湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校2023-2024学年高二下学期期中联考物理试卷

2024年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考高二物理试卷考试时间：2024年4月18日上午10：30-11：45试卷满分：100分一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求。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.下列说法正确的是（）A.布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动B.给自行车胎打气，越打越费力是因为分子间存在斥力C.随着两分子间距离的增大，可能出现分子势能增大而分子间的作用力减小的过程D.气体在100℃时每个分子的动能都大于其在50℃时的动能【答案】C【解析】【详解】A．布朗运动就是固体颗粒中的无规则运动，固体颗粒不是分子，布朗运动反映了液体分子的无规则运动，光学显微镜下观察到的是固体颗粒的无规则运动，故A错误；B．用气筒给自行车胎打气，越打越费力，是因为车胎内的压强增大，而不是说明压缩后的气体分子间有斥力，故B错误；C．当两分子间表现为引力时，随着两分子间距离的增大，当距离较大时，会出现分子势能增大而分子间的作用力减小的过程，故C正确；D．温度是分子间平均动能的标志，则物体的温度升高，分子平均动能一定增大，但是大量分子的动能符合统计规律，同一个系统中相同温度下每一个分子的运动剧烈程度不一样，分子动能也不一样，气体在100℃时部分分子的动能可能小于或者等于其在50℃时的部分分子的动能，故D错误。故选C。2.无线充电技术有电磁感应式、磁共振耦合、电磁谐振式等不同方式，不同方式各有千秋，但都使用了LC振荡电路。一振荡电路在和时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示。若，选取时间微元（），则下列说法正确的是（）A.在时刻，电容器正在放电B.从，电路中电流增大C.从，自感线圈中磁场增强D.从，电容器两极板间电场增强【答案】C【解析】【详解】A．时刻，根据右手螺旋定则可知，电流方向由电容器负极板流向正极板，可知电容器正在充电，故A错误；B．因为时刻，电容器正在充电；从，电容器电场能增大，线圈磁场能减小，电路中电流减小，故B错误；CD．在时刻，根据右手螺旋定则可知，电流方向由电容器正极板流向负极板，可知电容器正在放电。从，电容器电荷量减小，电容器两极板间电场减弱，电容器电场能减小，自感线圈中磁场能增大，磁场增强，故C正确，D错误。故选C。3.如图所示，交流电源输出电压有效值恒定，变压器为理想变压器，灯泡阻值不随温度变化，电路稳定后闭合开关，下列说法正确的是（）A.L1变暗L2变暗 B.L1不变L3变暗C.L2变暗L3变暗 D.L2变亮L3变亮【答案】B【解析】【详解】当S闭合后，原线圈电压和原副线圈匝数比不变，则副线圈电压不变，副线圈对应的总电阻变小，副线圈电流增大，灯泡L2变亮，L2上的电压变大，则L3两端的电压变小，灯泡L3变暗，交流电源输出电压有效值恒定，则灯泡L1上的电压也不变，所以灯泡L1亮度不变。故选B。4.如图所示，、两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的圆心，已知光刚好发生全反射，光的折射光线（反射光线未画出）刚好与光的反射光线重叠，且，则判断（）A.若将光沿光的光路射向点，光也能发生全反射B.用、单色光分别检查同一光学平面的平整度时，光呈现的明暗相间的条纹要窄些C.在玻璃砖中，光的波速比光大D.用、单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，光发生的侧移大【答案】D【解析】【详解】A．光刚好发生全反射，则根据折射定律可知所以有所以有b光的全反射临界角大于a光的全反射临界角，若将b光沿a光的光路射向O点，b光不能发生全反射，A错误；B．因为折射率大的光频率大，波长小，所以b波长大于a，所以用a、b单色光分别检查同一光学平面的平整度时，b光呈现的明暗相间的条纹要宽些，B错误；C．根据，b光折射率小，则波速大些，C错误；D．因为a光折射率大，所以用a、b单色光分别以相同入射角斜射入同一平行玻璃砖，a光向侧后方偏折大些，出射时发生的侧移大，D正确。故选D。5.现有一列沿轴传播的简谐横波，如图甲为该波在时刻的图像，如图乙为波的传播方向上A质点的振动图像，下列说法正确的是（）A.这列波的波速是50m/sB.这列波沿轴正方向传播C.从开始计时，质点比质点晚0.3s回到平衡位置D.从开始计时，紧接着的时间内，质点通过的路程小于10m【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，波长为20m，周期为1.2s，则波速为故A错误；B．