2023-2024学年湖南省师范大学附属中学高二（下）期中考试物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年湖南师范大学附属中学高二（下）期中考试物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，丁图是铀核裂变图。以下说法正确的是(

)

A.若b光为绿光，c光可能是紫光

B.用图甲所示的光电效应实验电路可以测得Uc1、Uc2

C.若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于n=3激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光

D.图丁核反应方程为922552.室内足球运动的某次传球过程，足球在地面位置1被踢出后落到位置3，2为空中达到的最高点，速度大小为vC，则

A.足球在空中的最大水平速度为vC

B.足球在位置1和位置3的动能相等

C.与下落过程相比，足球在上升过程中重力势能变化快

D.若在位置2以大小为vC3.如图所示，坐标原点O左右两边的介质不同，P、Q为两列波的波源，两波源同时起振，某时刻，两列波分别沿x轴传播到点M(−9,0)、点N(3,0)，则下列说法正确的是

A.两列波的起振方向相反

B.两列波的波动频率相同

C.两列波在x=−3.5 cm处相遇

D.两列波在x轴负半轴叠加能形成稳定的干涉图样4.如图甲所示，太阳系中有一颗“躺着”自转的蓝色“冷行星”——天王星，周围存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，假设“中国天眼”对其做了精确的观测，发现环状物质线速度的二次方即v2与到行星中心的距离的倒数即r−1关系如图乙所示。已知天王星的半径为r0，引力常量为G，以下说法正确的是(

)

A.环状物质是天王星的组成部分

B.天王星的自转周期为2πr0v0

C.v25.如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈n1上，副线圈n2通过理想二极管接有电容C=2×10−4F的电容器和阻值R= 20Ω的电阻，理想变压器匝数比n1:n2=1: 2。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，发电机线圈匝数N=10A.电压表示数为10V B.电阻R的电功率等于10W

C.电容器上的电荷量为22×106.如图所示，一个半径为R的四分之一光滑球面放置在水平桌面上。球面上置一光滑均匀铁链，其A端固定在球面的顶点，B端恰与桌面不接触，单位长度质量为λ，重力加速度为g。试求铁链A端所受的拉力(

)

A.0.5λgR B.λgR C.1.5λgR D.2λgR二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.如图甲所示，在平静的水面下深ℎ处有一个点光源S，它发出不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色(见图乙)。设b光的折射率为nb，则下列说法正确的是(

)

A.在水中，a光的波长比b光的大

B.在水中，a光的传播速度比b光的小

C.复色光圆形区域的面积为S=πℎ2nb2−18.如图所示，立方体ABCD−EFGH的两个顶点A，F分别固定电荷量为q的点电荷，C，H两个顶点分别固定电荷量为−q的点电荷，P是ABCD面的中点，Q是CDFG面的中点，则下列说法中正确的是

A.P、Q两点的电场强度相同

B.P、Q两点的电势相等

C.一个正的点电荷在G点电势能大于在D点电势能

D.一个负的点电荷在E点电势能小于在B点电势能9.半径为R、内壁光滑的半圆弧轨道ABC固定在光滑的水平地面上的A点，AC是竖直直径，B是圆心O的等高点，把质量相等小球甲、乙(均视为质点)用长为2R的轻质细杆连接，放置在地面上。现让甲、乙同时获得水平向右的速度v0，乙进入半圆弧轨道ABC并沿着内壁向上运动，且乙能运动到B点，重力加速度为g，下列说法正确的是(

)

A.乙沿着圆弧上升甲在水平面上运动，甲的机械能不守恒

B.乙沿着圆弧上升甲在水平面上运动，甲、乙组成的整体机械能不守恒

C.乙运动到B点，甲、乙的速度大小之比为1：3

D.乙运动到B点，甲的速度为10.空间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面。线段MN是屏与纸面的交线，长度为7L，其左侧有一粒子源S，可沿纸面内各个S方向不断发射质量为m、电荷量为q、速率相同的粒子；SP⊥MN，P为垂足，如图所示。已知SP=MP=3L，若MN上所有的点都能被粒子从其右侧直接打中，则粒子的速率可能为(

)

