2022-2023学年湖北省部分地区高二上学期上学期1月期末物理试题（解析版）

这是一份2022-2023学年湖北省部分地区高二上学期上学期1月期末物理试题（解析版），共21页。试卷主要包含了选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年高二元月期末考试物理试卷2023.1本试卷共6页，16题，全卷满分100分。考试用时75分钟。★祝考试顺利★注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。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，木块A、B静置于光滑水平面上，与轻质弹簧两端相连，B紧靠墙壁。现有一颗子弹水平射入木块A并留在其中，在子弹射入木块A及之后运动过程中，子弹、两木块和弹簧组成的系统（弹簧始终处于弹性限度内）（　　）A. 动量不守恒、机械能不守恒B. 动量不守恒、机械能守恒C. 动量守恒、机械能守恒D 动量守恒、机械能不守恒【答案】A【解析】【详解】在子弹射入木块A之后运动的过程中，墙壁对木块B有弹力，子弹、两木块和弹簧组成的系统所受外力不为零，动量不守恒。在子弹射入木块A的过程中，由于子弹与木块间由摩擦，一部分机械能转化为内能，子弹、两木块和弹簧组成的系统机械能不守恒。故选A。2. 如图所示，两竖直放置的平行长直导线和中通以大小相等且方向向上的电流，其中a、b、c三点位于两导线所在平面内，a、b两点关于对称，b、c两点关于对称，b点位于和的正中间。则（　　）A. a、c两点的磁感应强度大小相等 B. a、c两点的磁感应强度方向相同C. a、b两点的磁感应强度大小相等 D. b点的磁感应强度大于a点【答案】A【解析】【分析】【详解】a、b、c三点的磁场，均来自导线和的磁场的叠加，根据安培右手定则，结合对称性可知，a、c两点的磁感应强度大小相等，方向相反，b点的磁感应强度为零，最弱，BCD错误，A正确。故选A。3. 轿车的“悬挂系统”是指由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的整个支持系统。已知某型号轿车“悬挂系统”的固有频率是。如图所示，这辆汽车正匀速通过某路口的条状减速带，已知相邻两条减速带间的距离为，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（　　）A. 当该轿车通过减速带时，车身上下振动的频率均为，与车速无关B. 该轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈C. 当该轿车以的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈D. 当该轿车以不同速度通过减速带时，车身上下颠簸的剧烈程度一定不同【答案】C【解析】【详解】A．当轿车以速度v通过减速带时，车身上下振动的周期为则车身上下振动的频率为该值与车速有关，故A错误；BC．车身上下振动的频率与车身系统的固有频率越接近，车身上下振动的幅度越大，即当车速满足时，即v=2m/s时车身上下颠簸得最剧烈，故B错误，C正确；D．当该轿车以不同速度通过减速带时，车身上下振动的频率可能分别大于或小于车身系统的固有频率，车身上下颠簸的剧烈程度可能相同，故D错误。故选C4. 一个质量为的蹦床运动员，从离水平网面高处自由下落，着网后沿竖直方向恰好蹦回到离水平网面高处，该过程运动员与网面接触时间为，重力加速度。则此过程网面对运动员的冲量大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】由自由落体运动规律可得，运动员着网时的速度大小为由竖直上抛运动规律可得，运动员离开网时的速度大小为设竖直向上为正方向，对运动员与网接触过程，由动量定理可得代入数据解得，网面对运动员的冲量大小为故选D。5. 如图所示，金属棒垂直于竖直金属导轨且与导轨接触良好，导轨间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨上端与金属线圈相连，金属线圈用绝缘细线悬挂。要使线圈有靠近线圈的趋势，并产生如图方向的感应电流，下列可采用的操作是（　　）A. 棒向上加速直线运动B. 棒向下加速直线运动C. 棒向上减速直线运动D. 棒向下减速直线运动【答案】C【解析】【详解】AB．线圈N有靠近线圈M的趋势，根据楞次定律，说明M中的电流减小，导致N中的磁通量减小，由法拉第电磁感应定律，所以ab棒做减速运动，故AB错误；CD．