2019-2020学年湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟高二（下）期中物理试卷Word版含解析

2019-2020学年湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟高二（下）期中物理试卷
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．（4分）一质点在t＝0时刻从x＝0处沿x轴正方向做直线运动，其运动的v﹣t图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．第3s内和第4s内，质点动量的变化相同
B．0～2s内和0～4s内，质点的平均速度相同
C．2～4s质点受到的合力的冲量为零
D．t＝4s时，质点在x＝6m处
2．（4分）一质点做匀加速直线运动，速度变化△v＝2m/s时发生位移x1＝1m；紧接着速度变化同样的△v时发生位移x2＝m，则该质点的加速度为（　　）
A．
B．
C．3m/s2
D．6m/s2
3．（4分）2020年3月3日，国家卫健委、国家中医药管理局印发《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）的通知》，指出新型冠状病毒的传播途径：经呼吸道飞沫和密切接触传播是主要的传播途径，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能。气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒。关于封闭环境中的气溶胶微粒，下列说法正确的是（　　）
A．温度升高，气溶胶微粒运动会减慢
B．气溶胶微粒在空气中的无规则运动可以看作布朗运动
C．气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零
D．气溶胶微粒越大，运动越明显
4．（4分）小明同学在2018年1月31日晚观看月全食时，看到了暗淡的“血月”。小明画了月全食的示意图，并提出了如下猜想，其中最为合理的是（　　）
A．太阳光中的红光经过地球大气层最容易发生全反射，在地球上容易观察到红光
B．太阳光中的红光经过地球时发生了衍射现象，故月球表面呈暗红色
C．太阳照射到地球的红光反射到月球，呈暗红色
D．发生月全食时，月球处于地球的本影区，故月球看上去十分暗淡
5．（4分）如图1所示，轻弹簧下端固定在地上，上端连接一个钢球，把钢球从平衡位置向下压一段距离A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立x轴，当钢球在做简谐运动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移﹣时间图象如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于弹性限度内，则（　　）
A．t1时刻钢球的速度方向向上
B．t2时刻钢球的回复力向上且处于失重状态
C．t1～t2时间内钢球的动量先增大后减小
D．t1～t2时间内弹簧振子系统的机械能逐渐减小
6．（4分）仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分。若某高三女生一分钟内做了59个仰卧起坐，其质量约为55kg，上半身质量为总质量的0.62倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，重力加速度g＝10m/s2，则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（　　）
A．70W
B．140W
C．280W
D．560W
7．（4分）图1为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，P、Q为介质中的两个质点，图2为质点P的振动图象，则（　　）
A．t＝0.2s时，质点Q沿y轴负方向运动
B．0～0.3s内，质点Q运动的路程为0.3m
C．t＝0.5s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度
D．t＝0.7s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离
