命題學(xué)校：孝感一中 命題教師：湯佩 審題學(xué)校：云夢一中
考試時(shí)間：2024年4月23日上午10：30-11：45 試卷滿分：100分
注意事項(xiàng)：
1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3．非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1~7每題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10每題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）
1．“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。與“水橋”形成主要原因不相同的現(xiàn)象是（ ）
A．水黽可停在水面上B．空間站里折紙?jiān)谒ぶ兄饾u展開
C．荷葉上的露珠成扁平球形D．玻璃上的石蠟熔化呈圓形
2．如圖所示，一個豎直圓盤轉(zhuǎn)動時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動一個T形支架在豎直方向振動，T形支架下面系著一個輕質(zhì)彈簧和實(shí)心鐵質(zhì)小球組成的振動系統(tǒng)，小球浸沒在水中。當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動，其阻尼振動的頻率為3?，F(xiàn)使圓盤以不同的周期勻速轉(zhuǎn)動，圓盤轉(zhuǎn)動帶動小球振動，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定后小球的振幅不同。下列選項(xiàng)中，使小球振幅最大的周期是（ ）
A．0.15sB．0.25sC．0.35sD．0.45s
3．如圖所示為發(fā)電機(jī)簡化模型，內(nèi)部是匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強(qiáng)磁場中，以角速度繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電。已知N匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為。下列說法正確的是（ ）
A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)處于中性面B．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)電流表的示數(shù)為零
C．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)磁通量的變化率最大D．穿過線圈的最大磁通量為
4．潛艇在水下活動時(shí)需要用聲吶對水下物體及艦船進(jìn)行識別、跟蹤、測向和測距。某潛艇聲吶在水下發(fā)出的一列超聲波在時(shí)的波動圖像如圖甲所示，圖乙為水下質(zhì)點(diǎn)P的振動圖像。下列說法正確的是（ ）
A．該超聲波在空氣中的波速為B．該超聲波在空氣中的頻率為0.1
C．0~1s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸運(yùn)動了D．該超聲波沿x軸負(fù)方向傳播
5．在圖（a）的振蕩演示電路中，開關(guān)先撥到位置“1”，電容器充滿電后，在時(shí)刻開關(guān)撥到位置“2”。已知電流從傳感器的“”極流入，電流顯示為正，圖（b）為振蕩電流隨時(shí)間變化的圖線。查閱資料得振蕩電路的周期為，下列說法正確的是（ ）
A．若電阻R減小，電流變化如圖（c）中實(shí)線B．若電阻R減小，電流變化如圖（c）中虛線
C．在圖（b）中A點(diǎn)時(shí)刻電容器上極板帶正電D．在圖（b）中A點(diǎn)時(shí)刻電容器電場能在增大
6．質(zhì)量為1的小球A以速率4沿光滑水平面運(yùn)動，與質(zhì)量為2的靜止小球B發(fā)生正碰后，A、B兩小球的速率和可能為（ ）
A．B．C．D．
7．用一種透明材料做成內(nèi)徑為R的空心球殼，其內(nèi)側(cè)表面有一單色點(diǎn)光源P向四周均勻發(fā)出光線?？烧J(rèn)為其中一半光線直接射入球殼，另一半先射向空心部分再進(jìn)入球殼。取包含P和球殼中心O的某一截面，如圖所示。若改變球殼的厚度，球殼外側(cè)表面會出現(xiàn)無光射出的區(qū)域（不考慮多次反射）。當(dāng)厚度為時(shí)，球殼的外側(cè)表面恰好全部有光透出。該透明材料的折射率為（ ）
A．B．C．2D．
8．各種傳感器制成的儀器設(shè)備可用于我們生活中的很多方面。下列說法正確的是（ ）
A．紅外觸發(fā)相機(jī)成像應(yīng)用了紅外線的熱效應(yīng)
B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的
