湖南省湖湘教育三新探索协作体2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题

这是一份湖南省湖湘教育三新探索协作体2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题，共15页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，考试结束后，将答题卡上交等内容，欢迎下载使用。
（本试卷共15题，考试用时75分钟，全卷满分100分）
注意事项：
1．答题前，先将自己的班级、姓名、准考证号写在试题卷和答题卡上，并将准考证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铅笔把答题卡上相应题目的答案标号涂黑．写在试题卷、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：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．
4．考试结束后，将答题卡上交．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论叫做分子动理论．关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A．若知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，则可以估算出气体分子的直径
B．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈
C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D．当分子力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小
2．如图所示，一列简谐横波以的速度沿x轴方向传播，时刻的波形如图中实线所示，经过，波形如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴负方向传播，图中
B．波沿x轴正方向传播，图中
C．和处的两质点在沿y轴方向上的最大距离为
D．波沿x轴负方向传播，周期为
3．随着科技的不断进步，电磁感应现象已经广泛应用于我们的日常生产和生活中，下列说法错误的是（ ）
A．电感线圈在交流电路中存在感抗是因为自感现象
B．电磁炉的工作原理是锅体产生涡流，涡流在锅体产生热量从而加热锅内食物
C．真空冶炼炉是利用炉内放入的金属产生涡流的热量，从而冶炼炉内金属
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起驱动的作用
4．蹦极运动是一项非常刺激的户外运动，在某次蹦极运动中，蹦极运动员从跳台上由静止开始自由下落，在弹性绳的作用下，蹦极运动员的速度最终减为零，下落的过程中并未接触地面．不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员从开始下落到速度最大的过程中，其动量增加量小于重力的冲量
B．运动员从弹性绳刚拉直到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于弹性绳的弹力的冲量
C．运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于弹性绳的弹力的冲量
D．运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与弹性绳的弹力的冲量相同
5．图甲为一小型发电机的示意图，发电机线圈的内阻忽略不计，矩形线圈两端通过电刷与理想变压器的原线圈相连．电路如图乙所示，已知理想交流电流表A、理想交流电压表V的示数分别为I、U，电阻R消耗的功率为P，若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则以下判断正确的是（ ）
甲 乙
A．R消耗的功率变为 B．电压表V的示数变为
C．电流表A的示数变为 D．通过电阻R的交变电流频率不变
6．如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．y轴上有一粒子源Q坐标为，其发射大量质量为m，电荷量为q的带电粒子以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为．当时，粒子恰好垂直x轴离开磁场．不计粒子的重力及粒子间相互作用力．下列说法正确的是（ ）
A．粒子源中发射的带电粒子带正电 B．粒子的发射速度为