8．（4分）如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标（0，L）处射入磁场，射入方向与y轴正方向夹角45°，经时间t与静止在坐标（L，L）处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c。已知a、b质量相同（重力均不计），则c在磁场中运动的时间为（　　）
A．0.25t
B．0.5t
C．t
D．2t
9．（4分）位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。通过FAST可以测量地球与火星之间的距离。当FAST的观测站发出一个脉冲信号，通过火星反射后又被FAST接收。已知接收到脉冲信号时，刚好观察到信号的传播方向与地球的公转方向相同。从发出信号到接收到信号的时间为t，已知真空中的光速为c，地球的公转半径为r。若地球和火星绕太阳的运动都可以看作匀速圆周运动，且轨道共面。则可知火星的公转周期为（　　）
A．
B．
C．
D．
10．（4分）一般物质分子非常小，分子质量也非常小，科学家采用摩尔为物质的量的单位，实现了微观物理量与宏观物理量间的换算。1摩尔的任何物质都含有相同的粒子数，这个数称为阿伏加德罗常数NA，通过下列条件可以估算出阿伏加德罗常数的是（　　）
A．已知水分子的体积和水蒸汽的摩尔体积
B．已知酒精的摩尔质量和酒精分子的质量
C．已知液氧分子的体积和液氧的摩尔体积
D．已知氧气分子的质量和氧气的摩尔质量
11．（4分）如图所示，各种物理图象不仅反映了两个物理量之间的数值关系，其上任一点的切线斜率有时也有相应的物理含义。例如对于直线运动，若y轴表示物体的位移，x轴表示时间，则其图象切线的斜率表示物体的速度。下面说法中正确的是（　　）
A．对于一个磁场，若y轴表示一段电流元在磁场中受到的力，x轴表示电流元的电流强度和长度的乘积，则图象切线的斜率表示磁感应强度的大小
B．对于单匝闭合导线圈，若y轴表示磁通量，x轴表示时间，则图象切线的斜率表示线圈中感应电动势的大小
C．对于静电场，若y轴表示电势，x轴表示位置，则图象切线斜率的绝对值表示电场强度在x方向上的分量大小
D．对于一个导体，若y轴表示导体两端的电压，x轴表示导体中流过的电流，则图象切线的斜率表示导体的电阻的大小
12．（4分）如图所示为一“凸型”线框，总电阻为R，其中ab＝bc＝cd＝de＝ah＝gh＝gf＝l，ef＝3l。线框在外力作用下以恒定速度v垂直磁场通过两个宽均为l的有界匀强磁场，磁感应强度大小都为B，方向相反。取逆时针方向电流为正，安培力水平向左为正。图示时刻t＝0，则线框中产生的电流i和整个线框受到的安培力F随时间t变化的图象中，正确的是（其中，，）（　　）
A．
B．
C．
D．
二、实验题：本题共2小题，每小题6分；共12分．
13．（6分）为了验证某不规则形状的硬质框（上下边规则，左右边不规则）自由下落过程中上、下边经过光电门整个过程中机械能是否守恒，使用了如图甲所示的实验装置，已知不规则形状框是由密度较大、上下两边宽度均为L的均匀材料做成。某次实验中不规则形状框下边和上边先后经过光电门的挡光时间分别为△t1和△t2（下边和上边始终水平且在同一竖直平面内且很窄）。已知当地重力加速度为g。
（1）在测量不规则形状框上下边宽度L时，游标卡尺读数如图乙，则L＝　
　mm；
（2）为达到本实验目的，还必须通过操作测量的物理量是　
　；
A．用弹簧秤测出不规则形状框的重力mg
B．用秒表测出整个不规则形状框通过光电门经历的时间t
C．用毫米刻度尺测出刚释放时不规则形状框下边缘离光电门的距离d
D．用毫米刻度尺测出不规则形状框上、下边中心之间的距离x
（3）如果满足2gx＝　
　（请用测量的物理量和已知量来表示），则不规则形状框在自由下落的过程中机械能守恒。
14．（6分）某同学为了自制欧姆表，设计了如图甲所示的电路，他找来以下器材：
A．电流表G（满偏电流为2mA，内阻为40Ω，图乙是电流表G的刻度盘）
B．干电池组（E＝3V，r约2Ω）
C．滑动变阻器（0～100Ω）
D．定值电阻600Ω
E．定值电阻900Ω
F．定值电阻1400Ω
G．导线若干
回答下列问题：
（1）他应选择定值电阻　
　（填器材序号）接入图甲电路中R0的位置；
（2）将红黑表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流计指针对准　
