贵州省黔西南州兴义市第六中学2022-2023学年高二下学期半期考试物理试题（含答案）

兴义市第六中学2022~2023学年度第二学期高二年级半期考试
物理试卷
注意事项：
1．本试卷分为选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．请将答案正确填写在答题卡上，超出答题区域作答无效。
卷Ⅰ（选择题）
一、单项选择题（本题共计8小题，每题4分，共计32分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．力的单位是“N”，该单位属于国际基本单位
B．如果取时间非常小时，表示的就是瞬时速度
C．最先把猜想、实验和逻辑推理相结合的方法应用于落体运动研究的科学家是牛顿
D．根据能量守恒规律，在平直公路上匀速行驶的汽车所受的阻力越小则速度越大
2．甲、乙两物体在光滑水平面上沿同一直线相向运动，甲、乙物体的速度大小分别为3m/s和1m/s；碰撞后甲、乙两物体都反向运动，速度大小均为2m/s。则甲、乙两物体质量之比为（　　）
A．2：3 B．2：5 C．3：5 D．5：3
3．某发电厂向工厂供电，输送的功率为P，输出的电压为U，输电线路的总电阻为r。若用原、副线圈的匝数之比为1∶10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（　　）
A． B．
C． D．
4．下面的说法中不正确的是（　　）
A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动
B．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
C．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
5．如图所示，光滑斜面固定在水平面上，斜面底端固定一挡板，轻弹簧一端连接在挡板上，弹簧原长时自由端在B点，物块从光滑斜面最高点C释放，物块压缩弹簧到A点的速度为0，物块下滑到A点的过程中（　　）

A．物块到达B点时速度最大
B．下滑过程中加速度方向不变
C．若改用较大质量的物块，物块可能达不到A点
D．若改用较大劲度系数的弹簧，物块一定达不到A点
6．如图所示，面积为S的长方形线框放在垂直纸面向里、足够大的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，下列分析正确的是（　　）
A．图示位置，穿过线框中的磁通量
B．以边为轴，让线框转过，这一过程中，线框中的磁通量变化量
C．线框以边为轴在磁场中转动，线框中会产生感应电流
D．线框绕过D点与磁场平行的轴转动，线框中会产生感应电流
7．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。如图所示，两颗导航卫星A、B绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．卫星A的线速度大于卫星B的线速度 B．卫星A的角速度大于卫星B的角速度
C．卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度 D．两卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等
8．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中不正确的是（　　）
A． B． C． D．
二、多项选择题（本题共4小题，每题6分，共计24分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错则得0 分）
9．如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，三个物体与转台间的动摩擦因数相同。当转台旋转时，下列说法正确的是（　　）
A．若三个物体均未滑动，则B物体所受摩擦力最小
B．若三个物体均未滑动，则B物体所受摩擦力最大
C．转速增加时，C物体最先滑动
D．转速增加时，B物体最先滑动
10．一定质量的氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中的虚线和实线所示，由图可知（　　）
A．温度越高，分子的热运动越剧烈 B．温度越高，分子的平均速率越大
C．温度越高，分子的平均动能越大 D．两曲线与横轴围成的面积可能不相等
11．如图，在半径为R的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面向里（未画出）。一群比荷为的负离子以相同速率v0（较大），由P点（PQ为水平直径）在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场（不计重力），则下列说法不正确的是（ ）
A．离子在磁场中运动的半径一定相等
B．由Q点飞出的离子在磁场中运动的时间最长
C．沿PQ方向射入的离子飞出时偏转角最大
D．如果入射速率v0=，则沿各个方向射入的离子在飞离开磁场时的速度方向均竖直向下