N中产生如图所示的电流，由右手螺旋定则可得，线圈N左端施S极，右端是N极，要使MN靠近，那么M的右端是N极，左端施S极，则ab棒中的电流方向应该是从b到a；若ab棒向上运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从b到a，若ab棒向下运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从a到b；故C正确，D错误。故选C。6. 如图所示，柱状光学器件横截面为等腰梯形，边长为，边长为，，底角为。一束单色细激光从点垂直面入射，器件介质对该激光束的折射率为。已知激光在真空中的传播速度为，则这束激光从射入到第一次从器件中射出的时间为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】光路如图所示根据全反射临界角公式有由几何知识知，光射到CD面时入射角为i＝45°，由于所以光在CD面发生全反射；光在介质中传播的速度为根据几何关系可知这束激光从射入到第一次从器件中射出在器件中经历的时间为故选A。7. 如图所示，垂直纸面的匀强磁场中固定一倾斜绝缘粗糙细杆，杆上套有带正电的小球P，小球P由静止开始向下滑动，磁场区域足够大，杆足够长，在运动的过程中小球P的最大速度为v0。则下列说法正确的是（   ）A. 小球P所受洛仑兹力先增大后减小B. 小球P先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动C. 当小球P的速度时，小球加速度最大D. 当小球P的速度时，小球一定处于加速度减小阶段【答案】D【解析】【详解】A．对小球受力分析，最开始加速后的速度较小，垂直于杆斜向上的洛伦兹力较小，则FN＋qvB = mgcosθ由牛顿第二定律有mgsinθ－μFN = ma故随着速度的增大，支持力逐渐减小，则小球做加速度逐渐增大的加速运动；当洛伦兹力较大之后，有FN＋mgcosθ = qvB则支持力逐渐增大，加速度逐渐减小，而当加速度减小到零时，速度达到最大v0，即则全程小球的速度先增大后不变，故洛伦兹力先增大后不变，A错误；B．由分析过程可知，小球P先做加速度增大加速运动，再做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，B错误；CD．小球的加速度增大结束时，垂直斜面的弹力等于零，有解得，因小球从静止开始能下滑，有，则可得故当小球P的速度时，小球的加速度正在减小，加速度不是最大，C错误，D正确。故选D。8. 双缝干涉实验装置如图所示，绿光通过单缝S后，投射到具有双缝的挡板上，双缝和与单缝的距离相等，光通过双缝后在与双缝平行的屏上形成干涉条纹。屏上O点距双缝和的距离相等，P点是距O点最近的第一条亮条纹。如果将入射的绿光换成红光，则屏上O点及其上方的干涉条纹的情况是（　　）A. O点处是红光的暗条纹B. O点处是红光的亮条纹C. 红光的第一条亮条纹在P点的上方D. 红光的第一条亮条纹在P点的下方【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．因为O点与双缝间的路程差等于0，故该点出现明条纹。故A错误，B正确；CD．根据双缝干涉条纹的间距公式知，因为红光的波长大于绿光，则红光的条纹间距大于绿光，所用红光的第一条亮纹在P点的上方，故C正确，D错误。故选BC。9. 如图为回旋加速器的示意图，两个靠得很近的D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为。一质子从加速器的A处开始加速，已知D形盒的半径为，高频交变电源的电压为、频率为，质子质量为，电荷量为，不计粒子在电场中运动的时间。下列说法正确的是（　　）A. 质子的最大速度为B. 质子的最大动能为C. 质子在磁场中运动的时间与无关D. 电压越大，质子在电场中加速的次数越多【答案】AB【解析】【详解】A．质子圆周运动最大半径为D形盒的半径，则，解得A正确；B．根据上述有B正确；C．令加速次数为n，则有粒子在磁场中圆周运动的周期为质子在磁场中运动的时间解得可知，质子在磁场中运动的时间与有关，C错误；D．根据上述有解得可知，电压越大，质子在电场中加速的次数越少，D错误。故选AB。10. 如图所示，空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线所示。正方形金属线圈固定在纸面内，电阻为，边长为。线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。