2022-2023学年湖北省武汉外国语学校等高中名校联盟高二下学期5月联合测评试题物理解析版

  湖北省高中名校联盟2022~2023学年度下学期高二联合测评物理试卷

本试题共6页，16题．满分100分．考试用时75分钟．考试时间：2023年5月30日上午10：30—11：45

★祝考试顺利★

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．

2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，回答非选择题时，用签字笔或钢笔将答案写在答题卡上．写在本就卷上无效．

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

1．下列说法中，正确的是（    ）

A．检测工件平整度利用了光的偏振现象

B．水在涂了蜡的玻璃上滚来滚去，是因为水不能浸润蜡

C．固体分为晶体和非晶体，玻璃、松香、蜂蜡是常见的晶体

D．3D电影给我们带来了美妙的视觉冲击，其拍摄和观看是利用了光的干涉原理

2．如图为氢原子的能级示意图，现有一个氢原子处于n＝4的能纸上，下列说法正确的是（    ）

A．该氢原子向低能级跃迁最多可发出6种频率的光子

B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级发出的光子波长最短

C．该氢源子可以吸收E＝0.32eV的光子跃迁到n＝5的能级

D．使该氢源子电离至少需要吸收0.85eV的能量

3．如图，一定质量的理想气体从状态a经过等温变化到达状态b，再经过等压变化到达状态c，最后经过等容变化回到状态a，图中封闭图像的面积为S．以下说法正确的是（    ）

A．在过程中气体对外放热

B．在过程中，外界对气体做功，气体分子平均动能增加

C．在过程中，单位体积内气体分子数减少

D．按箭头方向从状态a经历一个循环过程问到状态a，气体需从外界吸收的热量为S

4．如图，边长均为a的立方体木块和空心铁块，用长度也为a的细绳连接，悬浮在平静的池中，木块上表面和水面的距离为．当细绳断裂后，木块与铁块竖直向上、向下运动，当木块刚浮出水面时，铁块恰好到达池底．已知木块的质量为m，铁块的质量M，不计水的阻力，则池深为（    ）

A． B． C． D．

5．如图为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．发电机的输出功率P＝50kW，输出电压，输电线总电阻R＝5Ω，已知输电线的损失功率为发电机总功率的1%．则以下说法正确的是（    ）

A．输电线上的电流

B．升压变压器的匝数比

C．想要降低输电线上的损失功率，可以适当增加升压变压器线圈的匝数比

D．想要降低输电线上的损失功率，可以适当增加降压变压器线圈的匝数比

6．分子间由于相对仅置而具有的能量叫分子势能，分子力做功会改变分子势能的大小，取分子间距为无穷远时的分子势能为零．如图为分子势能随着分子间距离r变化的图像，现假设将分子A固定在O点，分子B从某一点静止释放且只受到分子A的作用力．以下判断正确的是（    ）

A．从处释放的分子B，在第一次向右运动过程中，在位置速度达到最大

B．从处释放的分子B，将在和右侧某个位置之间往复运动

C．从处释放的分子B，在第一次向左运动过程中，在位置速度达到最大

D．从处释放的分子B，将在和左侧某个位置之间往复运动

7．如图所示，由相同的导线绕成的两个圆形线圈a，b，半径分别为和，匝数分别为和．半径为，垂直线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间的变化关系为，、为大于零的常量，且，则下列说法正确的是（    ）

A．穿过a、b的磁通量变化率之比为

B．a、b产生的感应电动势大小之比为

C．a、b中的感应电流大小之比为

D．a、b产生的电功率大小之比为

8．如图所示，ABC为等腰棱镜，a，b两束不同频率的单色光从棱镜轴线OC对称的位置垂直AB边射入棱镜，经折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（    ）

A．a光在棱镜中的频率小于在真空中的频率

B．a光通过棱镜的时间大于b光通过棱镜的时间

C．b光能使某金属发生光电效应，a光一定也能使该金属发生光电效应

D．a、b两束光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角

9．在光电效应实验中，分别用波长为和的单色光a，b照射到同种全属上，测得相应的遏止电压分别为和，光电子的最大初功能分别为和，已知普朗克常量h．下列说法正确的是（    ）

