河南省信阳市信阳高级中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试物理试题

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命题人： 审题人：
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共43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8~10题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,有选错或不答的得0分。
1．生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风，其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果。图丙表示的是理想情况下的降噪过程，实线表示环境噪声，虚线表示降噪系统产生的等幅反相声波。则
A．降噪过程应用的是声波的干涉原理，P点振动加强
B．降噪过程应用了声波的衍射原理，使噪声无法从外面进入耳麦
C．降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
D．质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
2．一定质量的理想气体，由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2，再经过等压变化到状态3，最后变回到初态1，其变化过程如图所示，则
A．从1到2过程中，气体对外做功，内能减小
B．从2到3过程中，气体对外做功，内能减小
C．从1到2到3到再回到1的过程中，气体一定从外界吸热
D．从3到1过程中，气体分子数密度变大，内能增加
3．肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹。下列现象的原理与之相同的是
A．杨氏双缝干涉实验
B．影子的形成
C．利用光导纤维传递信息，实现光纤通信
D．泊松亮斑
4．图甲是一质量分布均匀的长方体药箱，按图乙所示的方式用轻绳悬挂在墙面一光滑的钉子P上，图丙为右视图。已知药箱长，质量，药箱上表面到钉子的距离，轻绳总长度，两端分别系在O、两点，O是ad的中点，是bc的中点，不计药箱与墙壁之间的摩擦力，g取，则轻绳上拉力大小为
A．4NB．5NC．8ND．10N
5．某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知
A．a公转周期为B．b公转周期为
C．a公转的角速度比b的小D．a公转的线速度比b的大
6．如图所示，有一长方体，，，M、N、P、Q分别为AB、、、CD的中点（图中未画出），下列说法正确的是
A．若B点放置一正点电荷，则电势差
B．若B点放置一正点电荷，则电势差
C．若在、B两点分别放置等量异种点电荷，则、M两点的电场强度大小相等
D．若在、B两点分别放置等量异种点电荷，则D、两点的电势相等
7．理论分析表明，一根长为L的均匀带正电的细杆竖直放置，当时，细杆两端处的场强，细杆中间处的场强．其中k为常数，为电荷线密度（细杆带电荷量与长度的比值）r为点到细杆的垂直距离，如图甲所示。若再取一根与完全一样的均匀带正电细杆b，平行放置在a的右侧，距离为（），如图乙所示。它们端点的连线上有点1、2、3、4，其中1、3到b杆的距离均为，各点到两杆的距离均远小于杆长L。关于各点场强的大小与方向，下列说法正确的是
A．1处合场强大小为B．2处合场强方向竖直向下
C．3处合场强大小为D．3、4处合场强方向不同
8.如图所示，为倾角为的斜面顶端的水平边沿，与平行，与竖直，在同一水平面内且。一足球从斜面最低点处以一定速度踢出，方向与水平方向成角，经过一段时间恰好水平击中点，不计空气阻力，已知重力加速度为长度，BC长度，则
A．足球在空中的运动时间为B．足球在空中的运动时间为
C．足球被踢出时的初速度为D．足球被踢出时的初速度为
9．两平行、光滑的直导轨与水平面间的夹角为，导轨处在垂直导轨平面向下的匀强磁场中，材料相同的均质金属棒P、Q垂直地放在导轨上，金属棒P被直导轨上的位置等高的且与导轨平面垂直的两挡板（图中未画出）挡住，一根轻质细绳跨过如图所示的轻质定滑轮，一端悬吊一重物，另一端连接金属棒Q，定滑轮右侧的细绳和导轨平行，将金属棒Q由静止释放，经过一段时间后，金属棒Q的速度始终为v，金属棒P与挡板间恰好无弹力作用。已知金属棒Q的质量为2m，金属棒P和重物的质量均为m，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，直导轨电阻不计，重力加速度大小为g，下列说法正确的是
A．金属棒Q运动过程中最大安培力为
B．夹角的正弦值
C．金属棒Q的最大加速度为
D．金属棒P上产生的焦耳热的最大功率为
10. 如图, 在空间直角坐标系中,平面为一挡板, 挡板左侧有沿轴正方向的匀强磁场, 磁感应强度大小为。挡板右侧有沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。y轴上距离坐标原点为的处有一粒子发射源, 可向平面内轴左侧方向范围内不断发射带正电的粒子。粒子质量均为, 电荷量均为, 速度介于0到之间的任意值，挡板在坐标原点处有一小孔, 打到挡板上的粒子均被挡板吸收. 从小孔穿出到达挡板右侧的所有粒子, 速度的最大值是最小值的2倍, 最终打在垂直轴放笡的接收屏上,形成亮斑。接收屏和挡板都足够大,不考虑粒子间的作用力。下列说法正确的是
A.