时磁感应强度的方向如图甲所示，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，在到的时间间隔内（　　）A. 线圈中感应电流大小恒为B. 线圈所受安培力的方向始终水平向左C. 线圈所受安培力的最大值为D. 线圈所受安培力的冲量大小为【答案】AD【解析】【详解】A．线圈产生的电动势恒定，大小为则线圈中感应电流大小为故A正确；B．在内垂直纸面向里的磁场在减小，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流，由左手定则可知，线圈所受安培力向左；在内垂直纸面向外的磁场增大，由楞次定律可知，线圈会产生顺时针方向电流，由左手定则可知，线圈所受安培力向右；故B错误；C．线圈所受安培力的合力对应的有效长度为则安培力的最大值为故C错误；D．在内，安培力的冲量向左，为在内，安培力的冲量向右，大小为则总的冲量大小为方向向左，故D正确。故选AD。11. 一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻的部分波形图像如图所示，已知该波的波速，下列说法正确的是（　　）A. 时刻处的质点振动方向沿轴负方向B. 此列波的周期可能为1.2sC. 0~0.4s时间内，质点的速度不断增大D. 点的振动方程为【答案】AC【解析】【详解】A．根据图形中横坐标0~0.4m内的波形可知，解得根据虚线左右的波形可知（n=1，2，3…）解得（n=1，2，3…）解得即有作出完整波形并标明处的质点位置如图所示波沿轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻处的质点振动方向沿轴负方向，A正确；B．根据上述，此列波的周期为B错误；C．根据同侧法可知，时刻质点P振动方向沿轴负方向，根据上述可知，质点P随后首次出现平衡位置波传播的距离则质点P随后首次出现平衡位置的时间可知，0~0.4s时间内，质点一直靠近平衡位置运动，则其速度一直增大，C正确；D．根据上述，质点P随后首次出现平衡位置的时间此过程，质点一直靠近平衡位置运动，则点的振动方程为D错误。故选C。二、非选择题：本题共5小题，共56分12. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）用最小刻度为的刻度尺测量摆线长，如图甲所示，单摆的摆线长为___________；用游标卡尺测量摆球的直径，如图乙所示，则球的直径为___________；（2）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像，如图丙所示。若用表示摆长，则重力加速度的表达式为___________。（3）在进行实验数据处理时，甲、乙两位同学把摆线长和小球直径之和作为摆长。甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值；乙同学做出图像后求出斜率，然后算出重力加速度，两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲___________，乙___________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。【答案】    ①. 99.12##99.13##99.14##99.15#99.16##99.17##99.18    ②. 2.075    ③.     ④. 偏大    ⑤. 无影响【解析】【详解】（1）[1]刻度尺的最小刻度为，则由图读出，单摆的摆线长为。[2]用游标卡尺测量摆球的直径，读数为（2）[3]单摆的周期公式由图丙则重力加速度的表达式为（3）[4]甲同学直接利用公式求出各组重力加速度，再求出平均值，由，可知，结果偏大。[5]乙同学做出图像后求出斜率，然后算出重力加速度，由， 斜率不变，结果无影响。13. 学校研究性学习小组在“测定玻璃的折射率”实验中，某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面，在图中相应位置插上、两枚大头针（如图甲）。（1）该同学接下来要完成的必要步骤有___________。A．插上大头针，使仅挡住的像B．插上大头针，使挡住、的像C．插上大头针，使挡住和、的像D．插上大头针，使仅挡住的像（2）该同学选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点为圆心作圆，与入射光线、折射光线的延长线分别交于、点，再过、点分别作法线的垂线，垂足为、点，如图乙所示，则玻璃的折射率___________（用图中线段的字母表示）。