．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图（a），那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确的是（）A．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D．在第4秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针6、如图，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是（）A．若三种色光在三棱镜发生全反射，则a光的临界角最小B．a、b、c三色光在真空传播，a光的波长最长C．a、b、c三色光在玻璃三棱镜中传播，a光速度最大D．若分别让a、b、c三色光通过一双缝装置，则a光形成的干涉条纹的间距最大二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列叙述中正确的是(

)A．电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持B．对粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分C．电子的发现使人们认识到原子有复杂的结构D．天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构8、一定质量的理想气体处于某一初始状态，若要使它经历两个状态变化过程，压强仍回到初始的数值，则下列过程中可以采用的是（）A．先等容降温，再等温压缩 B．先等容降温，再等温膨胀C．先等容升温，再等温膨胀 D．先等温膨胀，再等容升温9、下列说法正确的是（）A．用加热、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期B．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小10、一质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下以大小为g的加速度竖直向上加速运动，且物体在运动中所受空气阻力的大小恒为重力的，则在物体向上运动位移为h的过程中，下列说法正确的是（）A．力F做功mghB．物体的重力势能增加mghC．物体的动能增加mghD．物体的机械能减少mgh三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验．如图甲所示，气垫导轨上有A、B两个滑块，质量分别为200g、150g，用细绳将滑块A、B连接，使A、B间的轻质弹簧处于压缩状态，开始时两个滑块都处于静止状态．若某时刻烧断细绳，滑块开始运动，图乙给出两个滑块运动过程的频闪照片频闪的频率为20Hz，分析照片：(1)A、B离开弹簧后，A的动量大小为______，B的动量大小为______．(2)根据实验数据，实验小组得出“在实验误差允许的范围内，两个滑块组成的系统动量守恒”．你认为得到这个结论的依据是____________．12．（12分）根据单摆周期公式测量当地的重力加速度。将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，做成单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为d=____mm，测得n次经过最低点的时间如图所示，读数t=_____s。当地重力加速度表达为g=___________(用前边给出的字母表示，绳长用L表示)(2)有同学测得的g值偏小，可能原因是______。A．测摆线时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点C．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算D．开始计时时，小球开始摆动后稍迟才按下停表计时E．摆球通过平衡位置并开始计时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，用竖直向上的拉力F提升原来静止的质量m=10kg的物体，使其以a=2m/s2的加速度匀加速竖直上升，不计其他阻力，g=10m/s2，求开始运动的3s内：（1）物体重力做的功；（2）拉力F做的功；（3）物体合外力做功的平均功率．14．（16分）在海上有一种浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示．浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上．密闭浮桶的内置线圈与浮筒保持相对静止，随着波浪上下起伏，线圈相对于磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中．浮桶下部始终浸没在海水中，且上部始终没有进入海水中，其外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S．（1）己知浸在海水中的浮桶受到竖直向上的浮力，浮力大小的表达式为F浮=ρgV排，其中海水的密度为ρ，g为重力加速度，V排为浮桶排开海水的体积．a．忽略海水对浮桶的阻力，试证明浮桶在重力和浮力作用下的自由振动是简谐运动，并写明回复力系数k的表达式；b．若某次自由振动中的振幅为3.6m，周期为6s，且t=3时，浮桶位于振动的最低点，以向上为正方向，试写出这次振动过程的位移表达式．（2）已知海浪的周期始终为T=1.3s，海水的密度为ρ=131kg/m1．浮桶外侧圆周的横截面积（如图乙中阴影部分所示）为S=3.23m2．内置线圈的匝数N=233，固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=3．23T，线圈直径D=3.43m，总电阻r=1.3Ω，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连．取重力加速度g=13m/s2，且π2=13．a．已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为，其中m为振子质量，k为回复力系数．浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动，当浮桶及线圈的总质量m为多大时，该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高？b．若浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动，振动的位移可表示为．试求此时灯泡的实际电功率P．15．（12分）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置，是电阻为的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B，当以速度向右匀速运动时，带电量大小为的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开，求:（1）AC两板间的电压U；（2）带电颗粒的质量（3）带电颗粒的速度大小

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

A．由图像可知，离出发点的最远距离为30m，选项A错误；B．在t=0到t=20s内的平均速度是选项B正确；C．在t=10s到t=20s内物体静止，速度大小为0，选项C错误；D．x-t图像的斜率等于速度，则在t=30s时刻的速度大小为选项D错误。故选B。2、B【解析】当abcd有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中时，磁通量为，故B正确，ACD错误．3、C【解析】

AB．人和滑环一起向斜向下运动，如果产生加速度，加速度的方向斜向下，但是人受到重力和绳子竖直向上的拉力，没有斜向下的分力，则人是匀速下滑的，所以选项AB错误；C．根据牛顿第三定律，人对吊绳的作用力与吊绳对人的作用力属于相互作用力，大小相等，方向相反，选项C正确；D．人在下滑过程中，轻质滑环的合力为零，收到绳子竖直向下的拉力，垂直绳索的支持力和沿绳索斜向上的摩擦力而受力平衡，钢索对轻质吊环有滑动摩擦力，选项D错误。故选C。4、B【解析】

