湖南省岳阳市岳阳县2022-2023学年高二年级下册4月期中物理试卷(含答案)

湖南省岳阳市岳阳县2022-2023学年高二下学期4月期中物理试卷

学校：___________姓名：班级：___________考号：

一,单选题

1.下列有关物理学知识错误的是（）

A.在科学研究中，理想模型是为了便于研究问题，对研究对象进行理想化抽象的过

程。物理学中通过抽象方法构建的理想化模型有很多，例如质点、点电荷、单摆、弹

簧振动子、理想变压器、理想气体等。

B.1918-1922年美国物理康普顿在研究石墨对X射线时，发现散射的X射线中，除了

与入射光线波长相同的成分外，还有大于入射光波长的成分，这种现象称为康普顿效

应。中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍

性。

C.1925年，德国物理学家海森堡和玻恩等人对玻尔的氢原子理论进行了推广和改造，

使之可以适用于更普遍的情况。建立了矩阵力学理论。

D.1895年年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线—X射线，即伦琴射线。它

具有一定的辐射性，现在我们知道X射线是原子外层电子跃迁时发射的波长很短的电

磁波。

2.如图所示，匀强电场中的A、B、C、D、E、F、G、8八个点处于棱长为2cm的正

方体的八个顶点上.如果已知A、3、aG四点的电势分别为2V、0、2V、2V.一比荷

为幺nlxlOGc/kg的带正电粒子沿人。方向只在电场力作用下从A点射入该电场后恰好

m

经过3点，已知元电荷e=L6xl（）T9c,则下列说法正确的是（）

A.匀强电场的场强大小为20V/m

B.匀强电场的场强方向由3指向。

C.带正电粒子在A点的速度为匕=1x103mzs

D.将一个电子由B移到D点，其电势能增加6.4X10-19J

3.2019球王故里五华马拉松赛于12月1日在广东五华鸣枪开赛。据悉，本次赛事项

目分别有全程马拉松、半程马拉松、全民健康跑、MINI（亲子）欢乐跑。假设如图是此

次半程马拉松赛中两位选手参赛的某一情形，甲、乙两人起跑时都做匀加速直线运

动；达到某一速度后都各自做匀速直线运动直至终点，他们的速度-时间图像如图，则

下列说法正确的是（）

A.乙选手起跑1s后刚好追上甲选手

B.乙选手起跑时，甲选手正好跑了1m

C.相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为4nl

D.乙选手超过甲选手后，两选手可能再次相遇

4.如图所示，光滑直杆。4、在。点由钱链固定，两杆间夹角仇6（＜90。）不变，在

两杆上分别套上质量相等的小环P、Q,两小环由不可伸长的轻绳连接，初始时，杆

竖直，现缓慢顺时针转动两杆至03竖直，则在转动过程中（）

A.杆对环P的弹力先变大后变小B.杆对环。的弹力一直变大

C.杆对环P的弹力一直变大D.杆对环Q的弹力先变小后变大

5.如图所示，导体棒仍垂直放在水平面内两根平行固定导轨上，导轨右端与理想变

压器原线圈A相连，线圈C接图示电路，线圈A与线圈C的匝数比々：〃2=1：5,不计

导体棒、导轨的电阻；两导轨间距为20cm；磁感应强度3为0.2T,方向竖直向上；

Ri=5。，7?2=1OQ，滑动变阻器R（阻值0〜20。），V为理想交流电压表。导体棒在外

力作用下做往复运动，其速度随时间变化关系符合v=20&sin50”（m/s）。以下说法

正确的是（）

A.电压表示数为4起V

B.滑动变阻器滑片向下滑动时变压器输入功率减小

C.滑动变阻器滑片滑到正中间位置，在Imin内外力对导体棒做的功为192J

D.导体棒的最大速度变为10Vim/s,则变压器的输出功率也变为原来的一半

6.光刻机是生产大规模集成电路的核心设备。一个光刻机的物镜投影原理简化图如图

所示，三角形A3C为一个等腰直角三棱镜，半球形玻璃砖的半径为凡球心为。，

0。为玻璃砖的对称轴。间距为百R的两条平行光线，从左侧垂直A3边射入三棱

镜，经AC边反射后进入半球形玻璃砖，最后汇聚在硅片上〃点。已知半球形玻璃砖

的折射率为百，反射光线关于轴线对称。则两点间距离为（）

