湖北省武漢市六校2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期期中聯(lián)考物理試題

武漢市部分重點中學(xué)2023—2024學(xué)年度上學(xué)期期中聯(lián)考高二物理試卷命審題單位；武鋼三中物理學(xué)科組審題單位：圓創(chuàng)教育研究中心湖北省武昌實驗中學(xué)滿分100分。考試用時75分鐘?？荚嚂r間：2023年11月9日上午8：30—9：45★?？荚図樌镒⒁馐马棧?.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。4.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.下列有關(guān)物理概念、物理公式的說法中正確的是（）A.將電荷量大小為q的負(fù)檢驗電荷從電場的無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點時，電場力做的功為W，則電場中A點的電勢為（規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢為0）B.由可知，勻強電場中的任意兩點a、b間的距離越大，則兩點間的電勢差也一定越大C.由公式可知，當(dāng)兩個帶電體靠得非常近時，其靜電力會無限大D.由電場強度公式說明E與F成正比、與q成反比，E與F方向相同【答案】A【解析】【詳解】A．將電荷量大小為q的負(fù)檢驗電荷從電場的無限遠(yuǎn)處移到電場中的A點時，電場力做的功為W，則電場中A點的電勢為（規(guī)定無限遠(yuǎn)處電勢為0），故A正確；B．若a、b兩點連線與勻強電場中的電場線垂直，兩點間的電勢差為零，故B錯誤；C．當(dāng)兩個帶電體靠得非常近時，庫侖定律不再適用，故C錯誤；D．是電場強度定義式，電場強度與電場本身有關(guān)，與F、q無關(guān)，故D錯誤。故選A。2.電容器是一種常用的電學(xué)元件，在電工、電子技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。以下有關(guān)電容式傳感器在生活中應(yīng)用說法正確的是（）A.甲圖中，手指作為電容器—電極，如果改用絕緣筆在電容式觸摸屏上仍能正常操作B.乙圖中，力F增大過程中，電流計中的電流從a流向bC.丙圖中，油箱液位上升時，電容變小D.丁圖中，當(dāng)傳感器由靜止突然向左加速，電容器處于充電狀態(tài)【答案】D【解析】【詳解】A．甲圖中，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進(jìn)行觸控操作。故A錯誤。B．乙圖中，力F增大過程中，電容器極板間距減小，電容變大，電容器充電，電流計中的電流從b流向a，選項B錯誤；C．丙圖中，油箱液位上升時，電介質(zhì)插入電容器，電容變大，選項C錯誤；D．丁圖中，當(dāng)傳感器由靜止突然向左加速，電介質(zhì)插入電容器，電容變大，電容器處于充電狀態(tài)，選項D正確。故選D。3.如圖用頻率為f的單色光，垂直照射雙縫，在光屏上O是中央亮條紋，P點是O上方第二條亮條紋中心，已知雙縫間距為d，雙縫到光屏的距離為L，光速為c，下列說法正確的是（）A.該單色光的波長B.C.OP之間的距離為D.若換用頻率更大的單色光照射雙縫，O點上方第二條亮條紋中心在P點上方【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)波速、波長關(guān)系故A錯誤；B．P點是O點上方第二條亮條紋中心故B錯誤；C．雙縫干涉兩條相鄰亮條紋中心間距OP之間的距離為故C正確；D．若換用頻率更大（波長更短）的單色光照射雙縫，O點上方第二條亮條紋中心在P點下方，故D錯誤。故選C。4.如圖所示為半徑為R的均勻帶電金屬球殼，總電荷為Q，設(shè)無窮遠(yuǎn)處的電勢為零，你可能不會求解球殼內(nèi)距離球心為r的P點處的場強E和電勢的表達(dá)式，但根據(jù)所學(xué)的知識你可以對E和的表達(dá)式的合理性做出判斷。根據(jù)你的判斷，下列關(guān)于球內(nèi)距離球心為r的P點處的電場強度E和電勢的大小正確的是（）A， B.