2022-2023学年河南省濮阳市重点中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 在物理学发展的过程中，许多科学家作出了突出贡献，下列说法正确的是( )
A. 库仑通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量
B. 卡文迪什利用扭秤实验首先较准确地测定了静电力常量
C. 麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在
D. 法拉第发现了电流的磁效应
2. 关于分子动理论、固体和液体的性质，下列说法正确的是( )
A. 在显微镜下追踪悬浮于水中的小炭粒的运动情况，图甲中的折线是小炭粒的运动轨迹
B. 分子力与分子势能随分子间距变化规律相似，图乙表示分子势能与两分子间距离的关系
C. 酱油瓶口要用不浸润酱油的材料，酱油与材料的相互作用力大于酱油分子间相互作用力
D. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布规律，对应的分子平均动能较小
3. 在如图所示的电路中，为电源，其内阻为，为小灯泡其灯丝电阻可视为不变，、为定值电阻，为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，为理想电压表。若将照射的光的强度减弱，则( )
A. 电压表的示数变大 B. 电源输出功率变小
C. 小灯泡变亮 D. 通过的电流变小
4. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹。粒子先经过点，再经过点，以下正确的是( )
A. 粒子在点的加速度小于在点的加速度
B. 该带电粒子带负电
C. 点的电势低于在点的电势
D. 粒子在点的电势能大于在点的电势能
5. 两根足够长、电阻不计且相距为的平行金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面和水平面上，斜面导轨处在垂直斜面向上的匀强磁场中，水平导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度均为。一质量为、长为、电阻为的光滑金属棒垂直导轨放置在倾斜导轨上，另一质量为、长为、电阻为的粗糙金属棒垂直导轨放置在水平导轨上，两金属棒始终与导轨接触良好。金属棒由静止释放，经一段时间后匀速运动，金属棒始终静止，重力加速度为，在金属棒匀速运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 金属棒匀速运动的速度大小为
B. 金属棒受到水平向左的摩擦力
C. 金属棒的热功率为
D. 金属棒受到的摩擦力大小为
6. 如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移随时间变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，取，对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是( )
A. 单摆的位移随时间变化的关系式为
B. 单摆的摆长约为
C. 从到的过程中，摆球的动能逐渐减小
D. 从到的过程中，摆球所受回复力逐渐增大
7. 如图所示，在足够大的光滑水平面上停放着带有光滑的四分之一圆弧槽的小车，圆弧槽的底端切线水平，一小球以大小为的水平速度从小车圆弧槽的底端沿圆弧槽上滑，恰好能到达圆弧槽的顶端。小车与小球的质量分别为和，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 圆弧槽的半径为
B. 小球离开小车后，相对地面可能做自由落体运动
C. 在小球沿小车圆弧槽滑行的过程中，小车对小球做的功为
D. 在小球沿小车圆弧槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小为
8. “奋斗号”潜水器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，则此过程中理论上被封闭的气体( )
A. 单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多
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. 分子的平均动能变大
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 一定质量的理想气体从状态开始，经历两个过程，先后到达状态和，、和三个状态的体积分别为、和。状态变化过程中气体的压强与热力学温度的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.
B. ，
C. 状态到状态的过程中气体的内能增大
D. 状态到状态的过程中气体分子的平均动能减小
10. 导热性能良好、内壁光滑的气缸内用活塞封住一定量的理想气体，活塞厚度不计，现用弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂起来，如图所示。静止时，弹簧长度为，活塞距离地面高度为，气缸底部距离地面高度为，活塞内气体压强为，体积为，下列说法正确的是( )
A. 当外界温度不变，大气压强增大时，变小，变大，增大，变小
B. 当外界温度不变，大气压强变小时，不变，变小，减小，变大
C. 当大气压强不变，外界温度升高时，不变，减小，不变，增大
D. 当大气压强变小，外界温度升高时，变小，增大，减小，增大
11. 图甲是小型交流发电机的示意图，为理想交流电流表，为理想交流电压表。内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动磁场可近似看做匀强磁场，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，原、副线圈匝数比为，副线圈接有滑动变阻器，从某时刻开始计时，副线圈输出电压如图乙所示，以下判断正确的是( )