A.RB.—RC.—D.—

334

7.如图所示，2022年7月15日，由清华大学天文系祝伟教授牵头的国际团队近日宣

布在宇宙中发现两个罕见的恒星系统。该系统均是由两颗互相绕行的中央恒星组成，

被气体和尘埃盘包围，且该盘与中央恒星的轨道成一定角度，呈现出“雾绕双星”的奇

幻效果。若其中一个系统简化模型如图所示，质量不等的恒星A和3绕两者连线上某

一定点。做匀速圆周运动，由天文观察测得其运动周期为T,A到。点的距离为小A

和3的距离为厂，已知引力常量为G,则A的质量为（）

:「O、\

Af------;

\\、、一//

\、//

、、/，

、z

--J

47i2r2（r-z;）4兀）34兀2747i2r2z;

A.----z---B....-C.----D.---z—

GT2GT2GT2GT2

8.如图甲，绝缘水平面上有一型光滑金属导轨，。。与。6夹角为45。；将质量为

机的长直导体棒PQ放在导轨上并与。。垂直，除轨道。。上的电阻R外，其余电阻不

计，导体棒与导轨接触良好。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为

B./=0时刻导体棒与。点间的距离为23棒在外力作用下，向左做直线运动，其速

度的倒数,随位移x变化的关系如图乙所示，导体棒从PQ向左运动距离L到达MN的

V

过程中（）

1

A.流过导体棒的电流恒为坦也B.导体棒运动的时间为包

R%

C.通过回路的电荷量为至眩D.外力做功为卫加说

R2R8

二、多选题

9.图中为一列沿x轴传播的一列简谐横波，其中实线为a=ls时的波形，A是波上一

质点，虚线为^=3s时的波形，且马-4小于一个周期。则下列判断正确（）

A.此波一定沿x轴正方向传播B.波速可能为0.015m/s

C.波的周期可能为8sDi］时刻质点A正向y轴正方向运动

10.一种未知粒子跟静止的氢原子核正碰，测出碰撞后氢原子核的速度是7v。该未知

粒子（速度不变）跟静止的氮原子核正碰时，测出碰撞后氮原子核的速度是V。已知氢原

子核的质量是为，氮原子核的质量是14用.上述碰撞都是弹性碰撞，则下列说法正

确的是（）

A.碰撞前后未知粒子的机械能减小

B.未知粒子在两次碰撞前后的方向均相反

C.未知粒子的质量为.

6

D.未知粒子可能是a粒子

11.如图所示，水平面内固定有光滑不闭合梯形金属导轨导轨顶点。处有

一个小缺口，NMOP=45。,/MNQ=NOQN=90。,MPYOQ,平行导轨足够长且

间距为L=lm,E、R分别为OM、。尸中点，在N、。之间接有定值电阻H=1C,在

导轨平面有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度3=11。质量为m=lkg的足

够长金属杆在外力R作用下从ER位置以％=2m/s初速度向右运动,此过程中回路中

电流大小始终不变；当金属杆到达位置时，撤去外力，金属杆继续向右运动直至

停止。金属杆、导轨电阻均忽略不计，则下列说法正确的有（）

A.导体杆由运动至过程中，导轨回路中电动势逐渐变大

B.导体杆由ER运动至过程中，通过电阻R的电荷量为0.375C

C.导体杆由ER运动至过程中，外力做功大小为L875J

D.撤去外力R前后，回路中产生的焦耳热之比为Q=3：4

三、实验题

12.某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：

①如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在。点，另一端A系一小段轻

绳（带绳结），将制图板竖直固定在铁架台上。

②将质量为〃?=ioog的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置&；用水平

力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置4；逐渐增大水平

力，重复5次…

③取下制图板，量出A、人…各点到。的距离/1、4…量出各次橡皮筋与之间的

夹角见、«2...

