湖北省荆荆襄宜四地七校2022-2023学年高二物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

2023年春“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”高二期中联考物理试题本试卷共2页，共16题。全卷满分100分。考试用时75分钟。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。1．2022年3月23日，天宫号空间站上的三名宇航员王亚平、翟志刚、叶光富，又给全国的观众带来了一堂精彩的天宫授课，其中宇航员们做了一个“液桥”实验。将水分别挤在两块透明板上，水球状似倒扣着的碗，如图甲所示。将两板慢慢靠近，两个水球“碗底”挨“碗底”，形成一座中间细、两头粗的“液桥”将两块板相连，如图乙所示；再将两板拉远，液桥变得更细、更长，仍然没有断开。下列说法正确的是A．日常生活中地球上不可能有“液桥”现象B．由图甲可以推断水和透明板是不浸润的C．液体表面张力有使液体表面积扩大的趋势D．液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用2．随着科幻电影《流浪地球2》的热映，电影中“相控阵核爆”的概念进入了公众的视野，而相控阵的原理与高中物理中波的干涉的知识息息相关，关于波的干涉，下列说法正确的是A．干涉是波特有的现象B．只要是两列以上的波，在相遇的区域内都能发生稳定的干涉C．两列频率相同的波在叠加区域里，只要是满足到两个波源距离之差等于波长整数倍的质点，振动一定加强D．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉3．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为120g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.2s，重力加速度g取，下列分析正确的是A．手机对眼睛的冲量方向竖直向上B．手机与眼睛作用过程中手机动量变化量的大小约为0.24kg·m/sC．手机对眼睛的冲量大小约为0.24N·sD．手机对眼睛的平均作用力大小约为0.3N4．图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是A．按下按钮和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向相同B．松开按钮过程，螺线管P端电势较高C．按住按钮不动，门铃依然会响D．按下和松开按钮过程，螺线管一定产生大小相等的感应电流5．图甲为一列简谐横波在时的波形图，P、Q为介质中平衡位置为，处的两个质点，图乙为质点P的振动图像。则A．此列波沿x轴正方向传播B．这列波的波速是C．此时刻Q点的加速度方向向上D．此时刻Q点的速度将要增大6．如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径为、匝数为匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场沿半径方向均匀分布（其右侧视图如图乙所示），线圈所在位置磁感应强度大小均为，线圈的电阻为，它的引出线接有的小灯泡L，A为理想交流电流表。当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动时，便有电流通过小灯泡。若线圈往复运动的规律如图丙所示（v取向右为正方向），则下列说法正确的是A．回路中交变电流的频率为100HzB．时，回路中的电流最大C．电流表的示数为0.24AD．时，回路中的电流大小为0.24A7．如图所示，一绝缘容器内部为长方体空腔，容器内盛有NaCl的水溶液，容器上下端装有铂电极A和C，置于与容器表面垂直的匀强磁场中，开关K闭合前容器两侧P、Q两管中液面等高，闭合开关后，下列说法正确的是A．M处钠离子浓度大于N处钠离子浓度B．M处氯离子浓度小于N处氯离子浓度C．M处电势高于N处电势D．P管中液面低于Q管中液面8．光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得到了广泛的应用。如图所示是一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC＝120°，真空中光速为c＝3×108m/s，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。则A．此单色光在该有机玻璃中的传播速度为1.875×108m/sB．该有机玻璃对此单色光的折射率为1.8C．此单色光从该有机玻璃射向空气，发生全反射的临界角为53°D．