2021-2022学年湖北省新高考联考协作体高二上学期期中联考物理试题 解析版

湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高二上学期期中联考

物理试题

考试时间：2021年11月9日  上午10:00-11:45    试卷满分：100分

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写到答题卡和试卷指定的位置上。

2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域位置，写在试卷上无效。

第Ⅰ卷  选择题（44分）

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.下列说法中错误的是（    ）

A.电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

B.给铁块加热，随着温度升高，铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色，直至成为黄白色

C.常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色

D.由于能级的存在，原子放出的光子的能量是分立的，因此原子的光谱只有一些分立的亮线

2.2021年4月29日，中国用“长征”5B运载火箭在海南文昌航天发射场将首个空间站核心舱“天和”号成功送入太空。中国空间站包括“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱3个舱段，整体呈“T”字构型，计划于2022年全部完成发射构建。假设“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动（如图所示），轨道半径为，运动周期为，万有引力常量为，地球表面重力加速度为，下列说法正确的是（    ）

A.“天和”核心舱的线速度大小为      B.地球的质量为

C.在“问天”实验舱内漂浮的球形水滴不受重力作用

D.要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“和”核心舱对接，需使实验舱减速

3.一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、三点的位置如图所示，三点的电势分别为、、。则下列说法正确的是（    ）

A.电子从点运动到点，电场力做功为     B.电子在点的电势能比在点的电势能低

C.坐标原点处的电势为                         D.电场强度的大小为

4.将一个满偏电流为，内阻为的电流计改装成量程为和的电流表和电压表两用表，如图所示为该表的内部结构，则电阻的阻值（    ）

A.               B.               C.                D.

5.如图所示，用导线做成圆形线圈与一通电直导线构成几种位置组合，项中直导线在圆形线圈水平直径正上方且与直径平行，、项中直导线与圆形线圈平面垂直，项中直导线与圆形线圈在同一平面内，当电流减小时，圆形线圈中有感应电流的是（    ）

A.   B.     C.     D.

6.如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在、两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为，振子的质量为，白纸移动速度为，弹簧弹性势能的表达式，不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是（    ）

A.该弹簧振子的振幅为                  B.该弹簧振子的周期为

C.该弹簧振子的最大加速度为           D.该弹簧振子的最大速度为

7.一枚在空中飞行的火箭在某时刻的速度为，方向水平，燃料即将耗尽。此时，火箭突然炸裂成两块（如图所示），其中质量为的后部分箭体以速率沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则质量为前部分箭体速率为（    ）

A.             B.              C.           D.

8.（多选）如图所示，一束由、两种单色光组成的复色光从水中射入空气中，并分成、两束，下列关于、两束单色光的说法正确的是（    ）

A.光的折射率比光的折射小        B.在真空中光的速度比光大

C.在水中光的传播速度比光的大    D.若水中入射光与水面夹角不断减小，则光先发生全反射

9.（多选）一列简谐波沿轴正方向传播，时刻波恰好传到点，波形图如图所示，已知点振动周期为，由此可以判断出（    ）

A.点此时刻振动方向沿轴负方向            B.该波波速为

C.时质点第一次到达波峰            D.当点为波峰时，点一定是波谷

10.（多选）如图所示，两波源和位于轴上，其中位于坐标原点，与相距2倍波长，两波源的振动规律均为，产生的简谐横波在平面内传播，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，轴上的点距坐标原点为1.5倍波长，则两列波叠加后（    ）

A.点是振动减弱点，振幅为零                B.点是振动加强点，振幅为

C.点振动频率为                          D.点振动频率为0

11.（多选）如图所示，质量为的小滑块（视为质点），放在质量为的木板左端，足够长的木板静止的光滑的水平面上，物块与长木板之间的动摩擦因数为。质量为的子弹以速度为沿水平向右射入滑块并嵌入其中（时间极短），取。下列说法正确的是（    ）

A.小滑块向右滑行的最大速度为         B.木板向右滑行的最大速度为

C.滑块在长木板上滑行的时间为              D.小滑块和长木板因摩擦而产生的热量为

第Ⅱ卷  非选择题（56分）

二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）

12.（6分）在用单摆测量重力加速度的实验中：

（1）单摆振动的回复力是________。

A.摆球所受的重力                            B.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力

C.摆线对摆球的拉力                          D.摆球重力在垂直摆线方向上的分力

（2）小张同学在实验室用力传感器对单摆振动过程进行测量，如图所示为力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，已知单摆摆长，从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为________，当地重力加速度为________（计算结果保留三位有效数字）。