④在坐标纸上作出———/的图像如图所示。

cosa

完成下列填空:

(1)已知重力加速度为g,当橡皮筋与间的夹角为a时，橡皮筋所受的拉力大小为

(用g、m、a表示)。

(2)取g=10m/s2,由图像可得橡皮筋的劲度系数化=N/m,橡皮筋的原

长/。=mo(结果均保留两位有效数字)

1

//cm

13.某兴趣小组自制了一个多量程的欧姆表，其电路图如图甲所示。其中电池的电动

势E=1.5V,内阻可忽略不计；表头G量程/g=60|iA,内阻4=20,表头的表盘

如图乙所示。

①开关S1拨至Xlk挡，将滑动变阻器凡滑片调到最左端。

②将红、黑表笔短接，此时表头的读数如图乙所示，该读数为_piAo由此可知，

滑动变阻器凡的最大阻值为_^k。（结果保留两位有效数字）。

③调节滑动变阻器凡的滑片位置，使电流表指针满偏。

④将被测电阻段接在红、黑表笔之间，此时电表指针指向20RA处，则该被测电阻的

阻值为_^kC（结果保留两位有效数字）。

⑤根据上述原理，将表头的电流刻度改成与之相对的电阻值刻度，即做成一个欧姆

表。

（1）图中&的阻值为_^kC（结果保留三位有效数字）。

（2）电池使用一段时间后电动势E减小为1.44V,改装后的欧姆表仍可以调零。若某次

测量结果的读数为50kd则该被测电阻的真实阻值是_^kd若测量结果的读数

为250,则该被测电阻的真实阻值是（结果均保留两位有效数字）

四、计算题

14.如图所示，内壁光滑的导热汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的

气体。活塞质量m=4kg,活塞横截面积S=20cm2。活塞初始状态位于离底部高度

%=5cm处。假设外界空气温度恒为27℃,大气压强4=lxIO,pa,g=10m/s2.

尸八

Bn___n

A

⑴用外力R将活塞缓慢提升4cm,求此时汽缸内气体的压强；

⑵对汽缸内气体缓慢加热，当温度升到57℃时，气体吸收了10J的热量，求此过程中

气体内能的增加量。

15.如图所示，在平面坐标系第I象限内有沿x轴负方向的匀强电场，虚线尸。为在

同一平面内的竖直直线边界，在第n、ni象限内虚线PQ与y轴之间有垂直坐标平面

向里的大小为3的匀强磁场。c。两个水平平行金属板之间的电压为一质量为

m、电荷量为e的带正电的粒子(不计粒子重力)从靠近。板的S点由静止开始做加速运

动,从x轴上x=2L处的A点垂直于x轴射入电场，从y轴上>=半心处进入磁场，

粒子速度方向与y轴正方向夹角6=60。，不计粒子的重力。要使粒子不从PQ边界射

出，求：

Py'\

：XX

“X，

；XXV«E

八

：XX<

：XXO/

■XX

c

IXXurr

QsD

(1)粒子运动到A点的速度大小V。；

⑵匀强电场的场强大小E；

(3)虚线PQ与y轴之间磁场的最小宽度do

16.如图所示，金属圆管固定在水平地面上。劲度系数％=100N/m的弹簧一端固定于

金属圆管的底部，另一端连接小圆柱体A。金属圆管壁左右两侧开有两条缝，3由小

圆柱体及两侧的支柱构成，其两侧的支柱通过管壁的缝伸出金属圆管，与管壁无摩

擦，静置于A上与A不粘连，A、3质量均为1kg且都可视为质点。小圆柱体3正上方

有一带圆孔的挡板(厚度不计)固定在金属圆管壁上，质量为2kg的小圆柱体C放于圆

孔上方不掉落。在5的左右支柱上始终施加竖直向上、大小为5N的恒力R使A、B

开始运动。经过一段时间后43分离，分离时3未与C碰撞。分离瞬间，A被金属

圆管内一卡件作用使其速度突变为零，以后此卡件不再对A和5有任何作用。3继续

向上运动恰好穿过圆孔与。发生弹性碰撞，且以后每次碰撞前C均已静止在圆孔上

方。已知弹簧的弹性势能Ep=g62a为弹簧的形变量)，重力加速度g取lOm/s?,B与

A、C的碰撞时间极短且均为弹性碰撞，A、3、C运动过程中始终在竖直方向，且未与

金属圆管壁接触(空气阻力不计)。求：

(1)二力开始作用瞬间，A对3的支持力的大小；

(2)4、3第一次碰撞后物体A向下运动的最大距离;