（3）该小组实验过程中，下列哪些措施能够减小实验误差___________A．选用两光学表面间距适当大的玻璃砖B．选用两光学表面平行的玻璃砖C．选用粗的大头针完成实验D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些（4）另一小组同学在做实验时，选用一横截面为三角形的玻璃砖，放置在如图丙实线位置。插针后在描绘三棱镜轮廓的过程中，三棱镜的位置发生了微小的平移（移至图丙中虚线位置，底边仍重合），则三棱镜玻璃材料折射率的测量值___________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】    ①. BC    ②.     ③. AD    ④. 大于【解析】【详解】（1）[1]根据实验步骤可知在图中相应位置插上、两枚大头针后，再插上大头针，使挡住、的像，最后插上大头针，使挡住和、的像，故BC正确，AD错误。故选BC。（2）[2]根据折射定律和几何知识有（3）[3]A．选用两光学表面间距适当大的玻璃砖，可以减小实验误差，故A正确；B．两光学表面是否平行不影响折射率测定，故B错误；C．选用细的大头针完成实验，画入射和出射方向时更准确，故C错误；D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，画入射和出射方向时更准确，故D正确。故选AD。（4）[4]作出光路图如图所示三棱镜的位置发生了微小的平移，在AB界面折射后的折射角变小，根据折射定律可知三棱镜玻璃材料折射率的测量值大于真实值。14. 如图所示，半径为的圆形区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，是圆的一条直径。一带正电的粒子质量为，电量为，从点射入磁场，速度大小为，方向与成角时恰好从点飞出磁场，不计粒子所受重力。（1）求磁场的磁感应强度大小；（2）若仅将粒子速度大小改为，求粒子在磁场中运动的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子在磁场中恰好从b点射出时，粒子轨道半径为，由几何关系可知 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得（2）粒子速度大小改为，轨道半径为，由洛伦兹力提供向心力可得 解得由几何关系可知粒子在磁场中运动对应圆心角为，设粒子在磁场中圆周运动的周期为，则有 联立解得15. 如图所示，光滑水平地面上有木板A和滑块C，滑块B置于木板A左端，木板A足够长。A、B以共同速度向右运动，经过一段时间，A、C发生弹性碰撞。再经过一段时间A、B相对静止，此后A、C间距离保持不变。已知A、B质量分别为、，A、B间动摩擦因数，重力加速度为，求：（1）滑块C的质量；（2）A、C之间的最终距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设A、C碰后速度分别为和，对A、C碰撞的过程有    联立解得，对A、B相互作用的过程有  联立解得，，（2）A、C碰后，A、B经时间达共速，对B有  解得此过程A的位移为，C的位移为，则有 A、C之间的最终距离为16. 如图所示，两根足够长且电阻不计的平行金属导轨与地面均成角，区域I内存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，区域II内存在平行于导轨沿平面向上的匀强磁场，为I和II的分界线，两磁场的磁感应强度大小均为。质量分别为、的导体棒、相距，放置在区域I的导轨上，两棒的电阻均为，两棒的长度和导轨的间距均为。区域I的导轨光滑，区域II的导轨与棒间的动摩擦因数、与棒无摩擦。同时由静止释放两棒，棒进入区域II后恰好做匀加速直线运动。，棒与导轨接触良好，重力加速度，，。求：（1）棒到达前的加速度大小；（2）棒的释放处与的距离；（3）从释放两棒到两棒相遇前相距最远的时间？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）两棒在区域Ⅰ中做匀加速直线运动，加速度相同，设大小为，对棒解得（2）棒刚进入磁场时，、棒速度大小相同，设为，棒切割磁感线产生感应电动势大小为回路电流为由题意可知，棒匀速运动，对棒联立得，设棒的释放处与的距离为得（3）棒在区域Ⅰ中运动的时间为得棒进入Ⅱ区域到棒到达过程，棒在磁场Ⅱ中运动的加速度大小为得此过程维持时间得棒进入Ⅱ区域时，棒的速度大小为得两棒都进入Ⅱ区域棒加速度大小为，棒加速度大小为为得设再经过时间，两棒达共速，此时相距最远得