　mA处；
（3）为了直接读出待测电阻值，他用贴纸在电流刻度旁标记相应的电阻值，则电流刻度1.00mA位置标记的电阻值应为　
　Ω；
（4）实验室的直流电压表有两个量程，分别是3V、15V，内阻分别约1.5kΩ、10kΩ，该同学想用自制的欧姆表测量其内阻，他应将电压表的“﹣”接线柱与图甲中的　
　接线柱相连（填“A”或“B”），且　
　V量程的内阻测量结果更准确。
三、计算题：本题共4小题，共40分．
15．（8分）2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。如图所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，AO为助滑道，OB为着陆坡。运动员从助滑道上的A点由静止滑下，然后从O点沿水平方向飞出，最后在着陆坡上着陆。已知，A点与O点的高度差为h＝45m，着陆坡OB的倾角为θ＝37°，运动员的质量为m，重力加速度为g＝10m/s2，将运动员和滑雪板整体看作质点，不计一切摩擦和空气阻力，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
（1）运动员经过O点时的速度大小v；
（2）运动员从飞出到着陆的时间t。
16．（10分）如图所示，用未知材料做成圆柱形透明砖，截面半径为R，侧边除一小孔s外都涂有反射层，一束激光从小孔s射入，入射光线与处于同一圆形截面平行的直径间距为，发现光线经过三次反射后又从小孔s射出。已知光在真空中的速度为c，求：
（1）该材料的折射率；
（2）光在透明砖内的传播时间。
17．（10分）在做托里拆利实验时，竖直管本应该是恰好被水银柱充满，因玻璃管内有些残存的空气，使玻璃管上方有一段长度为l0＝cm的空气柱，如图所示。（外界温度及大气压强始终不变）
（1）求空气柱的压强p1（以cmHg为单位）；
（2）假如把玻璃管竖直向上提起d＝1cm，玻璃管下端仍浸在很大的水银槽中。稳定后，求管内空气柱的长度l？
18．（12分）如图，竖直面内一倾斜轨道与一水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接。绝缘的水平轨道分为三个区间：cd区间存在方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场；de区间长为L，当物块经过时会吸附负电荷（物块的质量和速度不受影响），单位时间吸附的电荷量为k；足够长的ef区间存在方向水平向右、场强为E的匀强电场。整条轨道中，cd区间粗糙，其余光滑。质量为m的小物块（视为质点）从斜轨道上高为2H的a处由静止释放，第一次恰能返回到斜面上高为1.4H的b点，然后再次下滑。已知（g为重力加速度），物块上的电荷在斜轨道上运动时会被完全导走。忽略空气阻力。求小物块：
（1）第一次往返过程中克服摩擦力做的功；
（2）第一次返回从d点刚进入cd区间时，所受洛伦兹力的大小和方向；
（3）第一次与最后一次在ef区间运动的时间差。
2019-2020学年湖北省荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟高二（下）期中物理试卷
试题解析
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求，第10～12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．【答案】A
【解答】解：A、由图象知，第3s内初末速度分别是3m/s，0，第4s内初末速度分别是0，﹣3m/s。代入动量变化量公式△p＝mmv﹣mv0，得△p都是﹣3kgm/s，故A正确；
B、图象与坐标轴围成的面积表示位移，2～2s内位移4.5m，0～4s内位移也是2.5m，位移相同时间不同，平均速度不同，故B错误；
C、根据动量定理I＝mmv﹣mv0，代入数据得I＝﹣6m/s，故C错误；
D、由图象知，t＝3s时，质点位移为4.5m，故D错误；
故选：A。
2．【答案】C
【解答】解：设匀加速的加速度a，物体的速度分别为v1、v2和v3，
据运动学公式可知，，
解得：，
故选：C。
3．【答案】B
【解答】解：A、温度升高，空气分子运动加剧，对气溶胶微粒碰撞加剧，故气溶胶微粒运动会加快，故A错误；
