湖北省宜昌市部分省級(jí)示范高中2024-2025學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷（含答案）

物理試卷一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1、兩分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系如圖所示，圖線最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)為r2。若規(guī)定兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零，當(dāng)兩分子間距離r從無(wú)窮遠(yuǎn)逐漸減小的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．從r3到r2，分子間引力和斥力都減小B．從r2到r1，分子間引力、斥力與合力都增大C．r=r1時(shí)，分子勢(shì)能等于零D．從r2到r1，分子勢(shì)能一直減小2、飛機(jī)失事后，為了分析事故的原因，必須尋找黑匣子，而黑匣子在30天內(nèi)能以一定的頻率自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，人們就可利用探測(cè)儀查找黑匣子發(fā)出的電磁波信號(hào)來(lái)確定黑匣子的位置。如圖甲是黑匣子中電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路，圖乙為電容器的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像，t=0時(shí)刻電容器的M板帶正電。下列關(guān)于LC電磁振蕩電路的說(shuō)法中正確的是()A.若減小電容器的電容，則發(fā)射的電磁波波長(zhǎng)變長(zhǎng)B.0~t1時(shí)間內(nèi)，線圈中的磁場(chǎng)方向向下C.0~t1時(shí)間內(nèi)，線圈的磁場(chǎng)能不斷減小3、如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的均勻磁場(chǎng)（環(huán)形區(qū)域的寬度非常小）質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子可在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。M、N為兩塊中心開(kāi)有小孔的距離很近的極板，原來(lái)電勢(shì)均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)M板準(zhǔn)備進(jìn)入MN之間時(shí)，M板電勢(shì)升高為+U，N板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開(kāi)N板時(shí)，M板電勢(shì)又降為零。粒子在板間距遠(yuǎn)小于R）下列說(shuō)法正確的是()A．粒子從M板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行n圈后回到M板時(shí)獲得的總動(dòng)能為2nqUB．粒子在繞行的整個(gè)過(guò)程中，每一圈的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變C．為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小必須周期性遞減 12mnUD．粒子從M板小孔處由靜止開(kāi)始在電場(chǎng)力作用下加速，繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為R12mnU4、如圖甲在光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象，光路圖如圖乙，MN為外圓的直徑，從A點(diǎn)入射的光線延長(zhǎng)后過(guò)N點(diǎn)，折射光AB與MN垂直，測(cè)得內(nèi)圓的半徑為r，外圓半徑與內(nèi)圓半徑之比為10:3，OH的距離為2r，光在真空中的速度為c，則光盤的折射率為()A.B.C.D.5、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸的正方向傳播，t=0時(shí)刻對(duì)應(yīng)的部分波形圖像如圖所示，A、B兩點(diǎn)與x軸的距離相等，A質(zhì)點(diǎn)再回到平衡位置所需的最短時(shí)間為，B質(zhì)點(diǎn)再回到平衡位置所需的最短時(shí)間為，已知C、D兩點(diǎn)平衡位置間的距離為3m，下列說(shuō)法正確的是()A.此列波的波速為3m/sB.此列波的傳播周期為1sC.t=0時(shí)刻B質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng)D.坐標(biāo)原點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為y=-30sin(πt)cm6、如圖所示，生活中我們常用高壓水槍清洗汽車，水槍出水口直徑為D，水流以速度ν從槍口噴出近距離垂直噴射到車身．所有噴到車身的水流，約有75%向四周濺散開(kāi)，濺起時(shí)垂直車身向外的速度為，其余25%的水流撞擊車身后無(wú)反彈順車流下．由于水流與車身的作用時(shí)間較短，在分析水流對(duì)車身的作用力時(shí)可忽略水流所受的重力．已知水的密度為ρ,則()A．水槍的功率為B．水槍的功率為C．水流對(duì)車身的平均沖擊力約為D．水流對(duì)車身的平均沖擊力約為7、如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子沿直徑AC方向從A點(diǎn)射入圓形區(qū)域。不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是A.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡可能經(jīng)過(guò)O點(diǎn)B.粒子射出圓形區(qū)域時(shí)的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域的最小時(shí)間間隔為D.若粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小為8、如圖所示，將質(zhì)量為M1、半徑為R且內(nèi)壁光滑的半圓槽置于光滑水平面上，左側(cè)靠豎直墻，右側(cè)靠一質(zhì)量為M2的物塊．今讓一質(zhì)量為m的小球自左側(cè)槽口A的正上方足夠高處由靜止開(kāi)始下落，與半圓槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下結(jié)論中正確的是()A．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒B．小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，小球、半圓槽和物塊組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．小球離開(kāi)C點(diǎn)以后，將做斜上拋運(yùn)動(dòng)，且恰好再?gòu)腃點(diǎn)落入半圓槽中D．小球第二次通過(guò)B點(diǎn)時(shí)半圓槽與物塊分離9、如圖所示，質(zhì)量為3m的重物與一質(zhì)量為m的線框用一根絕緣細(xì)線連接起來(lái)，掛在兩個(gè)高度相同的定滑輪上，已知線框的橫邊邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，水平方向勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，磁場(chǎng)上下邊界的距離、線框豎直邊長(zhǎng)均為h．初始時(shí)刻，磁場(chǎng)的下邊緣和線框上邊緣的高度差為2h，將重物從靜止開(kāi)始釋放，線框上邊緣剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，滑輪質(zhì)量、摩擦阻力均不計(jì)．則下列說(shuō)法中正確的是A．線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為B．線框的電阻為C．線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中產(chǎn)生的熱里Q=2mghD．線框通過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間為10、如圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈長(zhǎng)為2L、寬為L(zhǎng)，匝數(shù)為N，放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2，兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2，當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表讀數(shù)為I，不計(jì)線圈電阻，下列說(shuō)法正確的是()A．通過(guò)電阻R2的電流為B．電阻R2兩端的電壓為C．n0與n1的比值為D．發(fā)電機(jī)的功率為11、（6分）洛埃德在1834年提出了一種更簡(jiǎn)單的觀察干涉的裝置．如圖所示，單色光從單縫S射出，一部分入射到平面鏡后反射到屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上兩光束交疊區(qū)域里將出現(xiàn)干涉條紋．單縫S通過(guò)平面鏡成的像是S′.通過(guò)洛埃德鏡在屏上可以觀察到明暗相間的干涉條紋，這和雙縫干涉實(shí)驗(yàn)得到的干涉條紋一致．(1)如果S被視為其中的一個(gè)縫，相當(dāng)于另一個(gè)“縫”；(2)實(shí)驗(yàn)中已知單縫S到平面鏡的垂直距離h＝0.15mm，單縫到光屏的距離D＝1.2m，觀測(cè)到第3個(gè)亮條紋中心到第12個(gè)亮條紋中心的間距為22.78mm，則該單色光的波長(zhǎng)λ=________m．(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)(3)以下哪些操作能夠增大光屏上相鄰兩條亮條紋之間的距離________．A．將平面鏡稍向上移動(dòng)一些B．將平面鏡稍向右移動(dòng)一些C．將光屏稍向右移動(dòng)一些D．將光源由紅色光改為綠色光12、（12分）某物理學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定重力加速度，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。（1）將小球A靜止懸掛，使其輕觸桌面與桌面無(wú)作用力，測(cè)量懸點(diǎn)到球心的距離為L(zhǎng)。（2）桌上不放B球，用手將A球拉開(kāi)一個(gè)小角度后釋放，小球過(guò)最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)為0，直到小球第n次通過(guò)最低點(diǎn)測(cè)得所用時(shí)間為t，則單擺的周期T=__________，利用單擺的周期公式求得重力加速度g=__________。（用L、n（3）用天平測(cè)出A、B兩球的質(zhì)量mA、mB，將小球B放在水平桌面邊緣，把A球向左拉開(kāi)角度θ后釋放，碰撞后A向左擺起的最大角度為α。小球B落在水平地面P點(diǎn)，測(cè)出桌面邊緣離地的高度為h，OP=x。計(jì)算出A球碰前的速度大小為v0，碰后的速度大小為vA，B球碰后的速度大小為vB，則②若滿足關(guān)系式_____________________（用mA、mB、v0、vA、vB表示則A、B兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。質(zhì)量為m＝0.2kg且厚度不計(jì)的活塞與汽缸底部之間封閉了一部分氣體，此時(shí)活塞與汽缸底部之間的距離為24cm，在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與汽缸固定連接的卡環(huán)，氣體的溫度為300K，大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105Pa.