C．x轴上被粒子打到的区域长度为 D．粒子在磁场中运动的最长时间为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．某同学利用压敏电阻设计了如图甲所示电路，将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在其上表面放一绝缘物块m，电梯静止时电压表示数为，若在某个运动过程中，电压表的示数变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．时间内电源的总功率变小 B．时间内物块m处于超重状态
C．时间内电梯匀速运动 D．时间内物块m处于失重状态
8．小明同学在测量玻璃折射率的实验中，用两种不同颜色的单色光a、b同时由空气斜射向平行玻璃砖，经过玻璃砖折射后惊奇的发现合成一束复色光，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两光在玻璃砖中的传播速度
B．a、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角
C．a、b两光在玻璃砖中的折射率
D．增大入射角，a、b两束光一定会从另一侧射出
9．我国发射的“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星．利用该卫星可对月球进行成像探测．如图所示，卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为h，绕行周期为；月球绕地球公转的周期为，公转轨道半径为r；地球半径为，月球半径为（忽略地球、太阳引力对绕月卫星的影响，万有引力常量G已知）．下列说法正确的是（ ）
A．由开普勒第三定律得：
B．月球表面重力加速度
C．月球质量
D．“月地检验”的目的是为了说明地球对月球的引力与太阳对地球的引力是同一种性质的力
10．如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距．导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度．两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨．已知棒的质量为，棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计．将棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力F，此时拉力传感器开始测量细线拉力，作出力随时间t的变化图象如图乙所示（力大小没有超出拉力传感器量程），重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．当时，棒的速度大小为
B．当时，外力F的大小为
C．在内，外力F的冲量大小为
D．在内，若棒产生的热量为，则外力F做的功为
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分．
11．（8分）某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证牛顿第二定律．图中A、B为两个光电门，C为固定在凹槽上的遮光条．实验前（不挂钩码）左右移动小木块使凹槽能够在长木板上匀速运动．设遮光条的宽度为d，两光电门间的距离为x．实验时凹槽每次都从同一位置由静止释放，研究对象为凹槽（包括内部的砝码）及钩码组成的系统．
（1）按上述实验方案进行实验，是否要求凹槽（包括内部的砝码）的总质量远大于右边钩码的质量？____________（选填“是”或“否”）．
（2）实验中与光电门连接的数字计时器可以测量遮光片经过光电门A、B所用的时间．求得的加速度a的表达式为_________．（用、d、x表示）
（3）平衡摩擦以后，将钩码逐个拿到凹槽中，记录每次所悬挂钩码的质量，释放凹槽，测出对应的加速度，则下列哪一图象能正确反映加速度a与悬挂钩码的重力之间的关系____________．
A B C D
（4）已知凹槽（包括内部的砝码）的总质量为M，右边钩码的质量为m，重力加速度为g，在平衡摩擦的情况下，释放凹槽的瞬间，凹槽与钩码间的细绳拉力__________．（用M、m、g表示）
12．（8分）某实验小组用电压表和电阻箱测量溶液电池的电动势E和内阻r，实验室中有一种特殊电源，可以把电压表接在靠近电源正、负极M、N旁的两探针P、Q上，来采集溶液电池的内电压，并在实验的过程中测量和记录了电压表示数随电阻的变化情况．请回答下列问题：
（1）在实验的过程中，逐渐调节电阻箱的电阻，让R的阻值逐渐增加，电压表的示数如何变化__________（选填“增大”“不变”或“减少”）．
（2）通过作图来测量电源的电动势和内阻，以R为横坐标，以为纵坐标．在坐标系中，图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势__________，内阻__________．
（3）内阻的测量值__________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值．
四、计算题：本题共3小题，共40分．要求写出必要的文字描述和关系式．