由图乙可知，A质点在1.2s时刻向上振动，根据“同侧法”结合图甲可知，波沿x轴负方向传播，故B错误；C．根据几何关系质点P与质点Q平衡位置间距为从开始计时，质点P比质点Q晚回到平衡位置时间故C错误；D．根据P质点靠近波谷，所以通过路程小于故D正确。故选D。6.用高压水枪清洗汽车的照片如图所示，设水枪喷出的水柱截面为圆形，直径为，水流速度为，水柱垂直汽车表面，水柱冲击汽车后反方向的速度为，高压水枪的质量为，手持高压水枪操作，已知水的密度为。下列说法正确的是（）A.水柱对汽车的平均冲力为B.高压水枪单位时间喷出的水的质量为C.当高压水枪喷口的出水速度变为原来2倍时，水柱对汽车的平均冲力加倍D.高压水枪喷出水柱直径减半时，水柱对汽车的压强变小【答案】B【解析】【详解】AB．高压水枪单位时间喷出的水的质量为规定水流的速度方向为正方向，由动量定理得解得故A错误，B正确；C．根据，出水速度变为原来2倍时，水柱对汽车的平均冲力增大为4倍，故C错误；D．水柱对汽车的压强为高压水枪喷出水柱直径D减半时，水柱对汽车的压强不变，故D错误。故选B。7.输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧变压器原，副线圈匝数比为，R上的功率为40W；接2时，匝数比为，R上的功率为P。以下判断正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．开关S接l时，有，，输电线路有此时R上的功率为代入数据，联立解得故A、B错误；CD．开关S接2时，有，，输电线路有又有代入数据，联立解得，此时R上的功率为故C正确，D错误。故选C。8.下列有关光学现象说法正确的是（）A.图1为检验工件平整度的装置，利用了光的衍射原理B.图2为光照射透光的小圆孔得到的干涉图样C.图3中沙漠蜃景属于光的全反射现象，其产生的原因是沙漠上层空气的折射率比下层空气的折射率大D.图4中电影院的3D电影利用了光的偏振【答案】CD【解析】【详解】A．图1为检验工件平整度的装置，利用了薄膜干涉的原理，故A错误；B．泊松亮斑是光线通过小圆板得到的光的衍射图样，故B错误；C．沙漠蜃景是光的全反射现象，沙漠蜃景产生的原因是由于沙漠上层空气的折射率比下层空气折射率大，光发生全反射造成的，故C正确；D．3D电影利用了光的偏振，故D正确。故选CD。9.如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为，弹簧劲度系数为，底座质量为。压缩公仔头部，然后由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为，当公仔头部运动至最高点时，底座对桌面的压力刚好为零，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（）A.公仔头部做简谐运动的振幅为B.公仔头部运动至最高点时，头部的加速度为C.公仔头部有最大速度时，弹簧处于原长D.公仔头部运动至最低点时，桌面对底座支持力的大小为【答案】AD【解析】【详解】A．公仔头部在最高点时，底座对桌面的压力刚好为零，故此时弹簧处于伸长状态弹力大小为对公仔头部又解得选项A正确；B．公仔头部运动至最高点时，头部的加速度选项B错误；C．公仔头部有最大速度时，弹簧的弹力和公仔头部的重力等大反向，弹簧处于压缩状态，选项C错误；D．根据简谐运动的对称性，当公仔头部运动到最低点时得此时对底座受力分析公仔头部运动至最低点时，桌面对底座支持力的大小为，选项D正确。故选AD。10.如图所示，质量为的带有四分之一光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，圆弧的半径为（未知），一质量为的小球以速度水平冲上小车，恰好达到圆弧的顶端，此时向前走了，接着小球又返回小车的左端。若，重力加速度为，则（）A.整个过程小车和小球组成系统动量和机械能都守恒B.圆弧的半径为C.小球在弧形槽上上升到最大高度所用的时间为D.整个过程小球对小车做的功为【答案】BD【解析】【详解】A．小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，竖直方向上合力不为零，动量不守恒，没有阻力做功，机械能守恒，故A错误；BC．小球达到圆弧的顶端，这个过程中水平方向动量守恒得解得此时M向前走了0.25R，根据即根据几何关系解得故B正确，C错误；D．设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向，整个过程中水平方向动量守恒得解得根据动能定理整个过程小球对小车做的功为故D正确。故选BD。二、非选择题（本题共5小题，共60分。）11.某同学在做“测定玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线上插上大头针、，现需在玻璃砖下表面折射出的光线上插上和大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。