2022-2023学年湖南省部分校高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1. 下列说法正确的是
A. 衡山在任何情况下都不可以看作质点 B. 汽车从娄底到长沙的路程和位移一定相同
C. 国际单位制中的基本单位有七个 D. 速度是惯性大小的唯一量度
2. 周期是的单摆叫秒摆，取重力加速度大小，则秒摆的摆长是
A. B. C. D.
3. 地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？为了回答这个问题，牛顿进行了著名的“月地检验”。“月地检验”比较的是
A. 月球公转的向心加速度和地球公转的向心加速度
B. 月球表面上物体的重力加速度和地球公转的向心加速度
C. 月球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度
D. 月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
4. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是
A. 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态的温度最低
B. 图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用
C. 图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用
D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
5. 一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，如图所示，副线圈两输出端连接了定值电阻，和滑动变阻器，在原线圈上加一电压为的交流电，则
A. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变大
B. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数不变
C. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变大
D. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变小
6. 北京时间年月日：，“天宫课堂”第一课正式开讲，中国航天员进行太空授课，其中一项实验是航天员王亚平用注射器向水球内注人一个气泡，水球里同时出现了两个王老师的倒影。小明想模拟这个实验，他用折射率为的透明介质做成内、外半径分别为和的空心球，如图所示，当一束平行光射向此球壳时，经球壳外、内表面两次折射后，能进入空心球壳的人射光的横截面积是
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）
7. 如图所示，质量为的小球可视为质点，用长为的摆线悬挂在墙上点，点正下方点钉有一光滑细支柱，且、两点的距离为。现将球拉至偏离竖直方向释放，摆至最低点后球仍可绕点完成圆周运动，则的比值可能为
A. B. C. D.
8. 图为甲、乙两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图，甲波向左传播，乙波向右传播。质点的平衡位置在处，则下列说法正确的是
A. 这两列波会发生干涉现象 B. 点是振动减弱点
C. 此时质点的位移为 D. 质点将做振幅为的简谐振动
9. 电冰箱由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四个部分组成一个密闭的连通系统，制冷剂在连通系统内循环流经这四个部分。各部分的温度和压强如图所示，则下列说法正确的是
A. 冷凝器向环境散失的热量可能小于蒸发器从冰箱内吸收的热量
B. 该过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律
C. 制冷剂在蒸发器中的状态可以看成理想气体
D. 制冷剂在通过冷凝器的过程中分子势能和分子动能都降低
10. 如图甲所示，在平面内存在方向、大小随时间呈周期性变化的磁场和电场电场未画出，变化规律分别如图乙、丙所示规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，轴正方向为电场强度的正方向。在时刻由原点发射初速度大小为、方向沿轴正方向的带负电粒子不计所受重力。已知、、、，且，粒子的比荷，轴上有一点，坐标为。下列选项正确的是
A. 时刻，带电粒子的位置坐标为
B. 带电粒子在运动过程中偏离轴的最大距离为
C. 带电粒子在运动过程中偏离轴的最大距离为
D. 粒子经过通过点
三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）
11. “验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示。先用两个弹簧测力计将橡皮条下端拉至点，再用一个弹簧测力计将橡皮条下端拉至点。每次操作均记录相关数据，并据此在白纸上作图，如图丙所示。
图乙是测量时某弹簧测力计的示数，示数为________保留一位小数；
图丙中、两个力，其中_______是根据平行四边形定则作出的；
本实验采用的方法是_______填“理想实验法”或“等效替代法”。
