湖北省恩施州高中教育联盟2022-2023学年高二下学期期中物理试题

恩施州高中教育联盟2023年春季学期高二年级期中考试

物理

命题单位：恩施州高中教育联盟

本试卷满分100分，考试用时75分钾。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一、二册，选择性必修第三册前两章。

一、选择题：本题共 11小题，每小题4分，共44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8~11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.关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是

A．由空气进入水中时，电磁波速度会变小

B．手机在通话时传播的波既有电磁波又有声波

C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同

D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同

2.下列说法错误的是

A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

C．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

3.一波源Q发出一列简谐横波，波源Q的振动图像如图所示。在波的传播方向上有M、N两质点，它们到波源 Q的距离分别为30m和48m，测得M、N开始振动的时间间隔为3.0s。下列说法正确的是

A．该波的波长为 18m

B． N的振动比波源Q滞后8.0s

C． N开始振动时，M点的振动方向向上

D． N开始振动后，在9s内通过的路程为0.25m

4.新能源电动汽车的无线充电原理图如图甲所示，M为匝数n=50匝、电阻r=1.0Ω的线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在M线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是

A． M线圈产生的电动势的有效值为

B．在t1时刻，M线圈产生的电动势为20V

C．在t1~t2内，通过M线圈的电荷量为

D．在一个周期内，通过M线圈的电荷量为：

5.如图所示，固定长直导线的正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，静止时金属圆环的中心位于O点。现在导线中通有水平向右的恒定电流，将金属圆环的中心拉到a位置无初速度释放，金属圆环的中心运动到b位置后反向运动，已知金属圆环和长直导线始终在同一平面内，且细线始终处于张紧状态。则金属圆环从a到b位置的过程中

A．圆环中没有感应电流产生

B．圆环中感应电流的方向先逆时针再顺时针方向

C．圆环受到安培力的方向先竖直向上再竖直向下

D．圆环所受安培力的方向先水平向左后水平向右

6.如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的圆柱体带动一个T形支架在竖直方向振动，T形架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时，测得小球振动的振幅与圆盘转动频率的关系如图乙所示。以下说法正确的是

A．小球向上运动过程，小球处于超重状态

B．圆盘转动时，弹簧和小球组成的系统机械能守恒

C．当圆盘停止转动后，小球自由振动的频率会减小

D．当圆盘转动的频率为0.4 Hz时，小球振动的频率也为0.4 Hz

7.如图所示，矩形虚线框内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从其中一边的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。粒子重力不计。下列说法正确的是

A．粒子a带负电

B．粒子c的动能最大

C．粒子b在磁场中运动的时间最长

D．粒子b在磁场中运动时的向心力最大

8.如图，为一直角某玻璃材质三棱镜的横截面，∠A=30°，C为直角。一束单色光从AB边的中点O平行AC边射入三棱镜，恰好从C点离开。已知光在空气中的传播速度为3×108 m/s。下列说法正确的是

A．此玻璃三棱镜对该单色光的折射率为

B．该单色光在玻璃三棱镜的速度为

C．保持AB面上入射点O的位置不变，改变入射角的大小，可使光在玻璃中的传播时间最短

D．保持AB面上入射点O的位置不变，无论怎么改变入射角的大小，都不可能使光在玻璃中的传播时间最短

9.某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R 为定值电阻，L1、L2为两只标有“5 V，2A”的相同小灯泡，在输入端加如图乙所示的交变电压。开关S断开时，灯泡 L1正常发光，测得电阻R两端的电压与灯泡 L1两端的电压相等，则下列说法正确的是

A．定值电阻的阻值为 7.5Ω

B．闭合开关S后，灯泡L₁ 变暗

C．理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1

D．理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1

10.如图所示，竖直面内有一个固定圆环，MN 是它在竖直方向上的直径。两根光滑滑轨 MP、QN 的端点都在圆周上，MP>QN。将两个完全相同的小滑块a、b分别从M、Q点无初速度释放，在它们各自沿 MP、QN 运动到圆周上的过程中，下列说法中正确的是