因汽车M向N行驶，故速度方向沿切线向上，由曲线运动条件知C错误；又因速度逐渐增大，故F与速度夹角为锐角，故A、D错误，故本题B正确．5、B【解析】：由于磁场均匀变化，则感应电流大小不变，AC错误；第2秒内磁场减弱，由楞次定律知，感应电流方向顺时针，B正确；第4秒内磁场反方向减弱，由楞次定律知，感应电流方向逆时针，D错误。6、A【解析】

AB．根据光的偏射程度可知，c光的折射率最小，a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光的波长最短，根据临界角公式可知，a光的临界角最小，故A正确，B错误；C．c光的折射率最小，由公式可得，三色光在玻璃三棱镜中传播时，c光速度最大，故C错误；D．c光的波长最长，a光的波长最短，而干涉条纹的间距则a光形成的干涉条纹的间距最小，故D错误。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、ACD【解析】

A、德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，故A正确；B、a粒子散射实验现象为：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来．卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故B错误；C、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示了原子是有复杂结构的，故C正确；D、人们认识到原子核有复杂的结构是从天然放射现象开始的，故D正确．故选：ACD．【点睛】德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想；只有正确理解a粒子散射实验现象及其结论才可正确解答；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，揭示了原子是有复杂结构的；只要正确理解天热放射现象即可．8、ACD【解析】试题分析：据PV/T=K可知，先等容降温，导致压强减小，然后等温压缩导致压强增大，所以A选项可以采用；先等容降温，导致压强减小，然后等温膨胀导致压强减小，B选项不可采用；先等容升温，导致压强增大，然后等温膨胀导致压强减小，C选项可以采用；先等温膨胀，导致压强减小，然后等容升温导致压强增大，可以采用．考点：本题考查对理想气体状态方程的理解．9、AB【解析】

A.半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A正确；B.由质量数守恒和电荷数守恒知铀核（）衰变为铅核（），的过程中，由质量数守恒和电荷数守恒得：238=206+8×4，要经过8次衰变，92=82+8×2-6×1，6次衰变，故B正确；C.衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为入射光的频率较小，故D错误；故选AB．10、BC【解析】

A．根据牛顿第二定律得其中，解得则力F做功为故A错误；

B．物体的重力势能增加等于物体克服重力做功，为mgh，故B正确；

C．合外力做功为根据动能定理知：物体的动能增加等于合外力做功，为mgh，故C正确；

D．物体的重力势能增加mgh，动能增加mgh，则物体的机械能增加mgh，故D错误。

故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、两滑块组成的系统总动量保持不变，系统动量守恒【解析】

（1）频闪照相的周期为：，滑块A的速度为：，滑块B的速度为：，A的动量为：，方向向右，B的动量为：，方向向左；（2）由（1）可知，释放滑块后，两滑块的动量大小相等方向相反，总动量为零，释放前系统总动量为零，释放滑块后系统总动量为零，由此可知，两滑块组成的系统动量守恒．12、18.696.3B【解析】

(1)[1]由图示游标卡尺可知，其示数为18mm+6×0.1mm=18.6mm；[2]由图示秒表可知，其示数为90s+6.3s=96.3s；[3]由题意可知，周期为摆长为根据单摆的周期公式可知，重力加速度；(2)[4]根据单摆的周期公式可知，A．摆线时摆线拉得过紧，所测摆长l偏大，由可知，所测g偏大，故A错误；B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使实际摆长增加，即大于测量摆长，由可知，所测g偏小，故B正确；C．以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算，所测摆长l偏大，由可知，所测g偏大，故C错误；D．开始计时时，停表过迟按下，所测周期T偏小，由可知，所测g偏大，故D错误；E．摆球通过平衡位置并开始计时时，将摆球通过平衡位置的次数计为1，所测周期T偏小，由可知，所测g偏大，故E错误；故选B。四、计算题：本题共3小题，共38分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)-900J(2)1080J(3)60W【解析】

(1)根据位移时间公式求出物体上升的高度，从而得出重力做功的大小．(2)根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合功的公式求出拉力做功的大小．(3)合外力做功等于各力做功的代数和，结合合力做功的大小，通过平均功率的公式求出合力做功的平均功率．【详解】(1)3s内物体上升的高度物体重力做的功为：WG=-mgh=-100×9J=-900J(2)根据牛顿第二定律得，F-mg=ma解得F=mg+ma=100+10×2N=120N则拉力做功W=Fh=120×9J=1080J(3)W合=WF+WG=1080-900J=180J则平均功率【点睛】本题考查了功率、牛顿第二定律、运动学公式的基本运用，知道瞬时功率和平均功率的区别，掌握这两种功率的求法.14、（1）a．见解析b．（2）a．453kg；b．483W【解析】(1)a.根据题意，设浮桶及线圈的总质量为M，在水面平衡时，排开水的体积为V3，Mg=ρgV3设浮桶及线圈相对平衡位置的位移是x，可得：F回=-F浮+Mg=-ρg