A．若，则一定有

B．若，则一定有

C．若，则一定有

D．无论和大小如何，一定有

10．如图，有垂直于xOy平面的四条细长直导线，导线与坐标平面的交点分别为A、B、C、D四点，A、B、C、D四点均落在坐标轴上，且与原点O的距离均相等，P、Q两点分别为OD和OA的中点，D为MP的中点．过A、C两点的导线电流方向垂直于平面向里，大小均为；过B，D两点的导线电流方向垂直于平面向外，大小均为．已知通电长直导线在周围空间中某点处产生磁场的磁感应强度大小为，其中k为常数，为直导线中的电流，为该点到长直导线的距离．现有一电子从某点以一定的速度垂直于平面向里射入，则关于电子在该点所受洛伦兹力方向的判断正确的是（    ）

A．若从O点射入，则不受洛伦兹力

B．若从Q点射入，则受洛伦兹力方向沿y轴正方向

C．若从P点射入，则受洛伦兹力方向沿x轴负方向

D．若从M点射入，则受洛伦兹力方向沿y轴负方向

11．如图，一轻弹簧直立于水平面，两端分别连接物块B和C，刚开始时B、C均静止．现将物体A从B正上方一定高度静止下落，A、B碰撞后粘连在一起，经过后第一次到达最低点，之后的运动过程中物块C对地面最小压力恰好为零．已知物块的质量，，，弹簧始终在弹性限度内，弹簧弹性势集的表达式为（x为弹簧的形变量），弹簧振子的周期公式为（m为弹簧振子的质量），忽略空气阻力，重力加速度，．下列说法正确的是（    ）

A．整个过程中A，B，C三个物体整体动量守恒

B．弹簧的劲度系数k＝250N/m

C．AB整体做简谐运动的振幅是9.6cm

D．A释放时距离B的高度为6.0cm

二、非选择题：本题共5小题，共56分．

12．（6分）某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积．

实验步骤：

①将冰糖装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接并固定注射器；

②推动活塞，透过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器数据；

③建立直角坐标系．

（1）在实验操作中，下列说法正确的是：______．

A．活塞应用润滑油涂抹以保证空气密闭性．

B．推动活塞时，可以用手握住注射器封闭空气部分．

C．为快速完成实验，可快速推动活塞．

（2）为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（选填“”或“”）．

（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（截距已知），若传感器和注射器连接处的软管容积为，则冰糖的体积为______．

13．（10分）某同学想验证单摆的周期与重力加速度的关系，他借鉴伽利略用斜面“冲淡”重力的思路，设计了这样的实验装置：在水平面上有一倾角可调的斜面，斜面上有一固定的力传感器，将钢性小球通过摆线挂在力传感器上，斜面上开有许多小孔，利用气源从小孔往里吹气，使钢性小球浮在气垫层上，并使摆线与斜面始终保持平行，因而能在斜面上做近似无阻力的单摆运动，装置模拟图如图甲．

（1）在测量过程中，下列说法合理的是______；

A．先测好摆长，再将单摆悬挂到力传感器上

B．释放单摆时，摆角尽量大些，以便观察

C．摆线应选用不易伸缩的轻质细绳

（2）图乙为斜面倾角为时，传感器输出的细线拉力F随时间的变化曲线，由图可知，小球摆动的周期为T＝______s．

（3）仅改变平板倾角，测出倾角及在该倾角下单摆的周期T，已知当地重力加速度为．若从实验中得到所测物理量数据的图线如图丙，则作出的图像可能为_____

A．  B．

C．  D．

（4）另一名同学想利用此装备测量当地的重力加速度，由于要用细线系住小球，小球上方被钻孔导致单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，此时斜面的倾角为，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线，然后在图线，选取A，B两个点，坐标如图丁所示．他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为______．请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心在球心处所得结果相比将_____．（填“偏大”、“偏小”或“相同”）

14．（10分）如图，固定支架上固定着一容积的耐高温试管，用轻活塞封闭压强为温度为27℃的空气（试管内的空气可视为理想气体，可忽略活塞导致试管容积的变化），用均匀热源加热试管，当活塞两侧的气压差为时活塞快速喷出．已知大气压强为，周围环境温度为，求：