12．如图所示，某交流发电机的线圈共n匝、面积为S、内阻为r，线圈两端通过电刷与电阻R构成闭合回路。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置以角速度ω绕轴逆时针匀速转过90°的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置线圈中的感应电动势达到最大值为nBSω
B．通过电阻R的电荷量
C．通过电阻R的电流由a到b
D．电流的有效值与平均值之比为
卷Ⅱ（非选择题）
三、实验探究题（本题共计2小题，每空2分，共计12分）
13．物理兴趣小组进行“探究单摆周期与摆长的关系”实验，实验器材中摆线长度为L，摆球直径为D。通过多次改变摆线长度L，测得对应的单摆运动周期T，得到多组数据。若以摆线的长度L为纵坐标，为得到线性图像，则横坐标代表的物理量为 （选填“T”或“T2”）。若根据实验数据，画出的线性图像，其在纵轴的截距代表的物理量是 ；若已知图像斜率为k，则当地的重力加速度g= 。
14．某实验小组用油膜法估测油酸分子的大小，实验用油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中含有纯油酸1mL，1mL上述溶液有50滴，实验中用滴管吸取该油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液。
（1）该实验中的理想化假设是 ；
A．将油膜看作单分子层油膜
B．不考虑油分子间的间隙
C．不考虑油分子间的相互作用力
D．将油分子看成球体
（2）实验描出油酸薄膜轮廓如图，已知每一个小正方形的边长为2cm，则该油酸薄膜的面积为 m2（结果保留一位有效数字）；
（3）经计算，油酸分子的直径为 m（结果保留一位有效数字）。
四、解答题（本题共计3小题，共计32分）
15．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱，如图为过轴线的截面图，调整入射角，光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin的值．
16．竖直放置粗细均匀的U形细玻璃管两臂分别灌有水银，水平部分有一空气柱，各部分长度如图所示，单位为厘米．现将管的右端封闭，从左管口缓慢倒入水银，恰好使水平部分右端的水银全部进入右管中．已知大气压强p0=75cmHg，环境温度不变，左管足够长．求：
(1) 此时右管封闭气体的压强.
(2) 左管中需要倒入水银柱的长度．
17．一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量，活塞质量，活塞横截面积，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强，活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连，当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度，重力加速度g取，活塞不漏气且与缸壁无摩擦。求：
（1）此时缸内气体的压强为多少？
（2）缓慢升高缸内气体温度，当缸体对地面压力刚好为0时，缸内气体的压强为多少？
（3）当缸体缓慢离开地面，缸内气柱长度时，缸内气体温度为多少K？

1．B
【详解】A．力的单位是“N”，该单位不属于国际基本单位，故A错误；
B．如果取时间非常小时，表示的就是瞬时速度，故B正确；
C．最先把猜想、实验和逻辑推理相结合的方法应用于落体运动研究的科学家是伽利略，故C错误；
D．根据瞬时功率公式可知在平直公路上匀速行驶的汽车的速度大小主要与汽车的功率有关，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】选取碰撞前甲物体的速度方向为正方向，根据动量守恒定律有
代入数据，可得
C正确。
故选C。
3．C
【详解】发电厂输出的电流为
输电线路上的电流为
工厂得到的功率为
故选C。
4．D
【详解】A．小颗粒在液体中的布朗运动，其反映了液体分子在不停地做无规则热运动，故A正确；
B．内能与物体的物质的量、温度以及体积都有关，所以温度高的物体内能不一定大；温度是分子平均动能的标志，所以温度高的物体分子的平均动能一定大，故B正确；
C．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．当分子间距离从平衡位置开始增大时，随着分子间距离增大，此时分子间作用力先增大后减小，故D错误。
本题选错误的，故选D。
5．D
【详解】A．物块到达B点时，弹簧弹力为零，物块重力沿斜面向下的分量大于弹簧弹力，物块会继续加速下滑，当物块重力沿斜面向下的分量等于弹簧弹力时加速度为零，此时速度最大，故A错误；
B．物块速度到达最大后会继续向下运动，此后弹簧弹力大于物块重力沿斜面向下的分量，物块加速度沿斜面向上，做减速运动直到A点速度为零，故B错误；
CD．设物块质量为m，当物块下降高度为时的速度为，此时弹簧的弹性势能为，对物块和弹簧组成的系统机械能守恒有
解得
