湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（Word版附解析）

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时限：75分钟 满分：100分
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产．2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”．目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）．
A. 线圈中磁场的方向向上
B. 电容器两极板间电场强度正在变大
C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小
D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
2. 如图所示，某种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制。发光像素单元紧贴屏下，位于相邻两屏障的正中间。屏障的高度为d，相邻屏障的间隙为L。若要增加防窥效果，则（ ）
A. 增大屏障间隙L
B. 减小屏障高度d
C. 减小透明介质折射率n
D. 增加发光像素的亮度
3. 光的干涉现象在技术中有重要应用，例如检查平面的平整程度．如图甲所示，把一标准透明板压在另一被检测透明板上，一端用两张纸片垫起，构成空气劈尖，让单色光a、b分别从上方射入，得到明暗相间的条纹如图乙所示．下列说法正确的是（ ）．
A. 干涉条纹中暗纹是由于两列反射光的波谷与波谷叠加的结果
B 若抽掉一张纸片，条纹间距会变小
C. 单色光a的波长比单色光b的波长大
D. 若出现图丙的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的
4. 如图所示，厚度不计、高、截面积且导热良好的汽缸置于水平地面上，用厚度不计的轻质活塞封闭了一定量的理想气体，此时气柱长度，现将质量的物块轻放于活塞上，最终活塞重新达到平衡状态。已知活塞与汽缸间接触光滑，外界大气压强，环境温度始终不变，重力加速度。现通过气阀缓慢向汽缸内充气，每次充入压强为的气体，若要活塞不滑出汽缸，则最多可充气次数（ ）。
A. 4次B. 5次C. 6次D. 7次
5. 某同学自制了一个气温计，他将一根透明玻璃管插入一个薄玻璃瓶，接口处密封．将加热后的玻璃瓶倒置，再把玻璃管插入装有红墨水的水槽中，固定好整个装置，如图所示．当瓶内气体温度降至室温T时，管内外水面的高度差为．设红墨水的密度为，重力加速度为g，管内气体的体积与瓶的容积相比可忽略不计，室内气压保持不变，以下操作过程中，玻璃管内水面一直在水槽水面之上．下列说法正确的是（ ）．
A. 若室温升高，玻璃瓶中的气体将发生等压变化
B. 若室温降低，管内外水面的高度差将减小
C. 将装置带至温度恒定的低压舱，舱内气压越低，管内外水面的高度差越大
D. 当管内外水面的高度差为时，室温为
6. 如图所示，一条轻质细绳上有一滑轮C，滑轮下面挂一物块A，轻绳一端固定于直角支架MOD的O点，支架固定在地面上，MO水平，OD竖直，轻绳另一端绕过一固定在斜面上的定滑轮Q与一物块B相连，与B连接的轻绳与斜面平行，物块B静止在斜面上，物块A和斜面都处于静止状态，斜面和地面都是粗糙的，滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦均忽略不计。如果将轻绳固定点由O点缓慢地移动到M点或N点，物块A、B和斜面仍处于静止状态，轻绳仍为绷直状态。则（ ）
A. 移动到M点后，物体B受到的摩擦力变大
B. 移动到M点后，斜面受到地面摩擦力变大
C. 移动到N点后，物体B受到的摩擦力不变
D. 移动到N点后，斜面受到地面的摩擦力变大
7. 如图（a），被固定在竖直平面内的轨道是由内径很小、内壁均光滑的水平直轨道和半圆形轨道平滑连接而成，在半圆形轨道内壁的最高和最低处分别安装M、N、P、Q四个压力传感器。一小球（可视为质点）在水平轨道内以不同的初速度向右运动（传感器不影响小球的运动）。在同一坐标系中绘出传感器的示数F与的图像Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ如图（b）所示。重力加速度。下列判断正确的是（ ）。
A. 直线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是Q、N、M传感器的图像
B. 由图像可求得小球的质量
C. 当时，N传感器的示数为
D. 当时，N传感器示数为
8. 如图所示，平行玻璃砖下表面镀有反射膜，两束平行细单色光a、b从空气斜射到玻璃砖上表面，入射点分别为、，两光线刚好从玻璃砖上表面同一点P射出，已知玻璃砖对a、b两单色光的折射率均大于，下列说法中正确的是（ ）。
A. 在玻璃中b光的速度比a光小
B. 增大b光的入射角，当b光从玻璃砖上表面射出时有可能发生全反射
C. 若a、b两束光同时从玻璃砖上表面射入，则a光比b光先从P点射出
D. 若a、b两束光通过同一个双缝干涉实验装置，b光对应的条纹间距较大
9. 如图所示，一定质量的理想气体从A到B到C又回到A，其中有一个为绝热过程，有一个为等温过程，有一个为等容过程，则下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B的过程，气体内能不变
B. 从B到C的过程，气体从外界吸收热量
C. 全过程气体从外界吸收热量
D. A、B、C三状态相比，A状态气体分子单位时间对单位面积器壁的碰撞次数最多，B状态气体分子单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数最少
