2022届湖北省联考高三下学期第二次联合测评物理试卷

这是一份2022届湖北省联考高三下学期第二次联合测评物理试卷，共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
物理试卷
一、单选题
1．棒球被击球员击出，斜向上方飞出。不计空气阻力，棒球落地的时间与下列哪些物理量无关（ ）
A．棒球的质量B．棒球击出的速度
C．棒球击出的角度D．击球点的高度
2．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知空间站轨道高度为400～450km，倾角为42～43°，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。关于空间站，下列判断正确的是（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度
B．周期大于同步卫星的周期
C．角速度大于月球绕地球运行的角速度
D．向心加速度大于地面的重力加速度
3．在核电站发生核事故后，附近可检测出放射性元素铯137，铯137的半衰期约为30年。假设一条海鱼在15年前体内有2.0×10-8g的铯137，若铯137在这期间未被代谢出体外，则现在残留在其体内的铯137有（ ）
A．0.5×10-8gB．1.0×10-8gC．1.4×10-8gD．1.5×10-8g
4．工厂检验电动机的质量时，要用到能够调节的高压，利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图所示，自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都取自该线圈，已知自耦变压器线圈总匝数为1250匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上，升压变压器的原、副线圈匝数比为1：8，则输出端可以得到最高电压的有效值是（变压器均为理想变压器）（ ）
A．1000VB．1760VC．2000VD．2500V
5．如图所示，两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触，现将摆球A、B在两摆球所在平面内向左、右拉起至高度hA、hB后释放，两小球恰在最低点发生弹性碰撞；碰撞后，摆球A摆回到最高点的高度仍然为hA。摆球A、B的质量分别为2m、3m，则hA:hB等于（ ）
A．9:4B．3:2C．1:1D．9:16
6．一物块在粗糙水平面上以一定的初速度沿直线匀减速滑行，第1s内的位移为8m，第3s内的位移为0.5m，则物块运动过程中的加速度大小为（ ）
A．3.75m/s2B．4m/s2C．7.5m/s2D．8m/s2
7．1783年11月21日，蒙特哥菲尔兄弟完成了人类第一次热气球旅行，如今乘热气球飞行已成为人们喜爱的一种航空体育运动。要让热气球升空，必须加热气球里的空气，使气球体积变大，以增加空气浮力。现有一总质量为6×102kg热气球（不含球内空气），当加热其内空气，使其体积膨胀至3×103m3后，恰好升空，此时空气浮力等于热气球的总重量（含球内的空气）。已知外界气温为22℃，空气密度为1.2kg/m3，气球内、外的空气都视为理想气体，且加热时球外空气的温度、压强不变。则热气球内的空气温度为（ ）
A．81℃B．72℃C．57℃D．42℃
二、多选题
8．如图所示为家用单相电能表的结构示意图，其中电流线圈串联在电路中，电压线圈并联在电路中，通过电流线圈和电压线圈的交变电流产生的交变磁场使铝盘中产生涡旋电流，交变磁场对涡旋电流的安培力推动铝盘转动，转动方向如图中箭头所示。旁边还固定一块形永久磁铁，铝盘转动时要从磁铁两极之间通过。关于家用单相电能表，下列说法正确的是（ ）
A．用户功率越大，电压线圈在铝盘中产生的涡流越大
B．用户功率越大，电流线圈在铝盘中产生的涡流越大
C．永久磁铁在铝盘中产生的安培力推动铝盘转动
