湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高二下学期3月考试 物理

2022 年湖北省新高考联考协作体高二下学期3 月考试高二物理试卷 命题学校：安陆一中命题教师：王瑞刚审题学校：孝感一中 考试时间：2022 年3 月4 日上午10：30-11：45 试卷满分：100 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 题只有一个选项符合题目要求，第8～11 题有多个选项符合要求。全部选对的得4 分，选 对但不全的得 ，有选错的得0 分。 1. 华中科技大学建规学院等多家单位联合打造的2022 年XR 新春光影秀在千古名楼黄鹤楼上演。光影秀是 介于实景与电影之间的一种新的光影艺术，下列有关光现象说法正确的是（ ） A. 光影秀使用的激光方向性好，所以激光不能发生衍射现象 B. 斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光的折射现象 C. 立体电影原理和眼镜镜片表面涂上的增透膜的原理一样 D. 肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于光的衍射形成的 【答案】B 【解析】 【详解】A．激光是一种波，衍射是波的特有现象，故A 错误； B．斜放在装有水的玻璃杯里的吸管看起来像折断了一样，这是光在从水进入空气时发生了折射，故B 正 确； C．立体电影原理是利用了光的偏振原理，眼镜镜片表面涂上的增透膜是利用了光的干涉原理，故C 错误； D．肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是由于肥皂膜内外光线发生干涉形成的，故D 错误。 故选B。 2. 我国新能源汽车产业的高速增长使得市场对充电桩的需求越来越大，解决充电难题已经刻不容缓。无线 充电的建设成本更低，并且不受场地限制等因素的影响，是解决充电难的途径之一、如图所示是某无线充 电接收端电流经电路初步处理后的I-t 图象，其中负半轴两段图像为正弦函数图像的一部分，则该交变电流 的有效值为（ ） A. 3A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据有效值的概念可知 解得 故选C。 3. 将一面积为S，匝数为n 的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B 随时间 变化规律如图所示，线圈总电阻为r，则（ ） A. t0时刻，线圈的感应电动势为零 B. t0时刻，线圈内的感应电流方向改变 C. 0～t0内线圈的感应电动势为 D. t0～t1内线圈内的感应电流大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由图知 则在0-t1时间内，线圈内的感应电动势 且在0-t1时间内，磁通量的变化率恒定，线框中产生的感应电动势不变，始终为 ，故AC 错误； B．在t0前后磁场方向相反，磁通量变化情况相反，根据楞次定律可知，在这两段时间内线圈内感应电流 方向相同，故B 错误。 D．在t0～t1内线圈内的感应电流为 故D 正确。 故选D。 4. 关于课本中下列图片的解释错误的是（ ） A. 真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化 B. 使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流 D. 用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的 【答案】B 【解析】 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属融化，故A 正确； B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电子，不能产生涡流，所以不可以，故B 错误； C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流，故C 正确； D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，故D 正确。 本题选错误项，故选B。 5. 严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热 学中的分子，下列说法中正确的是（ ） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行 C. 两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力 D. 两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，A 错误； B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，B 正 确； C．两个分子间距离小于r0时，分子间斥力和引力都有，只是分子力表现为斥力，C 错误； D．当 ，分子势能随着分子间距离的增大，分子势能减小，当 时，分子势能随分子距离增大而增 大，D 错误。 故选B。 6. 如图所示，梯形线框是由相同材料制成的导体棒连接而成，各边长度为MP=PQ=QN=L，MN=2L，线框 固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边M、N 两点与直流电源两端相接。已知导 体棒PQ 受到的安培力大小为F，则整个线框MNQP 受到的安培力的大小为（ ） A. 5F B. 4F C. 3F D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】导体棒PQ 受到的安培力大小为F，由于 MP=PQ=QN=L MN=2L 可得 由图可知MP、QN 的有效长度都为 ，故有整个线框MNQP 受到的安培力的大小为 BCD 错误，A 正确。 故选A。 7. 速度选择器能把具有某一特定速度的粒子选择出来，也是质谱仪的重要组成部分。如图所示，速度选择 器内磁感应强度大小为B1，电场强度大小为E，一个带电粒子沿直线通过了速度选择器，然后从竖直挡板 上的小孔O 进入边长为L 的正方形虚线框MNPQ 内，虚线框内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度大小为B2，粒子从Q 点离开磁场，轨迹如图所示，O 点位于正方形M 边的中点，不计重力。