精品解析：江苏省盐城中学、南京二十九中2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

江苏省盐城中学2023—2024学年度第二学期期中考试 高二年级物理试卷 注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟，答案需写在答题卡上。 一、选择题（每小题4分，共40分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列有关甲、乙、丙、丁四种物理现象说法不正确的是（ ） A. 图甲中，如果减小细管的内径，管中液面会下降 B. 图乙为水中炭粒每隔30s的位置连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C. 图丙中，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于声源的发射频率 D. 根据图丁中的电流方向无法确定电容器是处于充电还是放电状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，由毛细现象可知，如果减小细管的内径，管中液面会下降，A正确； B．图乙对水中炭粒每隔30s位置连线，炭粒在相邻两次记录位置之间并不能一直做直线运动，所以图乙并不是炭粒做布朗运动的轨迹，只能反映炭粒的运动是无规则的，B错误； C．图丙中，由多普勒效应，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于声源的发射频率，C正确； D．根据图丁中的电流方向无法确定电容器是处于充电还是放电状态，D正确； 故选B。 2. 为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离，有人构想在机身和跑道上安装设备，使飞行器在安培力作用下短距着陆，如图所示，在机身上安装长为10m、匝数为50匝的矩形线圈，线圈通以100A的电流，跑道上有大小为0.3T的磁场，通过传感器控制磁场区域随飞机移动，使矩形线圈始终处于图示磁场中，忽略电磁感应的影响，线圈所受安培力的大小和方向是（ ） A. 15000N，向左 B. 15000N，向右 C. 30000N，向左 D. 30000N，向右 【答案】C 【解析】 【详解】由左手定则可知，线圈受安培力向左，大小为 故选C。 3. 一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示，已知玻璃的折射率为，与玻璃砖的底平面成30°角、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上，经柱面折射后，有部分光能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，底面透光部分的宽度为（ ） A. R B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】玻璃的折射率为，则全反射的临界角为 则临界角为60°，光路图如图所示： 沿半径方向射入玻璃砖的光线，即光线①射到MN上时，根据几何知识得入射角恰好等于临界角，即恰好在圆心O出发生全反射，光线①左侧的光线经球面折射后，射到MN上的角一定大于临界角，即在MN上发生全反射，不能射出；光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角，可以射出，如图光线③与球面相切，入射角=90∘，根据折射定律得 解得 =60° 由几何关系可得∠AOE=60°，所以射出宽度 故选A。 4. 如图所示，x轴上两波源持续振动，形成的甲、乙两列简谐横波分别沿x轴的正方向和负方向传播，在时刻，甲恰好传到处，乙恰好传到处，已知两列波传播速度大小均为，则下列说法正确的是（ ） A. 两波源的起振方向相同 B. 两列波相遇后会发生稳定的干涉现象 C. 当时，处质点的位移为 D. 处质点的位移最先到达 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据波源平移法可知，甲波的起振方向沿轴正方向，乙波的起振方向沿轴负方向，故A错误； B．由图可知两波的波长分别为 ， 两波的频率分别为 ， 由于两列波频率不同，故两列波相遇时不能发生干涉现象，故B错误； C．当时，两列波传播的距离均为 可知时，时刻处的波峰刚好传到处，处的平衡位置振动刚好传到处，则处质点的位移为，故C错误； D．当时刻处的波谷和处的波谷同时到达某一位置时，该位置质点的位移最先到达，由波形图可知，此位置应是和的中间位置，即处质点的位移最先到达，故D正确。 故选D。 5. 如图为神舟飞船与天和核心舱对接过程示意图.神舟飞船在轨道I、III上做匀速圆周运动，轨道半径分别为r1、r3，周期分别为T1、T3，飞船与地心连线在单位时间内扫过的面积分别为、.下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．根据开普勒第三定律可知 故ABC错误； D．根据万有引力提供向心力有 解得 可知 则 故D正确； 故选D。 6. 