，C.， D.，【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)對稱性可知，均勻帶電金屬球殼各部分在P點處的產(chǎn)生場強相互抵消，故P點處的電場強度為零，同理可得，均勻帶電金屬球殼內(nèi)任意一點的電場強度為零，則P點與帶電金屬球殼表面電勢差為零，P點處的電勢等于帶電金屬球殼表面的電勢，帶電金屬球殼表面的電勢與半徑R有關(guān)，故推測P點處電勢的大小為故選B。5.一根長為l、橫截面積為S的金屬棒，其材料的電阻率為ρ，棒內(nèi)單位體積自由電子數(shù)為n，電子的電荷量為e。在棒兩端加上恒定的電壓時，棒內(nèi)產(chǎn)生電流，自由電子定向運動的平均速率為v，下列說法錯誤的是（）A.棒兩端電壓 B.通過棒的電流C.棒的電阻為 D.棒的內(nèi)部場強【答案】A【解析】【詳解】B．根據(jù)電流的微觀表達(dá)式，通過棒的電流為故B正確；C．根據(jù)電阻定律，棒的電阻為故C正確；A．根據(jù)歐姆定律，棒兩端電壓為故A錯誤；D．棒的內(nèi)部場強故D正確本題選錯誤的，故選A。6.在圖甲的直角坐標(biāo)系中，x軸上固定兩等量的點電荷M、N，距坐標(biāo)原點O均為L，y軸上有P1、P2、P3三點，其縱坐標(biāo)值分別為、、。y軸上各點電場強度E隨y變化的關(guān)系如圖乙所示，圖中的陰影部分面積為a，的陰影部分面積為b。一個質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子，由P1點靜止釋放，僅在電場力作用下，將沿y軸負(fù)方向運動，則（）A.M、N是等量負(fù)電荷B.帶電粒子在P1、P2兩點處的加速度大小之比為C.帶電粒子運動過程中在達(dá)到最大速度為D.帶電粒子運動到P3位置時動能為【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)圖像可知兩電荷電量相等，電性相同，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子，由P1點靜止釋放，僅在電場力作用下，將沿y軸負(fù)方向運動，受到引力作用，所以M、N是等量正電荷，故A錯誤；B．設(shè)電荷帶電量為Q，則所以帶電粒子在P1、P2兩點處的加速度大小之比不是，故B錯誤；C．帶電粒子運動過程中最大速度在O點解得最大速度故C錯誤。D．圖乙中面積代表電勢差，所以帶電粒子運動到P3位置時，電場力做功為根據(jù)動能定理可知動能為，故D正確。故選D。7.如圖所示，半徑為R的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，AB是水平方向的直徑，CD是豎直方向的直徑，整個圓環(huán)處在水平向右的勻強電場中。將質(zhì)量為m、電荷量為+q（q>0）的小球套在圓環(huán)上并從A點由靜止釋放，小球運動到P點時的動能最大，∠DOP=30°，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）A小球可以到達(dá)C點B.勻強電場的電場強度大小為C.小球運動到P點時對軌道的壓力為D.小球運動到B點時，其加速度大小為g【答案】C【解析】【詳解】B．小球運動到P點時的動能最大，可知在P點時受重力與電場力的合力沿OP向外，則可得勻強電場的電場強度大小為選項B錯誤；A．由上述分析可知，P為等效最低點，小球在A點時速度為零，則小球只能到達(dá)A點關(guān)于OP連線的對稱點的位置，不能到達(dá)C點，選項A錯誤；C．小球運動到P點電場力和重力的合力根據(jù)解得即對軌道的壓力為選項C正確；D．小球運動到B點時，豎直方向的加速度為g，水平方向加速度不為零，則其加速度大小大于g，選項D錯誤。故選C。8.紙面內(nèi)存在沿某方向的勻強電場，在電場中取O點為坐標(biāo)原點建立x軸，以O(shè)為圓心、R為半徑作圓，從x軸上的a點開始沿逆時針方向?qū)A八等分，a~h是圓周上的8個等分點，如圖（a）所示；測量圓上各點的電勢與半徑同x軸正方向的夾角，描繪的圖像如圖（b）所示，下列說法正確的是（）A.沿著bf直徑的方向電勢降落最快B.