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    2022-2023学年湖北省郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中、沙市中学高二下学期4月联考物理试题 (解析版)
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    2022-2023学年湖北省郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中、沙市中学高二下学期4月联考物理试题 (解析版)

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    这是一份2022-2023学年湖北省郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中、沙市中学高二下学期4月联考物理试题 (解析版),共19页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

    郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中、沙市中学

    高二下学期四月联考物理试卷

    一、选择题:共11小题,每小题4分,共44分。其中8~11为多选题,选不全得2

    1. 下列说法正确的是(           )

    A. 电荷的周围既有电场也有磁场,反映了电和磁是密不可分的

    B. 由电场强度的定义式可知E的方向决定于q的正负

    C. 法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律

    D. “电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.静止的电荷的周围存在电场,运动的电荷周围才能存在磁场,故A错误;
    B.电场强度取决于电场本身,与试探电荷无关,故B错误;
    C.安培首先总结出磁场对电流作用力的规律,故C错误;
    D.“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应,故D正确。

    故选D

    2. 如果取两个分子相距无穷远时的分子势能为零,平衡距离为r0,则下面说法中正确的有(  )

    A. 当两分子间距在r010r0之间时,分子势能一定为负值

    B. 当两分子间距为r0时,分子间没有相互作用力

    C. 当两分子间距为r0时,分子势能为零

    D. 当两分子间距小于r0时,分子势能一定为正值

    【答案】A

    【解析】

    【详解】A.当两分子间距在r010r0之间时,分子力表现为引力,则随分子距离增加,分子力做负功,分子势能增加,因无穷远处分子势能为零,可知分子势能一定为负值,选项A正确;

    B.当两分子间距为r0时,分子间斥力和引力相等,分子间相互作用力表现为零,选项B错误;

    C.当两分子间距为r0时,分子势能最小,但不是为零,选项C错误;

    D.当两分子间距小于r0时,分子力表现为斥力,则随分子间距减小,分子力做负功,分子势能增加,分子势能由负值变为正值,选项D错误。

    故选A

    3. LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图,由图可知(  )

    A. t1时刻电路中的磁场能最大 B. t1t2,电路中的电流不断变小

    C. t2t3,电容器不断充电 D. t4时刻磁场能正在向电场能转化

    【答案】C

    【解析】

    【详解】A.在t1时刻,电路中的q最大,说明还没放电,所以电路中无电流,则磁场能最小,故A错误;

    B.在t1t2时刻电路中的q不断减小,说明电容器在不断放电,电路中的电流在不断增加,故B错误;

    C.在t2t3时刻电路中的q不断增加,说明电容器在不断充电,故C正确;

    D.在t4时刻电路中的q等于0,说明电容器放电完毕,则电场能最小,故D错误;

    故选C

    4. 在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成斜向上的匀强磁场,一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒,在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面间的动摩擦因数。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中,棒始终保持匀速直线运动,设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ,则关于磁场的磁感应强度的大小Bθ的变化关系图象可能正确的是(  )

     

    A.  B.

    C.  D.

    【答案】C

    【解析】

    【详解】棒受力如图所示

    所以C正确,ABD错误。

    故选C

    5. 如图,在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的恒定的匀强磁场,一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(重力不计)从AB边的中点O以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°,若B大小可调,下列说法正确的是(  )

    A. 粒子可能从A点飞出,此时

    B. 粒子可能从C点飞出,此时

    C. 粒子可能从B点飞出,此时

    D. 粒子如果从AB边飞出,在磁场中运动的时间都相同

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.带负电的粒子受到向右的洛伦兹力,则不可能从A点飞出,选项A错误;

    B.若粒子从C点飞出,则粒子运动的半径为

    洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得

    解得

    选项B错误;
     

    C.粒子运动的轨迹只能与BC相切,则不可能从B点飞出,选项C错误;

    D.粒子如果从AB边飞出,在磁场中运动的角度均为240°,则运动的时间都相同,选项D正确。

    故选D

    6. 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为,现在电路输入端输入电压,此时电阻的功率相等,电流表和电压表均为理想电表,电流表的示数为,电压表的示数为,下列说法正确的是(  )

    A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数为

    C.  D.

    【答案】D

    【解析】

    【分析】

    【详解】A.由变压器规律可知,电压表的示数为

    A错误;

    BC.由于电阻的功率相等,有

    中电流为

    示数为,由变压器规律可知流过变压器原线圈的电流为

    可得电流表的示数为

    BC错误;

    D.输入端输入电压的最大值为,则有效值,所以电阻

    正确。

    故选D

    7. 质量为m=1kg圆环套在光滑水平杆上处于静止状态,t=0开始受到一个斜向上与水平方向夹角60°的力F的作用,F的方向保持不变,大小随时间按如图所示变化,g=10m/s2,下列说法正确的是(  )

    A. 物体在4s末的速度大小为20m/s

    B. 2s~4s时间内,合外力的冲量为15N∙s

    C. 0~6s时间内,重力与杆的弹力的合力的冲量为0

    D. 2~6s时间内,力F的冲量为40N∙s

    【答案】D

    【解析】

    【详解】A.由动量定理可知

    因图像的面积等于冲量,则

    可得物体在4s末的速度大小为

    选项A错误;

