湖北省十堰市郧阳中学等四校联考2022-2023学年高二物理下学期5月联考试题（Word版附答案）

郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中高二下学期五月联考

高二物理试卷

考试时间：2023年5月11日上午    试卷满分：100分

一、选择题（每题4分，1-7为单选题，选错不得分；8-11为多选题，选不全得2分，选错不得分，共44分）

1．下列与热现象和分子动理论有关的说法正确的是（    ）

A．草叶上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力、斥力都增大

B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大

C．液体分子的无规则运动称为布朗运动

D．某气体的摩尔质量为M、密度为，用表示阿伏伽德罗常数，每个气体分子的质量，每个气体分子的体积

2．“奋斗号”潜水器2020年成功坐底马里亚纳海沟，标志着我国载人深潜技术已达世界领先水平。现利用固定在潜水器体外的一个密闭气缸做验证性实验：如图，气缸内封闭一定质量的理想气体，轻质导热活塞可自由移动。在潜水器缓慢下潜的过程中，海水温度逐渐降低，则理论上被封闭的气体在此过程中（    ）

A．从外界吸热

B．压强与潜水器下潜的深度成正比

C．体积与潜水器下潜的深度成反比

D．单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多

3．在演示自感现象时，可用电动势为E一节干电池做电源，L是自感系数较大的线圈，让几位同学手拉手如图连接在电路中，以下说法正确的是（    ）

A．闭合开关时，几位同学会感受到电击

B．闭合开关稳定后再断开开关时，几位同学会感受到电击

C．同学们感觉到被电击时线圈两端的电压的大小为E

D．换用两节相同干电池时同学们受到的电击效果与只用一节同型号干电池时受到的电击效果一样

4．如图是某同学观察肥皂膜干涉现象的实验装置，将有肥皂膜的铁丝圈竖直挂在酒精灯右侧，在火焰中分别加入不同金属元素，火焰会呈现不同的颜色。在肥皂膜向光的一面上出现火焰的像，像上有明暗相间的条纹，关于这个现象，下列说法正确的是（    ）

A．条纹形状是相互平行的竖直线

B．干涉条纹是由一束反射光和另一束入射光叠加产生的

C．紫光的干涉条纹数比黄光的干涉条纹数要少一些

D．肥皂膜干涉的原理可以应用到精密光学平面平滑度的检测

5．某年五一假期期间下暴雨，小张同学在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了45mm，若雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度取，伞面的有效面积约为，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力接近（    ）

A．0.1N     B．1.0N     C．10N     D．100N

6．如图甲所示电路中，已知电阻，和并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（时电压为正值）。则两端电压的有效值为（    ）

A．V    B．10V     C．V    D．V

7．如图所示，a、b两列沿x轴传播的简谐横波，t=0s时刻的波形如图所示，两列波传播的速度大小均为v=2m/s。a波的振幅为2cm，沿x轴正向传播，b波的振幅为1cm，沿x轴负向传播，下列说法中正确的是（    ）

A．x=1m处的质点的振幅为3cm

B．t=0.5s时刻，x=2m处的质点位移为-3cm

C．t=0.5s时刻，x=1m处的质点向y轴负方向振动

D．t=1.0s时刻，x=2m处的质点位移大小等于3cm

8．a、b两种可见光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系如图甲所示。图乙为氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列说法正确的是（    ）

A．a光的波长比b光的短

B．单色光a的光子动量比单色光b的光子动量大

C．若a光是氢原子从n=4跃迁到n=2能级时发出的光，则b光可能是从n=5跃迁到n=2能级时发出的光

D．用的电子去轰击基态的氢原子，可能得到两种频率的可见光

9．如图所示，将一质量为m的物块P置于一质量为M的物块Q上，一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块Q相连。在弹性限度范围内，P和Q在光滑水平面上做振幅为A的往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止。则下列说法正确的是（    ）