10. 质量、长度的木板静止在足够长的光滑水平面上，右端静置一质量的物块（可视为质点），如图（a）所示。现对木板施加一水平向右的作用力F，图像如图（b）所示。物块与木板间的动摩擦因数，重力加速度。则（ ）
A. 末，物块刚好与木板分离B. 内，物块与木板发生相对滑动
C. 末，木板的速度为D. 内，物块与木板因摩擦产生的热量为
二、非选择题：本题共5小题，共60分．
11. 某实验小组要测量一半圆形玻璃砖的折射率。他们先在平铺的白纸上画出半圆形玻璃砖的直径和圆心，过点画法线，并画出一条入射光线，与法线的夹角为30°。将半圆形玻璃砖沿着直径放好，紧贴点放置与法线平行的光屏，如图1所示。现用一红色激光笔沿着方向射入一束光，在光屏上的点出现一个光斑。用刻度尺测出玻璃砖的半径为，。
（1）玻璃砖的折射率______；（结果用分数表示）
（2）若实验过程中，实验小组的同学不小心将玻璃砖向左下方平移，但入射光线仍能通过玻璃砖的圆心，如图2所示。在光屏上出现一个光斑，小组同学将此光斑仍记作点，并在白纸上连接两点作为出射光线，则此时测得的折射率______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值；
（3）若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光屏上的光斑会出现在______。（选填“点上方”“点下方”或“点”）
12. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，油酸分子就立在水面上，完成油酸分子大小测定．
（1）该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小，下列有助于较准确完成实验的理想化方法有__________。
A. 分子都视为立方体形B. 分子都能形成单分子油膜
C. 分子都是一个一个紧挨着排列的D. 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液
（2）现有按酒精与纯油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液置于容器中，还有一个装有约深水的浅盘，一支滴管，一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液，让其自由滴出，全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，待油酸薄膜稳定后，将薄膜轮廓描绘在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S，则估算油酸分子直径的表达式__________．
（3）关于本实验下列说法正确的有__________
A. 油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果将偏大
B. 若油酸没有充分散开，会使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，会使分子直径的计算结果将偏小
D. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果将偏大
13. 一半圆形玻璃砖的截面如图所示，截面内一细束单色光以的入射角从MN上射入，在入射点由N缓慢移动到M的过程中，不考虑光的反射，圆弧MN上有一半区域有光线射出。已知玻璃砖的半径为R，单色光在真空中的传播速度为c，A为半圆的中点．求
（1）玻璃砖的折射率；
（2）能从圆弧上射出的光线中，在玻璃砖内传播的最长时间及对应点的出射方向。
14. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接．活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为m、，面积分别为S、，弹簧原长为l，弹簧的劲度系数。初始时系统处于平衡状态，此时活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸两圆筒连接处的距离相等且弹簧处于压缩状态，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，g为重力加速度，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
（1）求两活塞之间的距离；
（2）缓慢降低两活塞间的气体的温度，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸两圆筒连接处时，活塞间气体的温度。
15. 如图所示为一处于竖直平面内的实验探究装置示意图，该装置由光滑圆弧轨道AB、速度可调节，长度为的固定水平传送带BC及两半径均为的固定四分之一光滑细圆管DEF组成，其中圆弧轨道的B、D端与水平传送带相切且平滑连接。紧靠F处有一质量为的小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由长为的水平面GH和半径为的四分之一的光滑圆弧面HI组成，GH与F等高且相切。现有一质量为的滑块（可视为质点）从圆弧轨道AB上距B点高度为处自由下滑，滑块与传送带及小车上表面间的动摩擦因数均为，不计其他阻力，取。求
（1）当传送带静止时，滑块运动到圆弧轨道上的D点时，细圆管道受到滑块的作用力；
（2）当传送带静止时，滑块在小车上运动过程中离上表面GH的最大高度；
（3）调节传送带以不同速度v匀速转动，试分析滑块最终在小车上表面GH滑行的路程S与速度v的关系。