所以当m变大时，在到达相同的位置时，因为和弹簧的弹性势能相同，可知此时的速度相比之前变大，故物块到达A点时速度不为零，会继续沿斜面向下运动；同理当改用较大劲度系数的弹簧时，在到达相同的位置时会变大，速度相比之前会减小，所以物块一定会在到达A点前速度即减小到零，达不到A点，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．图示位置，线框平面与磁场垂直，线框中的磁通量
故A错误；
B．以边为轴，让线框转过，磁感线进入平面的方向发生了改变，线框中的磁通量变化量
故B错误；
C．线框以边为轴在磁场中转动，线框中的磁通量时刻在发生改变，线框中会产生感应电流，故C正确。
D．线框绕过D点的与磁场平行的轴转动线框中的磁通量始终为，线框中不会产生感应电流，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．根据 可知，卫星A的线速度小于卫星B的线速度，所以A错误；
B．根据可知，卫星A的角速度小于卫星B的角速度，所以B错误；
C．根据 可知，卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度，所以C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，同一卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，不同卫星则不相同，所以D错误；
故选C。
8．ABD
【详解】根据简谐运动振子的加速度与位移的关系
得到t=0时刻振子的加速度a=0，而且在前半个周期内加速度为负值。简谐运动的x-t图象是正弦曲线，则a-t图象也是正弦曲线，不正确的是ABD。
故选ABD。
9．AC
【详解】AB．三个物体受到的静摩擦力分别为
fA=2mω2R
fB=mω2R
fC=mω2·2R
所以B物体受到的摩擦力最小，A、C两物体受到的摩擦力相等且最大，故A正确，B错误；
CD．根据
μm'g=m'rω2
得
因C的转动半径最大，故临界角速度最小，增加转速时，C所受的摩擦力先达到最大静摩擦力，所以C先滑动，故C正确，D错误。
故选AC。
10．ABC
【详解】ABC．由题图可知温度越高，速率大的分子比例较多，分子的平均速率越大，分子的热运动越剧烈，分子的平均动能越大，选项ABC均正确；
D．两曲线与横轴围成的面积的意义为单位1，选项D错误。
故选ABC。
11．C
【详解】A．由
得
因离子的速率相同，比荷相同，故半径一定相同，A正确；
BC．由圆的性质可知，轨迹圆与磁场圆相交，当轨迹圆的弦长最大时偏向角最大，故应该使弦长为PQ，故由Q点飞出的离子圆心角最大，所对应的时间最长，此时离子一定不会沿PQ射入，B正确、C错误；
D．沿各个方向射入磁场的离子，当入射速率
则离子的轨迹半径为
入射点、出射点、O点与轨迹的圆心构成菱形，射出磁场时的轨迹半径与入射点所在的磁场半径平行，离子在飞离开磁场时的速度方向均竖直向下，D正确。
故选C。
12．BCD
【详解】A．图中位置为中性面，此时磁通量最大，电流为0，电动势也为0，A错误。
B．根据公式
可解得
B正确。
C．根据右手定则判断，通过电阻R的电流由a到b，C正确。
D．电流的平均值为
电流的有效值为
可解得之比为，D正确。
故选BCD。
13． T2 4π2k
【详解】[1]根据单摆周期
T=2π
可得
L=T2-
若以摆线的长度L为纵坐标，为得到线性图像，则横坐标代表的物理量为T2；
[2]图像在纵轴的截距代表的物理量是；
[3]根据图像斜率为
k=
可解得当地的重力加速度为
g=4π2k
14． ABD
【详解】（1）[1]在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子层分布的；②把油酸分子看成球形；③不考虑分子之间的空隙。
故选ABD；
（2）[2]由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出75格，则油酸薄膜面积为
75×4cm2＝300cm2＝3×10-2m2
（3）[3]1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积
由于油膜是单分子紧密排列的，因此分子直径为
15．
【详解】当光线在水面发生全反射时有：=；
当光线从左侧射入时，由折射定律有：n=
又+=1
联立解得：=．
16．（1）p2=90cmHg （2）27cm
【详解】（1）对右管中的气体，初态
，，
末态体积：
，
由得：
，
（2）对水平管中的气体，初态压强：
，
；
末态压强：
，
根据解得
，
水平管中的长度变为9cm，此时原来左侧19cm水银柱已有11cm进入到水平管中，所以左侧管中倒入水银柱的长度应该是
；
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设此时缸内气体的压强为，对活塞受力平衡有
解得
（2）当缸体对地面压力刚好为0时，设此时缸内气体的压强为，对汽缸受力分析有
解得
（3）以封闭气体为研究对象，初始时
，，
当缸体缓慢离开地面，缸内气柱长度时，此时缸内气体的压强为
同时有
根据理想气体状态方程有
代入数值解得缸内气体温度为