12. 某同学想精确测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，金属丝阻值约为。
备选器材如下：
A.量程为、内阻的电流表；
B.量程为、内阻的电流表；
C.量程为、内阻约为的电压表；
D.最大阻值为、最大允许电流为的滑动变阻器；
E.定值电阻；
F.定值电阻；
G.电动势、内阻很小的直流电源；
H.开关一个，导线若干；
I.螺旋测微器，刻度尺。
该同学用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，示数如图乙所示，则示数_______；
实验中电流表应选用________填“”或“”，定值电阻应选用________填“”或“”；
电压表的示数记为，电流表的示数记为，则该金属丝的电阻的表达式_______；若用刻度尺测得待测金属丝接入电路的长度为，则其电阻率的表达式为_______。用对应的符号表示
四、计算题（本大题共3小题，共41.0分）
13. 如图所示，长为的绝缘细线上端固定于点，下端系一质量为，电荷量为的带电小球，整个装置处于匀强电场中，电场强度方向水平向右，当小球静止时，小球处于点位置，细线与水平方向间的夹角，重力加速度大小为。
小球平衡时，求细线中的拉力大小及电场强度的大小；
将小球向右拉至与点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，求小球到达位置时细线中的拉力大小；
将小球向左拉至与点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，求小球到达位置时细线中的拉力大小。
14. 如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面的速度向斜面体推出，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为小于斜面体的高度。已知小孩与滑板的总质量，冰块的质量，斜面体的质量，小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度大小。求：
冰块在斜面体上上升到最大高度时的速度大小；
冰块在斜面体上上升的最大高度；
冰块与斜面体分离后斜面体和冰块的速度大小，并判断冰块能否追上小孩。
15. 年月日上午，被称为“感觉良好”乘组的“神舟十三号”结束太空出差，顺利回到地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了台电磁缓冲装置。电磁缓冲装置的主要部件有两部分：缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈；返回舱，包括绝缘光滑缓冲轨道、，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，返回舱一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为，台电磁缓冲装置结构相同，其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示，线圈的电阻为，边长为，返回舱的质量为，磁感应强度大小为，重力加速度大小为，一切摩擦阻力均不计。
缓冲滑块刚停止运动时，求流过线圈边的电流大小和方向；
假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，求软着陆速度的大小；
若返回舱的速度大小从减到的过程中，经历的时间为，求该过程中返回舱下落的高度和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。结果保留
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了质点、路程和位移、基本单位、惯性；本题涉及的知识点多，关键平时要多掌握基础知识。
物体能看成质点的条件是：当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以忽略不计时，可以把物体看成质点；
位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量，而路程为物体经过的轨迹的长度，是标量；
国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流强度、发光强度、物质的量；
惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，其大小由物体的质量决定，质量越大，惯性越大，与运动状态无关，惯性大的物体其运动状态难改变。
【解答】
A.研究衡山在地图上的位置时，可以看成质点，故A错误；
B.路程表示轨迹的长度，是标量，位移的大小是两点间的直线距离，位移是矢量，故B错误；
C.国际单位制中的基本单位有七个，故C正确；
D.质量是惯性大小的唯一量度，故D错误。
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】
【分析】
在牛顿所处的时代人们已经能够比较精确地测定重力加速度，当时也能比较精确地测定月球与地球的距离月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度，牛顿深入思考了月球所受引力与地面物体所受引力的关系。
根据万有引力发现的历程，结合牛顿第二定律以及向心力的表达式分析即可。
