湖北省孝感市重点高中教科研协作体2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（含答案）

湖北省孝感市重点高中教科研协作体2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、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．0.15s B．0.25s C．0.35s D．0.45s3．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E4．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1B．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1D．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=2πLCA．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vA．vA=1.5m/s B．vA=3m/s7．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(3A．62 B．3 C．2 D．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。下列说法正确的是（）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v2，tA．tB．A、B分离前后弹簧振子的振幅之比为2C．tD．A、B分离前后A的最大加速度之比为2：1二、实验题（共2小题，每空2分，共18分。）11．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。①分划板在图中A位置时游标卡尺的示数为xA=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=12．“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=0.②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V0③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：（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cm（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．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．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（1）t=17℃时，h是多高？（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℃15．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（1）粒子第一次经过O1O2边界时速度方向与O（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'

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】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，三种现象的原因相同，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，故ABC不符合题意，D符合题意；

故答案为：D。

【分析】题干中“水桥”的形成，是由于水的表面张力，再分别判断各选项中的物理原理，即可得出答案。2．【答案】C【解析】【解答】驱动力频率越接近固有频率，会引起共振，振幅增大。共振频率为f=13Hz≈0.33Hz，故ABD错误，C正确；

3．【答案】C【解析】【解答】A、图示的位置与中性面垂直，故A错误；

B、电流表的示数显示的有效值，不为零，故B错误；

C、图示的位置磁通量变化率最大，故C正确；

D.最大磁通量为Φm=EmNω，故D错误；

4．【答案】B【解析】【解答】A、超声波在水下的速度为v=λT=1.5×10-21×10-5m/s=15×103m/s，与空气中的速度不相同，故A错误；

B、超声波在不同介质中频率不变f=5．【答案】D【解析】【解答】A、电阻R减小，会使电流增大，而图c中的实线幅度没有变化，故A错误；

B、电阻R不会改变振荡电路的频率，而c图说明振荡频率变化，故B错误；

C、A点的位置表示电路在顺时针充电，下极板带正电，故C错误；

D、此时电路中由磁场能转化为电场能，故D正确；

故答案为：D。

【分析】由电路图可知，电阻R减小，电流会增大，但不会改变振荡电路的频率；电路在顺时针充电时，下极板带正电，上极板带负电；电路中由磁场能转化为电场能。6．【答案】C【解析】【解答】碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，如果碰撞为完全非弹性碰撞，则mAvA=(mA+mB)v共，代入数据解得v共=43m/s；如果碰撞为弹性碰撞，由动量守恒得mAvA=mAvA'+mBvB'，由机械能守恒得12mAvA2=12m7．【答案】B【解析】【解答】如图：

当厚度为(3−1)R时，球壳的外侧表面恰好全部有光透出，说明光线在P点沿内径球面的光线恰好能从外球面射出，则入射角∠PAO刚好等于临界角C，由于内径为R，球壳厚度为(3−1)R，所以外径为R+(3−1)R=3R，由几何关系可知sin8．【答案】A,C【解析】【解答】A、动物发出的红外线，能够触发红外触发相机，所以红外触发相机就是利用红外线的热效应，故A正确；

B、雷达是利用测微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长较短、衍射现象不明显的特点，故B错误；

C、光敏电阻的阻值随着光照强弱不同而不同，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；

D、霍尔元件可以使带电粒子(元件中的载流子)在磁场中偏转，把磁学量转化为电学量，故D错误；

故答案为：AC。

【分析】根据红外线的作用、微波的特点、光敏元件的特点、霍尔元件的工作原理分析判断。9．【答案】B,D【解析】【解答】A、过程AB温度不变，则分子平均动能不变，A错误；

B、过程BC气体体积不变，则分子数密度不变，B正确；

CD、过程CA气体对外界做功，则W<0；温度升高，则△U>0；根据△U=W+Q，可得Q>0，说明气体从外界放热吸热，C错误，D正确；

故答案为：BD。

【分析】分子平均动能取决于温度，温度不变，分子平均动能就不变；气体体积可体现出分子数密度的变化；根据热力学第一定律即可判断气体吸放热情况。10．【答案】A,B【解析】【解答】A、AB整体从速度为0运动到速度为v过程为简谐振动，则速度随时间的变化关系为vi=vsinω1t，当vi=v2时，此刻的时间ω1t1=π6，当v2=v时，此刻的时间满足ω1t2=π2，所以有t1t2=13，故A正确；

B、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12，故B正确；

C、当AB分开时，只有A连接弹簧，从t2~t4也属于简谐运动，速度随时间的变化为vj11．【答案】（1）A（2）B（3）11.1；6【解析】【解答】(1)光先通过单缝获得单一频率的光，再通过双缝获得相干光源，所以1处为单缝、2处为双缝，故A正确，BCD错误。

(2)使条纹变得清晰，最方便的方式是调节拨杆。故ACD错误，B正确。

(3)①A位置时游标卡尺的示数为xA=11mm+0.1mm×1=11.1mm，B位置时游标卡尺的示数为xB=15mm+0.1mm×6=15.6mm，相邻条纹间距为∆x=xB-xA6，根据∆x=λLd，代入数据得λ=6.0x10-7m。12．【答案】（1）④；将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上（2）132~135；7（3）C【解析】【解答】(1)在步骤④前，应将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上；

(2)（i）计算油膜面积时，超过半格取整格，不到半格舍去，油酸膜的面积约132cm2；

（ii）油酸膜的体积为V=V0nV油V总，油酸分子的直径为d=VS，代入数据得d≈7.6x10-10m；

(3)根据NA=Vm13．【答案】（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。（回答是洛伦兹力不扣分。）（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=qvB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=qvBl．根据电动势定义为E=代入得E=Blv（2）根据动能定理知−W克安安培力做的功全部转化为电能，可得W根据Q=I2rt，可知导体棒代入得E【解析】【分析】（1）做切割磁感线的运动的导体棒，其非静电力为洛伦兹力；根据洛伦兹力表达式F=qvB、功的公式W=FL、电动势的定义式E=Wq可求出导体棒切割磁感线产生感应电动势；14．【答案】（1）等容变化满足p其中：T=(17+273)K=290K，T压强p0'p解得：h=6（2）由等容变化p得到：T=t=t与h为一次关系式，所以刻度均匀（3）根据T=