    B.在2s~4s时间内,力F的冲量为

    圆环受的合力为

    则合外力的冲量为7.5N∙s,选项B错误;

    C.圆环在竖直方向受重力、杆的弹力和力F的竖直分力作用,三个力的合力为零,冲量为零,即在0~6s时间内,重力与杆的弹力的合力的冲量不为0,选项C错误;

    D.在2~6s时间内,力F的冲量为

    选项D正确

    故选D

    8. 如图xoy平面为光滑水平面,现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下,沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度 (式中B0为已知量),规定竖直向下方向为磁感应强度正方向,线框电阻为R,t =0时刻MN边恰好在y轴处,则下列说法正确的是(

    A. 外力为恒力

    B. t=0时,外力大小

    C. 通过线圈的瞬时电流

    D. 经过 ,线圈中产生的电热

    【答案】CD

    【解析】

    【详解】由于磁场是变化的,故切割产生的感应电动势也为变值,安培力也会变力;故要保持其匀速运动,外力F不能为恒力;故A错误;t=0时,左右两边的磁感应强度均为B0,方向相反,则感应电动势E=2B0Lv,拉力等于安培力,即B错误;由于两边正好相隔半个周期,故产生的电动势方向相同,经过的位移为x=vt;瞬时电动势 ,瞬时电流 ,C正确;由于瞬时电流成余弦规律变化,故可知感应电流的有效值,故产生的电势 ,故D正确.

    9. 如图所示,ACDEFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨,它们被竖直固定在绝缘水平面上,CDGF面与水平面成θ角.两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L的金属细杆abcd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为,两金属细杆的电阻均为R,导轨电阻不计.当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时,cd杆也正好以速度v2向下匀速运动,重力加速度为g.以下说法正确的是(  )

    A. 回路中的电流强度为

    B. ab杆所受摩擦力为mgsinθ

    C. cd杆所受摩擦力为

    D. μv1大小的关系为μ

    【答案】C

    【解析】

    【详解】A.cd棒不切割磁感线,ab杆产生的感应电动势 E=BLv1,回路中感应电流

    I==

    A错误;
    B.ab杆匀速下滑,受力平衡条件,则ab杆所受的安培力大小为

    F=BIL=

    方向沿轨道向上,则由平衡条件,ab所受的摩擦力大小为

    f=mgsin-F= mgsin-

    B错误;
    C.cd杆所受的安培力大小也等于F,方向垂直于导轨向下,则cd杆所受摩擦力为

    f=FN=mgcos(90-)+F=

    C正确;
    D.根据cd杆受力平衡得

    mgsin90°-=

    则得v1大小的关系

    =

    D错误.

    10. t=0时刻位于坐标原点O的波源沿y轴开始振动,形成沿x轴正方向传播的简谐横波,t=5s时波源停止振动,t=6.5s0~7m的波形图如图所示,此刻质点P的平衡位置与O点的距离x=4m。下列说法正确的是(  )

    A. 波的周期为2s

    B. 0~4s时间内质点P运动的总路程为80m

    C. t=0时刻波源的振动方向沿y轴正方向

    D. t=7s时刻质点P位于波峰

    【答案】AB

    【解析】

    【详解】A.波源停振后至t=6.5s-5s=1.5s的时间内,由图象知波传播了3m,得波速

    由图象知波长λ=4m,得周期

    A正确;
    B.波传到P点用时间

    0~4s时间内质点P振动2s,则运动的总路程为4A=80m选项B正确;

    C.因波源振动5s生成2.5个波长的波形,即t=6.5s时波已经传到了x=13m的位置,根据波形图可知,波传到x=13m处的质点时,振动方向向下,可知t=0时刻波源的振动方向沿y轴负方向,选项C错误;

    Dt=7s时刻,即波在图示波形的基础上再传播0.5s,即传播1m,可知此时刻质点P位于平衡位置,选项D错误。

    故选AB

    11. 一定质量的理想气体保持压强为p不变,测得气体在0℃时的体积为V010℃时的体积为V120℃时的体积为V2,则下列说法正确的是(  )

    A.

    B.

    C. 气体温度从0℃升高到20℃的过程中,气体对外界做的功为

    D. 随温度的升高,单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加

    【答案】AC

    【解析】

    【详解】AB.一定质量的理想气体保持压强p不变,根据盖-吕萨克定律有

    根据热力学温度和摄氏温度关系有

    解得

    A正确,B错误;

    C.气体温度从0℃升高到20℃,气体压强保持不变,体积增大,气体对外界做的功为

    C正确;

    D.气体温度升高,分子的平均动能增大,气体体积增大,压强不变,单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少,故D错误。

    故选AC

    二、非选择题:共56

    12. 1)在用油膜法估测分子大小实验中,已知纯油酸的摩尔质量为M,密度为ρ,一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m,一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S,阿伏加德罗常数为NA,则油酸分子的直径为______;一滴油酸含有的分子数量为______

    2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液,已知1cm3的溶液有50滴,现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,测出这一薄层的面积为0.2m2,由此可估测油酸分子的直径为______

    A2×10-10m    B2×10-9m    C5×10-10m    D5×10-9m

    【答案】    ①.     ②.     ③. C

    【解析】

    【详解】1[1]一滴油酸的体积为

    一滴纯油酸油膜最大面积为S,则油酸分子直径

    [2]一滴油酸的摩尔数为

    分子数为

    2[3]1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为

    油膜分子单分子油膜,根据

    故选C

    13. 在用双缝干涉测光的波长的实验中,准备了下列器材:

    A.白炽灯  B.双缝片  C.单缝片  D.滤光片  E.毛玻璃光屏

    (1)把以上器材安装在光具座上,自光源起合理的顺序是______(填字母).