⑶与B第一次碰撞开始，A物体运动的总路程。

参考答案

1.答案：D

解析：A.在科学研究中，理想模型是为了便于研究问题，对研究对象进行理想化抽象

的过程。物理学中通过抽象方法构建的理想化模型有很多，例如质点、点电荷、单

摆、弹簧振动子、理想变压器、理想气体等；故A正确，不符题意；

B.1918-1922年美国物理康普顿在研究石墨对X射线时，发现散射的X射线中，除了

与入射光线波长相同的成分外，还有大于入射光波长的成分，这种现象称为康普顿效

应。中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍

性；故B正确，不符题意；

C.1925年，德国物理学家海森堡和玻恩等人对玻尔的氢原子理论进行了推广和改造，

使之可以适用于更普遍的情况，建立了矩阵力学理论；故C正确，不符题意；

D.1895年年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线—X射线，即伦琴射线。它

具有一定的辐射性，现在我们知道X射线是原子的内层电子跃迁时发射的波长很短的

电磁波；故D错误，符合题意。

故选D。

2.答案：C

解析：由题，A、C、G点的电势都是2V,所以它们是等势点，由此可知，A、C、G

在同一个等势面上，匀强电场的电场线一定与之垂直；3点的电势等于0,所以：

UAB=E.当代入数据可得：E=100&V.故A错误；A点的电势高于5点的电

势，A、C、G在同一个等势面上，所以匀强电场的场强方向由。指向B故B错误；带

正电粒子沿AC方向进入电场后做类平抛运动，受到的电场力：F=qE；粒子的加速

6282

度：a=^=^=ixl0xl00V2m/s=V2xl0m/s；粒子沿AC方向的位移：x=v*；

mm

2

沿的方向的位移：y=^at-,联立可知：”=1x103m/s.故C正确；根据匀强电场

特点可知：uAB=uDC，即%=9。，所以为=4V,所以：UDB=4V；把一

个电子从3点移到。点，电场力做功：叩=6。皿=-L6xl()T9cx(Y)V=6.4xl()T9j,

其电势能减小6.4X10T9J,故D错误.故选C.

