2023-2024学年湖北新高考联考协作体高二下学期期中物理试题含答案

2023-2024学年湖北省高二下学期期中考试高二物理试卷命题学校：孝感一中考试时间：2024年4月注意事项:审题学校：云梦一中试卷满分：100分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3Hz。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新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第1页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ω绕垂直于磁场的水平转轴OO’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Em。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t=0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1.5×103m/sB．该超声波在空气中的频率为0.1MHzC．0~1s内，质点P沿x轴运动了1.5×103mD．该超声波沿x轴负方向传播5.在图（a）的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t=0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T=2πLC，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1kg的小球A以速率4m/s沿光滑水平面运动，与质量为2kg的静止小球B发生正碰后，A、B两小球的速率vA和vB可能为()A．vA=1.5m/sB．vA=3m/sC．vB=1.5m/sD．vB=3m/s新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第2页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(-1)R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()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AB、BC、CA后又回到状态A。下列说法A.过程AB气体分子平均动能增大B.过程BC气体分子的数密度不变C.过程CA气体向外界放热D.过程CA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。t=0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t1、t3时刻A的速度大小均为，t2时刻A的速度达到最大值v，t4时刻A的速度减为0，则()A．t2=3t1BC．t4=2t2D新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第3页二、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。乙①分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为xA=mm；②若双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离L=50cm，该单色光的波长λ=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V油=0.5mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=1000mL；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n=50滴时，测得其体积恰好是V0=1mL；③先往边长为30cm～40cm的浅盘里倒入2cm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：新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第4页(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1cm，试求：(ⅰ)油酸膜的面积是cm2（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MN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MN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E电。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4.0cm时，小明同学查询到当前室温为t0=27℃,在该处标注好温度。他再根据大气压p0=76cmHg，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)t=17℃时，h是多高？新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第5页(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p0，则当液柱高度为第（1）问中的h时，实际的温度高于17℃还是低于17℃?请通过适当的公式进行推理说明。15.（16分）如图甲所示，矩形ABO2O1和CDO2O1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B0，AC边界左侧有一粒子发射器，可垂直于AC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AO1中点射入磁场的粒子恰好各经过上、下磁场一次从O2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O1O2边界时速度方向与O1O2的夹角θ;(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AC间上下移动时，为使射入磁场的所有粒子均能从BD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B'的取值范围。新高考联考协作体*物理试卷（共6页）第6页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123456789DCCBDCBACBDAB1.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1.5×103m/s，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，=105Hz，B正确；质点不随波传播，C错误；t=0时刻P点向上振动，超声波沿沿x轴正方向传播，D错误。5.D电阻R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R不会改变振荡电路的频率，B错误；A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V0，VB=可以得到VA<m/s，m/s<VB<m/s，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sinC=，解得n=，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AB温度不变，则分子平均动能不变，A错误；过程BC气体体积不变，则分子数密度不变，B正确；过程CA气体对外界做功，则W<0；温度升高ΔU>0；根据ΔU=W+Q，可得Q>0，说明气体从外界新高考联考协作体*物理答案（共4页）第1页放热吸热，C错误D正确。10.ABA．AB整体从速度为0运动大速度为v，此过程为简谐振动，速度随时间的变化为vi当时，此刻的时间。当v2=v时，此刻的时间①1t2=所以=故A正确；弹簧振子质量变化，振动周期变化，t4≠2t2，C错误；AB分离前后，弹簧振子的质量减小为原来的一半，由于AB是在2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1，则B正确，D错误。211.（每空2分，共8分）（1）A（2）B（3）①11.1②6.0×10-712.（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）-10~7.6×10-10均得分（3）C13.（12分1）见解析解析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。1分（回答是洛伦兹力不扣分。） …1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F=qvB1分正电荷在F的作用下，从N移动到M的过程中，非静电力做功为W=qvBl1分根据电动势定义为E=……………1分代入得E=Blv1分（2）根据动能定理知−W克安=0−mv2解得：W克安=mv2……………2分安培力做的功全部转化为电能，可得W克安=E总1分根据Q=I2rt，可知导体棒r消耗的电能为E总……………1分新高考联考协作体*物理答案（共4页）第2页14.（14分1）6.4cm2）均匀，见解析3）低于17℃,见解析解析1）等容变化满足=……………2分其中：T=(17+273)K=290K，T0=(27+273)K=300K压强p0'=p0−pgℎ0，p=p0−pgℎ