2022-2023学年湖北省襄阳四中等五校高二上学期11月联考物理试题（解析版）

湖北省襄阳四中等五校2022-2023学年高二上学期11月联考物理试卷（含解析）

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. 如图所示，关于电磁现象，下列说法正确的是（  ）

A. 甲图，用细金属丝将直导线水平悬挂在磁铁的两极间，当通以如图所示的电流时，导线会向左摆动一定角度

B. 乙图，是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属

C. 丙图，通电线圈在磁场作用下转动，机械能转化为电能

D. 丁图，当用力让线圈发生转动时，电流表就有电流通过，利用此原理可制成发电机

2. “嫦娥三号”携带月球车“玉兔号”运动到地月转移轨道的点时做近月制动后被月球俘获，成功进入环月圆形轨道Ⅰ上运行，如图所示。在“嫦娥三号”沿轨道Ⅰ经过点时，通过调整速度使其进入椭圆轨道Ⅱ，在沿轨道Ⅱ经过点时，再次调整速度后又经过一系列辅助动作，成功实现了其在月球上的“软着陆”。对于“嫦娥三号”沿轨道Ⅰ和轨道Ⅱ运动的过程，若以月球为参考系，且只考虑月球对它的引力作用，下列说法中正确的是（　　）

A. 沿轨道Ⅱ运动时的机械能小于沿轨道Ⅰ运动时的机械能

B. 沿轨道Ⅱ经过点时的速度大于经过点时的速度

C. 沿轨道Ⅰ经过点时的速度小于沿轨道Ⅱ经过点时的速度

D. 沿轨道Ⅰ经过点时的加速度大于沿轨道Ⅱ经过点时的加速度

3. 如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后，物体仍保持静止。以下说法中正确的是（　　）

A. 物体动量变化量为Ft

B. 物体所受地面支持力的冲量大小为0

C. 物体所受摩擦力的冲量大小为，方向水平向左

D. 物体所受拉力F的冲量大小是，方向水平向右

4. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极向下。将磁铁托起到某一高度（弹簧处于压缩状态）后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环（如右图所示），仍将磁铁托起到同一高度后放开，磁铁就会很快地停下来。针对这个现象下列解释正确的是（　　）

A. 磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒

B. 若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长

C. 磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流

D. 金属圆环的制作材料一定不是铝，因为磁铁对铝不会产生力的作用

5. 如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（　　）

A. ，水平向左        B. ，水平向右

C. ，水平向左       D. ，水平向右

6. 如图所示，空间中存在在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，有一带电液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，已知电场强度为E，磁感应强度为B，重力加速度为g，则液滴环绕速度大小及方向分别为（　　）

A. ，顺时针 B. ，逆时针 

C. ，顺时针 D. ，逆时针

7. 如图所示，正方形导线框放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。下列选项中能表示线框的边受到的安培力随时间的变化关系的是（规定水平向左为力的正方向）（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab＝cd＝0.4 m，ad＝bc＝0.2 m，线圈匝数N＝100 匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈在磁感应强度B＝0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，外接电阻R＝9 Ω，从图示时刻开始计时，则（　　）

A. 该发电机产生的电动势瞬时值为e＝160πsin （100πt）V

B. 从图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为0.08 C

C. t＝s时线圈中感应电动势最大

D. 交变电流的有效值是8π A

9. 应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度，如图所示为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流I，前后两面连接控制电路。下列说法正确的是（  ）

A. 若霍尔元件内部是通过正电荷导电的，则前表面比后表面的电势高

B. 增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变小

C. 控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件

D. 若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为

10. 如图所示，一光滑绝缘杆左端套于固定的足够长竖直细杆上，可沿竖直细杆上下移动并始终保持水平，磁感应强度大小为B=1T的匀强磁场垂直于两杆所在的平面向里。水平杆上套有两个小球a、b，质量分别为、，小球a带电荷量，小球b不带电，初始时刻a、b两球相距L=0.1m。现让水平杆以大小为的速度向下匀速运动，小球a始终处在磁场中，两球的碰撞为弹性磁撞，碰撞时间极短，且碰撞过程中电荷不发生转移。下列说法正确的是（　　）

A. 碰撞前小球a在水平方向上的分运动为匀变速直线运动

B. 碰撞前小球a所受洛伦兹力方向沿水平杆向右、大小为10N

C. 碰撞前洛伦兹力对小球a做的功为1J

D. 碰撞后瞬间小球a在水平方向的速度大小为

11. 如图，水平面上有足够长的平行光滑金属导轨MN和PQ，导轨间距为L，电阻不计，导轨所处空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。导轨上放有质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b、开始时金属棒b静止，金属棒a获得向右的初速度v0，从金属棒a开始运动到最终两棒以相同的速度匀速运动的过程中，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（　　）