若将该材料做成长300km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1.6×10－3s9．某同学设计了一种天平，其装置如图所示。两相同的同轴圆线圈水平固定，圆线圈P与M、N共轴且平行等距。初始时，线圈M、N通以等大反向的电流后，在线圈P处产生沿半径方向的磁场，线圈P内无电流且天平平衡。设从上往下看顺时针方向为正方向。当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，可能的办法是A．若P处磁场方向沿半径向外，则P中通入正向电流B．若P处磁场方向沿半径向外，则在P中通入负向电流C．若P处磁场方向沿半径向内，则P中通入正向电流D．若P处磁场方向沿半径向内，则在P中通入负向电流10．A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是，B球的动量是，已知，，当A追上B并发生碰撞后，A、B两球速度的可能值是A．B．C．D． 11．如图甲所示，固定的水平光滑金属导轨ab、ac成45°角，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。开始时长直导体棒垂直ac放置在导轨上，并与ab、ac交于E、F两点，且EF=L0。在外力作用下，导体棒由EF处运动到GH处，速度由v0减小到，速度的倒数随位移x变化的关系如图乙所示。除阻值为R的电阻外，其他电阻均不计。在棒由EF处运动到GH处的过程中A．导体棒所受安培力逐渐增大B．导体棒所受安培力逐渐减小C．克服安培力做功为D．克服安培力做功为二、实验题：本题共2小题，第12题6分，第12题10分，共16分。12．（6分）将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁和筒口，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出T2－L函数图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。（1）如果实验中所得到的T2－L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的____；（2）由图可知，小筒的深度h＝________m，当地重力加速度g＝________m/s2（取3.14，g的计算结果保留三位有效数字）。13．（10分）在“探究变压器线圈两端电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_______。A．控制变量法　　B．等效替代法　　C．演绎法　　D．理想实验法（2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为_______。（填字母）A．1.5V　　B．3.5V　　C．5.5VD．7.0V（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为_____。（填字母代号）A．原、副线圈上通过的电流发热B．铁芯在交变磁场作用下发热C．原线圈输入电压发生变化D．变压器铁芯漏磁（5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=___________时，R获得的功率最大。三、解答题：本大题共3小题，第14题10分，第15题14分，第15题16分，共40分。要求写出必要的文字描述和关系式。14．（10分）1643年意大利物理学家托里拆利首先测出了大气压的值为76cmHg，后来此气压被规定为标准大气压。如图所示，让固定的水银气压计的导热玻璃管顶端高出水银槽液面始终为1m，他某次做实验时玻璃管上部混入了少量空气，使其读数不准，当气温为27℃，实际气压为76cmHg时，该气压计示数为70cmHg．已知，t为摄氏温度,（计算结果均保留三位有效数字）（1）在相同气温下，若用该气压计测量气压，测得示数为71cmHg，则实际气压应为多少?（2）若在气温为-3℃时，用该气压计测得气压示数为70cmHg，则实际气压应为多少?15．（14分）货运列车通常有几十节甚至上百节车厢，每节车厢的质量可达上百吨，这样的庞然大物启动是很困难的。而列车进入编组站后要分解重组，会出现列车挂接问题，许多节车厢逐一组合起来的过程实质上是一个完全非弹性碰撞过程。设一列列车共有n节车厢，每节车厢质量为m，除第一节车厢外各车厢均保持静止，且初始状态车厢之间间隙相等，间隙长度的总和为s，第一节车厢以速度v向第二节车厢运动，碰撞后通过“詹天佑挂钩”挂接在一起，并向前运动和第三节车厢挂接，重复此过程直到n节车厢全部挂好。忽略一切阻力，求：（1）第一次挂接完成后一、二节车厢的速度及第一次挂接过程中系统损失的动能；（2）火车的最后速度是多大？