资源简介

南京汉开书院高中部2023-2024学年高二下学期4月期中考试
物理试卷
答案和评分标准
1.【答案】
【解答】
粒子散射实验现象为：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过，有的甚至几乎达到而被反弹回来。卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
2.【答案】
【解答】
原子吸收一个光子后，能量增加，从低能级向高能级跃迁，轨道半径增大，能级增加，根据，解得，知动能减小，
因为原子能量等于电势能和电子动能之和，因为能量增大，动能减小，则电势能增大，。
3.【答案】
4.【答案】
【解析】A.根据题意，由图甲和图乙可知，时间内，振子由向运动，加速度方向向左，大小从零变为最大，故A错误；
B.根据题意，由图甲和图乙可知，时间内，振子由向运动，所受回复力方向向左，大小从最大变为零，故B错误；
C.根据题意，由图甲和图乙可知，时间内，振子的速度方向向左，大小从最大变为零，故C正确；
D.根据题意，由图甲和图乙可知，时间内，振子由向运动，振子的速度方向向右，大小从零变为最大，则振子的动量方向向右，大小从零变为最大，故D错误。
5.【答案】
【解析】A.根据
可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，由图可知：光、光的遏止电压相等，所以、发出的光频率相同，A正确；
B.同种频率的光，光强越大，饱和电流越大，光和光的频率相同，光对应的饱和电流大于光对应的饱和电流，所以光的光强大于光的光强，B错误；
C.由项分析可知，光的遏止电压大于光的遏止电压，说明发出的光的频率比的大，C错误；
D.随着电压的增大，电流达到饱和电流值后不再增大，D错误。
6.【答案】
【解析】解：根据可知
交流电的最大值为
则其有效值
由图可知线圈是原线圈，线圈是副线圈，
如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有：：
可得
因为交流电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则B正确，
但实际变压器存在露磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故实际副线圈的输出电压小于
交流电压表指示的是电压的有效值，故应求副线圈输出电压的有效值，所以应知道原线圈的输入电压的有效值，而知道了原线圈的输入电压的瞬时值，即可知道其最大值，最大值等于有效值的倍．
该知识点题目比较简单，且题目单一，只要知道了输入电压和输出电压的关系本题即可顺利解出，但本题考虑了实际情况，所以容易出错．
7.【答案】
【解答】A、点是波峰和波峰叠加，由于两列波的振幅相等，其的振幅为，虽此时位移为，但不是始终处于处，故A错误；
B、振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，则处的质点将不会向右移动，故B错误；
C、由图知点是波谷和波谷叠加的位置，是振动加强点，经过，处的质点将通过平衡位置，故C正确；
D、若不动，沿连线向运动，则处质点并不始终处于平衡位置，故D错误；
8.【答案】
【解答】
根据动量守恒定律可知，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是时间，可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度，故ABC错误，D正确。
9.【答案】
【解析】根据安培定则，、处导线在处产生的磁感应强度、大小相等，方向成，如图所示，
合成后的磁感应强度为，，把位于处的导线移到点处后，、两处的导线在处产生的磁场等大同向，都是垂直于边向上，合成后的磁感应强度为，因此，选项B正确。
10.【答案】
【解析】A.光线衍射是光线绕开障碍物的现象，而本题并非如此，本题是光的干涉，A错误；
过点分别做两个平面镜的像，如图所示
可知 相当于双缝干涉的双缝间距，设 ，则有
，
由双缝干涉公式
可知增大频率，波长减小，则屏上条纹间距将减小，B正确；光屏向右移动则变大，则屏上间距变大，C错误；光源向右移动，增大减小，则屏上间距减小，D错误。
故选：。
11.【答案】
【解答】A、设磁感应强度为，两导体棒的质量均为、接入电路的长度均为、电阻均为，导体棒的初速度为，某时刻导体棒、的速度分别为、，回路的感应电流为，由法拉第电磁感应定律有、，，两导体棒受到的安培力大小，方向棒与运动方向相反、棒与运动方向相同，棒减速、棒加速，减小、增大，减小，电流减小，减小，棒运动的加速度减小，即棒做初速为，加速度逐渐减小的减速运动，、减小得越来越慢，最终趋于，故A错误；
B、棒做初速为零、加速度逐渐减小的加速运动，、由零开始增加得越来越慢，最终趋于恒定，故B错误；
C、、越来越小，最终、趋为零，故C错误；
D、两导轨间的电压，对两棒由动量守恒有，联立得，恒定，故D正确。