3.答案：B

解析：A.乙选手起跑Is末甲选手的位移为

(l+3)xl

元甲=-——；——m=2m

乙选手起跑1S末乙选手的位移为

1X1cu

x乙=^-m=0.5m

乙选手起跑Is末没有追上甲选手，A错误；

B.乙选手起跑时，甲选手的位移为

，2x11

x甲=^—m=lm

乙选手起跑时，甲选手正好跑了Im,B正确；

C.速度相等时距离最大，相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为

8=海一x乙=2m-0.5m=1.5m

相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为L5m,C错误；

D.乙选手超过甲选手后，乙选手的速度比甲选手大，两选手不能再次相遇，D错误。

故选B。

4.答案：C

解析：对两环和绳整体受力分析，作力矢量三角形如图所示，缓慢顺时针转动两杆至

杆竖直，在转动过程中，初始时杆对环P的弹力最小，当逐渐增大到辅助圆的直

径时，杆对环。的弹力水平，杆对环P的弹力全过程一直变大，杆对环。的弹力一直

变小。

故选C。

5.答案：B

解析：A.感应电动势最大值

Em=BLvm=0.8V2V

变压器原线圈有效值

F

U=—=0.8V

}V2

又

%=巴

U2n2

则电压表示数

S/x四=4V

“

选项A错误；

B.滑动变阻器滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻增大，变压器输出电流减小，输

出功率减小，选项B正确；

C.滑动变阻器滑片滑到中间位置时接入电路的电阻为10Q,可求得次级电阻为10Q,

则次级消耗的功率

R=-=—W=1.6W

R次io

则初级输入功率即导体棒产生的功率

《=1.6W

在Imin内外力对导体棒做的功为

W=甲=96J

选项C错误；

D.导体棒的最大速度变为10&m/s,则产生的感应电动势最大值变为原来的一半，有

效值变为原来的一半，变压器次级电压有效值变为原来的一半，则根据

P/

R次

变压器次级功率变为原来的,,则变压器的输出功率也变为原来的工，选项D错误。

44

故选B。

6.答案：C

解析：根据对称性，先来分析一下。光线，光路图如图

折射角£。根据折射率公式，有

sina

n=------

sin0

由几何知识，可得

OE

sina=sinNODE=----

OD

又

OE.OD=R

解得

a=ZODE=60°,/3=30°

可得

ZEOD=30°

第二次折射发生在R点，设入射角为优，折射角外。根据折射率公式，有

sinB

n--------

sina

又

JT

a'=n-ZEOD-)3--=30°

解得

夕=ZOMF=60°

由三角形知识可得

R

DF=FO=—2—=—R

cos3003

又

tanZOMF=tan60°二空

OM

解得

R

0M=-

3

故选C。

7.答案：A

解析：取5为研究对象，5绕。点做匀速圆周运动，设A、5的质量分别为町和加2,

由万有引力定律及牛顿第二定律得

G『吟旭

解得

4兀2「不

网=

GT2

又根据

r-,—r-r}

则A的质量为

4兀2,（一弓）

m=

xGT-

故选Ao

8.答案：D

解析：由图乙可知，导体棒运行的速度与位移的关系为

121

——-----------x

V%V0L

A.由于0a与。。夹角为45。，则

OQ=QP

当位移为x时，回路中产生的感应电动势

E=B(2L-x)v

代入数据可得

E=B(2L-x)%L=BLv0

(2L-x)

回路中的电流

j_E_BLVQ

一］—R

A错误；

B.在x图像中，图线与横轴围成的面积等于所用时间，可知

V

B错误；

C.通过回路的电荷量

3Lx_3_B_IJ___

2%2R

C错误;