13.（10分）小李同学利用图示的弹簧发射装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：

①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平且弹簧原长时与管口平齐；

②在一块平直长木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球向左压缩弹簧并使其由静止释放，球碰到木板，在白纸上留下压痕；

③将木板向右水平平移适当距离，再将小球向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕；

④将半径相同的小球放在桌面的右边缘，仍让小从步骤③中的释放点由静止释放，与球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕、。

（1）本实验必须测量的物理量有________。

A.小球的半径                B.小球、的质量、

C.弹簧的压缩量，木板距离桌子边缘的距离

D.小球在木板上的压痕、、分别与之间的竖直距离、、

（2）本实验中所选用的两小球的质量关系为________（选填“>”“<”或“=”）。

（3）两小球碰撞后，小球撞到木板上的痕迹为________（选填、或）。

（4）用（1）中所测的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为________________。

（5）若、两球上涂有粘性很强的胶体（胶体质量不计），让小球从步骤③中的释放点由静止释放与球相碰后，两球粘连在一起并撞到木板上在白纸上留下压痕，则压痕的位置应在________。

A.与之间         B.与之间          C.与之间         D.下方

三、计算题（本大题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

14.（12分）一列简谐横波沿轴传播，轴上、两质点的振动图像如图所示，已知两质点平衡位置距离，波长。求这列波可能的波速。

15.（12分）如图甲所示的电路中，、定值电阻，为滑动变阻器，当其滑片从左端滑至右端的过程中，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化图线如图乙所示，其中、两点是滑片在变阻器的两个不同端点得到的。已知，阻值未知，求：

甲                             乙

（1）定值电阻的阻值；

（2）电源的电动势和内阻；

（3）滑动变阻器的最大阻值。

16.（16分）如图所示，半径的光滑竖直四分之一圆轨道与光滑水平轨道相切于点，水平轨道右端与一长的水平传送带相连，传送带以速度顺时针匀速转动，两滑块与传送带间的动摩擦因数。小滑块1从四分之一圆轨道的点由静止释放，滑上水平轨道后与静止在水平轨道上的小滑块2发生弹性正碰，两滑块经过传送带后从传送带末端点水平抛出，落在水平地面上。已知两滑块质量分别为和，忽略传送带转轮半径，点距水平地面的高度，取。求：

（1）小滑块1首次经过圆轨道最低点时对轨道的压力大小；

（2）两滑块碰后滑块1、滑块2的速度、；

（3）滑块1、滑块2平抛的水平位移。

2021年湖北省新高考联考协作体高二上学期期中考试

高二物理解析答案

一、选择题

1.【参考答案】C

解析：电磁波是横波，每一处的电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，A选项正确；B选项正确（课本必修三P124页）；常温下看到的物体的颜色是反射光的颜色，C选项错误；原子的能量是量子化的，原子从高能级会自发地向低能级跃迁，向外放出光子。光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，放出的光子的能量也是分立的，因此原子的光谱只有一些分立的亮线，D选项正确；故答案选C。

2.【参考答案】B

解析：“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，得，A选项错误；，解得地球的质量为，B选项正确；在“问天”实验舱内的水滴受重力作用，C选项错误；要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“天和”核心舱对接，需使实验舱加速离心变轨，D选项错误。

3.【参考答案】D

解析：根据可得，电子从点运动到点，电场力做功为，A选项错误；电子在、、三点的电势能分别为、和，故电子在点的电势能比在点的高，B选项错误；在匀强电场中平行等间距的线段上两端点间的电势差相等，即，解得，C选项错误；

（正交分解法）沿和两方向的场强分量大小分别为：

根据矢量合成可得，合场强大小为，D选项正确。

4.【参考答案】A

解析：改装后电流表内阻为，

改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为，

故选项A正确。

5.【参考答案】D

解析：A、B、C选项图中线圈回路磁通量均为零，故都没有感应电流，D选项图中直导线位于线圈正上方，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，当电流减小时，圆形线圈中磁通量减小，会有感应电流产生，D选项正确。

6.【参考答案】C

解析：该弹簧振子的振幅为，选项A错误；一个周期内白纸移动距离，白纸移动速度为，该弹簧振子的周期为，选项B错误；该弹簧振子的最大加速度为，选项C正确；由能量关系可知，弹簧振子的最大速度为，选项D错误。

7.【参考答案】D

解析：火箭在爆炸分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，有：

  解得，故D选项正确。

8.【参考答案】AC

解析：两光束的入射角相同，折射角，根据折射定律得知折射率，A选项正确；光在真空中的传播速度都为光速，B选项错误；由公式分析得知，在水中光的速度比光的速度大，C选项正确；由可知，光的临界角较大，光的临界角较小，入射光与水面夹角不断减小，入射角不断增大，则光先发生全反射，D选项错误。