整个过程经历的时间是多少？（碰撞时间很短，可忽略不计）16.（16分）如图所示，直角坐标系xOy平面内，有半径为R的圆形区域，圆心的坐标为，该圆内存在着磁感应强度为B0、方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以某一初速度从坐标为的P点沿的方向射入圆形区域。不计粒子的重力。（1）若粒子离开圆形区域后，会通过x轴上坐标为（R，0）的A点，求粒子的速度v；（2）若在圆形区域外加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场，该粒子仍以(1)中速度v从P点射入圆形区域，出圆形区域后直接偏转到达x轴时速度方向恰好沿x轴正方向。求圆形区域外磁场磁感应强度B的大小和方向；（3）在（2）的情况下，粒子能否回到P点？若能回到P点，求粒子从P点出发，经过多长时间第一次回到P点；若不能回到P点，请说明理由。y 2023年春“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”高二期中联考物理试题参考答案1.【答案】D【详解】“液桥”形成的根本原因是水的表面张力的作用，在地球上也可以有“水桥”现象，只是因为重力影响桥的宽度较短，D正确，A错误；水能附着在透明玻璃板上，由此可推断水和透明玻璃板是浸润的，B错误；液体表面分子间间距大于内部分子间间距，表现为引力，有使液体表面积缩小的趋势，C错误。故选D。2.【答案】A【详解】一切波均能发生干涉和衍射现象，干涉和衍射是一切波特有的现象，故D错误，A正确；要产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等，所以不是两列波在相遇区域都能发生干涉，故B错误；两列频率相同的波的叠加区域里，只有当两波源振动的相位差为零时，两个波源距离之差等于波长整数倍的质点，振动才是加强，故C错误。故选A。3.【答案】B【详解】手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，选取向上为正方向，则，代入数据可得，手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等，方向相反，作用的时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小为，方向竖直向下，故A错误,C错误；根据运动学公式，选取向上为正方向，手机与眼睛作用后手机的速度变成0，所以手机与眼睛作用过程中动量变化，故B正确；由冲量的定义，代入数据可得，故D错误，故选B。4.【答案】B【详解】按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B正确，A错误；按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电流，电铃不会响，故C错误；按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量的变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，感应电流的大小不一定相等，故D错误。故选B。5.【答案】C【详解】由振动图像知P点在时要向上运动，在甲图中根据同侧法可知此波沿x轴负方向传播，A错误；由图甲、乙得知，代入公式，得。B错误；因为此时刻Q位移为负，即位移方向向下，而加速度方向与位移方向相反，故此时刻Q的加速度方向向上，C正确；因为波沿x轴负方向传播，故此时刻Q向下运动，其速度将要减小，D错误。故选C。6．【答案】D【详解】回路中交变电流的周期为，交变电流的频率为，A错误；时，线圈的速度为零，线圈的电动势为零，回路中无电流，B错误；线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交变电流，电动势的最大值为电流表的示数为，C错误；时，回路中为电动势的最大值2.4V，电流大小为，D正确。7.【答案】A【详解】依据正离子的定向移动方向与电流方向相同，而负离子移动方向与电流方向相反，根据左手定则可知，钠离子、氯离子均向M处偏转，因此电势相等，钠离子、氯离子浓度均大于N处，故A正确BC错误；当开关闭合时，液体中有从A到C方向的电流，根据左手定则可知，液体将受到向M的安培力作用，在液面内部将产生压强，因此P端的液面将比Q端的高，故D错误。故选A。8.【答案】AD【详解】根据折射定律得则光在有机玻璃中传播的速度为，故A正确，B错误；根据得，C=arcsin0.625，故C错误；当光线与光导纤维平行时，传播的时间最短，则传播的时间，故D正确。故选AD。9.