D．当停止用电时，永久磁铁可以使铝盘尽快停止转动，避免由于惯性继续转动而带来计量误差
9．如图所示，真空中同一平面内固定两点电荷+4Q和+Q，以点电荷+Q为圆心的圆上有A、B、C、D四点，其中C点为两点电荷连线与圆的交点且场强为零，AB和CD为两条互相垂直的直径。关于A、B、C、D四点，下列说法正确的是（ ）
A．C处电势最高
B．A，B两处电场强度相同
C．C，A两点的电势差等于B、D两点的电势差
D．电子从A点沿着圆弧顺时针运动到B点过程中，电势能先减小后增大
10．如图所示，斜面体a静止在粗糙水平面上，物块b和小球c通过轻绳跨过定滑轮后连接，b静止在斜面体上。将物块沿斜面向上移动一小段距离并撤去外力，b、c再次静止，a始终保持不动。与初始状态比较，下列说法正确的是（ ）
A．斜面对b的摩擦力一定增大B．斜面对b的作用力减小
C．地面对斜面体的摩擦力增大D．地面对斜面体的支持力减小
11．两列简谐横波在同一介质中沿直线S1S2相向传播。M点在S1S2之间，到S1的距离r1=120cm，到S2的距离r2=30cm，如图（a）所示。t=0时刻，向右传的波恰好传到S1点。图（b）为M点的振动图象，其中实线为向右传的波经过M点时，M点的振动图像，虚线为向左传的波经过M点时，M点的振动图像。则（ ）
A．两列波相遇后能形成稳定的干涉图样
B．t=0～6s内，M点运动的路程为32cm
C．S1S2之间共有9个振动加强点
D．t=4.25s时，M点在平衡位置下方且远离平衡位置
三、实验题
12．研究玩具电动机的转动，某同学将一圆盘固定在电动机的转轴上，将纸带穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘上。如图（a）所示，当电动机转动时，纸带会卷在圆盘上。已知交流电的频率为f。
（1）该同学用游标卡尺测量圆盘的直径，示数如图（b）所示，则圆盘的直径d= cm；
（2）物理学上把角速度的变化与发生这一变化所用时间的比值定义为角加速度β。若电动机做匀加速转动（即β不变），经一段时间停止打点后，取下纸带，标出A、B、C、…，如图（c）所示，其中相邻两个计数点间有4个点没画出，则打下D点时电动机的角速度ω= ，角加速度β= 。（用d、f、s1、s2、s3、s4表示）
13．某同学利用如图所示电路测量量程为2.5V的电压表的内阻，并将其改装成量程为15V的电压表。实验器材如下：电阻箱R，滑动变阻器R1，定值电阻R0，学生电源，标准电压表，开关，导线。测量电压表内阻的实验步骤如下：
①按图连接好电路；
②将电阻箱的阻值调到零，将滑动变阻器的滑片滑到最左端，闭合开关S；
③移滑动变阻器的滑片，使电压表满偏；
④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值，使电压表的示数为1.50V，记下电阻箱的阻值。
回答下列问题：
（1）实验步骤④中记录的电阻箱阻值为1600.0Ω，若认为调节电阻箱时，滑动变阻器上的分压不变，则电压表的内阻为 Ω。要将其改装成量程为15V的电压表，只需串联阻值为 Ω的定值电阻R0（结果均保留到个位）。
（2）校对改装后的电压表时，发现当标准电压表的示数为17.5V时，该表的读数为15.0V，这是由于电压表内阻的测量值 真实值（选填“小于”“等于”或“大于”）。
（3）要达到预期目的，只需要将R0的电阻换为一个阻值为kR0的电阻即可，其中k= 。
四、解答题
14．横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。如图所示，从全反射棱镜的侧面射入一光束，入射角i满足sini=23，其折射后在底面恰好发生全反射。求棱镜材料的折射率n。（结果可以用根式表示）
15．调速器可用来控制电动机的转速，其结构如图所示。圆筒状的外壳固定不动，中心转轴随电动机旋转，轴上两侧各有一轻质细杆，其上端与中心转轴链接，下端各有一个质量为m=1.0kg的摆锤，两细杆与中心转轴恒在同一平面，且此平面随中心转轴旋转时，细杆可以自由张开或合拢。当张角θ=45°时，摆锤恰好与外壳接触；当转速足够大时，摆锤会贴紧外壳，并对外壳施力，通过传感器传递电动机转速过大的信息。已知外壳的内径为r=0.40m，重力加速度g=10m/s2。