A. 在时电压表的示数为
B. 线圈从图示位置转过的过程中，所产生的平均感应电动势为
C. 若滑动触头的位置向上移动时，电流表读数将增大
D. 把发电机线圈的转速变为原来的一半，则变压器的输入功率将减小到原来的四分之一
12. 如图所示，在边长为的正方形区域内有水平向右的匀强电场，一不计重力的带电粒子从点沿方向以速度射入，粒子经过点打在边右侧距离为的光屏上的点，现撤去电场，加上垂直纸面方向的匀强磁场，仍让该带电粒子以速度从点沿方向射入，粒子也经过点打在光屏上的点、点均未标出则( )
A. 的比值为 B. 的比值为
C. 光屏上两点的距离为 D. 光屏上两点的距离为
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
13. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中。
某同学操作步骤如下：
用的油酸配成的油酸酒精溶液
用注射器和量筒测得滴油酸酒精溶液体积为
在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定
在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜轮廓，用透明方格纸测量油膜的面积为，则油酸分子直径大小________________结果保留一位有效数字。
若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为，在测出油酸分子直径为后，还可以继续测出阿伏加德罗常数_______________用题中给出的物理量符号表示
若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，错拿了一个管口更粗的注射器将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘，这会导致实验测得的油酸分子直径_____选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”。
若由于酒精的挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度发生变化，这会导致实验测得的油酸分子直径______选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”。
14. 如图所示，某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率，先在白纸上放好三棱镜，在棱镜的左侧插上两枚大头针和，然后在棱镜的右侧观察到像和像，当的像恰好被像挡住时，插上大头针和，使挡住、的像，挡住和、的像，在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如甲图所示，测量仪器有量角器。
请画出甲图中的光路图，并在图中标出光线进入玻璃砖时发生折射的入射角和折射角。
三棱镜玻璃材料折射率的计算公式则可表示为__________________；用和表示
若在确定三棱镜的界面时，放置三棱镜的位置发生了微小的平移移至图中的虚线位置底边仍重合，如乙图，其他操作均正确，则三棱镜材料折射率的测量值___________真实值填“大于”、“小于”、“等于”。
对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中不正确的是_______________。
A.为了提高测量的精确度，、及、之间的距离应适当大一些
B.为了提高测量的精确度，入射角应适当大一些
C.、之间的距离的大小及入射角的大小跟测量的精确度无关
D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察
四、简答题（本大题共1小题，共10.0分）
15. 如图所示，用一条长的绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量，所带电荷量。现加一水平方向的匀强电场，电场区域足够大，平衡时绝缘绳与竖直方向夹角，已知取，，。
求匀强电场电场强度的大小；
若将轻绳向右拉至水平后由静止释放，求小球到达最低点时的速度大小和此时绳对小球的拉力大小。
五、计算题（本大题共2小题，共26.0分）
16. 如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻部分的波形图如图中实线所示，经过该部分波形图如图中虚线所示，已知虚线上波峰对应的平衡位置到原点的距离为，质点平衡位置的横坐标为。
求该简谐横波的波速；
当波速取最小值时，求质点的振动方程。
17. 如图甲所示，开口向上的汽缸放在水平地面上，横截面积为、质量为的薄活塞密封一定质量的理想气体，平衡时活塞下部与汽缸底部的间距为。若汽缸放在倾角的固定斜面上，绕过定滑轮的轻绳一端与质量为的物块相连，另一端与活塞相连，滑轮右侧轻绳与斜面平行，系统处于平衡状态，如图乙所示。重力加速度大小为，大气压强恒为，不计一切摩擦，缸内气体的温度恒定，斜面足够长。
求系统在斜面上处于平衡状态时缸内气体压强及活塞与汽缸底部的间距；
物块下轻轻地挂上另一相同的物块后，活塞与汽缸一起沿斜面向上做匀加速直线运动，求
系统稳定后缸内气体压强及活塞与汽缸底部的间距。
答案和解析
1.【答案】
【解析】略
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】略
4.【答案】
【解析】略
5.【答案】
【解析】略
6.【答案】
【解析】解：、由振动图象读出周期，振幅，由得到角频率，则单摆的位移随时间变化的关系式为，故A错误。
B、由公式，代入得到，故B正确。
C、从到的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，速度增大，所以动能逐渐增大。故C错误。