C．自動計(jì)數(shù)器中的光敏電阻可以將光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量
D．霍爾元件可以把電學(xué)量轉(zhuǎn)換為磁學(xué)量
9．如圖，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A經(jīng)熱力學(xué)過程、、后又回到狀態(tài)A。下列說法正確的是（ ）
A．過程氣體分子平均動能增大B．過程氣體分子的數(shù)密度不變
C．過程氣體向外界放熱D．過程氣體從外界吸熱
10．如圖甲所示，質(zhì)量相同的物塊A、B相互緊靠著放置在光滑水平面上，A、B均可看成質(zhì)點(diǎn)。勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧左、右端分別與墻壁和物塊A連接，用外力向左緩慢推動物塊B運(yùn)動一段距離，使彈簧處于壓縮狀態(tài)。時(shí)撤去外力，A向右運(yùn)動過程中，其速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。已知、時(shí)刻A的速度大小均為，時(shí)刻A的速度達(dá)到最大值v，時(shí)刻A的速度減為0，則（ ）
A．B．A、B分離前后彈簧振子的振幅之比為
C．D．A、B分離前后A的最大加速度之比為2：1
二、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，每空2分，共18分。）
11．（8分）用如圖甲所示的裝置來做“用雙縫干涉測量光的波長”的實(shí)驗(yàn)。
（1）將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，則在圖甲中1、2處分別應(yīng)該安裝的器材是________。
A．1處為單縫、2處為雙縫B．1處為單縫、2處為濾光片
C．1處為濾光片、2處為單縫D．1處為雙縫、2處為單縫
（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到較模糊的干涉條紋，要使條紋變得清晰，值得嘗試的是________。
A．旋轉(zhuǎn)目鏡B．調(diào)節(jié)撥桿C．換測量頭D．換光源
（3）單色光照射雙縫得到的干涉條紋如圖乙所示，分劃板在圖中A、B位置時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)也在圖乙中給出。
①分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺的示數(shù)為________；
②若雙縫間距，雙縫到光屏間的距離，該單色光的波長________m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
12．（10分）“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)的方法及步驟如下：
①向體積的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到；
②用注射器吸?、僦信渲坪玫木凭退崛芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳氲螘r(shí)，測得其體積恰好是；
③先往邊長為30~40的淺盤里倒入2深的水；
④用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液；
⑤待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；
⑥將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)小方格的個數(shù)N。
根據(jù)以上信息，回答下列問題：
（1）在步驟________前（填寫步驟的標(biāo)號）缺少一個步驟，請補(bǔ)充完整：________________________；
（2）如圖所示，坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長為1，試求：
（i）油酸膜的面積是________（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（ii）按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑是________m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
（3）用油膜法測出分子直徑后，要測出阿伏加德羅常數(shù)，只需知道油酸的________。
A．摩爾質(zhì)量B．體積C．摩爾體積D．密度
三、計(jì)算題（共3小題，13題12分，14題14分，15題16分，共42分。）