A．弹力对a滑块的冲量较小    B．合力对两滑块的冲量大小相同

C．重力对两滑块的冲量大小相同   D．两滑块的动量的变化大小相同

11.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是

A．自行车的车速越大，霍尔电势差越高

B．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

C．图乙中霍尔元件的电流 I 是由正电荷定向运动形成的

D．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小

二、实验探究题：本题共2小题，共16分。

12.（8分）（1）细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图1中a和b所示。已知细丝Ⅰ的直径为0.605 mm，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图2所示，细丝Ⅱ的直径为        mm。图1中的        （填“a”或“b”）是细丝Ⅱ的衍射图样。

（2）如图所示是小明同学改为参考课本上“用光传感器做双缝干涉的实验”进行实验，图甲、乙分别对应的是第一、二次实验得到的干涉图线。比较甲、乙两图线可判断，第一次实验中

A．缝距d一定大

B．光的强度较小

C．光源离双缝的距离较大

D．双缝离光传感器的距离L 可能较小

13.（8分）防疫停课期间，小明在家用浅盘、量筒、适量温水、植物油，酒精、细石膏粉、坐标纸、彩笔等估测分子的大小，他将0.1mL 的植物油溶于酒精，制成100mL的植物油酒精溶液，用量筒和注射器测得 1.0mL 上述溶液有60滴，现用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为2cm。（计算结果均保留两位有效数字）

（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是         mL；

（2）小明数出图中油膜面积约占 60格，根据上述数据得出油酸分子的直径是         m；

（3）关于本实验下列说法正确的有        。

A．选用植物油酒精溶液而不是植物油，目的是让植物油尽可能散开，形成单分子油膜

B．若植物油没有充分散开，植物油分子直径的计算结果将偏小

C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，植物油分子直径的计算结果将偏大

D．在向量筒中滴入 1mL植物油酒精溶液时，滴数少记了几滴，植物油分子直径的计算结果将偏小

三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14.（10分）某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27℃时，压强为3.0×103Pa。

（1）当保温杯中装满热水，其夹层中空气的温度升至 37℃，求此时夹层中空气的压强；

（2）当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值，设环境温度为27℃，大气压强为1.0×105Pa。

15.（12分）如图所示，线圈 abcd 每边长L=0.20 m，线圈质量 m1=0.20 kg、电阻R=0.10Ω，砝码质量m2=0.1kg。线圈下方的匀强磁场磁感应强度B=0.5 T，方向垂直线圈平面向里，磁场区域的宽度为h=0.40m。砝码从某一位置上升，使ab边以速度v匀速进入磁场，当cd边出磁场时速度恰好也为v，取重力加速度大小。g=10m/s2。求：

（1）线圈做匀速运动的速度 v为多大？

（2）线圈出磁场区域过程中线圈产生的热量是多少？（整个过程中m2没有与滑轮相碰）

16.（18分）我国自主研发的复兴号动车组列车时速可达350 km/h，由于车钩缓冲系统搭载了我国研制的超大容量能量吸收设备，可以有效吸收挂接过程中损失的动能，使车厢在挂接过程中更加平稳。假设在编组站进行的某次挂接实验中，共有8节车厢。为了测试碰撞性能，动力车厢置于编组区外，编号为1，其余车厢在编组区内依次排列，车厢之间间隙均为 L，编号分别为2、3……n。若所有车厢质量均为m，所有车厢与铁轨之间的动摩擦因数均为μ。现在使编号为1的一节动力车厢以某一初速度平稳运行，车头到达编组区立即关闭发动机。重力加速度为 g，不计空气阻力以及内部零件运转产生的机械能损失。