A.5qBLm B.25qBL三、实验题：本大题共2小题，共20分。11.某同学利用图(a)所示的装置验证碰撞过程中的动量守恒定律。A、B两滑块均带有弹簧片和宽度相同的遮光片，测得滑块A、B(包含弹簧片和遮光片)的质量分别为m1和m2(1)实验前，该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，结果如图(b)所示，则d=_____mm。(2)该同学在调节气垫导轨水平时，开启充气泵，将一个滑块轻放在导轨中部后，发现它向右加速运动。此时，应调节左支点使其高度_____(填“升高”或“降低”)。(3)将气垫导轨调节水平后，给滑块A一向右的初速度，使它与滑块B发生正碰。碰前滑块A通过光电门1的遮光时间为t0，A、B碰后分别通过光电门1和光电门2，遮光时间分别为t1和t2，则该同学所要验证的动量守恒定律的表达式为_____(用m1、m2、t0、t12.某同学利用如图(a)所示的电路测量未知电阻R0的阻值与电源电动势E和内阻r，R为电阻箱，电流表可视为理想电流表。操作步骤如下：(1)测量R0的阻值。先闭合开关S1和S2，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为11 Ω时，电流表示数为I；接着断开S2，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R为5 Ω时，电流表示数仍为I，此时则R0的阻值为________Ω；若电流表为非理想电流表，则按照该方法实际测量得到的R(2)保持S1闭合、S2断开，多次调节电阻箱的阻值，记录每次调节后的电阻箱的阻值R及电流表A的示数I。为了直观地得到I与R的关系，该同学以电阻箱的阻值R为纵轴，以x为横轴作出了如图(b)的图像，则横轴x为__________，R=________(均选用字母E、I、R0和r(3)若图(b)中横轴x所表示的物理量的单位为国际单位，由图像可求得电源的电动势E=__________V，内阻r=________Ω(结果均保留2位有效数字)。(4)设想用该电源和理想电流表以及无数个电阻R0构成一个电路，则电流的示数为__________A。(结果保留2位有效数字)

四、简答题：本大题共1小题，共14分。13.如图所示，倾角为θ的固定斜面的底端安装一个弹性挡板P，质量分别为m和4m的物块a、b置于斜面上，二者初始位置距离挡板足够远，物块a与斜面间无摩擦，物块b与斜面间的动摩擦因数为μ=tanθ。两物块间夹有一个劲度系数很大且处于压缩状态的轻质极短弹簧，弹簧被锁定，锁定时弹簧的弹性势能为10mv02。现给两物块一大小为v0、方向沿斜面向下的初速度的同时，解除弹簧锁定，弹簧瞬间完全释放弹性势能，并立即拿走弹簧。物块a与b、a与挡板P之间的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度为g(弹簧长度可以忽略不计)。求：

(1)弹簧解除锁定后瞬间a、b的速度大小；

(2)拿走弹簧后，a与b第一次碰撞后b上升的高度；

五、计算题：本大题共2小题，共22分。14.一容器内部空腔呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上竖直插入一根两端开口且粗细均匀的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S，管内用一长为ℎ的水银柱封闭着长为l1的空气柱，如图。此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中，水银柱缓慢上升，静止时管内空气柱长度变为l2。已知水银密度为ρ，重力加速度为g，大气压强为(1)求温度为T1时封闭气体的压强p(2)求容器的容积V；(3)若该过程封闭气体的内能增加了ΔU，求气体从外界吸收的热量Q。15.如图甲所示，MN、PO为足够长的两平行金属导轨，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=30°，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，垂直于导轨平面向上，MP间接有电流传感器，质量m=0.2kg、阻值R=1.0Ω的金属杆ab垂直导轨放置，它与导轨的动摩擦因数μ=33。现用外力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使ab由静止开始运动并开始计时，电流传感器显示回路中的电流Ⅰ随时间t变化的图象如图乙所示，除导体棒电阻外，其他电阻不计。取(1)0∼3s内金属杆ab运动的位移；(2)0∼3s内F随时间变化的关系。

参考答案1.A

2.C

3.C

4.D

5.B

6.B

7.AC

8.BD

9.ACD

10.BC

11.(1)2.25；(2)降低；(3)m12.(1)

6；不变；(2)

1I；E(3) 3.1；3.3；

(4)0.16。

13.解：(1)取沿斜面向下为正方向，设弹簧解除锁定后瞬间a、b获得的速度分别为v1、v2，由动量守恒定律和机械能守恒定律分别得

5mv0=mv1+4mv2

12⋅5mv02+10mv02=12mv12+12⋅4mv22

解得：v1=5v0，v2=0

则弹簧解除锁定后a、b的速度大小分别为5v0、0。

(2)由于b与斜面的动摩擦因数μ=tanθ，对b，有μ⋅4mgcosθ=4mgsinθ，所以b与斜面间的最大摩擦力等于b的重力沿斜面向下的分力，又因为弹簧解除锁定后b的速度为零，则b保持静止，第一次碰撞发生在原位置处，a与斜面无摩擦，则a与b碰撞前a的速度大小为v1，方向沿斜面向上，设第一次碰撞后瞬间a、b的速度分别为va1、vb1，由动量守恒定律和机械能守恒定律得

−mv1=mva1+4mvb1

12mv12=12mva12+12⋅4mvb12

解得

va1=3v0，vb1=−2v0

b沿斜面向上运动的过程中，由牛顿第二定律得

−4mgsinθ−μ⋅4mgcosθ=4mab

解得

ab=−2gsinθ

第一次碰后b沿斜面向上运动的最大距离为

xb1=0−vb122ab

故上升的高度为

ℎ1=xb1⋅sinθ=v02g

(3)由题意，a、b14.解：(1)对水银柱进行受力分析，有p解得p1(2)由题意可知，封闭气体的初状态：温度为T1，体积末状态：温度