对于牛顿在发现万有引力定律的过程中，要建立物理模型：行星绕太阳做匀速圆周运动，根据太阳的引力提供行星的向心力。
【解答】
为了将天上的力和地上的力统一起来，牛顿进行了著名的“月地检验”。其设想为：地球表面的物体受到的万有引力提供地球表面物体的重力，所以：，即：，
同理，绕地球做圆周运动的月亮：，即：，
所以只要比较月球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度与月球的轨道半径与地球的半径之间的关系，即可验证万有引力定律是否成立，故ABD错误，C正确；
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查分子运动速率分布规律、液体表面张力、分子力以及阿伏加德罗常数。温度越高，速率大的分子占比越大，速率小的分子占比越小；液体的表面张力有使液体表面收缩到最小的趋势；洁净的玻璃板接触水面，水分子和玻璃分子之间存在分子力；用摩尔质量和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子的质量，但由于气体分子之间的空隙很大，不能用气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数估算出气体分子的体积，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.由甲图可知，状态中速率大的分子占据的比例最大，则说明状态对应的分子平均动能最大，故状态对应的温度最高，故A错误；
B.液体的表面张力有使液体表面收缩到最小的趋势，图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B正确；
C.洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是玻璃板还受到向下的水分子和玻璃分子之间的吸引力，故C错误；
D.用摩尔质量和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子的质量，由于气体分子之间的空隙很大，用气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数可以估算出每个气体分子占据的空间体积，而不能估算出气体分子的体积，故D错误。
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】略
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查竖直平面内的圆周运动。小球由释放到到达圆周运动最高点应满足机械能守恒定律，同时做圆周运动到达最高点时，若重力恰好提供向心力，对应球速度最小，由此分析列式求解速度的表达式，计算应满足的条件。
【解答】
设球到达圆周运动最高点的速度为，对小球由释放到到达圆周运动最高点的过程，由机械能守恒定律得：
解得小球在圆周运动最高点的速度为；
球绕点做圆周运动到达最高点时，若重力恰好提供向心力，对应球速度最小，则，解得；
由解得，故CD正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
两列简谐横波在同一均匀介质中传播时速度相等，由图可比较波长的大小，从而可比较频率关系，只有当频率相等时，两列波才能产生干涉；两列波干涉时，波峰与波峰、波谷与波谷叠加的地方振动加强，波峰与波谷叠加的地方振动减弱。根据波的叠加原理分析。
本题要理解并掌握波的干涉条件，正确运用波的叠加原理分析干涉现象，要知道波峰与波峰、波谷与波谷相遇处振动加强，波峰与波谷相遇处振动减弱。
【解答】
A.两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，由图可知两列波的波长相等，由可知，频率相等，所以两列波能产生稳定的干涉现象。故A正确；
质点处是两列波的波峰与波谷相遇处，振动总是减弱，点是振动减弱点；振幅等于两列波振幅之差，为，质点将做振幅为的简谐振动，则此时质点的位移为，故B正确，CD错误。
故选AB。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了热力学定律；热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的基础，以常见生活工具电冰箱为背景，考查热力学定律，重点在核心素养物理观念之能量观，对信息获取能力和理解能力要求较高。
根据热力学第一定律与热力学第二定律分析；温度决定分子动能。
【解答】
A.根据热力学第一定律，从低温物体吸收的热量压缩机对系统做功向高温物体释放的热量，故A错误；
B.这一过程不是自发完成的，蒸发器和冷凝器两处的热交换方向都是从高温物体向低温物体，整个过程实现了热量从低温物体向高温物体传递，符合热力学第二定律，故B正确；
C.制冷剂在蒸发器中虽然是气体状态，但是不满足远离液化的状态，不能看成理想气体，故C错误；
D.在冷凝器中制冷剂温度降低，分子平均动能降低，分子间距从气体到液体，分子势能降低，故D正确。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了带电粒子在电场中的运动、带电粒子在磁场中运动；解决该题的关键是掌握粒子在隔段时间内的运动过程，能根据周期公式推导出周期与所给时间的关系，熟记半径和周期的公式。
根据洛伦兹力提供向心力和周期公式求粒子的坐标；画出粒子运动轨迹，据此求粒子的最大距离；根据左周期性运动的周期，和一个周期内运动的距离求时间。