12.【答案】 答：相反； 相同 ；磁通量；
【解析】由实验记录、可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；
由实验记录、可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；
由此得出的结论，是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。
13.【答案】；
【解答】由题意可得该油酸酒精溶液的浓度为：，一滴油酸酒精溶液的体积为：，故一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：，而油膜面积为，故估算出油酸分子的直径为：
由以上分析可知，水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜面积偏小，则得到分子直径计算结果偏大，故A正确；
B.测量每滴油酸酒精溶液体积时，将滴溶液错数成滴，则每滴油酸酒精溶液的体积偏小，则可知纯油酸体积偏小，使最终结果偏小，故B错误；
C.计算油膜面积时，所有不足一格的方格都记为一格，则使测量面积偏大，故使得分子直径的测量偏小，故C错误；
D.油膜中含有大量未溶解的酒精时，则使油膜面积偏大，则使得测量结果偏小，故D错误。
故选A。
14.【答案】解：
紫光…………………………………………2分
如图所示
设光线的入射角为，折射角为，光在玻璃中传播的路程为，半圆柱的半径为。
光在玻璃中的速度…………………………………………1分
由几何知识得 …………………………………………1分
光在玻璃内传播的时间
由折射定律得 ，解得…………………………………………1分
由题知，入射角相同，、为常量，所以时间相同。
时间为。 …………………………………………1分
15.【答案】解：由振动方程可知…………………………………………1分
所以…………………………………………2分
由题意可得到的距离…………………………………………1分
即…………………………………………1分
波的传播速度…………………………………………1分
到的距离…………………………………………1分
所以、之间的距离…………………………………………2分

16.【答案】作粒子通过 、 两点速度方向的垂线，两垂线的交点即为粒子做圆周运动的圆心 。画出粒子在第一象限运动的轨迹如图所示
可知运动半径…………………………………………1分
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力…………………………………………1分
解得…………………………………………2分
由图可知，圆弧轨迹对应的圆心角 ，则粒子通过第一象限所用时间…………………1分
又有…………………………………………1分
联立解得…………………………………………2分
带电粒子在磁场中运动轨迹为顺时针的圆弧，对应圆心角为…………………………………………1分
末速度与轴成斜向下…………………………………………1分
带电粒子动量变化量为…………………………………………1分
受到磁场力的冲量为…………………………………………1分
17.【答案】解：活塞固定升温，气体做等容变化
…………………………………………2分
解得…………………………………………3分
活塞移动升温，气体做等压变化
…………………………………………1分
…………………………………………1分
…………………………………………1分
解得…………………………………………1分
活塞固定不动时，气体的体积不变，没有做功过程发生，气体吸收的热量
全部用于增加气体的内能，即有…………………………………………1分
如果活塞可以自由滑动，温度升高，气体膨胀，会推动活塞向外运动，对外做功，
…………………………………………1分
当气体升高相同温度时，气体内能的增加量与前一个过程是相同的，也是
根据热力学第一定律，…………………………………………1分
气体吸收的热量…………………………………………1分
…………………………………………2分南京汉开书院高中部2023-2024学年高二下学期4月期中考试
物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。每小题只有一个选项最符合题目意思。
1. 卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在（ ）
A. 电子 B. 质子 C. 中子 D. 原子核
2. 处于基态的氢原子吸收一个光子后（ ）
A. 电子的动能增加 B. 氢原子的总能量增加
C. 氢原子的电势能减小 D. 电子绕核旋转半径减小
3. 分子间距离为时分子间作用力为零。则（ ）
A. 分子势能在处最小 B. 分子间距离从减小时，分子势能在减小
C. 分子间距离大于时，分子间表现为斥力 D. 分子从无限远靠近到过程中分子力做负功