A. a做匀减速直线运动，b做匀加速直线运动

B. 最终两金属棒匀速运动的速度为

C. 金属棒a产生的焦耳热为

D. a和b距离增加量为

二、非选择题（本题共5小题，共56分）

12. 某同学采用如图所示的装置进行验证动量守恒定律，并判断实验中两个小球的碰撞是否为弹性碰撞：

（1）若入射小球的质量为，半径为；被碰小球的质量为，半径为，则要求___________           

A．    B．

C．     D．

（2）以下选项中哪些是本次实验必须注意的事项___________ 。

A．斜槽必须光滑

B．斜槽末端必须水平

C．入射小球必须从同一高度释放

D．水平槽放上球时，球落点位置必须在斜面上

（3）实验中，经过多次从同一位置由静止释放入射小球，在记录纸上找到了未放被碰小球时，入射小球的平均落点，以及A球与球碰撞后，、两球平均落点位置、，并测得它们到抛出点的距离分别为、、。已知、两球的质量分别为、，如果、两球在碰撞过程中动量守恒，则、、、、之间需满足的关系式是：___________ 。

（4）如果、两球的碰撞是弹性碰撞，则、、、、之间需满足的关系式是：___________ 。

13. 实验小组要测定一节干电池的电动势E和内阻r（E约为1.5V，r小于），采用的电路图如图甲所示。

（1）实验小组的同学找到的器材如下：

A.干电池1节；             

B.滑动变阻器（）；

C．滑动变阻器（）；    

D.电压表（0~3V）；      

E.电压表（0~15V）；        

F.电流表（0~0.6A）；      

G.电流表（0~3A）。

则滑动变阻器应选___________，电流表应选___________，电压表应选___________。（填器材前的字母代号）

（2）在实验中测得多组电压和电流值，得到如图乙所示的图线，由图可知电源电动势___________V（结果保留三位有效数字）、内阻___________（结果保留两位有效数字）。

（3）同学们对本实验的误差进行了分析，下列说法正确的是___________。

A．实验产生的系统误差，主要是因为电压表的分流作用

B．实验产生的系统误差，主要是因为电流表的分压作用

C．实验测出的电动势小于真实值

D．实验测出的内阻大于真实值

14. 如图，是人工打桩情景，可以简化为这样一个力学模型：质量为m的桩直立在地面上，工人将质量为M的重锤举高到离桩上表面H处让其从静止开始自由下落，重锤与桩相碰后使桩下陷了h，假设重锤与桩相碰的时间极短，且碰后不反弹，不计空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）重锤与桩相碰时，重锤与桩系统损失的机械能；

（2）桩下陷过中克服泥土阻力做的功。

15. 如图1所示为汽车在足够长水平路面上以恒定功率P启动的模型，假设汽车启动过程中所受阻力f恒定，汽车质量为M；如图2所示为一足够长的水平的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，左端接有定值电阻R，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，将一质量为m的导体棒垂直搁在导轨上并用水平恒力F向右拉动，导体棒和导轨的电阻不计且两者始终接触良好。图3、图4分别是汽车、导体棒开始运动后的v ­ t图像，图3和图4中的t1和t2已知。

（1）请分别求汽车和导体棒在运动过程中的最大速度和；

（2）请求出汽车从启动到速度达到最大所运动的距离x1；

（3）求出导体棒从开始运动到速度达到最大所运动的距离x2

16. 如图所示，在x轴上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里；在x轴下方有一匀强电场，方向竖直向上；一质量为m，电荷量为q，重力不计的带电粒子从y轴上的a点（0，h）处沿y轴正方向以初速度开始运动，一段时间后，粒子速度方向与x轴正方向成45°角进入电场，经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直；求：

（1）判断粒子的电性

（2）匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）匀强电场的电场强度大小；

（4）粒子从a点开始运动到再次经过a点的时间。

答案

1.D

解析：A．甲图，用细金属丝将直导线水平悬挂在磁铁的两极间，当通以如图所示的电流时，根据左手定则可知导线受到向右的安培力，导线会向右摆动一定角度，A错误；

B．乙图，是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，B错误；

C．丙图，通电线圈在磁场作用下转动，电能转化为机械能，C错误；

D．丁图，当用力让线圈发生转动时，线圈的磁通量发生变化，产生感应电动势，电流表就有电流通过，利用此原理可制成发电机，D正确。

故选D。

2.A

解析：AC．“嫦娥三号”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，需要在P点减速，所以其在轨道Ⅰ的机械能大于轨道Ⅱ的机械能，在同一点P重力势能相等，故