13．（12分）如圖甲所示，足夠長平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為l，左端連接一阻值為R的電阻。導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，其質(zhì)量為m，電阻為r，長度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好。在水平拉力作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動，速度大小為v。不計(jì)導(dǎo)軌的電阻、導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦，不考慮自由電荷的熱運(yùn)動。
（1）導(dǎo)體棒在做切割磁感線的運(yùn)動時(shí)相當(dāng)于一個電源，該電源的非靜電力是什么？在圖乙中畫出非靜電力的示意圖，并根據(jù)電動勢的定義，推導(dǎo)金屬棒中的感應(yīng)電動勢E。（可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷）
（2）若在某時(shí)刻撤去拉力，導(dǎo)體棒開始做減速運(yùn)動，并最終停在導(dǎo)軌上。求導(dǎo)體棒減速運(yùn)動過程中導(dǎo)體棒上消耗的電能。
14．（14分）如圖是一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水銀槽中（槽內(nèi)的水銀足夠多，并且槽內(nèi)水銀面位置保持不變），玻璃泡中封閉有一定量的理想空氣。玻璃管內(nèi)的體積和玻璃泡的體積相比可以忽略不計(jì)。當(dāng)玻璃管中水銀柱離槽內(nèi)水銀面的高度為4.0時(shí)，小明同學(xué)查詢到當(dāng)前室溫為，在該處標(biāo)注好溫度。他再根據(jù)大氣壓，推算水銀柱高度為h時(shí)對應(yīng)的溫度t，并在玻璃管上進(jìn)行標(biāo)定。問：
（1）時(shí)，h是多高？
（2）玻璃管上標(biāo)定的刻度是否均勻？請通過適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行推理說明。
（3）如果當(dāng)時(shí)的實(shí)際大氣壓小于，則當(dāng)液柱高度為第（1）問中的h時(shí)，實(shí)際的溫度高于還是低于？請通過適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行推理說明。
15．（16分）如圖甲所示，矩形和為上下兩部分對稱磁場區(qū)域，分別有垂直紙面向外、向里的勻強(qiáng)磁場，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為，邊界左側(cè)有一粒子發(fā)射器，可垂直于邊界連續(xù)發(fā)射帶正電的粒子，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖乙所示。現(xiàn)調(diào)節(jié)發(fā)射器中速度選擇器的電場和磁場的大小，調(diào)到電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小之比為時(shí)，發(fā)現(xiàn)從邊界中點(diǎn)射入磁場的粒子恰好各經(jīng)過上、下磁場一次從點(diǎn)射出。已知帶電粒子比荷為，上、下兩部分磁場區(qū)域高度均為d。不考慮電場、磁場邊界效應(yīng)和粒子重力的影響。求：
（1）粒子第一次經(jīng)過邊界時(shí)速度方向與的夾角；
（2）圖甲中對稱磁場區(qū)域的長度L；
（3）當(dāng)保證粒子發(fā)射器發(fā)射速度不變使其在間上下移動時(shí)，為使射入磁場的所有粒子均能從側(cè)射出，須調(diào)節(jié)對稱磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，求對稱磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍。
2023-2024學(xué)年湖北省高二下學(xué)期期中考試
高二物理答案
選擇題
1．D 水黽可停在水面上，空間站中折紙?jiān)谒ぶ兄饾u展開，荷葉上的露珠成扁平球形與“水橋”形成原因相同，都是由于水的表面張力；玻璃上的石蠟熔化呈圓形是因?yàn)椴Ａ?dǎo)熱的各向同性，D正確。
2．C 驅(qū)動力頻率越接近固有頻率，會引起共振，振幅增大，C正確。
3．C 圖示的位置與中性面垂直，A錯誤；電流表的示數(shù)顯示的有效值，不為零，B錯誤；圖示的位置磁通量變化率最大，C正確；最大磁通量為，D錯誤。
4．B 超聲波在水下的速度為，與空氣中的速度不相同，A錯誤；超聲波在不同介質(zhì)中頻率不變，正確；質(zhì)點(diǎn)不隨波傳播，C錯誤；時(shí)刻點(diǎn)向上振動，超聲波沿沿軸正方向傳播，D錯誤。
5．D 電阻減小，會使電流增大，圖C中的實(shí)線幅度沒有變化，A錯誤；電阻不會改變振蕩電路的頻率，B錯誤；點(diǎn)的位置表示電路在順時(shí)針充電，下極板帶正電，C錯誤；此時(shí)電路中由磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，D正確。