A．物块P和Q均做简谐运动      B．作用在物块Q上的摩擦力最大为

C．物块Q和弹簧组成的系统机械能不变    D．物块Q对P的静摩擦力始终对P做正功

10．如图所示，正方形金属线圈abcd边长为L，电阻为R。现将线圈平放在粗糙水平传送带上，ab边与传送带边缘QN平行，随传送带以速度v匀速运动，匀强磁场的边界PQNM是平行四边形，磁场方向垂直于传送带向上，磁感应强度大小为B，PQ与QN夹角为45°，PM长为2L，PQ足够长，线圈始终相对于传送带静止，在线圈穿过磁场区域的过程中，下列说法正确的是（    ）

A．线圈感应电流的方向先是沿adcba后沿abcda

B．线圈受到的摩擦力先增大后减小

C．线圈始终受到垂直于ad向右的摩擦力

D．线圈受到摩擦力的最大值为

11．如图，在水平面内存在半径为R和半径为2R的两个同心圆，在小圆和大圆之间形成一环形区域。小圆和环形区域内分别存在垂直于水平面、方向相反的匀强磁场，小圆内匀强磁场的磁感应强度大小为B。位于圆心处的粒子源S沿水平面，向各个方向发射速率相同、电荷量为q、质量为m的正粒子，粒子从发射至第一次离开小圆区域运动的时间均为，不计粒子所受的重力及相互作用力，下列说法中正确的是（    ）

A．粒子的发射速度大小为

B．为了将所有粒子都束缚在大圆区域内，环形区域磁场的磁感应强度的大小至少为

C．若粒子能再次回到小圆区域内，则粒子下一次在小圆区域中运动的时间为

D．若环形区域内的磁场磁感应强度大小也为B，则粒子在两磁场中运动的总时间为

二、实验题（每空2分，共16分）

12．如图（a）所示是某物理兴趣小组设计的实验装置，该装置能够测量当地的重力加速度并验证机械能守恒定律。先将力传感器固定在天花板上，再用一条细线一端系在传感器上，另一端系住一个小球，传感器可以显示出拉力的大小。

（1）实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图（b）所示，则小球的直径D=______mm。让小球处于自然悬挂状态，此时传感器显示的拉力大小为，测出悬线的长为；

（2）将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角（未知但很小），由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图（c）所示，其中拉力的最小值与最大值分别为、，拉力变化周期为，则当地的重力加速度g=______（用、、D表示）；

（3）验证机械能守恒定律成立的表达式______（用、、表示）。

13．某实验室欲将电流表改装为两用电表。欧姆表：中央刻度为30的“×10”挡；电压表：量程0～6V。

A．干电池组（E=3.0V）      B．电流表（量程0～10mA，内阻为100Ω）

C．电流表（量程0～0.6A，内阻为0.2Ω） D．滑动变阻器（0～300Ω）

E．滑动变阻器（0～30Ω）     F．定值电阻（10Ω）

G．定值电阻（500Ω）      H．单刀双掷开关S，一对表笔及若干导线

(1)图中A为______（填“红”或“黑”）表笔；电流表应选用______（填“”或“”），滑动变阻器应选用______（填“”或“”），定值电阻R应选______（填“”或“”）。

(2)在正确选用器材的情况下，正确连接好实验电路，若电流表满偏电流为，则电阻刻度盘上指针指在处所对应的阻值______Ω。

三、解答题（14题8分，15题12分，18题20分，请写出必要的文字说明和原理关系）

14．一般常见材料的折射率都为正值（），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率可为负值（），称为负折射率材料，电磁波通过空气与这种材料的界面时，电磁波传播规律仍然不变，入射角和折射角的大小关系仍遵从折射定律（此时折射角取负值），但折射波线与入射波线位于法线的同一侧。现有一束电磁波从空气中以的角度射入由负折射率材料制成，厚度d=10cm的长方体并从下表面射出，已知该材料对电磁波的折射率，电磁波在真空中的速度。