即

所以其沿轨道Ⅰ经过点时的速度大于沿轨道Ⅱ经过点时的速度，故A正确，C错误；

B．在同一椭圆轨道上，由开普勒第二定律可得近月点速度大于远月点速度，即沿轨道Ⅱ经过P点时的速度小于经过Q点时的速度，故B错误；

D．由于“嫦娥三号”在点只受万有引力，根据牛顿第二定律有

在同一点距离其月球距离相等，所受万有引力力相等，所以加速度相等，故D错误。

故选A。

3.C

解析：A．根据动量定理，物体动量的变化量等于物体合力的冲量，由于物体所受合力为零，则合力的冲量为零，则物体的动量变化量为零，故A错误；

B．对物体受力分析可知，地面对物体的支持力为

则在时间t内，支持力的冲量为

故B错误；

C．对物体受力分析可知，地面对物体的摩擦力为

方向水平向左

则在时间t内，摩擦力的冲量为

方向水平向左

故C正确；

D．则在时间t内，摩擦力的冲量为

方向沿拉力F的方向

故D错误。

故选C。

4.C

解析：A．由楞次定律，线圈中产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，时而体现引力，时而体现斥力，导致电流做功，从而使系统的机械能转化为内能，故A错误；

B．根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互排斥，同理当磁铁向上远离金属线圈时，根据楞次定律，可得线圈中产生了顺时针的感应电流（俯视），两者之间表现为相互吸引，因此与磁铁的磁极无关，故B错误；

C．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流，故C正确；

D．金属圆环的制作材料可以是铝，只要是金属，就会产生感应电流，出现安培力，故D错误。

故选C。

5.B

解析：A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，则有：

再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小为

由于导线C位于水平面处于静止状态，所以导线C受到的静摩擦力大小为，方向水平向右；
故选B。

6.C

解析：液滴在复合场中做匀速圆周运动，知重力和电场力平衡，则液滴受到向上的电场力，可知液滴带负电，根据左手定则可知液滴做顺时针的匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有

又因为重力和电场力平衡，则有

解得

故A、B、D错误，C正确；

故选C

7.A

解析：∶磁感应强度方向垂直纸面向里且均匀减小，由楞次定律及安培定则可得，线框中产生顺时针方向的感应电流，由 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以 边受到的安培力 均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左，为正；

∶磁感应强度方向垂直纸面向外且均匀增大，由楞次定律及安培定则可得，线框中产生顺时针方向的感应电流，由 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以 边受到的安培力 均匀增大，由左手定则可知，安培力方向向右，为负；

∶磁感应强度方向垂直纸面向外且均匀减小，由楞次定律及安培定则可得，线框中产生逆时针方向的感应电流，由 可知，产生的感应电动势恒定，电流恒定，所以 边受到的安培力 均匀减小，由左手定则可知，安培力方向向左，为正；

综合上述分析可知A正确，BCD错误。

故选A。

8.BCD

解析：A．该发电机产生的电动势的瞬时值

A错误；

B．从题图所示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为

B正确；

C．由题意可知

则当 时，线圈恰好转过25圈，线圈处于平行于磁感线的位置，此时线圈产生的感应电动势最大，C正确；

D．交变电流的有效值是

D正确。

故选BCD。

9.AD

解析：A．若霍尔元件内部是通过正电荷导电的，由图可知，正电荷由上向下运动，根据左手定则，正电荷向前表面集聚，故前表面比后表面电势高，故A正确；

B．如果增大通过霍尔元件电流，根据电流的微观解释，，可知电荷的定向运动速度增大，电荷受到的洛伦兹力增大，故控制电路检测到的电压变大，故B错误；

C．控制电路接收到的电压升高，说明是齿轮的凸出部分在靠近霍尔元件，故C错误；

D．若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，由图可知，则齿轮的运动周期为5T，根据圆周运动周期与角速度的关系有