D.根据能量守恒可知，外力做的功一部分转化为导体棒的动能，一部分转化为焦耳

热，即

2

W=IRt+-m[vl—（上）2]=变+网1

2022R8

D正确。

故选D。

9.答案：BC

解析：A.题中没有说明质点A振动方向，因此也无法判断出波的传播方向，故A错

误；

BC.由题意可知，

—A-2s<T

当波向右传播时，结合波形图可知

cT

t2-tx=ls=~

解得

T=8s

则波速为

20.04,八…,

v=—=-----m/s=0.005m/s

T8

当波向左传播时，结合波形图可知

?2-八=25=彳

解得

丁

T=­8s

3

则波速为

20.04,八

v=—=-m/s=0.015m/s

T8

3

故BC正确；

D.若已知波的传播方向，可以确定质点的振动方向，所以由于本题没有确定波的传播

方向，因此不能确定质点的振动方向，故D错误。

故选BCo

10.答案：AC

解析：A.根据题意可知，未知粒子与静止的原子核碰撞过程中总机械能守恒，而碰撞

后原子核的机械能增加，所以未知粒子的机械能减小，故A正确；

CD.设未知粒子质量为相，速度为%，碰后未知粒子的速度为M，未知粒子跟静止的

氢原子核弹性正碰，根据动量守恒和能量守恒可知

mv0=mV-7v

二gwv'2妊,（7v）2

未知粒子与氮原子弹性正碰后，碰后未知粒子的速度为根据动量守恒和能量守恒

可知

,r

mv0=mv+14mH•v

—mv3=—mvrr2+—xl4m„•v2

222

联立可得未知粒子质量为

m=—m„,V=vvff=-----v

6组94

因为a粒子的质量是氢原子核质量的4倍，所以该未知粒子不是a粒子，故C正确,

D错误；

8.因/=丫，v"=—-v,则未知粒子跟静止的氢原子核碰撞前后的方向相同，未知粒

4

子跟静止的氢原子核碰撞前后的方向相反，故B错误。

故选ACo

11.答案：BD

解析：A.导体杆由ER运动至过程中，回路中电流不变，由石=次知，导轨回路中

电动势不变，A错误；

B.导体杆由运动至过程中，通过电阻R的电荷量

q=--

R

（；L+L）J3BL

卜①=BkS=Bx工--------——

28

代入数据得

4=0.375C

B正确；

C.撤去R之前

BLv0

1=—2—=1A

R

q=0.375s

回路中产生的焦耳热

2

储=iRt=0.375J

%=—Qi=-0.375J

设杆到达MP位置时速度为v,则有

B—v=BLv

2on

对杆分析，由动能定理

W+叫=mv'-g根说

代入数据得外力做功

W=—1.125J

c错误；

D.撤去R之后，回路中产生的焦耳热

1

Q-,=—mv9=0.5J

所以撤去外力R前后，回路中产生的焦耳热之比为

21:Qi=3:4

D正确。

故选BDo

12.答案：⑴」口

cosa

(2)1.0xl02；0.21

解析：(1)对结点及钩码，由平衡条件得，橡皮筋所受的拉力

1T—_jng_o

cosa

(2)橡皮筋所受的拉力

FT=-!^-=k(l-l0)

cosa

则

cosamgmg

图像的斜率

k2.8-0.4

mg2.4x10-2

则橡皮筋的劲度系数

左=1.0x102N/m

图像在横轴上的截距即为橡皮筋的原长，则原长/°=0.21m。

13.答案：②49；29

@50

(1)2.78

(2)48；24

解析：②将红、黑表笔短接，此时表头的读数为49piA。由此可知，滑动变阻器凡的

最大阻值为

E15

凡=——R=—Q-2kH«29kQ

"Ig49x10-6

④当电流表指针满偏时

,=E_

当电表指针指向20|iA处时

解得

&=50kQ

(1)由以上计算可知当电表指针指向20RA处时，此时电流计以及综两端电压为

UG=1E=0.5V

当在“xlk”位置时，对应的待测电阻为50kd可知当在“x100”位置时，对应的待测电

阻为

6=50xl00Q=5kC

此时凡两端电压为

U=E—UG=1V

则电流为

导2mA

此时通过夫3的电流为

I3=I—IG=200|iA—20|iA=180piA

则

生=_a2.78kC

3

I3180x10-6

(2)若电池电动势为石=1.5V时，调零后

r_E

若电池电动势为E=1.44V时，调零后

/上

8R内'

当测量某电阻凡时，则

IE_E'

凡+段测4'+4真

联立可得

段测=R镇

E~E'

当凡测=50k。时，带入解得

凡测=48kC

当"测=25。时，带入解得

&测=24。

2

14.答案：（1）2=§xl（）5pa；（2）A[/=8.8J

解析：（1）设初状态压强化，对活塞受力分析有

Pi=Po+W=L2xlCPPa

又

pR%=p2shi

解得

p=—xlO5Pa

23

(2)对汽缸内气体缓慢加热过程有

S\_S(/?1+A/7)

=

TT2-

解得

A/z=0.5cm

气体对外做功

W=—pSM=—1.2J

根据热力学第一定律有

AU=Q+W

解得

A[/=8.8J

15.答案：(1)%=学；(2)E=孚；(3)J=|

解析：方法一:

(1)由动能定理得

可得粒子运动到A点的速度大小

(2)进入匀强电场，粒子水平方向做匀加速运动，竖直方向做匀速运动，粒子从y轴进

入磁场时速度v与y轴正方向夹角为6=60。

VCOS0=v0

v=2%=2------

Vm

根据动能定理

leEL=；mv~-gmv1

联立解得

-3U

E=——

2L

(3)带电粒子进入磁场中洛伦兹力提供向心力

evB=m——

r

e

当粒子运动的轨迹刚好与边界PQ相切时，粒子不从尸。边界射出，虚