    (2)在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,利用测量头上的分划板确定其中亮条纹ac的位置,如下图所示,表示a条纹位置(图甲)的手轮读数为______mm,表示c条纹位置(图乙)的手轮读数为______mm.

    (3)如果上述实验中双缝到光屏的距离为0.500 m,所用的是双缝间距为0.18 mm的双缝片,则实验中所用单色光的波长为______m(结果保留两位有效数字).

    【答案】    ①. ADCBE    ②. 1.790    ③. 4.940    ④. 5.7×10-7

    【解析】

    【详解】1)为获取单色线相干光源,白炽灯光源后面要有滤光片、单缝、双缝,最后为毛玻璃屏,所以合理顺序为ADCBE

    2)图甲主尺刻度1.5mm,分尺刻度:,所以图甲读数:1.790mm

    图乙主尺刻度4.5mm,分尺刻度:,所以乙图读数:4.940mm

    3)根据螺旋测微器读数可知:两亮纹间距:,根据可得:

    14. 如图所示,有一厚度不计的圆柱形容器,如图为其正中截面,其底面半径为R,高为。在底面的中心处有一点光源S,容器上表面的边缘为P。若容器内倒入某种液体,倒入深度为S发出的光射向液体上表面,当入射角为30°时,恰能射到P点。求:

    1)该液体的折射率n

    2)光从SP所用的时间t(真空中光速为c)。

    【答案】1;(2

    【解析】

    【详解】1S发出的光传播路径如图所示

    由几何关系可得

    该液体的折射率

    2)光在液体中的传播速度为

    光在液体中传播时间为

    光在空气中传播时间为

    光从SP所用的时间

    15. 如图所示,高度h=0.45m的弧形导轨与平直导轨平滑连接,轨道宽度为l=0.5m;在虚线右侧的平直导轨部分有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B=1T。质量为m2=0.2kg、长为l、电阻为R2=1Ω的导体棒cd垂直放置在直导轨上,质量为m1=0.1kg、长为l、电阻为R1=0.5Ω的导体棒ab从弧形轨道顶端由静止释放,两导体棒最终相对静止,此过程中两导体棒没有接触。不计一切摩擦,g=10m/s2,求:

    1)从开始释放ab到两导体棒相对静止的过程中,导体棒ab中产生的焦耳热Q1

    2)从ab进入磁场到两导体棒相对静止的过程中,ab相对cd发生的位移s

    【答案】10.1J;(21.2m

    【解析】

    【详解】1ab滑到底端时由机械能守恒定律可知

    可得

    v0=3m/s

    导体棒ab进入磁场后,两棒动量守恒,相对静止时的共同速度为v,则

    m1v0=(m1+m2)v

    解得

    v=1m/s

    系统产生的焦耳热

    导体棒ab中产生的焦耳热

    2)对cd棒由动量定理

    解得

    16. 如图所示,在直角坐标系xOy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域,充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场,区域的磁感应强度大小为B0,区域的磁感应强度大小可调,C点坐标为(4L3L),M点为OC的中点。质量为m、带电荷量为-q的粒子从C点以平行于y轴的方向射入磁场中,速度大小为sin37°=0.6,不计粒子所受重力,求:

    1)若粒子无法进入区域中,求区域磁感应强度的大小范围;

    2)若粒子恰好不能从AC边射出,求区域磁感应强度的大小;

    3)若,粒子在区域和区域中各环绕一次后通过M点,求区域的磁感应强度的大小以及粒子从CM的时间(计算结果用分数和t0表示,分数需化简到最简结果)。

    【答案】1;(2;(3

    【解析】

    【详解】1)粒子速度一定的情况下,磁场强度越小,轨迹半径越大,当运动轨迹恰好与x轴相切时,恰好能进入I区域,如图所示

    粒子不能进入I区时,粒子运动半径:r0>3L,粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得

    已知

    解得

    2)若粒子在区域II中的运动半径R较小,则粒子会从AC边射出磁场,恰好不从AC边射出时满足∠O2O1Q=2θ,如图所示

    粒子在区域I中的运动半径为

    解得

    粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得

    解得

    3)粒子在区域和区域中各环绕一次后通过M点,由几何关系可得

    解得

    由牛顿第二定律得

    解得

    由几何关系可知粒子在区域和区域中运动的圆心角都为

    可得粒子在区域和区域中运动的时间分别为

    粒子从CM的时间


     


     

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