故D正确。

故选AD。

10.AD

解析：A．小球a受到的洛伦兹力在水平方向上的分力不变，碰撞前小球a即在水平方向上的分运动为匀加速直线运动，A正确；

B．碰撞前，小球a既有向下的速度，又有向右的速度，合速度斜向右下方，洛伦兹力与合速度方向垂直，应斜向右上方，B错误；

C．洛伦兹力与合运动方向始终垂直，因此洛伦兹力不做功，C错误；

D．水平方向的洛伦兹力大小为

向右加速过程中，有

碰撞过程中，由动量守恒得

由机械能守恒得

解得

D正确。

故选AD。

11.BD

解析：A．金属棒a向右运动时，受向左的安培力，则a棒向右做减速运动，随速度的减小，感应电流减小，安培力减小，a棒的加速度减小，则a做加速度减小的减速直线运动，同理可得b棒做加速度减小的变加速直线运动，最终两棒达到共速的稳定状态，故A错误；

B．当两棒共速时，由动量守恒定律可知

解得

故B正确；

C．两棒焦耳热为

由于两棒的电阻等大，故a棒上产热为

故C错误

D．设从开始运动到两金属棒最终达到稳定过程中，磁通量的变化量为，时间为，平均电流为，有

对金属棒b列动能定理有

联立方程可解得

故D正确。

故选BD。

12.  ①. B    ②. BCD    ③.    

④.

解析：（1）［1］为保证两个小球都能从平台上抛出，则，要保证发生正碰，则，故选B。

（2）［2］AC．要求小球A碰撞之前速度相同，只需保证入射小球A从同一高度释放，故A错误，C正确；

B．斜槽末端水平，保证小球做平抛运动，故B正确；

D．B球落点必须在斜面上，这样三个球的落点构成的位移具有相同的斜面倾角，从而能推出碰撞前后的速度，故D正确。

故选BCD。

（3）［3］设碰撞前的A球的速度为v0，碰撞后A球的速度为vA，B球的速度为vB，以向右为正方向，由动量守恒得

两球离开轨道后做平抛运动，设小球的位移为L，斜面的倾角为，水平方向

竖直方向

解得

则

整理得

（4）［4］如果小球发生弹性碰撞，碰撞过程中系统机械能守恒，有机械能守恒定理得

整理得

13.   ①. B    ②. F    ③. D    ④.     ⑤.     ⑥. AC

解析：（1）［1］根据电路分析可知滑动变阻器采用限流式接法，因为电源的内阻小于，若滑动变阻器采用大阻值，不方便调节电路，所以选用小阻值B；

［2］滑动变阻器阻值为，根据电源电动势和内阻大小，为使电流表指针偏转到中央附近位置，减小实验误差，电流表选择F；

［3］电源电动势为1.5V，所以电压表选择D；

（2）［4］根据闭合电路欧姆定律有

结合图像，纵截距为电源电动势，可得

［5］图像斜率为内阻

（3）［6］AB．本实验中，电压表测的就是真实的路端电压，由于电压表的分流作用，电流表测量的并不是真实的干路电流，所以给实验带来系统误差的，主要是电压表的分流作用，故A正确B错误；

CD．分析可知，短路电流的测量值为真实值，由于电压表的分压作用，电流表测量值为零时，电压表测量值为自身两端的电压，仍小于电源电动势的真实值，电源电动势的真实值要大于图中的纵截距，即U-I图线与纵轴交点偏小，与横轴交点不变，所以可以得到

故C正确D错误。

故选AC。

14.（1）碰前，重锤自由下落机械能守恒，由机械能守恒定律有

解得

碰撞过程动量守恒，由动量守恒定律有

解得

重锤与桩系统损失的机械能为

（2）设桩下陷过中克服泥土阻力做的功为，下陷过程，由动能定理得

解得

15.（1）代表的是匀速运动的速度，也就是平衡时物体的运动速度，对汽车启动问题，有

    ①

②

得

对导体棒问题，有

③

④

得

（2）由动能定理可知

⑤

（3）由电磁感应定律

⑥

得，在导体棒从开始运动到速度达到最大过程中

  ⑦

由欧姆定律可知

  ⑧

故

⑨

由动量定理可知

  ⑩

计算可知

16.（1）带电粒子做逆时针偏转，该粒子带正电

（2）根据题意可得粒子的运动轨迹如下

由图可得

   ①

粒子在磁场中做圆周运动，故由牛顿第二定律有

  ②

结合题意联立可得

（3）分析可知，粒子在电场中做斜抛运动，即在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动，且到达b点时，竖直方向速度恰好零，故在水平方向上有

  ③

在竖直方向有

  ④

  ⑤

联立可得

（4）由粒子的运动轨迹图可知，粒子在磁场中的运动的总圆心角为

  ⑥

故粒子在磁场中运动的总时间为

  ⑦

由对称性可知，粒子在y轴左侧和右侧电场中的运动时间相等，故粒子从开始运动至再次经过a点所用的总时间为

  ⑧