4. 弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，如图甲所示，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 0~0.5s时间内，振子的加速度方向向右，大小从零变为最大
B. 0.5~1.0s时间内，振子所受回复力向右，大小从零变为最大
C. 1.0~1.5s时间内，振子的速度方向向左，大小从最大变为零
D. 1.5~2.0s时间内，振子的动量方向向左，大小从零变为最大
5. 如图甲所示，三个不同光源a、b、c照射光电管阴极K发生光电效应，测得电流随电压变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. a、c光源频率相同 B. a、c发光强度相同
C. b照射时K的逸出功减小 D. 增大正向电压电流一直增大
6. 条形铁芯上、下分别绕有匝数和的两组线圈，上线圈两端与的交流电源相连，下线圈两端接交流电压表，交流电压表的读数可能为（ ）
A. 6.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V
7. 如图所示，波源和振幅均为A，周期均为T。实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。此刻，a、b、c是波峰（谷）与波峰（谷）的相遇点。则（ ）
A. a处质点将向偏右方向运动 B. c处质点始终处于位移为－2A处
C. 再过，c处的质点通过平衡位置 D. 沿连线向b移动，b处质点仍处于振动减弱区
8. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课中三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验演示动量守恒。如图所示，质量为100g的小钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为500g的大钢球B，使它向左撞向小钢球A，撞后大、小钢球均向左运动。为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是（ ）
A. 钢球碰撞时的作用力 B. 两个钢球碰撞的时间
C. 手对小钢球B推力的冲量 D. 两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
9. 等边三角形abc，d是ac延长线上一点，c是bd中点，三条通电长直导线垂直穿过纸面，分别位于等边三角形的三个顶点，三条导线电流大小相等，电流方向如图。此时位于c处的导线受到的安培力为F。把位于a处的导线移到d点处，位于c的导线受到的安培力为（ ）
A. F B. 2F C. D.
10. 如图所示，两块平面镜分别倾斜微小的角度，右侧有一竖直光屏，单色线光源S垂直于纸面位于两平面镜夹角的角平分线上，D为遮光板，使光源S发出的光不能直接照射到光屏上但能照射平面镜，光屏上会出现明暗相间的条纹。则（ ）
A. 光屏上出现的条纹间距不相等 B. 增大光源频率，屏上条纹间距减小
C. 把光屏向右移，屏上条纹间距减小 D. 把光源S向右移，屏上条纹间距增大
11. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨电阻不计，水平固定在竖直向上的匀强磁场中，导轨上垂直静置两根质量与电阻都相同的导体棒ab、cd。给ab棒平行于导轨的初速度并开始计时，棒ab、cd中产生的感应电动势、、回路中的感应电流i、导轨间的电压u与时间t的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共2小题，共15分。
12. 某小组利用如图所示实验装置“探究影响感应电流方向的因素”。
下表为记录的实验现象：
序号 磁体磁场的方向（正视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视）
1 向下 插入线圈 向左 向上
2 向下 拔出线圈 向右 向下
3 向上 插入线圈 向右 向下
4 向上 拔出线圈 向左 向上
由实验记录表中1、3两组可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向______；由实验记录2、4两组可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______；由此得出的结论，感应电流的磁场总是阻碍原磁场______的变化。
13. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，配制好的油酸酒精溶液酒精与油酸的体积比为，用滴管从量筒中取体积为V的该溶液，全部滴完共滴了N滴，现让其中一滴滴到盛水的浅盘内，待油膜充分展开稳定后，测得油膜的面积为S。
（1）根据以上数据可估算出油酸分子的直径为______（用题目中符号表示）。
（2）若某同学在实验中得到分子直径计算结果偏大，可能是由于______。
A. 水面上爽身粉撒得多，油膜没有充分展开
B. 测量每滴油酸酒精溶液体积时将29滴溶液数成30滴
C. 计算油膜面积时，所有不足一格的方格都记为一格
D. 油膜中含有大量未溶解或挥发的酒精使测量面积偏大
三、计算题：本大题共4小题，共41分。
14.（6分）如图，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，从B、C点射出。玻璃对红光、紫光的折射率分别为、，紫光在玻璃体中传播时间为t。求
（1）从B射出的光的颜色；
（2）红光在玻璃中传播的时间。
15.（9分）平衡位置位于原点O的波源振动方程为，产生的简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，A、B为x轴上的两个质点。波源第一次到达波峰时，波刚好传到A点，如图所示，已知O与A沿x轴之间的距离。此后再经过时间，平衡位置在B处的质点第一次处于波峰位置。求：
（1）波的周期T；
（2）波传播的速度v；
（3）A、B两点沿x轴的距离。
16.（12分）如图所示，一个质量为m、电荷量为－q的带电粒子从x轴正方向上的P点以速度v沿与x轴成角的方向射入第一象限，第一象限内存在匀强磁场，带电粒子恰好垂直y轴射出第一象限。已知，不计带电粒子的重力。求
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）带电粒子穿过第一象限所用的时间；
（3）将磁场反向，带电粒子在第一象限中受到磁场力的冲量。
17.（14分）如图所示，固定气缸内活塞左边封闭着质量为m、密度为的理想气体，压强等于大气压。活塞固定使汽缸内理想气体热力学温度由T升高到2T，理想气体吸收的热量为Q。让活塞自由滑动（活塞与汽缸间无摩擦、不漏气），使汽缸内理想气体升高相同温度，理想气体要吸收更多的热量。求
（1）活塞固定升温后理想气体的压强；
（2）活塞移动升温后理想气体的密度；
（3）理想气体在定容和定压情况下的比热容的比值。
2023-2024学年第二学期期中考试物理试卷
答 案
1.【答案】D
【解答】
粒子散射实验现象为：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过，有的甚至几乎达到而被反弹回来。卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
2.【答案】B
【解答】
原子吸收一个光子后，能量增加，从低能级向高能级跃迁，轨道半径增大，能级增加，根据，解得，知动能减小，
因为原子能量等于电势能和电子动能之和，因为能量增大，动能减小，则电势能增大。
3.【答案】A
4.【答案】C
【解析】A. 根据题意，由图甲和图乙可知，0~0.5s时间内，振子由O向B运动，加速度方向向左，大小从零变为最大，故A错误；
B. 根据题意，由图甲和图乙可知，0.5~1.0s时间内，振子由B向O运动，所受回复力方向向左，大小从最大变为零，故B错误；
C. 根据题意，由图甲和图乙可知，1.0~1.5s时间内，振子的速度方向向左，大小从最大变为零，故C正确；
D. 根据题意，由图甲和图乙可知，1.5~2.0s时间内，振子由A向O运动，振子的速度方向向右，大小从零变为最大，则振子的动量方向向右，大小从零变为最大，故D错误。
5.【答案】A
【解析】A. 根据
可知，入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，由图可知：a光、c光的遏止电压相等，所以a、c发出的光频率相同，A正确；
B. 同种频率的光，光强越大，饱和电流越大，a光和c光的频率相同，a光对应的饱和电流大于c光对应的饱和电流，所以a光的光强大于c光的光强，B错误；
C. 由A项分析可知，b光的遏止电压大于c光的遏止电压，说明b发出的光的频率比c的大，C错误；
D.随着电压的增大，电流达到饱和电流值后不再增大，D错误。
6.【答案】A
【解析】解：根据可知
交流电的最大值为
则其有效值
由图可知线圈是原线圈，线圈是副线圈，
如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有
可得
因为交流电压表指示的是有效值，故如果是理想变压器则B正确，
但实际变压器存在露磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，
故实际副线圈的输出电压小于9.0V
交流电压表指示的是电压的有效值，故应求副线圈输出电压的有效值，所以应知道原线圈的输入电压的有效值，而知道了原线圈的输入电压的瞬时值，即可知道其最大值，最大值等于有效值的倍.
该知识点题目比较简单，且题目单一，只要知道了输入电压和输出电压的关系本题即可顺利解出，但本题考虑了实际情况，所以容易出错.