13．（11分）工程上通常所说的“压力表”，本质测的是压力表内外的压强差，在大气环境中指针在零刻度线位置．其刻度盘上单位（巴）也是一个常用压强单位，．小周同学利用所学知识，设计了一个重力计，其原理如图所示，导热性能良好的活塞和汽缸封闭一定质量的理想气体，汽缸底部连接一个压力表，不计压力表及管道中的气体，活塞的面积，不计活塞的重力及活塞与汽缸之间的摩擦，活塞到汽缸底部的距离为．当活塞上面放质量为m的重物时，活塞缓慢下降到稳定．已知大气压强为，重力加速度取，求：
（1）当活塞上重物质量时，活塞到汽缸底部的距离；
（2）当压力表示数为时，重物的质量．
14．（13分）如图所示，直角坐标系中，第一象限有一半径为R的圆形磁场，圆心坐标，磁场方向垂直于纸面向里，大小未知．第二象限有一平行于x轴的速度选择器（中心线过圆心），其内电场强度E和磁感应强度B如图所示，P处左边有一粒子源（图中未画出），向x轴正方向发射质量为m、带电量为、不同速率的粒子，只有特定速率的粒子才能通过速度选择器而进入圆形磁场．不计粒子重力．
（1）请问能通过速度选择器的粒子的速率是多大？
（2）若（1）中的粒子经过圆形磁场区域偏转后能打中x轴上的点，求出圆形区域的磁感应强度大小；
（3）保持（2）中的磁场不变，现将粒子源和速度选择器整体沿y轴上下平移，使粒子在磁场中运动的时间最长，问此时粒子源和速度选择器平移的距离是多少？
15．（16分）如图所示，光滑水平地面上叠放着两块质量均为的板，它们左端对齐，接触面粗糙程度均匀．给A、B一个大小均为的相向的初速度；与此同时，将两个大小忽略不计，质量分别为和的光滑小球C、D从短板A的上表面以上处，以大小为的初速度相向水平抛出．其中，小球C的抛出点在两板左端正上方，两球抛出点相距．两个小球与短板A的碰撞是弹性碰撞，且撞击时间忽略不计；撞击过程A、B间的弹力始终等于两个小球对短板A的撞击力之和．两个小球前两次落到板上时都恰好分别落在A的两端，之间某个时刻两小球相碰，碰撞过程它们的竖直分速度不变．长板B足够长，整个过程短板A的任意部分都不会滑出长板B．重力加速度．求：
（1）短板A的长度l；
（2）A、B两块板之间的动摩擦因数μ；
（3）C、D两球发生碰撞后，各自的水平分速度大小．
参考答案
2024年5月湖湘教育三新探索协作体高二期中联考
物理
（本试卷共15题，考试用时75分钟，全卷满分100分）
注意事项：
1．答题前，先将自己的班级、姓名、准考证号写在试题卷和答题卡上，并将准考证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铅笔把答题卡上相应题目的答案标号涂黑．写在试题卷、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：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．
4．考试结束后，将答题卡上交．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．【答案】D
2．【答案】A
【解析】由得波在时间内传播的距离为，由图可得该波的波长等于，所以波沿x轴负方向传播且，A正确，B错误，和处的两质点在沿y轴方向上的最大距离为，故C错误，，D错误．
3．【答案】D
【解析】磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起阻尼的作用．D错误．
4．【答案】A
【解析】运动员在加速运动过程中，开始只受重力作用，弹性绳拉直之后，先做加速，后做减速，根据动量定理可知运动员动量的变化量等于重力的冲量减去弹力的冲量，故A正确；则其重力的冲量小于弹性绳的作用力的冲量，故B错误；整个过程根据动量定理可得，故运动员整个向下运动过程中合外力的冲量为零，故C错误；整个过程根据动量定理可得，所以，即运动员整个运动过程中重力的冲量与弹性绳的作用力的冲量等大反向，故D错误．
5．【答案】B
【解析】发电机线圈的转速变为原来的2倍，则交变电流频率变为原来的2倍，由知，原线圈中输入电压变为原来的2倍，根据，则变为原来的2倍，即，副线圈交变电流的频率与原线圈相等，B正确，D错误；由可知通过R的电流也变为原来的2倍，根据，原线圈上的电流也变为原来的2倍，即电流表A的示数变为，C错误；R消耗的功率，A错误．
6．【答案】D
【解析】A．由左手定则可判断粒子源中发射的带电粒子带负电，A错误；
B．当时，从Q中发射的粒子恰好垂直x轴离开磁场，运动轨迹如图1所示：
粒子运动的半径为
洛伦兹力提供向心力
解得Q粒子源发射粒子速率为，故B错误；
图1
C．带电粒子经过x轴的临界情况如图2所示：当粒子在磁场中的轨迹为半圆时与x轴的交点为G点，G点与时粒子与x轴的交点F点相距最远，所以Q粒子源发射的带电粒子经过x轴的段，
由几何关系：，
，
故，故C错误；
图2
D．当粒子沿y轴正方向运动时有最大圆心角，其运动轨迹如图3所示：
由几何关系可知圆心角；
洛伦兹力提供向心力；
粒子在磁场中运动的周期为；
得；
所以粒子在磁场中运动的最长时间为：；