現(xiàn)將汽缸豎直放置，如圖(b)所示，取g=10m/s2.求：(1)活塞與汽缸底部之間的距離；(2)將缸內(nèi)氣體加熱到630K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)．14、（14分）霍爾推進(jìn)器主要包括以下步驟：霍爾效應(yīng)使電子被約束在一個(gè)磁場(chǎng)中，并通過(guò)電場(chǎng)被加速，電子撞擊推進(jìn)劑(氙氣、氬氣等)分子，導(dǎo)致電子被剝離，形成離子。形成的離子在電場(chǎng)的作用下沿著軸向加速，加速后的離子向外噴出，反沖產(chǎn)生推力。在某局部區(qū)域可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型。XOY平面內(nèi)存在方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從坐標(biāo)O點(diǎn)沿Y軸正方向入射，不計(jì)重力及電子間相互作用。(1)若離子質(zhì)量為M，加速后以v速度沿軸向方向噴出，單位時(shí)間噴出離子數(shù)為n，求推進(jìn)器產(chǎn)生的推力F；(2)在某局部區(qū)域內(nèi)，當(dāng)電子入射速度為vo時(shí)，電子沿Y軸做直線運(yùn)動(dòng)，求vo的大??；(3)在某局部區(qū)域內(nèi)，若電子入射速度為，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示，求運(yùn)動(dòng)到離Y軸的最遠(yuǎn)距離x和回到Y(jié)軸坐標(biāo)y。15、（18分）如圖所示，傾角為30°、絕緣、光滑、無(wú)限長(zhǎng)的斜面上相距為的水平虛線MN、PQ間有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，“日”字形閉合導(dǎo)體線框沿斜面放置，ab邊平行于PQ邊，線框?qū)抋b為L(zhǎng)，cd到MN的距離為，將金屬框由靜止釋放，cd邊和ef邊都恰好勻速通過(guò)磁場(chǎng)。已知ab、cd、ef邊的電阻分別為R、R、3R，其它部分電阻不計(jì)，運(yùn)動(dòng)中線框平面始終與磁場(chǎng)垂直，ab邊始終平行PQ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。求：（1）cd邊和ef邊通過(guò)磁場(chǎng)的速度大小之比；（2）cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到ef邊剛離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程，重力的沖量大??；（3）整個(gè)線框穿過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，ab段電阻中產(chǎn)生的焦耳熱。題號(hào)123456789答案DDDCABDCDABBCD備注：答案中“l(fā)”用“L”表示也給分（3）mAv0=-mAvA+mBvB或者mAv0+mAvA=mBvB解：每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)兩次完成一次全振動(dòng)由周期公式可得①碰前A球可得碰后A球向左運(yùn)動(dòng)可得碰后B球做平拋運(yùn)動(dòng)聯(lián)立可得；②由系統(tǒng)動(dòng)量守恒可得mAv0=-mAvA+mBvB13.(1)20cm（4分）(2)1.4×105Pa（6分）解析(1)汽缸水平放置時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離L1＝24cm氣體壓強(qiáng)p1＝1.0×105Pa，氣體體積V1＝L1S；汽缸豎直放置時(shí)，活塞與汽缸底部之間的距離為L(zhǎng)2氣體等溫變化，根據(jù)玻意耳定律p1V1＝p2V2（2分）得活塞與汽缸底部之間的距離（2分）(2)活塞到達(dá)卡環(huán)前是等壓變化，到達(dá)卡環(huán)后是等容變化，應(yīng)分兩個(gè)階段來(lái)處理．氣體初狀態(tài)壓強(qiáng)p2＝1.2×105Pa，體積V2＝L2S，溫度T2＝300K氣體等壓變化，根據(jù)蓋—呂薩克定律得此時(shí)氣體溫度T3=·T2＝540K<630K（2分）則活塞到達(dá)卡環(huán)后，溫度繼續(xù)上升，氣體等容變化，p3＝1.2×105Pa，T3＝540K，T4＝630K，根據(jù)查理定律（2分）解得加熱到630K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)（2分）vo=x=?,y=(n=1、2、3…)【解析】(1)根據(jù)動(dòng)量定理得Ft=ntMV，解得F=nMV（4分）(2)由題知，入射速度為時(shí)，電子沿r軸做直線運(yùn)動(dòng)則有Ee=ev,B，解得vo=（4分）(3)由于電子入射速度為，初速度可分解為向Y正方向和Y負(fù)方向兩個(gè)合成，把洛倫茲力分解為兩個(gè)分力，其中Ee=evB，解得vo=則電子可以看作向正方向勻速直線運(yùn)動(dòng)在軸左側(cè)以勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成：到達(dá)離軸最遠(yuǎn)時(shí)速度（2分）求方法一：根據(jù)動(dòng)能定理有，解得求方法二：由牛頓第二定律得，解得圓周運(yùn)動(dòng)半徑為又，解得求方法三：方向動(dòng)量定理求方法一：到達(dá)軸時(shí)間為周期的倍，由公式，解得周期T=解得y=?n=1、2、3…)Y軸坐標(biāo)，y=vnT解得y=?n=1、2、3…)求方法二：根據(jù)X方向動(dòng)量定理EeBr,Ai-eEXT=0，解得（2分）15.（18分）（1）cd邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為v1，cd邊中電流大小為I1①（1分）設(shè)線框質(zhì)量為m，對(duì)線框有聯(lián)立ef邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為v2，ef邊中電流大小為I2mgsin30o=BImgsin30o=BI2L聯(lián)立得