BD、题中信息提示气溶胶是“微小颗粒”，在空气中受到空气分子撞击做无规则运动，符合布朗运动条件，故B正确，D错误；
C、气溶胶微粒受到的各方向空气分子作用，不平衡做无规则运动，故合力不一定为零，故C错误。
故选：B。
4．【答案】D
【解答】解：当太阳、地球、月球在同一直线上，地球位于太阳与月球之间时，太阳发出的沿直线传播的光被不透明的地球完全挡住，光线照不到月球上，月球处于地球的本影区，故月球看上去十分暗淡，在地球上完全看不到月球的现象就是月全食。看到整个月亮是暗红的，是因为太阳光中的红光经地球大气层折射到月球，故D正确，ABC错误。
故选：D。
5．【答案】C
【解答】解：t1时刻，钢球位于平衡位置上方，正在向平衡位置运动，速度方向向下，故A错误；
B、t2时刻，钢球位于平衡位置下方，位移为负，所以加速度为正，有向上的加速度，处于超重状态，故B错误；
C、t6﹣t2时间内，钢球的速度先增大后减小，动量先增大后减小，故C正确；
D、t1﹣t2时间内，钢球克服弹力做功，根据能量守恒定律可知，钢球的机械能逐渐减小，弹簧振子的机械能逐渐增大，故D错误。
故选：C。
6．【答案】B
【解答】解：该同学身高约h＝1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为：h′＝h＝0.3m
则她每一次克服重力做的功为：W＝0.62mgh′＝0.62×55×10×6.4J＝136.4J
她克服重力做功的平均功率为：，更接近B，故B正确，ACD错误
故选：B。
7．【答案】CD
【解答】解：A、t＝0时刻的质点P向上振动，则波沿﹣x方向传播，根据图乙可知该波的周期T＝0.4s，t＝0.2s时，质点Q刚好振动半个周期，此时Q沿y轴正方向运动，故A错误；
B、0～6.3s内，质点Q运动T＝T，由于Q不是处于最大位移或平衡位置处，所以Q通过的路程s≠×4×0.6m＝0.3m，由于开始Q向下振动，所以通过的路程大于0.3m，故B错误；
C、t＝3.5s＝1T时，质点P位于波峰处，质点Q不是处于最大位移，根据a＝﹣可知质点Q的加速度小于质点P的加速度，故C正确；
D、t＝8.7s＝1T时，质点P位于波谷处，质点Q不是处于最大位移，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离，故D正确。
故选：CD。
8．【答案】D
【解答】解：设粒子a的速度为v，两粒子碰撞过程系统动量守恒，
以a粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝2mv′，
对a：qvB＝m，
解得：ra＝，rc＝＝ra，
粒子在磁场中做圆周运动的周期：Ta＝，Tc＝＝2Ta，
解得：tc＝2t，故D正确，ABC错误。
故选：D。
9．【答案】D
【解答】解：地球到火星的距离：d＝，火星绕太阳做圆周运动的轨道半径为：r+，
行星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，设太阳质量为M，由牛顿第二定律得：
对火星：G＝m′（r+），
解得，火星的公转周期：T′＝（1+）
T═（1+）
年，故ABC错误，D正确。
故选：D。
10．【答案】BCD
【解答】解：A、水蒸气分子之间的距离远大于水分子之间的距离，所以知道水蒸气的摩尔体积和水分子的体积，不能计算出阿伏伽德罗常数。故A错误；
B、由酒精的摩尔质量M和酒精分子的质量m0，可以计算出阿伏加德罗常数NA＝，故B正确；
C、已知液氧分子的体积v0和液氧的摩尔体积V，可以计算出阿伏加德罗常数NA＝，故C正确；
D、已知氧气分子的质量m0和氧气的摩尔质量M，可以计算出阿伏加德罗常数NA＝，故D正确；
故选：BCD。
11．【答案】BC
【解答】解：A、通电导线受到的安培力：F＝BILsinθ，对于一个磁场，若y轴表示一段电流元在磁场中受到的力，x轴表示电流元的电流强度和长度的乘积，则图象切线的斜率表示Bsinθ，不是磁感应强度的大小，故A错误；
B、由法拉第电磁感应定律可知，对单匝线圈，感应电动势：E＝，对于单匝闭合导线圈，若y轴表示磁通量Φ，x轴表示时间t，则图象切线的斜率＝E表示线圈中感应电动势的大小，故B正确；
C、在静电场中，由于E＝＝，若y轴表示电势φ，x轴表示位置，则图象切线斜率的绝对值表示电场强度在x方向上的分量大小，故C正确；
D、由欧姆定律可知：U＝IR，对于一个导体，若y轴表示导体两端的电压，x轴表示导体中流过的电流，图象上的点与坐标原点连线的斜率表示导体的电阻大小，图象切线的斜率不表示导体的电阻的大小，故D错误。