9.【参考答案】BCD

解析：根据“上坡下振，下坡上振”，可以判定点应该沿轴负方向振动，即起振方向，点此刻应该沿轴正方向振动，所以A选项错误；根据波形图可知波长为，又因点振动周期为，所以波速为，B选项正确；机械波传播到处还需要时间，点先向轴负方向振动，再经过第一次到达波峰，即时质点第一次到达波峰，C选项正确；因为，所以、两质点振动步调相反，当点为波峰时，点一定是波谷，D选项正确。

10.【参考答案】BC

解析：点到两波源的波程差为，所以点是振动加强点，振幅加倍，频率不变，B、C选项正确。

11.【参考答案】BD

解析：子弹嵌入滑块后和滑块一起向右滑行的初速度即最大速度，由动量守恒定律得：

  解得，A选项错误；

当子弹、滑块和长木板三者共速时，木板的速度最大，由动量守恒定律得：

  解得，B选项正确；

滑块在长木板上滑行    解得，C选项错误；

取子弹和滑块整体在长木板上滑行过程分析，由能量守恒得：

  解得，D选项正确。

二、实验题

12.（每空2分，共6分）

【参考答案】（1）D  （2）  （也算正确）

解析：（1）单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力，D选项正确。

（2）[1]摆到最低点时速度最大，绳上拉力最大，故从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为。

[2]两次拉力最小（最大）的时间间隔为半个周期，可知，

根据单摆的周期公式

代入数据可解得重力加速度为。（取3.14时结果为）

13.（每空2分，共10分）

【参考答案】（1）BD  （2）>  （3）  （4）  （5）C

解析：（1）小球离开轨道后做平抛运动，设木板与抛出点之间的距离为，由平抛运动规律得，

水平方向  竖直方向  解得

碰撞前，小球落在图中的点，设其水平初速度为，小球和发生碰撞后，的落点在图中的点，设其水平初速度为，的落点是图中的点，设其水平初速度为，

，，

两球碰撞过程系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得

联立可得

所以需要小球、的质量、，小球在木板上的压痕、、分别与之间的竖直距离、、，故BD正确。

（2）为防止碰撞后入射小球反弹，两小球的质量关系为.

（3）根据（1）分析可知，球碰后在白纸上留下的压痕是.

（4）根据（1）分析可知，验证表达式为.

（5）碰后两球粘连在一起为完全非弹性碰撞，机械能损失最大，故

弹性碰撞时

所以，则压痕在与之间，选项C正确。

三、计算题

14.（12分）解析：根据振动图像可知,时刻，点位于波峰，点位于平衡位置且向负方向振动，在一个波长范围内的可能波形如图所示

甲                                   乙          2分

若波由向传播（如图甲），、间的距离为，          2分

则波长为，          1分

因为，所以

当时，，，          1分

当时，，，          1分

若波由向传播（如图乙），、间的距离为，          2分

则波长为          1分

因为，所以

当时，，，          1分

当时，，。          1分

15.（12分）【参考答案】（1）  （2）    （3）

解析：（1）当滑到的最右端时，接入电路的阻值为零，被短路，电路参数对应图乙中的点，即，          1分

解得          2分

（2）根据闭合电路欧姆定律得：

将题图乙中、两点对应的电压和电流分别代入得：

          1分

          1分

联立解得            2分

（3）当滑到的最左端时，以最大阻值接入电路，电路参数对应图乙中的点，即，          1分

          2分

因为          1分

所以滑动变阻器的最大阻值为：          1分

16.（16分）解析：（1）滑块1由到的过程，根据机械能守恒定律可得：

  解得          2分

在圆轨道最低点，根据牛顿第二定律可得：  解得          2分

R根据牛顿第三定律可得滑块1经过圆轨道最低点时对轨道的压力；          1分

（2）滑块1和滑块2发生弹性正碰，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律和机械能守恒定律，则有：

          1分

          2分

联立可得：（负号表示方向水平向左）          1分

          1分

（3）滑块在传送带上的加速度大小为          1分

滑块从传送带末端平抛              1分

滑块2以速度滑上传送带，如果滑块2在传送带上一直做匀减速直线运动

            1分

因为，所以滑块2在传送带上一直减速运动，以为初速度从点平抛

滑块2平抛水平位移，方向水平向右          1分

滑块1先向左滑上四分之一圆轨道再返回，以速度滑上传送带，如果滑块1在传送带上一直做匀加速直线运动

            1分

因为，所以滑块1在传送带上先加速后匀速，以为初速度从点平抛

滑块1平抛水平位移，方向水平向右          1分