（1）大致画出电磁波穿过该材料的示意图；

（2）求电磁波穿过该材料时的传播时间和该材料两侧光线的侧移量。

15．如图所示，质量均为4kg的A、B两物体并排放在粗糙的水平面上，两物体与水平面的动摩擦因数均为0.05，从t=0开始，给A、B如图所示的推力和拉力，大小分别为、。试求：

（1）两物体何时分离以及分离时两物体的运动位移大小；

（2）t=8s时两物体的速度大小分别是多少

16．如图所示，两平行光滑长直可伸缩导轨水平放置，MN左侧绝缘，右侧导电，导轨间距为L，导电部分电阻可忽略不计。MNPQ区域间有方向向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨左侧距离MN足够远处固定一绝缘轻质弹簧，初始时质量为的棒a压缩弹簧（不拴接）后由静止释放，与静置在MN处的导体棒b发生弹性碰撞，a、b碰撞前磁场内的导体棒c处于静止状态，b、c间初始距离为x。导体棒运动过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直。b、c两棒的长度均为L，电阻均为R，质量均为m。

（1）若a脱离弹簧时的速度为v，求碰后瞬间导体棒b所受安培力大小；

（2）若b、c在磁场内共速时恰好未发生碰撞，求弹簧的最大弹性势能；

（3）若a脱离弹簧时的速度为，a和b碰后取走a棒，出磁场时b、c未发生碰撞且c的速度为，将MN向左移动，改变磁场区域长度，使b、c间初始距离变为kx，b出磁场后未与c发生碰撞，求k的取值范围。

郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中高二下学期五月联考

参考答案

12．9.7     13．黑        1200

14．（1）略；（2）；

【详解】（1）光路图如图所示（2分）

（2）根据折射定律可知，（2分）

故该电磁波在介质中传播方向刚好与入射方向垂直折射光线在介质中传播的距离

在介质中传播的速度为

所以，该电磁波在介质中传播的时间（2分）

由光路图可知，折射光线垂直于入射光线，故该材料两侧光线侧移量为光在介质中的传播的距离：

（2分）

15．（1）3s，9m；（2），

【详解】（1）设分离前加速度为a，对整体有

在分离时有，（2分）

把推力和拉力表达式代入得t=3s（2分）

又有  联立解得x=9m（2分）

（2）分离时物体的运动速度

分离后（2分）  其中

同理（2分）  其中

解得  （2分）

（写成形式也给分，用图像面积计算）

16．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）a、b发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律有

解得，（2分）

回路总电阻，根据法拉第电磁感应定律有（2分）

回路中电流，

碰后瞬间导体棒b所受安培力大小为

联立解得（2分）

（2）b、c在磁场中共速时二者恰未发生碰撞，即二者的相对位移为x，设a、b碰后瞬间b的速度为，b、c共速时的速度为，对碰后的导体棒b根据动量定理有

对导体棒c根据动量定理有（2分）

又（2分）

根据（1）中分析可知，碰撞前瞬间a的速度是碰撞后瞬间b速度的两倍，则碰撞前瞬间a的速度为，根据能量守恒定律可知弹簧的最大弹性势能等于碰撞前瞬间a的动能，则有

联立解得（2分）

（3）对a、b碰撞过程根据动量守恒和能量守恒有

解得（2分）

c出磁场时b、c恰未发生碰撞，此时二者的相对位移为x，根据动量守恒定律有

根据动量定理有

将MN向左移动，改变磁场的长度，b的初速度未变，c到PQ的距离不变，则c出磁场时的速度始终不变，且c出磁场时b到PQ的距离为（2分）

b出磁场后未与c发生碰撞，有两个临界条件，①上限，b出磁场时的速度为；②下限，b到MN时的速度恰为零，当b出磁场时的速度为时，根据动量定理有

解得（2分）

当b出磁场时的速度为零时，根据动量定理有

解得

综上，k的取值范围为（2分）

（只要原理、结果正确均可给分）