D、从到的过程中，摆球的位移减小，回复力减小。故D错误。
故选：。
由振动图象读出周期和振幅，由求出角频率，单摆位移的表达式由公式求出摆长从到的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，位移减小，回复力减小．
本题是振动图象问题，考查基本的读图能力．根据振动图象，分析质点的振动情况及各个量的变化是基本功．
7.【答案】
【解析】A.小球到达圆弧槽顶端时，小球与小车的速度相同设共同速度大小为，在小球沿小车圆弧槽上滑的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，有，设圆弧槽的半径为，根据机械能守恒定律有解得，故A错误；设小球返回圆弧槽的底端时，小球与小车的速度分别为、，在小球沿小车圆弧槽滑行的过程中，小球与小车组成的系统水平方向动量守恒，以的方向为正方向，有，根据机械能守恒定律有，解得：，，可知小球离开小车后相对地面的速度大小为，小球离开小车后做平拋运动，不可能做自由落体运动，故B错误；根据动能定理，在小球沿小车圆弧槽滑行的过程中，小车对小球做的功故C正确；根据动量定理，在小球沿小车圆弧槽滑行的过程中，合力对小车的冲量大小，故D错，选C。
8.【答案】
【解析】A.压强增大，温度降低，则单位时间内气体分子撞击单位面积器壁的次数增多，故A正确；气体压强，压强与潜水器下潜的深度成一次函数关系，故B错误；根据，得，可知体积与潜水器下潜的深度不成反比，故C错误；温度降低，气体分子的平均动能减小，故D错误。故选A。
9.【答案】
【解析】略
10.【答案】
【解析】设气缸和活塞的质量分别为和，则缸内气体的压强
当外界温度不变，大气压强增大时，则变大，根据可知，变小，弹簧弹力等于活塞和气缸的重力之和，因活塞与气缸的重力不变，则弹簧弹力不变，则不变，气缸上移，则变大；同理当外界温度不变，大气压强变小时，减小，变大，不变，变小，选项A错误，B正确；当大气压强不变，则不变，根据外界温度升高时，增大，弹簧弹力不变，则不变，活塞位置不变，则不变，减小，选项C正确；当大气压强变小，则减小，外界温度升高时，根据，增大，弹簧弹力不变，则不变，活塞位置不变，则不变，减小，选项D错误；故选BC。
11.【答案】
【解析】A.次级电压有效值为，初级电压即电压表读数为，A错误；交流电的周期，，初级电压最大值，线圈从图示位置转过，所产生的平均感应电动势为，选项B正确；若滑动触头的位置向上移动时，电阻增大，次级电流减小，则初级电流减小，则电流表读数将减小，选项C错误；把发电机线圈的转速变为原来的一半，根据，可知，交流电压最大值变为一半，变压器的输入电压减半，次级电压减半，根据，可知，次级功率变为原来的四分之一，则变压器的输入功率将减小到原来的四分之一，选项D正确；故选BD。
12.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查带电粒子在匀强电场中的偏转和带电粒子在有界匀强磁场中的运动，作出粒子的运动轨迹是解决问题的关键。粒子在电场中做类平抛运动，作出运动轨迹，根据类平抛运动的规律，结合牛顿第二定律和运动学公式，联立求解匀强电场的场强，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，作出粒子的运动轨迹，确定圆心位置，明确运行半径，由洛伦兹力提供向心力列式求解磁感应强度，即可求解；粒子从点到光屏上点，根据运动的合成与分解，由运动学公式即可求解光屏上两点的距离，由此即可正确求解。
【解答】
．粒子在电场中做类平抛运动，如图所示：
设粒子在电场中运动时间为，则有，，
解得，
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，连线的垂直平分线与交于点，则点为圆心，粒子从点出磁场时速度方向水平向右，如图所示：
由洛伦兹力提供向心力有，解得，所以，故A正确，B错误；
粒子在匀强电场中运动到点时，竖直方向，水平方向，设粒子从点到打到光屏上的点所用时间为，之间的距离为，则有，，故C错误，D正确。
13.【答案】
偏小
偏小
【解析】根据题意可知，一滴油酸酒精溶液含有油酸的体积为，
油酸分子直径大小
每个油酸分子的体积，油酸的摩尔体积，联立得
因为拿错的注射器的管口比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。
酒精的挥发，导致酒精浓度变大，一滴溶液形成的面积变大，则由得到的结果偏小。
14.【答案】
注意：画出光路图、画出法线、标出入射角和折射角，四者缺一不可，全对得分，错误或不全的得分
分
大于
【解析】略
15.【答案】
，
【解析】【详解】小球静止，根据平衡条件有
小球由静止释放至最低点过程中
过最低点时，对小球
解得
16.【答案】解：由波形图可知，波长，
波沿轴正方向传播，则，所以
解得：
则波速：
时，波速最小，为：，此时
则：
质点平衡位置的横坐标为，所以对应的纵坐标为，
由振动方程：，结合质点在零时刻向上运动，小于，代入数据可得：
故质点的振动方程为：
答：该简谐横波的波速为；
当波速取最小值时，质点的振动方程为。
【解析】由图可知波的波长，而由图可得波形相距的时间与周期的关系，则可得出波速的表达式；
由波速最小值可得周期以及角速度数值，根据的坐标则可得出质点的振动方程。
本题考查对波动图象的理解能力。知道两个时刻的波形时，往往应用波形的平移法来理解。
17.【答案】
【解析】【详解】汽缸放在水平地面上时，缸内气体的压强满足：
设汽缸在斜面上系统平衡时缸内气体的压强为，对活塞，根据物体的平衡条件有：
根据玻意耳定律有：
联立解得：
设汽缸的质量为，对活塞与汽缸整体，根据物体的平衡条件有：
对两个物块、活塞和汽缸整体，根据牛顿第二定律有：
设活塞与汽缸一起沿斜面向上做匀加速直线运动时，缸内气体的压强为，对汽缸，根据牛顿第二定律有：
根据玻意耳定律有：
联立解得：
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