（1）活塞刚能喷出时，试管内空气温度为多少摄氏度？

（2）活塞喷出足够长时间后，求试管内剩余空气与喷射出空气的质量之比．

15．（12分）如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带正电粒子在P点以与轴正方向成方向的某一速度垂直磁场射入，恰好垂直于y轴射出磁场．已知带电粒子质量为m、电荷量为q，．不计重力，求：

（1）带电粒子进入磁场的速度大小和在磁场中运动的时间；

（2）只改变粒子入射速度的大小，使粒子在磁场中运动时间最长，则速度应满足什么条件？

16．（18分）如图，电阻不计的两对水平光滑平行轨道，左侧轨道宽为L＝20cm，右侧轨道宽为2L＝40cm，左右轨道不相连，并置于区域足够大、垂直轨道平面向里、磁感应强度B＝2.0T的匀强磁场中，长度均为2L、质量分别为和的均匀金属棒甲，乙，电阻均为，垂直两导轨静置，甲棒置于左侧导轨的最右端，且与两导轨良好接触，左侧导轨通过开关S连接电动势E＝10V，内阻的电源．现接通开关S，甲棒向右滑离左侧轨道，随后在右侧轨道上运动，运动中两棒一直与导轨垂直且不相碰，利用速度传感器测得乙棒运动中的最大速率，求：

（1）甲棒滑离左侧轨道时，甲棒的瞬时速度大小；

（2）电源通电过程中，消耗的电能及甲棒在整个运动的过程中产生的焦耳热；

（3）为保证甲，乙两棒在运动过程中不相碰，乙棒的初始位置距离右侧轨道的左端至少多远．

湖北省高中名校联盟2022~2023学年度下学期高二联合测评

物理试卷参考答案与评分细则

1．B【解析】A检查工件平整度利用了光的干涉成象，A选项错误；B选项正确；玻璃、松香、蜂蜡是常见的非晶体，C选项错误；3D电影给我们带来了美妙的视觉冲击，其拍摄和观看是利用了光的偏振原理，D选项错误．

2．D【解析】一个处于n＝4能级的氢原子最多可发出3种频率的光子，A选项错误；从n＝4能级跃迁到n＝1能级发出的光子波长最短，B选项错误；该氢原子可以吸收E＝0.31eV的光子跃迁到n＝5的能级，C选项错误，D选项正确．

3．D【解析】气体在过程气体对外做功需要吸热，A选项错误；在过程中，外界对气体做功，气体放热，温度降低，分子平均动能降低，B选项错误；在是等容过程，单位体积的分子数不变，C选项错误；D选项正确，一个循环过程气体吸收热量等于对外做功．

4．C【解析】铁块下降的高度为H，对于木块和铁块整体由平均动量守恒有：，池深，选择C选项．

5．B【解析】发电机输出功率，可得，输电线上损失的电功率，可得，所以A选项错误，B选项正确；C选项要降低损失功率应该降低匝数比，为保证用户电压，右边变压器的匝数比由电压决定，不可随意调整，C选项错误，D选项错误．

6．C【解析】由势能曲线可知，当分子间距离为时受力平衡，所以从处释放的分子，先受排斥力加速运动到，速度达到最大，然后继续向右一直减速运动至无穷远处，A，B选项错误，从处释放的分子，先受到吸引力加速运动到，速度达到最大，然后向左减速运动至和之间某处，再向右运动到，以此往复运动下去，所以C选项正确，D选项错误．

7．C【解析】穿过两线圈磁通量变化率之出为，A选项错误；两线圈感应电动势之比为，B选项错误；两线圈感应电流之比为，C选项正确；D选项错误，电功率之比为．

8．BC【解析】光的传播过程中，频率不变，A错误；a、b两束单色光经过棱镜的光路图如图，可知a光偏折程度大，所以折射率大，频率大，C选项错误，由，可得a光在介质中光速小，两光在棱镜中运动路径长度一样长，a光速率小，所以a光运动时间较长，B选项正确；a光的频率大，光子能量b大于光子能量，所以a光也能使该金属发生光电效应，C选项正确，从介质射入真空中，全反射临界角满足，a光临界角更小，D错误．