如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由图乙所示图象可知：Q与t成正比，设比例系数为k，则 Q=kt AB．根据电容的定义式可知 感应电动势与电容器两极板间的电势差相等，即 U=BLv 解得 则U与t成正比，v与t成正比，其图象是过原点的倾斜直线，故AB正确； CD．导体棒的速度为 则导体棒做匀加速直线运动，其加速度 电流 其图像是平行于t轴的直线，由牛顿第二定律得 F-BIL=ma 解得 其图像是平行于t轴的直线，故C错误，D正确。 本题选择错误选项； 故选C。 7. 如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为的同种粒子以相同的速度沿纸面垂直于ac边射入场区，结果在ab边仅有的区域内有粒子射出。已知ab边长为，不计粒子重力及粒子间相互作用.粒子的入射速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子进入磁场向上做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可得 在ab边仅有的区域内有粒子射出，如图所示 由几何关系可得 则粒子的入射速度 故选B。 8. 如图所示，一个绝缘球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电的球壳在其内部激发的电场强度处处为零，现在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面，若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则球壳内部空间的电场线分布情况可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】绝缘球壳上均匀分布着正电荷，在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面，则其他地方的电荷发出指向P处的电场线。 故选A。 9. 强激光光子密度极大，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内可以吸收多个光子，这已被实验证实.如图为光电效应实验装置，用频率为v的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率v的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，已知强激光照射阴极K的功率为P，h为普朗克常量，e为电子电量，若给光电管加正向电压，则饱和光电流大小可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】光电管无电压时，根据电流的公式有 根据能量守恒有 解得 加正向电压后，饱和电流减小，可能为。 故选C。 10. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量分别为2m和m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内顺时针转动.忽略空气阻力，重力加速度为g，从图示位置（轻杆处于竖直位置）转过30°角时（ ） A. 轴对杆的作用力大小一定不等于3mg B. 杆对A球作用力的方向可能沿杆的方向 C. 杆对A球作用力的大小一定不等于2mg D. 杆对A球作用力可能小于杆对B球作用力 【答案】D 【解析】 【详解】A．因AB组成的系统机械能守恒，因此若给系统一定能量后，两小球做匀速圆周运动，两小球所需的向心力大小相等，方向相反，总指向圆心，故无论A、B在任何位置，水平转轴对杆的作用力都与两小球的总重力相等，大小为3mg，故A错误； BC．从图示位置转过30°角时，杆对A球作用力与球A的重力的合力提供向心力，则杆对A球作用力的方向不可能沿杆的方向，杆对A球作用力可能与球A的重力相等，选项BC错误； D．从图示位置转过30°角时，若速度满足 此时杆对球A的作用力为零，而此时杆对B的作用力不为零，即此时杆对A球作用力小于杆对B球作用力，选项D正确。 故选D。 二、实验题（每空3分，共15分） 11. 某同学利用如图甲所示的电路，测量某电源的电动势和内阻，所用器材如图乙所示.请回答下列问题： （1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整____________； （2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关S2与“1”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片记录下多组电压表和电流表数据，断开开关S1.