電場強度的大小為C.O點的電勢為D.a、e兩點的電勢差為【答案】BCD【解析】【詳解】A．根據(jù)圖（b）可知，圓周上電勢最高點和最低點所在直徑與軸夾角為，設(shè)圓周上電勢最高點為，圓周上電勢最低點為，則直徑方向為電場線方向，根據(jù)沿電場線方向電勢降落最快，故沿著mn直徑的方向電勢降落最快，故A錯誤；B．電場強度的大小為故B正確；C．O點的電勢為故C正確；D．a(chǎn)、e兩點的電勢差為故D正確。故選BCD。9.如圖所示，空間中有水平向右的勻強電場，場強大小為E，一質(zhì)量為m的帶電小球（可視為質(zhì)點），從O點以初速度大小為v0豎直向上拋出，經(jīng)過一段時間小球回到與O點相同高度處的A點（圖中A點未標(biāo)出），此時速度大小為，已知重力加速度為g，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.該過程中小球所受的電場力先做正功后做負(fù)功B.小球的電荷量C.小球從O運動到A的運動時間為D.O、A點間電勢差的大小為【答案】BD【解析】【詳解】A．帶電小球在水平方向只受電場力作用，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，電場力方向與水平速度方向相同，電場力做正功，故A錯誤；C．由題可知，帶電小球在豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，小球從O運動到A的運動時間為故C錯誤；B．小球在水平方向的加速度為小球在A點處水平方向的速度為根據(jù)動力學(xué)公式有解得小球的電荷量故B正確；D．小球從O運動到A，根據(jù)動能定理可知O、A點間電勢差的大小為故D正確。故選BD。10.三等長絕緣棒AB、BC、CA連成正三角形，每根棒上均勻分布等量同種電荷，測得圖中P、Q兩點（均為相應(yīng)正三角形的中心）的電勢分別為和，若撤去AB棒，則P，Q兩點的電勢和分別為（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】AB．設(shè)三根棒在點產(chǎn)生的電勢為，AB、BC棒在點產(chǎn)生的電勢為，撤去AB棒前有若撤去AB棒后有故A正確，B錯誤；CD．若撤去AB棒后有故C正確，D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.如圖所示陰影部分ABC為一透明光學(xué)元件的橫截面，AC為圓心在O的圓弧面，ABCO構(gòu)成正方形?，F(xiàn)要測定該元件的折射率，可供選用的器材還有：大頭針、筆、刻度尺、圓規(guī)、平整的木板、圖釘、白紙。I．某小組進(jìn)行了如下的實驗操作，請將步驟補充完整。（1）將白紙用圖釘固定在平整木板上，在白紙上畫出光學(xué)元件的橫截面圖，標(biāo)好對應(yīng)關(guān)系，把光學(xué)元件放在白紙上，使它的橫截面與圖中畫線對齊；（2）在O點豎直插大頭針P1。（3）選擇合適的點豎直插大頭針P2，在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P1和P2的像在一條直線上，再豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住___________，P4擋住___________；（4）移去大頭針和光學(xué)元件，記錄好P2、P3和P4的孔洞位置，在固定好的白紙上作出直角坐標(biāo)系xoy，Ox軸與OC重合，Oy軸與OA重合，用刻度尺測出P2、P3和P4在直角坐標(biāo)系xoy中的坐標(biāo)P2（2，），P3（7，7），P4（10，11）。則此光學(xué)元件折射率測量值為n=__________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；II．根據(jù)小組的實驗過程，下列哪些措施能夠提高實驗精確度___________A.應(yīng)選用較粗的大頭針完成實驗B.應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實驗C.