【解答】
A.在时间内，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
得，
则在时间内转过的圆心角，所以在时，粒子的位置坐标为，故A正确；
在时间内，粒子经电场加速后的速度为，粒子的运动轨迹如图所示：
则，
运动的位移
在时间内粒子做匀速圆周运动，半径为
故粒子偏离轴的最大距离为，
粒子以后做周期性运动，重复上述运动，则粒子偏离轴无最大值，故B正确，C错误。
D.粒子在平面内做周期性运动的运动周期为
一个周期内向右运动的距离为
间的距离为
所以粒子运动至点的时间为，故D错误。
11.【答案】；；等效替代法
【解析】
【分析】
根据图示弹簧测力计确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；
在实验中和分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；
本实验中采用了两个力与一个力效果相同来验证的平行四边形定则，因此采用“等效法”，注意该实验方法的应用。
本题考查了验证力的平行四边形定则实验，在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析。
【解答】
由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为，示数为；
由图丙所示可知，实验中是由平行四边形得出的，而是通过实验方法得出的；
本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。
故答案为：；；等效替代法。
12.【答案】均可；
；；
；；
【解析】
【分析】
螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
根据通过电阻丝的最大电流选择电流表，根据并联电路特点与欧姆定律选择定值电阻；
根据电路图求出通过金属丝的电流，然后应用欧姆定律求出金属丝的电阻表达式，然后应用电阻定律求出金属丝的电阻率。
本题考查测金属丝的电阻率的实验，解决问题的关键是清楚实验原理，知道螺旋测微器的读数规则、实验器材的选择、求电阻与电阻率的表达式。
【解答】
根据螺旋测微器读数规则，金属丝直径。
电压表量程为，电阻丝电阻约，电流表量程应该为左右，可以将量程的电流表并联的电阻改装成量程为的电流表，即电流表选择，定值电阻选择。
金属丝中电流为，电压
由欧姆定律可得金属丝电阻
由电阻定律，
解得电阻率。
13.【答案】解：由平衡条件
得
由
可得。
释放后小球摆动，由动能定理
小球径向方向的合力提供小球的向心力
得。
释放后小球做初速度为零的匀加速直线运动，当小球运动的距离为时，此时细线再次绷直，线与竖直方向的夹角为，设绷直前瞬间球的速度为，由动能定理
绷直后瞬间球的速度为，则
之后小球做圆周运动，在摆动到位置的过程中，
到达位置后小球径向方向的合力提供小球的向心力
得。
【解析】根据平衡条件和几何关系得出场强的大小；
根据动能定理和向心力公式计算出细线的拉力；
分析出绷直前后的速度关系，结合动能和向心力的计算公式完成分析。
本题主要考查了带电粒子在电场中的运动，根据小球的平衡条件和向心力公式完成分析，同时要结合动能定律完成计算。
14.【答案】解：
对冰块和斜面体组成的系统，以向左为正方向，设冰块在斜面体上上升到最大高度时
的速度为，根据动量守恒定律有
解得；
对冰块和斜面体组成的系统，根据能量守恒定律有
解得；
对小孩含滑板和冰块组成的系统，以向左为正方向，根据动量守恒定律有
解得：，
对冰块和斜面体组成的系统，从冰块开始滑上斜面体到与斜面体分离，以向左为正方向，根
据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得， ，
即冰块与斜面体分离后斜面体的速度大小为，冰块的速度大小为，方向水平向右。
由于冰块的速度比小孩的速度大，且冰块与小孩均向右运动，所以冰块能追上小孩。
【解析】本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律这些知识点；
小孩与冰块组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律即可求解；
冰块和斜面体组成的系统动量守恒，机械能守恒，根据系统机械能守恒列式求解即可；
小孩和冰块动量守恒，冰块和斜面动量守恒机械能守恒，计算小孩和冰块的最后速度，比较他们的速度大小的关系可以判断能否追上小孩。
15.【答案】解：
由题意缓冲滑块刚停止运动时，边产生的电动势为流过线圈边的电流为磁场向下运动，线框相对磁场向上运动，由右手定则知电流方向从到。
返回舱向下做减速运动，受向上的安培力和向下的重力，随速度的减小，安培力减小，直到安培力减到与重力大小相等时，速度达到最小，此后匀速运动，即达到软着落速度，有；
解得
火箭主体的速度大小从减到的过程中，由动量定理得；
；
解得
由能量守恒
解得。
【解析】本题考查了牛顿第二定律、动量定理、导体切割磁感线时的感应电动势、电磁感应中的能量转化；对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
应用电磁感应定律，结合欧姆定律求出流过线圈边的电流；
结合安培力、欧姆定律得出软着陆速度的大小；
应用动量定理、焦耳定律与能量守恒定律求出每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。
第1页，共1页