作出U-I图像如图丙中的“I”所示，纵截距为U1，横截距为I1； （3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，S2与“2”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表数据，断开开关S1，作出U-I图像如图丙中的“II”所示，纵截距为U2，横截距为I2； （4）只考虑电表内阻所引起的误差： ①由图线“I”得到的电池内阻的测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）； ②由图线“II”得到的电池电动势的测量值_________（选填“偏大”或“偏小”）； ③综合图线“I”和“II”计算可得：电源内阻的真实值为_________； ④图线“I”和“II”相交于P（I0，U0）点，当电路工作于P点所示的状态时，若S2与“2”连通，则滑动变阻器连入电路的阻值为____________. 【答案】 ①. ②. 偏大 ③. 偏小 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]由电路图可得实物图为 （4）①[2]由图线“I”得到的图线主要是因为电流表分压导致电压测不准引起的误差，把电流表和电源看成等效电源，等效电源内电路为电流表和电源串联， E、r的测量值即 为等效电源的电动势和内阻，则有 ， 由图线“I”得到的电池内阻的测量值偏大 ②[3]由图线“II”得到的图线主要是因为电压表分流导致电流测不准引起的误差，将电压表和电源看成等效电源，等效电源内电路为电压表和电源并联，当外电路断开时，电压表两端的电压即为等效电源的电动势，也即为电源电动势的测量值，即 所以由图线“II”得到的电池电动势的测量值偏小。 ③[4]由图线“I”分析可知 图线“II”中短路电流为 根据闭合回路欧姆定律可知 ④[5]由上式知 由题意得，当电路工作于P点所示的状态时，若S2与“2”连通， 则滑动变阻器连入电路的阻值为 三、解答题（共4题，共45分） 12. 一定量的理想气体经历一次热力学封闭循环过程，其压强与体积的变化关系图像如图所示，从状态a（p0，V0，T0）经过程ab、bc、ca后又回到状态a，求： （1）气体在状态c时的热力学温度T； （2）一次循环过程中，气体吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据理想气体状态方程 解得 （2）根据热力学第一定律 由 而 解得 13. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，已知小球在竖直面运动时不会与轻杆相碰，重力加速度为g，求： （1）小球第一次运动到最低点时，细线上拉力的大小； （2）小球第二次运动到最低点时，木块A的速度大小. 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）规定水平向左为正方向，小球第一次运动到最低点时，小球的速度为v1，木块和B的速度为v2，A、B、C组成的系统机械能守恒，在水平方向上动量守恒 解得 ， 根据牛顿第二定律有 解得 （2）小球第二次运动到最低点时，小球的速度为v3，木块A的速度为v4，A、C组成的系统机械能守恒，在水平方向上动量守恒 解得 ， 14. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，O为圆环的圆心，与O等高的P点固定有一定滑轮，环上套有质量为3m的小球A，绕过定滑轮的细线连接小球A和质量为m的小球B，用竖直向上的拉力F（大小未知）作用于小球A，使小球A处于静止状态，此时OA与水平方向的夹角为53°且AP段细线与圆相切，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计一切摩擦，不计滑轮及两个小球的大小，求： （1）小球A在图示位置静止时，圆环对小球A的弹力大小和方向； （2）撤去拉力F后，在小球A向下运动到与O等高位置的过程中，细线对小球A所做功的多少； （3）撤去拉力F后，小球A向下运动到出发点正下方位置时，圆环对小球A的弹力大小和细线对小球B的拉力大小. 【答案】（1），沿圆环半径由A指向O；（2）；（3）9.6mg， 【解析】 【详解】（1）对小球A，根据几何关系有 对小球B有 圆环对小球A的弹力大小 其方向沿圆环半径由A指向O （2）系统机械能守恒 小球A向下运动到与O等高位置时速度为0，对B球 其中 解得 （3）系统机械能守恒 对A球根据牛顿第二定律有 解得 对A球有 对B球 解得 15. 如图甲所示，某加速装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和电源的另一个极相连.交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示.在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1.为了尽可能保证电子运动到圆筒间隙中都能加速，电子在每个圆筒内的运动时间均为，因此圆筒长度的设计必须遵照一定的规律.若已知电子的质量为m、电子电荷量为、电压的绝对值为u，周期为T.求： （1）若忽略电子通过每个圆筒间隙的加速时间，求： a.电子在圆筒3中运动的速率v3； b.相邻两个金属圆筒的长度之比（N为圆筒的序号）. （2）若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且圆筒间隙为d（包含圆板和圆筒1），不考虑相对论效应，则在保持圆筒长度、交变电压的变化规律保持和（1）完全相同的情况下，经过多少个圆筒可以让电子第一次达到最大速度？ 