6．C 由完全非彈性碰撞和完全彈性碰撞，，可以得到，，故C正確。
7．B 光源下半部分光線由空心部分再射入介質(zhì)，根據(jù)幾何關(guān)系不可能發(fā)生全反射，一定可以射出材料。如圖所示，該方向上光線發(fā)生全反射對應(yīng)題目的臨界狀態(tài)，根據(jù)，解得，B正確。
8．AC 紅外線能使被照射的物體發(fā)熱，具有熱效應(yīng)，紅外觸發(fā)相機(jī)就是利用紅外線的熱效應(yīng)，故A正確；干簧管能感知磁場，當(dāng)周圍存在磁場時(shí)，兩個舌簧被磁化，就會相互吸引，故B錯誤；光敏電阻隨著光照強(qiáng)弱不同，電阻不同，可以通過遮光情況對流水線上的產(chǎn)品計(jì)數(shù)，將光照強(qiáng)弱這個光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻這個電學(xué)量，故C正確；霍爾元件可以把磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，故D錯誤。
9．BD 過程溫度不變，則分子平均動能不變，A錯誤；過程氣體體積不變，則分子數(shù)密度不變，B正確；過程氣體對外界做功，則；溫度升高；根據(jù)，可得，說明氣體從外界放熱吸熱，C錯誤D正確。
10．AB A．整體從速度為0運(yùn)動大速度為，此過程為簡諧振動，速度隨時(shí)間的變化為，當(dāng)時(shí)，此刻的時(shí)間。當(dāng)時(shí)，此刻的時(shí)間所以故A正確；彈簧振子質(zhì)量變化，振動周期變化，，C錯誤；分離前后，彈簧振子的質(zhì)量減小為原來的一半，由于是在原長時(shí)分離，表明彈簧振子的總能量減為原來的一半，根據(jù)彈力做功特點(diǎn)，最大形變量為原來的，則B正確，D錯誤。
11．（每空2分，共8分）
（1）A （2）B （3）①11.1 ②
12．（每空2分，共10分）
（1）④；將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。（意思正確其他表述同樣得分）
（2）（i）132~135均得分；（ii）均得分
（3）C
13．（12分）（1）見解析；（2）
解析：（1）導(dǎo)體棒中的正電荷在磁場中運(yùn)動，正電荷受到洛倫茲力的作用在導(dǎo)體棒中運(yùn)動，該電源的非靜電力為洛倫茲力的分量。（回答是洛倫茲力不扣分。）
（對力的角標(biāo)不做要求）
導(dǎo)體棒向右運(yùn)動時(shí)，正電荷具有向右的分速度，受到沿棒向上的力為
正電荷在的作用下，從移動到的過程中，非靜電力做功為．
根據(jù)電動勢定義為
代入得
（2）根據(jù)動能定理知，解得：
安培力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能，可得
根據(jù)，可知導(dǎo)體棒消耗的電能為
代入得
14．（14分）（1）；（2）均勻，見解析；（3）低于，見解析
解析：（1）等容變化滿足
其中：，
壓強(qiáng)，
解得：
（2）由等容變化
得到：
與為一次關(guān)系式，所以刻度均勻。
其他方法正確均給分。
（3）根據(jù)
因?yàn)闇p小，所以減小，即實(shí)際溫度低于。
其他方法正確均給分。
15．（16分）（1）；（2）；（3）
解析：（1）粒子在速度選擇器中滿足：
且由牛頓第二定律得：
得粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為
粒子在磁場中運(yùn)動軌跡如圖所示
速度與夾角等于軌跡對應(yīng)圓心角
由幾何關(guān)系
得
（2）由幾何關(guān)系得，，所以對稱磁場區(qū)域長度
（3）粒子從邊進(jìn)入磁場中的位置越靠近點(diǎn)或點(diǎn)，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角就越大，從而就更容易從邊飛出，因此只要能保證粒子在點(diǎn)或點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)，不從邊飛出，那么所有進(jìn)入磁場中的粒子都將從邊射出。取臨界狀態(tài)，粒子從點(diǎn)入射進(jìn)磁場中，剛好擦著邊界又回到有界磁場中，此時(shí)對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。其軌跡如圖所示
此時(shí)軌跡在上半磁場區(qū)域圓心角為
由幾何關(guān)系得，解得：
根據(jù)幾何關(guān)系有
由牛頓第二定律得
解得
磁場的取值范圍即
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D
C
C
B
D
C
B
AC
BD
AB

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