B.穿过小孔的粒子速度方向集中在的范围内
C.当接收屏到点的距离为时, 亮斑为一个点
D.当接收屏到点的距离为时，亮斑为一条长为的直线段
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共15分。
11.某实验小组用如图（a）所示装置测量重力加速度。将小球和手机B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的软绳两端。打开手机的phyphx软件，令小球和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球和手机B，通过phyphx软件测得手机的加速度随时间变化的图线如图（b），实验室提供的物理量有：小球的质量，手机B的质量，当地实际重力加速度。
（1）实验测得的重力加速度大小为 。（结果保留两位有效数字）
（2）实验测得的重力加速度与实际重力加速度有明显差异，除实验中的偶然误差外，请写出一条可能产生这一结果的原因： 。
（3）有同学提出本实验还可以研究机械能是否守恒，在小球上方高处安装光电门和配套的数字计时器。测量出小球的直径d，令小球和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球和手机B，数字计时器记录小球通过光电门的时间，则需要验证的原理式为 （用物理量符号表示）。
12．超薄柔性导电薄膜，可用于穿戴设备、医用电子设备等。如图甲，某研究小组将一种柔性导电材料均匀涂在绝缘介质上表面，已知该材料在室温下的电阻率为，用多用电表粗测其电阻，用如下方法测定该导电材料在介质表面涂层的厚度。
（1）如图乙用游标卡尺测量涂层的长度 mm，宽度。
（2）现有如下器材可用于精确测量涂层阻值：
①电源E（电动势为3V、内阻约为）
②电压表V（量程1.0V、内阻为）
③电流表（量程0.06A、内阻）、（量程6A、内阻）
④滑动变阻器（阻值），滑动变阻器（阻值）
⑤定值电阻（阻值）
⑥导线若干，开关一只
（3）测量时为了电压表和电流表指针都有偏转明显，减小相对读数误差，电流表应选 ；为了测量范围大一些，滑动变阻器R应选 。（均用所选仪器的符号表示）
（4）请在图丙虚框中画出所需元件，并在图丁中完成实物连线。( )
（5）经测量，电压表示数为U，电流表示数为I，则该涂层上下总厚度为 （用题目所给的物理量符号表示）。
四.计算题(共42分)
13.（2024届河南省郑州市名校教研联盟高三下学期模拟预测理综试题-高中物理）图甲为气压式升降椅，它通过活塞上下运动来控制椅子的升降，图乙为其核心部件模型简图，圆筒形导热气缸开口向上竖直放置在水平地面上，活塞（连同细连杆）与椅面的总质量,活塞的横截面积，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸之间无摩擦且不漏气，活塞上放有一质量的物块，气柱高度．已知大气压强，重力加速度大小。求：
（1）若拿掉物块活塞上升到如图虚线所示位置，求此时气柱的高度；
（2）拿掉物块后，如果缓慢降低环境温度，使活塞从虚线位置下降6cm，此过程中气体放出热量24J，求气体内能的变化量。
14．如图所示，光滑水平桌面上，一轻质弹簧左端固定，用质量m＝0.1kg的小球压缩，释放后，小球离开弹簧的速度。小球从O点飞出，在斜面上第一次落点为A，第二次落点为B。小球与斜面碰撞前后沿斜面的分速度不变，垂直斜面的分速度大小不变、方向相反．已知斜面倾角为37°，，，，不计空气阻力。求：
（1）弹簧的弹性势能最大值；
（2）小球从O到A运动的时间；
（3）O与B间距离L。
15．磁控溅射仪是制备金属薄膜的重要设备。为了研究磁控溅射仪中离子在电场和磁场中的运动过程，建立如下模型。如图所示，平面内的位置有一离子源发射大量质量为m、电荷量为的离子，离子的初始速度大小均为，方向在平面内并与x轴正方向的夹角在至范围内。在的区域内有一沿x轴正方向的匀强电场，在的区域内有一垂直平面向里的匀强磁场，磁场沿y轴方向的宽度为,且关于x轴对称。在的位置放一沿轴y方向的无限长绝缘薄平板，所有离子经电场加速后到达绝缘薄平板时速度大小均为。忽略离子的重力以及离子间的相互作用。
（1）求的区域内电场强度的大小；
（2）为使所有离子均能进入右边的磁场区域，需要在绝缘薄平板上开一狭缝，请问狭缝的最小宽度为多少？
（3）狭缝宽度值取第（2）问的结果，要使所有离子进入磁场后不再通过狭缝返回电场，求磁感应强度的最大值，及此条件下在磁场中运动时间最长的离子在磁场中所经历的时间。（假定离子与绝缘薄平板发生的碰撞为弹性碰撞，即碰撞前后沿平板方向的速度分量不变，垂直于平板方向的速度分量反向）。