【答案】（1），（2） 【解析】 【详解】（1）根据动能定理有 解得 （2）根据运动规律有 结合动能定理有 解得 所以 （3）根据匀变速直线运动规律，电子在间隙内一直做匀加速运动，因粒子在圆筒缝隙内运动需要时间，当总时间大于时粒子在间隙内做减速运动，设经过个间隙粒子速度达到最大 ， 解得 所以，经过个圆筒可以让电子达到最大速度，故 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省盐城中学2023—2024学年度第二学期期中考试 高二年级物理试卷 注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟，答案需写在答题卡上。 一、选择题（每小题4分，共40分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 下列有关甲、乙、丙、丁四种物理现象说法不正确的是（ ） A. 图甲中，如果减小细管的内径，管中液面会下降 B. 图乙为水中炭粒每隔30s的位置连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹 C. 图丙中，声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率小于声源的发射频率 D. 根据图丁中的电流方向无法确定电容器是处于充电还是放电状态 2. 为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离，有人构想在机身和跑道上安装设备，使飞行器在安培力作用下短距着陆，如图所示，在机身上安装长为10m、匝数为50匝的矩形线圈，线圈通以100A的电流，跑道上有大小为0.3T的磁场，通过传感器控制磁场区域随飞机移动，使矩形线圈始终处于图示磁场中，忽略电磁感应的影响，线圈所受安培力的大小和方向是（ ） A. 15000N，向左 B. 15000N，向右 C. 30000N，向左 D. 30000N，向右 3. 一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图所示，已知玻璃的折射率为，与玻璃砖的底平面成30°角、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上，经柱面折射后，有部分光能直接从玻璃砖底面射出，若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，底面透光部分的宽度为（ ） A. R B. C. D. 4. 如图所示，x轴上两波源持续振动，形成的甲、乙两列简谐横波分别沿x轴的正方向和负方向传播，在时刻，甲恰好传到处，乙恰好传到处，已知两列波传播速度大小均为，则下列说法正确的是（ ） A. 两波源的起振方向相同 B. 两列波相遇后会发生稳定的干涉现象 C. 当时，处质点的位移为 D. 处质点的位移最先到达 5. 如图为神舟飞船与天和核心舱对接过程示意图.神舟飞船在轨道I、III上做匀速圆周运动，轨道半径分别为r1、r3，周期分别为T1、T3，飞船与地心连线在单位时间内扫过的面积分别为、.下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图甲，MN、PQ两平行金属光滑导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一电容为C的电容器，导轨范围内存在竖直向下的匀强磁场，导体棒ab垂直MN放在导轨上，在水平拉力的作用下从静止开始向右运动.电容器的带电量Q随时间t变化的图像如图乙，不计导体棒及导轨电阻，下列关于电容器两极板间的电势差U、导体棒ab的速度v、受到的外力F以及回路中的电流i随时间t变化的图像一定错误的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，等腰直角三角形abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为的同种粒子以相同的速度沿纸面垂直于ac边射入场区，结果在ab边仅有的区域内有粒子射出。已知ab边长为，不计粒子重力及粒子间相互作用.粒子的入射速度为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，一个绝缘球壳上均匀分布着正电荷。已知均匀带电的球壳在其内部激发的电场强度处处为零，现在球壳表面P处取走一面积足够小、带电荷量为q的曲面，若球壳的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则球壳内部空间的电场线分布情况可能正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 强激光光子密度极大，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内可以吸收多个光子，这已被实验证实.