（1）设动力车厢与第 2 节车厢挂接前瞬间动能为 E，试求挂接后的动能以及挂接过程中损失的动能；

（2）某次实验动车关闭发动机时的动能为 E0时，发现第7节车厢挂接以后继续滑行s（s<L）静止下来。若能量吸收设备可以吸收由于挂接损失的动能的η倍（0<η<1），求此次实验中能量吸收设备吸收的能量 E吸；

（3）第7节车厢挂接以后继续滑行 s（s<L）静止下来，试求动力车厢关闭发动机前的速度大小。

恩施州高中教育联盟2023年春季学期高二年级期中考试

物理参考答案

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。

1. A 2. B 3. B 4. A 5. C 6. D 7. D 8. ABC 9. ABD 10. AC 11. BD

二、实验探究题：本题共2小题，共16分。

12.（1）0.731~0.734 mm （3分） a （2分）

（2）D （3分）

13.（1）1.7×10-5（2分） （2）7.1×10-10（2分） （3）AC （4分，选不全得2分，有错选不得分）

三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

14.（10分）

解：（1）由题意，当T1=27+273=300（K），p1=3.0×10³Pa，T2=37+273=310（K）|时，压强为 p2，由 得p2=3.1×103Pa。3分

（2）令保温瓶夹层体积为 V1，出现裂隙后保温瓶夹层中原有空气所占体积为V0，大气压

P0=1.0×105Pa

由p1V1=p0V0            2分

△V=V1-V0               2分

 2分

得： 1分

15（12分）

解：（1） ab边以速度v匀速进入磁场：

E=BLv ① 1分

 ② 1分

F=BIL ③ 1分

mM1g=m2g+F④ 2分

v=10m/s⑤。 1分

（2）线圈进入磁场过程生热Q1=FL=0.2J ⑥ 2分

线圈ab边进入磁场到cd边出磁场全过程生热

Q=（m₁g-m₂g）（L+h）=0.6J ⑦ 2分

线圈出磁场区域过程产生的热量Q2=Q-Q1⑧ 1分

Q2=0.4J ⑨。 1分

16.（18分）

解：（1）令动力车厢与第2 节车厢挂接前瞬间速度为 v1，即

1、2车厢挂接前后动量守恒：mv1=2mv。。。。。。②

（2）令损失的动能为 E损，全过程能量守恒：

⑤

损……⑥

得： ⑦

（3）关闭发动机时动车动能为 ⑧

动车与2车厢挂接前动能

动车与2车厢挂接后动能 （由 知动量相等时动能比为质量反比）

在动车、2车厢共同滑行距离L、第2与第3车厢挂接前的瞬间动车与2车厢动能

第2与第3车厢挂接后

第3与第4车厢挂接前的瞬间，动车与2、3车厢动能

以此类推：        

第7节车厢挂接以后继续滑行s（s<L）静止下来：

联立以上各式：E0=91μmgL+49μmgs⑱

故：

（1）②式2分，③④1分。（2）⑤式2分⑦1分。（3）⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯⑰⑱⑲各1分

学生用通式做出来一样给分。方法二：

（3）设车厢1关闭发动机前速度为 v10，则其动能

车厢1 滑行距离L，1、2挂接前的瞬间，系统剩余动能为

据（1）的分析可得，1、2车厢挂接后的瞬前，系统剩余动能为

在1、2车厢共同滑行距离L、第2与第3车厢挂接前的瞬间，系统剩余动能为

2、3车厢挂接后的瞬间，系统剩余动能为

在1、2、3车厢共同滑行距离L、第3与第4车厢挂接前的瞬间，系统剩余动能为

依次类推，在第（n-2）与（n-1）车厢挂接前的瞬间，系统剩余动能为

（n-2）与（n-1）车厢挂接后的瞬间，系统剩余动能为

由题意（n-2）与（n-1）车厢挂接后还可继续滑行距离l（0<l<L）后静止，因而有

联立解得车厢1关闭发动机前的速度大小

当n-1=7时代入上式得