所以，故D正确．
图3
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
7．【答案】AD
【解析】AB．在时间内，电压表的示数从开始逐渐变大，则电路中的电流减小，总电阻变大，压敏电阻的阻值增大，则压敏电阻所受压力减小，电源的总功率变小，选项A正确；物块所受的重力大于支持力，物块加速度向下，则电梯内的物块处于失重状态，B错误；C．在时间内，电压表的示数大于静止时的读数且保持不变，说明外电路电阻变大且保持不变，压敏电阻受压力减小，电梯的加速度向下且保持不变，则电梯处于匀变速直线运动状态，选项C错误；D．在时间内，电压表的示数大于静止时的示数，所以物块应该处于失重状态，D正确．
8．【答案】BD
【解析】A．由可知，a光在玻璃中传播速度较小，A错误；B．由可知，a、b两光从该玻璃砖射向空气时的临界角，B正确；C．a光偏折程度较大，由折射率的定义可知，折射率较大，即，C错误；D．光线射出玻璃时的折射角等于光线射入玻璃时的入射角，由光路可逆的特点可知，增大入射角，a、b光依然均会从另一侧射出，D正确．
9．【答案】BC
【解析】A．月球绕地球运动，卫星绕月球运动，他们的中心天体不同，不能用开普勒第三定律，选项A错误；
B．对月球的极地卫星：
对月球表面的物体：
月球表面重力加速度，选项B正确；
C．对月球的极地卫星，
解得月球质量，选项C正确；
D．“月地检验”说明地球对地面物体的引力和地球对月球的引力是同一种性质的力，选项D错误．
10．【答案】BC
【解析】当时，对棒由平衡条件得．当时，棒受到沿斜面向上的拉力，由平衡条件得，解得；感应电动势为，由，解得，故A错误．当时，棒受到沿斜面向上的拉力，由平衡条件得，解得；感应电动势为，由，解得．由于随时间均匀增大，所以棒做匀加速直线运动，其加速度为，对棒由牛顿第二定律得，解得外力，故B正确．棒在内的位移为，在内的位移为，所以在内的位移为，由动量定理得，其中，解得，故C正确．由动能定理得，其中，解得，故D错误．
三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分．
11．【答案】（1）否（2分） （2）（2分）
（3）C（2分） （4）（2分）
【解析】（1）由于该实验研究的对象是为凹槽（包括内部的砝码）及钩码组成的系统．
（2）由求得．
（3）平衡摩擦力后，加速与合外力成正比，图线通过坐标原点一条倾斜的直线．故选C．
（4）由牛顿第二定律定律．
12．【答案】（1）减少（2分） （2）（2分） （2分） （3）小于（2分）
【解析】（1）当外阻增加时，路段电压增加，内电压减少
（2）
（3）内阻的测量值是电源内阻与电压表并联总阻值，其大小小于电源真实内阻．
四、计算题：本题共3小题，共40分．要求写出必要的文字描述和关系式．
13．【答案】（1） （2）
【解析】（1）令压缩后气体压强为，由平衡条件有：
2分
取封闭的气体为研究对象，气体做等温变化，初始气活塞到汽缸底部的距离，压缩后活塞到汽缸底部的距离为，由玻意尔定律：
2分
代入数据解得： 1分
（2）压力表示数为时，代表此时汽缸与大气压强差值为，则此时汽缸内部压强
2分
由平衡条件有： 2分
代入数据解得： 2分
14．【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）电场力与洛伦兹力平衡，即 2分
1分
（2）粒子径向射入圆形磁场区域，一定径向射出磁场，要击中A点，则出射方向应沿方向，做辅助线如图1：连接，连接，由几何关系可得，则，
则粒子轨迹半径 2分
洛伦兹力提供向心力，即 2分
得 1分
图1
（3）最长时间对应最长弦，当以磁场区域圆的直径为粒子轨迹圆弧的弦时，粒子在磁场中的时间最长，做辅助线如图2：
其中，因 2分
1分
由几何知识可得，即平移距离为 2分
图2
15．【答案】（1） （2）0.6 （3）
【解析】（1）对两个小球，第一次落到A上之前的过程
．
解得： 2分
两球一开始相距L，第一次撞击短板A两端时，距离即为A的长度；
故 1分
解得： 1分
（2）两个小球落到A上之前，假设A、B尚未停下，则对A、B均有
2分
这个过程中，A的位移等于C的位移
1分
解得： 2分
此时，A、B的速度大小均为；
解得，假设成立 1分
（3）撞击前，两个小球的竖直分速度大小记为，则；解得．
撞击后，它们的竖直分速度大小也为．
撞击过程，对两个小球整体，竖直方向上，由动量定理
解得A对两个小球的反作用力的冲量 1分
由于撞击过程A、B间弹力可视为始终等于两球对A的冲击力，由牛顿第三定律，也等于A对两球的反作用力．而摩擦力，故A、B间的摩擦力的冲量为．
撞击过程，对A、B，分别由动量定理
解得 1分
小球两次落到A上的时间间隔记为，则；解得 1分
从两球第一次落到A上，到两球相撞的时间记为，则；解得 1分
以向右为正方向，设两球碰后的水平速度分别为和，则C、D在两次落到A上之间的过程中的位移分别为
按照题意，应该有；于是 1分
碰撞过程，水平方向动量守恒
解得；大小分别为 1分