（1）确定、位置的方法正确的是___________；A.插上大头针，使仅挡住的像B.插上大头针，使挡住的像和的像C.插上大头针，使仅挡住D.插上大头针，使挡住和、的像（2）经过多次测量作出的图像如图乙，玻璃砖的折射率为___________；（保留三位有效数字）（3）对实验中的一些具体问题，下列说法中正确的是___________。A.入射角越小，折射率的测量越准确B.为了减小作图误差，和距离应适当取大些C.如果在界面光的入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖D.如下图所示，如果误将玻璃砖的边画到（与平行），折射率的测量值将偏小【答案】（1）BD（2）1.50（3）BD【解析】【小问1详解】根据实验原理可知，该同学接下来要完成的必要步骤有，插上大头针，使挡住、的像；插上大头针，使挡住和、的像。故选BD。【小问2详解】根据图甲，由几何关系结合折射定律可得，玻璃砖的折射率为结合图乙解得【小问3详解】A．入射角合适即可，不应过大或过小，故A错误；B．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，和之间的距离适当大些，可以提高准确度，故B正确；C．在界面光的入射角大于临界角，是光疏介质进入光密介质，不会在玻璃砖的上表面发生全反射，一定进入玻璃砖，故C错误；D．如果误将玻璃砖的边画到（与平行），实验的折射角比实际的折射角偏大，所以折射率测量值偏小，故D正确。故选BD。12.某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为A，另一枚硬币记为B，在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ为中轴线，与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：①如图甲，将A从P沿PQ弹射，A停止后，测出其右端到的距离；②如图乙，将B静置于轴线上，并使其左端与相切；③如图丙，将A压缩弹簧至同甲位置，射出后在处与B正碰，A、B停止后，测出A右端和B左端到的距离、。请回答以下问题：（1）两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的___________。（2）碰撞前瞬间A的速度大小与___________成正比。A．B．C．D．（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式___________（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。【答案】①.速度（或填速率、动能、动量）②.C③.【解析】【详解】（1）[1]根据实验原理可知，两次从同一位置弹射A，目的是确保A到达线时具有相同的速度。（2）[2]根据题意可知，将A从P沿PQ弹射，A做匀减速运动，设加速度为，则有解得故选C。（3）[3]由上述分析可知，硬币的速度根据动量守恒定律有整理可得即若测量数据均近似满足关系式则说明硬币碰撞过程中动量守恒。13.一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，波长不小于8cm。P和M是介质中平衡位置分别位于x=0和x=4cm处的两个质点，如图所示。t=0时开始观测，此时质点P的位移为，质点M处于平衡位置，此时两质点均向y轴正方向振动；时，质点P第一次到达波峰位置，时，质点M第一次到达波峰位置。求：（1）简谐波的周期、波速和波长；（2）质点P位移随时间变化的关系式。【答案】（1）T=3s，v=0.08m/s，λ=0.24m；（2）【解析】【详解】（1）设振动周期为T。由于质点M在0到内由平衡位置第一次到达最大位移处，得由此可知T=3s根据题意，波沿轴正向传播，且PM之间距离小于半个波长，则波峰由P传播到M所用时间为波速为波长为（2）设质点P的振动位移随时间的变化关系式为又把t=0，，，y=A代入上式可得，A=10cm所以14.合理利用自然界中的能源是一个重要的课题。在我国某海域，人们设计了一个浮桶式波浪发电灯塔。如图甲所示，该浮桶由内、外两密封圆筒构成，浮桶内磁体由支柱固定在暗礁上，内置的线圈。线圈与阻值的灯泡相连，随波浪相对磁体沿竖直方向上下运动且始终处于磁场中，其运动速度（m/s）。辐向磁场中线圈所在处的磁感应强度大小。单匝线圈周长，线圈总电阻，圆形线所在处截面如图乙所示。求：（1）线圈中产生感应电动势的瞬时表达式；（2）灯泡工作时消耗的电功率P；（3）3min内发电灯塔消耗的电能。【答案】（1）；（2）224W；（3）40320J【解析】【详解】（1）线圈在磁场中切割磁感线，产生电动势最大值为Emax=NBLvmax代入数据可得线圈中感应电动势为（2）根据闭合电路欧姆定律可得最大电流为电流的有效值为灯泡的电功率为（3）3分钟内小灯泡消耗电能为15.如图所示，长为的水平传送带以的速度匀速转动，紧靠传