9．AD【解析】根据光电效应方程，，对于同种金属，逸出功相同，D选项正确；波长越长，频率越低，最大初动能与截止电压满足，所以A选项正确，C选项错误，B错误．

10．AC【解析】画出四条长直导线在O，P，Q，M四点的磁感应强度矢量图，合成后得到磁感应强度的方向，O点为零，A选项正确，P点沿y轴正方向，电子受力沿x轴负方向，C选项正确，Q点沿x轴负方向，受力沿y轴负方向，B选项错误，M点沿y轴，受力一定不沿y轴，D选项错误．

11．BD【解析】AB整体在最高点时候，对C在受力分析可知，

此时弹簧拉伸，弹力，所以AB整体此刻的间复力，根据对称性，AB整体在最低点时，此时弹簧压缩，弹力，于是振幅可以表示为，碰后为时刻，向上为正，，，∴，，

又，

，．

12．【答案】（1）A （2） （3）

【然析】（1）手握住注射器封闭空气部分会改变空气温度，B错误；快速推动活塞，会改变封闭空气的温度，C错误．

（2）作出的图像为一条直线，根据玻意耳定律有

可得 可知轴应为．

（3）设石子体积为，对一定量的气体，根据玻意耳定律可得

整理得 可知

解得石块的体积为

13．【答案】（1）C　　（2）1.6　　（3）B　　（4）　　相同（每空2分）

【解析】（1）A．先将单摆悬挂到力传感器上，然后再测摆长，A错误；

B．释放单摆时，摆角不能大于5°，B错误；

C．摆线应选用不易伸缩的轻质细绳，C正确．

（2）根据题意，由图乙可知，小磁铁摆动的周期为

（3）根据题意可知，斜面倾角为时，等效重力加速度为

由单摆周期公式有

可得

可知，图丙中的图像为

故选B．

（4）由单摆周期公式，得

由图象可知，图象的斜率，则，

由图象可知与成正比，由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率，因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值，用图线法求得的重力加速度准确，该同学得到的实验给果与摆球重心就在球心处的情况相比，将相同．

14．【解析】（1）记开始加热时试管内空气温度为，活塞刚脱落时温度为T，压强为，

此过程试管内空气为等容过程，由查理定律有

解得，

即试管内温度至少为327℃．

（2）落地足够长时间后，试管内的空气体积变为，压强为，温度为，

试管内原空气可以看作压强为压强为，温度为，体积为V的空气，

由玻意耳定律：，

则．

此时试管内剩余空气与喷射出空气的质量之比为

所以

15．解：粒子在磁场中运动轨迹以及圆心的所在位置如图所示，

（1）根据几何关系可得：，

解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为：

磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得：，

联立解得带电粒子在磁场中运动的速率为：，

根据几何关系可得粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为：

粒子在磁场中运动的周期：

带电粒子在磁场中运动的时间为： ，

（2）粒子在磁场中运动时间最长，速度最大的带电粒子运动轨迹应该与y轴相切，

记在磁场中运动半径为r，根据几何关系可得：，

解得，此时对应的速度，

即速度需满足

16．【解析】（1）记甲棒弹离左侧轨道时速度为，甲棒弹离左侧轨道后在右侧轨道做减速运动，

乙棒做加速运动，最终两棒匀速运动，此过程两棒动量守恒，有

解得

（2）甲棒在左侧轨道受安培力加速运动，记此过程平均电流为，时间为t，

对甲棒从开始运动到弹离左侧轨道由动量定理有：，

电源通电过程消耗的电能为，其中，

联立求解得：

记甲棒在左侧导轨上运动产生的热量为，此时接入电路的电阻等于电源内阻，则两者产生热量相同，

根据能量守恒，

解得

记甲棒在右侧导轨上运动时产生的热量为，此时接入电路的电阻等于乙棒电阻，

则两棒在此过程中产热相同，对甲乙两棒在右侧轨道上运动时有：

解得

全过程甲棒上产生的焦耳热

（3）甲、乙棒分别以速度、同时在右侧轨道上运动时，

电路总电动势

电路中电流（其中）

乙棒所受安培力

对乙棒由动量定理

即：，其中，（甲棒相对于乙棒的位移），

解得，即乙棒的初始位置距离右侧轨道的左端至少相距25m．