故选：BC。
12．【答案】AC
【解答】解：0～t0时间内感应电动势为：E1＝Blv，感应电流为：I1＝＝I，根据右手定则可知电流方向为逆时针，即正方向；安培力FA1＝BI1l＝＝F0，方向向左；
t0～5t0时间内，ab边在右边磁场中，gh和cd边在左边磁场中，有效切割长度为l，感应电动势为：E2＝Blv，感应电流为：I2＝＝I，根据右手定则可知电流方向为逆时针，即正方向；安培力FA2＝BI5l＝＝F0，方向向左；
3t4～4t0时间内，只有ef边在右边磁场中，有效切割长度为2l，感应电动势为：E4＝3Blv，感应电流为：I7＝＝3I，根据右手定则可知电流方向为逆时针，即正方向；安培力FA＝BI4l＝＝5F0，方向向左。
故选：AC。
二、实验题：本题共2小题，每小题6分；共12分．
13．
【解答】解：（1）根据游标卡尺的读数规则分析，分度值为0.05mm，主尺刻度为1cm，游标尺刻度为1×7.05mm＝0.05mm，则L＝1cm+0.05mm＝10.05mm。
（6）研究整个不规则形状框通过光电门的过程，上下边通过光电门是运动的初末位置，
则还需要用毫米刻度尺测出不规则形状框上、下边中心之间的距离x，故ABC错误，D正确。
（3）根据机械能守恒定律可知，mgx＝
故答案为：（1）10.05；（2）D；（3）。
14．
【解答】解：（1）此多用表的内阻RΩ＝＝1500Ω，而RΩ＝R0+rg+r+R，故R0≈1358Ω，所以定值电阻选择F；
（2）欧姆调零时，将红黑表笔短接，调节滑动变阻器R，使电流表G达到满偏电流，即电流计指针对准2mA处；
指针指在电流刻度6.00mA位置时有：1.0×10﹣3A＝，
（4）此欧姆表的电流由A指向B，电压表的“﹣”接线柱与图甲中电源的负极连接，即他应将电压表的“﹣”接线柱与图甲中的B接线柱相连；
故答案为：（1）F
（6）2
（3）1500
（4）B，3。
三、计算题：本题共4小题，共40分．
15．
【解答】解：（1）AO段根据机械能守恒定律：
解得运动员经过O点时的速度大小：＝m/s＝30m/s
竖直方向：
解得运动员在空中运动的时间
＝s＝4.5s
（2）运动员从飞出到着陆的时间是4.6s。
16．
【解答】解：（1）由入射点位置可知，光射射入圆柱形透明砖的入射角满足：
，得
θ1＝60°
①
由折射定律，有
③
（2）光在圆柱形透明砖内的路程为
⑤
光在透明砖内的传播时间满足
l＝vt
⑦
答：（1）该材料的折射率是；
（2）光在透明砖内的传播时间是。
17．【答案】（1）空气柱的压强p1为cmHg；
（2）假如把玻璃管竖直向上提起d＝1cm，玻璃管下端仍浸在很大的水银槽中。稳定后，管内空气柱的长度l为2cm。
【解答】解：（1）设玻璃管内液柱高度为l1，大气压强为P0
竖直管恰好被水银柱充满，则有p0＝ρg（l0+l6）
解得p1＝ρgl0＝cmHg
设管内气体压强为P2，则有p2+ρg
l2＝p0
，即得p2＝ρg（l﹣d）
p1
l0＝p8
l
答：（1）空气柱的压强p1为cmHg；
（2）假如把玻璃管竖直向上提起d＝1cm，玻璃管下端仍浸在很大的水银槽中。稳定后，管内空气柱的长度l为2cm。
18．【答案】（1）第一次往返过程中克服摩擦力做的功为0.6mgH；
（2）第一次返回从d点刚进入cd区间时，所受洛伦兹力的大小为mg，方向竖直向上；
（3）第一次与最后一次在ef区间运动的时间差是。
【解答】解：（1）对从
a
处释放至回到b的过程，由动能定理得：
mg（2H﹣1.4H）﹣Wf＝0
（7）由左手定则可知，物块返回经过磁场时所受洛伦兹力的方向竖直向上，大小为
f洛＝（q1+q'1）v1B
又L＝v7t1
（3）第一次向右经过磁场的过程中所受摩察力为
Ff＝μmg；
故物块每次向右经过cd区，克服摩察力做功为
Wf＝0.4mgH；
物块第一次进入电场区的初速度v3满足：
第一次在电场中来回的过程中有
q1Et1＝2mv1
再由第（2）问可知，每次从电场中出来，到下一次向右进入电场时，损失的机械能均为
用vi表示第i次向右进入电场区的初速度，相邻再次进入电场区的初速度满足：
最后一次（第3次）进入电场的初速度v3满足：。
故第一次跟最后一次（第
3
次）在电场区运动的时间差
（2）第一次返回从d点刚进入cd区间时，所受洛伦兹力的大小为mg，方向竖直向上；
（3）第一次与最后一次在ef区间运动的时间差是。