【答案】BC【详解】当左托盘放入重物后，要使线圈P仍在原位置且天平平衡，则需要线圈P需要受到竖直向下的安培力，若P处磁场方向沿半径向外，由左手定则可知，可在P中通入负向电流，故A错误，B正确；CD．若P处磁场方向沿半径向内，由左手定则可知，可在P中通入正向电流，故C正确，D错误。故选BC。10.【答案】AB【详解】A．碰撞过程动量守恒，碰前总动量为10kg·m/s碰后总动量为碰撞过程动量守恒，碰前总动能为碰后总动能为，可知总动能没有增大，故A、B两球速度可能为3m/s，3.5m/s，故A正确；B．同理，B选项中碰撞过程动量守恒，碰后总动能也不增加，故B正确；C．根据题给数据可知，碰后速度均为正值，碰后两球同向，此时碰后A的速度不可能大于B的速度，否则碰撞没有结束，会再碰，故C错误； D．碰后总动量为碰撞过程动量守恒，碰后总动能为可知碰后的总动能大于碰前的总动能，而碰撞后总动能不会增加，故D错误。故选AB。11.【答案】AD【详解】由乙图知图像的斜率由代入k值得导体棒切割磁感线产生的感应电动势感应电流，故感应电动势和感应电流都不变。又，故安培力逐渐增大，选项A正确，B错误；由于安培力与位移为一次函数关系，所以求安培力的功时可用力对位移的平均值。根据题意，当导体棒运动2L0时，导轨间导体棒长度为3L0，安培力平均值克服安培力做功，选项C错误，D正确。故选AD。12.【答案】（1）a（2分）（2）0.30（2分）9.86（2分）【详解】(1)由单摆周期公式T＝2π，得T2＝＋纵轴截距大于0，图线应为题图乙中的图线a；(2)由图象的截距得h＝0.30m；由斜率可求得g＝＝m/s2＝π2m/s2≈9.86m/s213.【答案】（1）A（2分）（2）D（2分）（3）D（2分）（4）C（2分）（5）（2分）【详解】（1）在物理学中，当一个物理量与两个或两个以上的物理量有关系，需要研究其中两个物理量之间的关系时，需要控制其它物理量保持不变，从而方便研究二者之间的关系，该方法称之为控制变量法。为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法为控制变量法。故选A。（2）变压器的工作原理是互感，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电源，电表用交流电压挡。故选D。（3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。故选D。（4）AB．原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项AB不符合题意；C．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项C符合题意。D．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项D不符合题意；故选C。（5）把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外电阻相等时，即，此时，输出功率最大，根据得，将公式代入上式，可得，从而得出时获得的功率最大。14.（10分）【答案】（1）（5分）77.2cmHg；（2）（5分）75.4cmHg【详解】解：(1)根据平衡知识得上部混有少量的空气压强为：1分设玻璃管的横截面积为S上部混有少量的空气体积：1分若在气温为27℃时，用该气压计测得的气压读数为71cmHg空气体积：1分气体温度不变，根据玻意而定律得：1分1分(2)由题意得：1分1分1分根据气体状态方程得：1分代入数据解得：1分15.（14分）【答案】(1)（6分）；(2)（8分）；【详解】(1)挂接过程动量守恒，取向右为正方向，有2分得1分挂接后系统损失的动能为2分 得1分(2)火车最后的速度大小为，则n节车厢被全部挂好过程，对这n节车厢，由动量守恒定律可得2分解得1分相邻两节车厢的间隙的长度1分设车厢间发生第1、2、……k次碰撞后连在一起时车厢的速度分别为、……、，由动量守恒定律可得2分解得1分故整个过程经历的时间为1分16.（16分）【答案】（1）（5分）；（2）（5分）；方向垂直于平面向里；（3）（6分）能回到P点；【详解】(1)设粒子的速度为，粒子在圆形区域内做半径为的圆周运动，设粒子从圆周上的点离开磁场，粒子在圆形区域内速度的偏转角为，如图所示由几何关系有1分即则有1分可得由牛顿运动定律有1分联立解得粒子的速度2分(2)圆形区域外加上磁场后，粒子在圆形区域外做半径为的圆周运动，轨迹与轴上的点相切。设圆形区域外磁场的磁感应强度为，由几何关系有1分可得1分由牛顿第二定律有1分解得方向垂直于平面向里2分(3)若粒子离开点后，从点返回圆形区域，在圆形区域内运动半径，由几何关系可知，粒子能回到点，作出轨迹如图1分粒子从点运动到点的时间为，从点运动到点的时间为，从点运动到点的时间为，则有1分1分1分运动的总时间2分