7.【答案】C
【解答】A. a点是波峰和波峰叠加，由于两列波的振幅相等，其的振幅为2A，虽此时位移为2A，但不是始终处于2A处，故A错误；
B. 振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，则c处的质点将不会向右移动，故B错误；
C. 由图知c点是波谷和波谷叠加的位置，是振动加强点，经过，c处的质点将通过平衡位置，故C正确；
D. 若不动，沿连线向b运动，则b处质点并不始终处于平衡位置，故D错误。
8.【答案】D
【解答】
根据动量守恒定律可知，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是时间，可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度，故ABC错误，D正确。
9.【答案】B
【解析】根据安培定则，a、b处导线在c处产生的磁感应强度、大小相等，方向成，如图所示，合成后的磁感应强度为B，，把位于a处的导线移到d点处后，b、d两处的导线在c处产生的磁场等大同向，都是垂直于bc边向上，合成后的磁感应强度为2B，因此，选项B正确。
10.【答案】B
【解析】A. 光线衍射是光线绕开障碍物的现象，而本题并非如此，本题是光的干涉，A错误；
BCD. 过S点分别做两个平面镜的像，如图所示
可知相当于双缝干涉的双缝间距，设，则有
，
由双缝干涉公式
可知增大频率，波长减小，则屏上条纹间距将减小，B正确；光屏向右移动则AC变大，则屏上间距变大，C错误；光源向右移动，x增大AC减小，则屏上间距减小，D错误。
故选：B。
11.【答案】D
【解答】A. 设磁感应强度为B，两导体棒的质量均为m、接入电路的长度均为d、电阻均为R，导体棒ab的初速度为，某时刻t导体棒ab、cd的速度分别为、，回路的感应电流为i，由法拉第电磁感应定律有、，，两导体棒受到的安培力大小，方向棒ab与运动方向相反、棒cd与运动方向相同，棒ab减速、棒cd加速，减小、增大，减小，电流i减小，减小，棒运动的加速度减小，即棒ab做初速为，加速度逐渐减小的减速运动，、减小得越来越慢，最终趋于，故A错误；
B. 棒cd做初速为零、加速度逐渐减小的加速运动，、由零开始增加得越来越慢，最终趋于恒定，故B错误；
C. 、i越来越小，最终、i趋为零，故C错误；
D. 两导轨间的电压，对两棒由动量守恒有，联立得，u恒定，故D正确。
12.【答案】答：相反；相同；磁通量；
【解析】由实验记录1、3可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；
由实验记录2、4可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同；
由此得出的结论，是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。
13.【答案】（1）；（2）A
【解答】（1）由题意可得该油酸酒精溶液的浓度为：，一滴油酸酒精溶液的体积为：，故一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为：，而油膜面积为S，故估算出油酸分子的直径为：；
（2）A. 由以上分析可知，水面上爽身粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜面积偏小，则得到分子直径计算结果偏大，故A正确；
B. 测量每滴油酸酒精溶液体积时，将29滴溶液错数成30滴，则每滴油酸酒精溶液的体积偏小，则可知纯油酸体积偏小，使最终结果偏小，故B错误；
C. 计算油膜面积时，所有不足一格的方格都记为一格，则使测量面积偏大，故使得分子直径的测量偏小，故C错误；
D. 油膜中含有大量未溶解的酒精时，则使油膜面积偏大，则使得测量结果偏小，故D错误。
故选A。
14.【答案】解：
（1）紫光…………………………………………2分
（2）如图所示
设光线的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程为s，半圆柱的半径为R。
光在玻璃中的速度…………………………………………1分
由几何知识得…………………………………………1分
光在玻璃内传播的时间
由折射定律得，解得…………………………………………1分
由题知，入射角i相同，R、c为常量，所以时间t相同。
时间为t。…………………………………………1分
15.【答案】解：（1）由振动方程可知…………………………………………1分
所以…………………………………………2分
（2）由题意可得A到O的距离…………………………………………1分
即…………………………………………1分
波的传播速度…………………………………………1分
（2）O到B的距离…………………………………………1分
所以A、B之间的距离…………………………………………2分
16.【答案】（1）作粒子通过P、Q两点速度方向的垂线，两垂线的交点即为粒子做圆周运动的圆心。画出粒子在第一象限运动的轨迹如图所示
可知运动半径…………………………………………1分
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力…………………………………………1分
解得…………………………………………2分
（2）由图可知，圆弧轨迹对应的圆心角，则粒子通过第一象限所用时间…………1分
又有…………………………………………1分
联立解得…………………………………………2分
（3）带电粒子在磁场中运动轨迹为顺时针的圆弧，对应圆心角为………………………1分
末速度与轴成斜向下…………………………………………1分
带电粒子动量变化量为…………………………………………1分
受到磁场力的冲量为…………………………………………1分
17.【答案】解：（1）活塞固定升温，气体做等容变化
…………………………………………2分
解得…………………………………………3分
（2）活塞移动升温，气体做等压变化
…………………………………………1分
…………………………………………1分
…………………………………………1分
解得…………………………………………1分
（3）活塞固定不动时，气体的体积不变，没有做功过程发生，气体吸收的热量
全部用于增加气体的内能，即有…………………………………………1分
如果活塞可以自由滑动，温度升高，气体膨胀，会推动活塞向外运动，对外做功，
…………………………………………1分
当气体升高相同温度时，气体内能的增加量与前一个过程是相同的，也是
根据热力学第一定律，…………………………………………1分
气体吸收的热量…………………………………………1分
…………………………………………2分

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