（1）当摆锤恰好与外壳接触时，求中心转轴的角速度；
（2）当中心转轴以角速度ω=6rad/s旋转时，求任一摆锤对外壳施加压力的大小；
（3）若摆锤和外壳之间的动摩擦因数μ=0.25，当中心转轴的角速度维持ω=6rad/s时，求两个摆锤克服摩擦做功的功率。
16．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上设置有AB和CD两个减速缓冲区，缓冲区内动摩擦因数为μ，且AB=BC=CD=l。整个空间分布着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m带电量为-q的物块从斜面顶端O由静止释放，其通过AB段与通过CD段的时间相等。已知物块运动到D点时的加速度为零，重力加速度为g，求：
（1）斜面顶端O到A的距离d；
（2）物块在缓冲区内摩擦产生的总热量；
（3）若将整个斜面设置为缓冲区，仍将物块从O点由静止释放，设物块通过D点的速度为v′，求物块从O运动到D的总时间。（O到A的距离用d表示）
答案
1．【答案】A
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】C
5．【答案】A
6．【答案】B
7．【答案】A
8．【答案】B,D
9．【答案】A,D
10．【答案】B,D
11．【答案】A,D
12．【答案】（1）4.045
（2）(s4-s2)f5d；(s4-2s2)f250d
13．【答案】（1）2400；12000
（2）大于
（3）65
14．【答案】解：光线在全反射棱镜的侧面发生折射，入射角sini=23
折射角为r，根据折射定律，有sinisinr=n
光线射向底面，入射角为i′，由几何关系i′=r+45°
而临界角C，满足sinC=1n
光线在底面恰好发生全反射，有i′=C
解得n=103
15．【答案】（1）解：当摆锤恰好与外壳接触时，中心转轴的角速度为ω0，设轻杆对摆锤的拉力为F，竖直方向有F0cs45°=mg
水平方向有F0sin45°=mrω02
解得ω0=5rad/s
（2）解：当中心转轴以角速度ω=6rad/s旋转时，设轻杆对摆锤的拉力为F，外壳对摆锤的压力为N。竖直方向有Fcs45°=mg
水平方向有Fsin45°+N=mrω2
解得N′=4.4N
有牛顿第三定律，摆锤对外壳的压力N′=4.4N
（3）解：当中心转轴的角速度维持ω=6rad/s时，摆锤受到的摩擦力为f=μN
中心转轴旋转一周，摆锤克服摩擦力做功W=f·2πr
两个摆锤克服摩擦力做功的功率P=2WT
而T=2πω
解得P=5.28W
另解：当中心转轴的角速度维持ω=6rad/s时，摆锤受到的摩擦力为f=μN
中心转轴旋转一周，两个摆锤克服摩擦力做功的功率P=2fv
v=ωr
解得P=5.28W
16．【答案】（1）解：物块在BC段做匀加速直线运动，故在AB段和CD段一定做完全相同的减速运动，且以相同的速度收尾。即vA=vC
vB=vD
物块运动到D点，加速度为零。有mgsinθ=μ(mgcsθ+qvDB)
物块由B运动到C，由牛顿第二定律mgsinθ=ma
由运动学规律可得vC2-vB2=2al
物块由O运动A，有vA2=2ad
联立，解得d=l+m2g(sinθ-μcsθ)22sinθμ2q2B2
（2）解：物块由A运动到C，动能不变，由功能关系mg2lsinθ=QAB
又QAB=QCD
故物块在缓冲区内摩擦产生的总热量为Q=4mglsinθ
（3）解：物块由O运动到D，重力沿斜面向下的分力的冲量I1=mgsinθt
摩擦力的冲量I2=μ(mgcsθ+qvB)Δt=μmgcsθΔt+μqvBΔt=μmgcsθt+μqB(d+3l)
由动量定理I1-I2=mv'
解得t=mv'+μqB(d+3l)mgsinθ-μmgcsθ