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)小些D.插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些【答案】①.P1、P2的像②.P3和P1、P2的像③.④.BD##DB【解析】【詳解】I．（3）[1][2]選擇合適的點豎直插大頭針，在BC外側(cè)調(diào)整視線觀察到大頭針P１和P2的像在一條直線上，再豎直插上兩枚大頭針，使P3擋住P１和P2的像，P4擋住和P１、P2和P3的像；（4）[3]設(shè)入射角為i，折射角為，P2（x2，y2），P3（x3，y3），P4（x4，y4），則有而代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得II．[4]AB．應(yīng)選用較細(xì)的大頭針完成實驗，這樣可準(zhǔn)確確定光線的傳播方向，故A錯誤，故B正確；CD．插在光學(xué)元件同側(cè)的兩枚大頭針間的距離應(yīng)適當(dāng)大些，這樣可減小確定光線方向時產(chǎn)生的誤差，故C錯誤，故D正確。故選BD。12.在測定一根粗細(xì)均勻金屬絲的電阻率的實驗中：（1）某學(xué)生用螺旋測微器測定該金屬絲的直徑時，測得的結(jié)果如圖甲所示，則該金屬絲的直徑D=____________mm；緊接著用游標(biāo)尺上標(biāo)有20等分刻度的游標(biāo)卡尺測該金屬絲的長度，測得的結(jié)果如圖乙所示，則該金屬絲的長度L=___________cm。（2）該同學(xué)用多用電表粗測其電阻，其測量結(jié)果為。（3）現(xiàn)要進(jìn)一步精確測量其阻值，除電源E（電動勢為4V，內(nèi)阻可忽略）、電壓表V（量程為，內(nèi)阻約為3kΩ）、滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）開關(guān)及導(dǎo)線若干以外，實驗室還提供了下列可選用的器材：A.電流表A1（量程為，內(nèi)阻r1=1Ω）B.電流表A2（量程為，內(nèi)阻r2）為了盡可能提高測量準(zhǔn)確度，選擇合適的電流表，補全實驗電路圖丙，并在電路圖上標(biāo)出所選器材的角標(biāo)。（）（4）根據(jù)電路圖完成圖丁中的實物連線。（）（5）若本實驗中，測得金屬絲的長度為L，直徑為D，電壓表示數(shù)為U，電流表示數(shù)為I，則該金屬絲的電阻率的計算式為ρ=___________（用上述電源及題目中的物理量表示）?！敬鸢浮竣?②.③.④.⑤.【解析】【詳解】（1）[1]該金屬絲的直徑D×；[2]該金屬絲的長度L×。（3）[3]電阻上最大電流為因電流表A1量程為，且內(nèi)阻已知，故采用電流表內(nèi)接，滑動變阻器用分壓電路，則電路如圖（4）[4]實物連線如圖：（5）[5]根據(jù)解得13.如圖所示，某直線加速器由沿軸線分布的一系列金屬圓管（漂移管A、B、C、D、E……）組成，相鄰漂移管分別接在高頻脈沖電源的兩極。質(zhì)子從P點沿軸線以一定初速度進(jìn)入加速器并依次向右穿過各漂移管，在漂移管內(nèi)做勻速直線運動，在漂移管間被電場加速，加速電壓視為不變。已知電源頻率為107Hz，加速電壓為104V，漂移管間縫隙很小，質(zhì)子在每個管內(nèi)運動時間視為電源周期的。質(zhì)子的比荷取108C/kg。已知漂移管B的長度為，試求漂移管E的長度是多少？【答案】【解析】【詳解】電源周期為質(zhì)子在B管中做勻速直線運動，由運動學(xué)公式可得漂移管B的長質(zhì)子在B管中的運動時間為電源周期的，則代入數(shù)據(jù)，得由圖可知，從B到E經(jīng)過3次加速，設(shè)加速電壓為U，根據(jù)動能定理可知且聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得則漂移管E的長度為14.如圖所示，一水平放置的厚度為d=2cm，折射率為n=2的平行玻璃磚，下表面鍍銀（成反射鏡）。一物點A位于玻璃磚的上方距玻璃磚的上表面為h=4cm處。觀察者在A點附近看到了A點的像，A點的像到A點的距離等于多少？不考慮光經(jīng)玻璃磚上表面的反