如图为光电效应实验装置，用频率为v的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率v的强激光照射阴极K，则发生了光电效应，已知强激光照射阴极K的功率为P，h为普朗克常量，e为电子电量，若给光电管加正向电压，则饱和光电流大小可能是（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量分别为2m和m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内顺时针转动.忽略空气阻力，重力加速度为g，从图示位置（轻杆处于竖直位置）转过30°角时（ ） A. 轴对杆的作用力大小一定不等于3mg B. 杆对A球作用力的方向可能沿杆的方向 C. 杆对A球作用力的大小一定不等于2mg D. 杆对A球作用力可能小于杆对B球作用力 二、实验题（每空3分，共15分） 11. 某同学利用如图甲所示的电路，测量某电源的电动势和内阻，所用器材如图乙所示.请回答下列问题： （1）按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整____________； （2）将滑动变阻器滑片滑到最左端，单刀双掷开关S2与“1”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片记录下多组电压表和电流表数据，断开开关S1.作出U-I图像如图丙中的“I”所示，纵截距为U1，横截距为I1； （3）将滑动变阻器滑片滑到最左端，S2与“2”连通，再闭合开关S1，调节滑动变阻器滑片，记录下多组电压表和电流表数据，断开开关S1，作出U-I图像如图丙中的“II”所示，纵截距为U2，横截距为I2； （4）只考虑电表内阻所引起的误差： ①由图线“I”得到的电池内阻的测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）； ②由图线“II”得到的电池电动势的测量值_________（选填“偏大”或“偏小”）； ③综合图线“I”和“II”计算可得：电源内阻的真实值为_________； ④图线“I”和“II”相交于P（I0，U0）点，当电路工作于P点所示的状态时，若S2与“2”连通，则滑动变阻器连入电路的阻值为____________. 三、解答题（共4题，共45分） 12. 一定量的理想气体经历一次热力学封闭循环过程，其压强与体积的变化关系图像如图所示，从状态a（p0，V0，T0）经过程ab、bc、ca后又回到状态a，求： （1）气体在状态c时的热力学温度T； （2）一次循环过程中，气体吸收的热量Q。 13. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的小球C，现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，已知小球在竖直面运动时不会与轻杆相碰，重力加速度为g，求： （1）小球第一次运动到最低点时，细线上拉力的大小； （2）小球第二次运动到最低点时，木块A的速度大小. 14. 如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直面内，O为圆环的圆心，与O等高的P点固定有一定滑轮，环上套有质量为3m的小球A，绕过定滑轮的细线连接小球A和质量为m的小球B，用竖直向上的拉力F（大小未知）作用于小球A，使小球A处于静止状态，此时OA与水平方向的夹角为53°且AP段细线与圆相切，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计一切摩擦，不计滑轮及两个小球的大小，求： （1）小球A在图示位置静止时，圆环对小球A的弹力大小和方向； （2）撤去拉力F后，在小球A向下运动到与O等高位置的过程中，细线对小球A所做功的多少； （3）撤去拉力F后，小球A向下运动到出发点正下方位置时，圆环对小球A的弹力大小和细线对小球B的拉力大小. 15. 如图甲所示，某加速装置由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，其中心轴线在同一直线上，序号为奇数的圆筒和交变电源的一个极相连，序号为偶数的圆筒和电源的另一个极相连.交变电源两极间电势差的变化规律如图乙所示.在t=0时，奇数圆筒相对偶数圆筒的电势差为正值，此时位于和偶数圆筒相连的金属圆板（序号为0）中央的一个电子，在圆板和圆筒1之间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒1.为了尽可能保证电子运动到圆筒间隙中都能加速，电子在每个圆筒内的运动时间均为，因此圆筒长度的设计必须遵照一定的规律.若已知电子的质量为m、电子电荷量为、电压的绝对值为u，周期为T.求： （1）若忽略电子通过每个圆筒间隙的加速时间，求： a.电子在圆筒3中运动的速率v3； b.相邻两个金属圆筒的长度之比（N为圆筒的序号）. （2）若电子通过圆筒间隙的时间不可忽略，且圆筒间隙为d（包含圆板和圆筒1），不考虑相对论效应，则在保持圆筒长度、交变电压的变化规律保持和（1）完全相同的情况下，经过多少个圆筒可以让电子第一次达到最大速度？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $