2022-2023學年湖北省部分市州高二上學期聯合調研考試（期末）物理試題（解析版）

湖北省部分市州2023年元月高二年級聯合調研考試物理試卷注意事項：1.答題前，先將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘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題目的答案標號涂黑。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的答題區(qū)域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡的非答題區(qū)域均無效。4.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第17題只有一項符合題目要求，第8~11題有多項符合題目要求。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.下列說法正確的是（）A.磁場中某一點的磁感應強度等于一小段通電導線放在該點時受到的磁場力F與該導線的長度l、通過的電流I乘積的比值，即B.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場C.金屬探測器是利用被測金屬中產生渦流來進行探測的D.磁電式儀表，把線圈繞在鋁框上，鋁框是起到電磁驅動的作用【答案】C【解析】【詳解】A．當磁場方向與電流方向垂直時，磁感應強度的大小等于故A錯誤；B．變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，故B錯誤；C．金屬探測器是利用被測金屬中產生感應電流，即渦流來進行探測的，故C正確；D．磁電式儀表，把線圈繞在鋁框上，當線圈在磁場中轉動時，導致鋁框的磁通量變化，從而使鋁框中產生感應電流，受到安培阻力的作用，所以鋁框是起到電磁阻尼的作用，故D錯誤。故選C。2.智能手表通常采用無線充電方式。如圖甲所示，充電基座與交流電源相連，將手表壓在基座上，無需導線連接，手表便可以充電（如圖乙所示）。已知充電基座與手表都內置了線圈，則（）A.無線充電時，手表內接收線圈中產生恒定的電流B.無線充電時，手表內接收線圈中交變電流的頻率與基座內發(fā)射線圈中交變電流的頻率相同C.無線充電時，手表內接收線圈利用“電流的磁效應”獲取電能D.手表和基座無導線連接，所以傳輸能量時沒有損失【答案】B【解析】【詳解】A．無線充電時，基座中的線圈通過的是正弦式交變電流，其產生的磁場也是正弦式交變磁場，由法拉第電磁感應定律可知，該變化磁場在手表內接收線圈中產生的電流也是正弦式交變電流，故A錯誤；B．互感現象中，手表內線圈中交變電流的頻率與基座內線圈中交變電流的頻率相同，故B正確；C．無線充電時手表內接收線圈利用電磁感應獲取電能，故C錯誤；D．充電時存在漏磁效應，所以傳輸能量時有損失，故D錯誤。故選B。3.如圖甲所示，邊長為10cm的100匝正方形線框在勻強磁場中，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，線框中的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A.時刻，線圈中的電流方向發(fā)生改變 B.勻強磁場的磁感應強度大小為C.線框轉動的角速度為 D.線框中感應電動勢的最大值為【答案】D【解析】【詳解】A．由題圖分析可知，時刻，線框平面與中性面垂直的位置，而交變電流是在中性面位置電流的方向發(fā)生改變，故A項錯誤；B．由解得故B項錯誤；C．線框轉動的角度故C項錯誤；D．線框中感應電動勢的最大值故選D。4.如圖，虛線內有垂直紙面的勻強磁場，是半圓，圓心O在連線所在的直線上，半徑為r，。現有一質量為m、電荷量為的離子，以速度v沿半徑方向射入磁場，從邊垂直邊界離開磁場，則（）A.離子做圓周運動的半徑為r B.離子離開磁場時距b點的距離為C.虛線內的磁感應強度大小為 D.離子在磁場中的運動時間為【答案】C【解析】【詳解】A．設粒子運動半徑為R，由幾何關系可知解得故A錯誤；B．由幾何關系，粒子離開時距b點的距離故B錯誤；C．粒子在磁場中做圓周運動，由洛倫茲力提供向心力解得故C正確；D．由幾何關系可知，粒子偏轉角所以由周期公式解得故D錯誤。故選D。5.粗細均勻邊長為L的正方形銅制線框固定在如圖所示的兩勻強磁場中，連線與磁場分界線重合，磁場的磁感應強度大小均為B，a、b兩端與恒壓電源相連。若通過邊的電流大小為I，則線框受到的安培力大小為（）A.0 B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據安培力公式可知，ab邊受到的安培力均為根據歐姆定律，另外三邊受到的安培力大小為對ab邊，根據左手定則可知，安培力向上。對bc邊，根據左手定則可知，安培力向右。對cd邊，根據左手定則可知，安培力向下。對da邊，根據左手定則可知，安培力向右。根據力的合成可知，線框受到的安培力大小故選C。6.一邊長為的正三角形金屬框abc靜置于光滑絕緣水平面上，寬度為的有界勻強磁場位于正三角形右側，邊界平行于bc，如圖所示?，F用外力沿bc的中垂線方向勻速拉動線框并穿過磁場區(qū)域。從頂點a進入磁場開始計時，規(guī)定感應電流沿abca為正方向，則金屬框經過磁場的過程中，感應電流隨時間變化的圖象是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】AB．線圈進入磁場的過程中，根據楞次定律，感應電流的磁場與原磁場方向相反，再根據右手螺旋定則可知，電流方向為正，而離開磁場時，感應電流的磁場與原磁場方向相同，電流為負方向，故AB錯誤；CD．線圈在磁場中運動過程中，根據切割磁感線的導線有效長度不變，因此感應電流恒定不變，但不為零，故C錯誤，D正確。故選D。7.如圖所示，體育館內有一處傾斜墻壁，與豎直方向夾角為。某同學在距墻面處以垂直于墻面的速度投出一個籃球，籃球恰好擦墻而過（剛好接觸墻）?；@球的質量為，將籃球視為質點，忽略籃球出手前的加速距離，不計空氣阻力，重力加速度取，則下列說法正確的是（）A.出手時籃球速度大小為 B.籃球與墻的接觸點與出手位置相距C.該同學對籃球的沖量大小為 D.籃球從出手到與墻接觸所用時間為【答案】C【解析】【詳解】A．把籃球的重力沿初速度方向、垂直初速度方向正交分解，可知，籃球沿初速度方向做勻減速直線運動，當位移為s=4m時速度恰好為零，即解得故A錯誤；BD．籃球從出手到與墻接觸所用時間為垂直初速度方向做初速度為零的勻加速直線運動，位移為則籃球與墻的接觸點與出手位置相距故BD錯誤；C．該同學對籃球的沖量大小等于籃球出手時獲得的動量，即故C正確故選C。8.為保證師生用電安全，學校電路系統(tǒng)中安裝有由熱敏電阻制成的溫度監(jiān)測器，如圖所示為理想變壓器，原、副線圈匝數比為，原線圈接交流電壓，圖中電壓表和電流表為理想電表，為阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻，為定值電阻，則下列說法正確的是（）A.變壓器輸入與輸出功率之比為 B.變壓器副線圈中電流的頻率為C.當處溫度升高時，電壓表示數不變 D.當處溫度升高時，電流表示數減小【答案】BC【解析】【詳解】A．理想變壓器輸入與輸出功率之比1：1，故A錯誤；B．變壓器副線圈中電流的頻率不變，為故B正確；C．RT處溫度升高時，不會影響變壓器的輸入電壓值，故C正確；D．RT處溫度升高時，電阻值減小，原副線圈的匝數及原線圈電壓不變，則副線圈電壓不變，為定值電阻，由可知，電流表示數增大，故D錯誤。故選BC。9.一種簡易的振蕩回路如圖所示，L為線圈，C為固定在真空中的平行板電容器。將單刀雙擲開關K撥至觸點a，使電容器與直流電源E接通。穩(wěn)定后，位于兩水平金屬板中間P處的帶電液滴恰能靜止。將K撥至觸點b并開始計時，當時液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不計回路的能量損失且液滴未到達兩金屬板，下列說法正確的是（）A.液滴帶正電B.振蕩回路的周期為C.時，電容器上極板帶正電且電荷量正在增大D.時，線圈L中磁場能最大【答案】AC【解析】【詳解】A．液滴靜止時所受電場力豎直向上，而此時下極板帶正電，所以液滴帶正電，故A正確；BC．將K撥至觸點b并開始計時，當t＝0.02s時液滴的加速度第1次等于重力加速度g，即此時電容器所帶電荷量為零，則電容器剛好完成第一次放電，由此可推知LC振蕩回路的周期為0.08s，則t＝0.03s時，電容器正在經歷第一次充電，此時電容器上極板帶正電且電荷量正在增大，故B錯誤，C正確；D．t＝0.05s時，電容器正在第二次放電，此時線圈L的電流增大，磁場能增大，且在t＝0.06s時磁場能達到最大，D錯誤。故選AC。10.如圖a所示，質量分別為的兩物塊A、B間拴接一個被壓縮且鎖定的輕彈簧，整個裝置靜置于光滑水平地面上，其中A與左側固定的擋板相接觸。現解除對彈簧的鎖定，在A離開擋板后，B的速度隨時間變化的圖像如圖b所示，則（）A.整個運動過程中，A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒B.A、B的質量之比C.A的最大速度為D.A離開擋板后，彈簧的彈性勢能最大時B的速度為【答案】BD【解析】【詳解】A．整個運動過程中，A、B、彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，A錯誤；BC．由圖可知，B的最大速度為，最小速度為，當B的速度為零后，B又開始做加速運動，說明B速度為零時，彈簧恢復原長，AB相當于發(fā)生了完全彈性碰撞，根據故A獲得速度最大B正確，C錯誤；D．A離開擋板后，彈簧的彈性勢能最大時AB速度相同，根據動量定理可知解得D正確。故選BD。11.如圖所示，在y軸的右方有一磁感應強度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強電場?，F有一質量為m、電荷量為q的粒子由靜止經過加速電壓為U的電場加速，并從y軸上的A點垂直y軸進入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為的方向進入第四象限，最后到達y軸上的Q點（圖中未畫出）。已知電場的電場強度大小，不考慮粒子受到的重力，則（）A.A點的坐標為 B.A點的坐標為C.粒子到達Q點時的速度為 D.粒子到達Q點時的速度為【答案】AC【解析】【詳解】AB．粒子通過加速電場加速有解得如圖所示，過P點做速度方向的垂線交y軸上一點則同時有解得綜上可解得A正確，B錯誤；CD．由上分析可知由動能定理可知解得C正確，D錯誤。故選AC。二、非選擇題：本題共5小題，共56分。12.利用氣墊導軌（全程不考慮其對滑塊的阻力）和兩個光電門驗證動量守恒定律，滑塊和遮光條總質量為，遮光條的寬度為d。如圖（a）所示，將氣墊導軌調整水平后，將滑塊靜置于光電門1左側，給滑塊一水平向右的初速度，滑塊經過光電門1后，有一質量為2的橡皮泥從h高處由靜止落下，剛好落至下方經過的滑塊上，迅速粘一起后隨滑塊向右經過光電門2，光電門1、2記錄的擋光時間分別為、。（1）用游標卡尺測得遮光條的寬度如圖（b）所示，其讀數為______。（2）若碰撞過程中水平方向動量守恒，則應滿足的關系式______（用以上所給已知量表示）。（3）實驗中遮光條寬度的測量值有誤差對驗證碰撞過程水平方向動量守恒______（填“有”或“無”）影響?！敬鸢浮竣?.00②.③.無【解析】【詳解】（1）[1]根據游標卡尺的讀數規(guī)則，讀數為（2）[2]若碰撞過程中水平方向動量守恒，則有又因為，聯立有整理得（3）[3]根據以上分析可知，實驗中遮光條寬度的測量值有誤差對驗證碰撞過程水平方向動量守恒無影響，原因是水平方向動量守恒，等式兩邊的d可以消去。13.酒駕嚴重危害了公共交通安全，打擊酒駕現象已成為日常。圖甲為交警使用的某種酒精檢測儀，核心部件為酒精氣體傳感器，其電阻R1與酒精氣體濃度x的關系如圖乙所示。（1）某同學自行設計了簡易酒精檢測儀，如圖丙所示，用到的器材有酒精氣體傳感器R1、電源（電動勢為9.0V，內阻未知）、電流表（滿偏電流為100mA，內阻為7Ω），閉合開關，周圍無酒精氣體，發(fā)現電流表剛好滿偏，則電源內阻為__________Ω；用該儀器_________（選填“能”“不能”）檢測酒駕；駕駛員狀態(tài)非酒駕酒駕酒精氣體濃度標準（mg/mL）小于0.2大于或者等于0.2檢測器狀態(tài)只有綠燈亮綠燈紅燈都亮（2）另一位同學查閱酒精檢測儀說明書時看到上表，他根據自己的理解將酒精檢測儀的內部電路簡化為圖丁。只有綠燈亮表示被測試者非酒駕，紅、綠燈一起亮表示被測試者酒駕。圖丁中電源電動勢為5V，內阻不計，R2為定值電阻，R1為酒精氣體傳感器，L1、L2是彩色小燈泡，顏色一紅一綠，小燈泡電壓達到0.8V才會發(fā)光，則L1為_______________（選填“紅”“綠”）燈，當紅燈剛亮時通過其的電流為_____________A（保留兩位有效數字）?！敬鸢浮竣?3##3.0②.不能③.紅④.0.14【解析】【詳解】（1）[1]電流表剛好滿偏，則電流表兩端電壓為此時周圍無酒精氣體，則由圖乙可知其兩端電壓為根據閉合電路歐姆定律可得電源內阻為[2]當無酒精氣體時，R1電阻最大，此時電流表剛好滿偏，若有酒精氣體時，R1電阻變小，電路中電流變大，超過電流表的最大量程，所以不能檢測酒駕。（2）[3]顏色一紅一綠，小燈泡電壓達到0.8V才會發(fā)光，所以亮綠燈的小燈泡需要保證兩端的電壓一直大于等于0.8V，如果與R1接在一起，R1在測量酒駕的時候電阻會發(fā)生改變，初始電阻大時小燈泡應不亮，電阻變小小燈泡才亮，這樣才可以查出酒駕，所以一直亮綠燈的小燈泡應當與定值電阻接在一起，這樣無論R1如何變化，都不會影響小燈泡是否亮，且與定值電阻接在一起也會保證綠燈一直亮，所以L2是綠燈，L1是紅燈。[4]當酒精濃度達到0.2mg/mL時，L1會變亮，此時L1兩端電壓為0.8V，已知電源電動勢為5V，則R1兩端電壓為4.2V，根據圖乙可知R1的電阻為30Ω，則當紅燈亮時，通過其電流為14.傾角為的足夠長的光滑絕緣斜面上放著一個帶正電的小球，小球質量為m、帶電量為q，空間中存在一垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B?，F將小球在斜面上由靜止釋放，重力加速度為g，求：（1）小球剛釋放時的加速度大?。唬?）小球在斜面上滑行多長時間后將會脫離斜面？【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小球剛釋放時加速度大小解得（2）小球脫離斜面時又解得小球脫離斜面經過的時間15.隨著電磁技術的日趨成熟，新一代航母已準備采用全新的電磁阻攔技術。為方便研究問題，我們將其簡化為如圖所示的模型。在磁感應強度大小為B、方向如圖所示的勻強磁場中，兩根光滑的平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內，相距為L，電阻不計。軌道端點M、P間接有阻值為R的電阻。一個長度為L、阻值為R的輕質導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道