则该粒子的 比荷 为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设粒子进入速度选择器速度为v，匀速直线穿过，由平衡条件知 从O 点进入右方磁场，从Q 离开磁场，设轨迹半径为R，由几何关系知 解得 由洛伦兹力提供向心力 联立可得 故ABD 错误，C 正确。 故选C。 8. 如图所示是氧气分子在0℃和100℃两种不同温度下的速率分布情景图像，下列说法正确的是（ ） A. 图像①是氧气分子在100℃下的速率分布情景图像 B. 两种温度下，氧气分子的速率分布都呈现“中间多，两头少”的分布规律 C. 随着温度的升高，并不是每一个氧气分子的速率都增大 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温 度较高，所以①是氧气分子在0℃下的速率分布情景图像，故A 错误； B．两种温度下，都是中等速率大的氧气分子数所占的比例大，呈现“中间多，两头少”的分布规律，故 B 正确； C．温度升高使得氧气分子的平均速率增大，不是每一个氧气分子的速率都增大，故C 正确； D．随着温度的升高，氧气分子中速率大的分子所占的比例增大，从而使分子平均动能增大，故D 错误； 故选BC。 9. 5G 是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。信号一般 采用3.3×109～6×109Hz 频段的无线电波，而第四代移动通信技术的频段范围是1.88×109～2.64×109Hz， 则下列说法正确的是（ ） A. 5G 信号的波长比4G 信号的波长更短 B. 5G 信号与4G 信号相遇能发生干涉现象 C. 在真空中5G 信号比4G 信号传播的更快 D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在 【答案】AD 【解析】 【详解】A．5G 信号的频率比4G 信号的频率更高，则5G 信号的波长比4G 信号的波长更短，选项A 正确； B．5G 信号与4G 信号频率不同，则相遇时不能发生干涉现象，选项B 错误； C．在真空中5G 信号与4G 信号传播的速度相同，均为3×108m/s，选项C 错误； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，选项D 正确。 故选AD。 10. 电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性， 能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学 中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，关于该电饭锅，下列说法正确的是（ ） A. 在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最强 B. 煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳 起 C. 饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起 D. 在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，开关按钮不会跳 起 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．铁氧体在温度上升到约103℃时，就失去磁性。则在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最 弱，选项A 错误； B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会 跳起，选项B 正确； C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起， 选项C 正确； D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，感温铁氧体不 会失去铁磁性，则开关按钮不会跳起，选项D 正确。 故选BCD。 11. 如图所示的理想变压器，原线圈电路中有定值电阻R1，阻值为2R0，接入电动势为 的交流电源，内阻不计。副线圈电路中定值电阻R2和滑动变阻器R 串联，R2的阻值 和滑动交阻器的最大阻值均为R0，原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表。在 滑动变阻器滑片P 从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 电压表和电流表的示数均逐渐减小 B. R1两端电压与R2两端电压之比始终为1：5 C. 通过R2的电流的频率始终为5Hz D. R1和R2消耗的总功率逐渐增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在滑动变阻器滑片P 从最上端缓慢向下滑动至最下端的过程中，滑动变阻器的有效值减小， 则副线圈的总电阻减小，所以副线圈的电流增大，即电流表的示数逐渐增大；根据变压器的电流比，可知 原线圈的电流也增大，故 两端的电压增大，因交流电源的电动势有效值不变，所以原线圈两端的电压变 小，故电压表的示数逐渐减小，故A 错误； B．设原线圈的电流为 ，副线圈的电流为 ，则 的电压为 的电压为 则有 又 ， 解得 故B 正确； C．电源的电动势的瞬时值表达式 可知 则交流电的频率为 因变压器不会改变交流电的频率，故通过R2的电流的频率始终为50Hz，故C 错误。 D．由A 项分析，可知流过原、副线圈的电流都增大，根据 可知R1和R2消耗的总功率逐渐增大，故D 正确。 故选BD。 二、非选择题：本题共5 小题，共56 分。 12. 如下图所示是利用双缝干涉测定光波波长的实验装置。 （1）测量中，分划板中心刻线对齐某一条亮纹的中心时，游标卡尺的游尺位置如图所示，则读数为_____ ______cm。 （2）该同学已测出图中装置中双缝、毛玻璃之间的距离为L，又测出她记录的第1 条亮条纹中心到第5 条 亮条纹中心的距离为△x，若双缝间距为d，则计算该单色光波长的表达式为 =___________（用题中所给 字母表示）。 （3）关于本实验下列说法正确的是（ ） A．使用间距更大的双缝，则干涉条纹间距减小 B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距减小 C．将毛玻璃向远离双缝的方向移动，则干涉条纹间距减小 D．双缝不动，将光源上下移动，干涉条纹间距不变 【答案】 ①. 1.05 . ② . ③AD 【解析】 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为1cm+0.1mm×5=1.05cm。 （2）[2]条纹间距为 根据 解得 （3）[3]根据 可知 A．使用间距更大的双缝，则干涉条纹间距减小，选项A 正确； B．将单缝向靠近双缝方向移动，则干涉条纹间距不变，选项B 错误； C．将毛玻璃向远离双缝的方向移动，则L 变大，则干涉条纹间距变大，选项C 错误； D．双缝不动，将光源上下移动，干涉条纹间距不变，选项D 正确。 故选AD。 13. 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL 溶液中有纯油酸1mL， 用量筒和注射器测得60 滴这样的溶液为1mL，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待 油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示。图中正方形小方格的边长为 2cm。（计算结果均保留两位有效数字） （1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL； （2）根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是___________m； （3）关于本实验下列说法正确的是（ ） A．选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜 B．若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小 C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大 D．在向量筒中滴入1mL 油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小 【答案】 ①. 1.7×10-5 . ②7.1×10-10 . ③AC 【解析】 【详解】（1）[1]1 滴酒精油酸溶液中含油酸的体积 （2）[2] 由于每格边长为2cm，则每一格就是4cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍 去的原则，估算出60 格，则油酸薄膜面积为 S=60×4cm2=2.4×10-2m2 由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为 （3）[3] A．计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥 发掉，使测量结果更精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子 油膜，故A 正确； B．计算油酸分子直径的公式是 ，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积。水面上痱子粉撒得较多，油 膜没有充分散开，则测量的面积S 偏小，导致结果计算偏大，故B 错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S 将偏小，故得到的分子直径将偏大，选项C 正确； D．计算时把向量筒中滴入1mL 油脂酒精溶液时，滴数少数了几滴，浓度升高，则d 偏大，选项D 错误。 故选AC。 14. 公园里的音乐喷泉十分美丽，音乐及水柱融为一体带给人不一样的体验。某公园中的音乐喷泉是由地 底的彩灯及吸头组成如甲所示，在平静的水面下深 m 处有一只彩灯S（可视为点光源），它发出的是 两种不同颜色的a 光和b 光，在水面上形成了如图乙所示的一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由 a、b 两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为a 光构成的圆环。若光的单色光区城外环的半径为 3m，水对b 光的折射率为 ，取π=3.14。求： （1）水对a 光的折射率 （2）复色光圆形区域的面积。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）如图所示，假设a 在A 点刚好发生全反射，由题意可知a 光外环的半径OA=3m，光源距离 水面为d= m，设a 光的临界角为C1，折射率为n1，则 又 解得 （2）假设b 光在B 点刚好发生全反射，b 光的临界角为C2，折射率为n2，则 所以 C2=45° 则复色光的 半径为 OB=d= m 面积为 15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy 的第一象限内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面 向外。y 轴上有一个粒子源P，OP=L，从P 点沿x 轴正方向发射速度大小不同的带正电的粒子，不计粒子 的重力。已知带电粒子的质量为m、电荷量为q，试求： （1）通过O 点的 粒子速度的大小； （2）速度大小为 的粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）通过O 点的粒子半径为 由牛顿第二定律得 联立，解得 （2）若粒子的速度为 ，由牛顿第二定律得 解得粒子的半径为 代入数据解得 粒子运动轨迹如图所示 由几何关系得 解得 粒子在磁场中运动的时间为 16. 如图甲所示，两根足够长的平行金属导轨MM′和NN′固定在水平面上，导轨间距为L，导轨左端连接一 个阻值R 的定值电阻，右端连接一个理想电压表，整个导轨处在垂直于导轨平面向下的匀强磁场中破场的 磁感应强度大小为B．质量为m 的金属棒ab 放在导轨上，与导轨间的滑动摩擦因数为μ，用平行于导轨平 面的拉力F 拉金属棒，使金属棒由静止开始向右运动，t1时刻撤去拉力，t2时刻金属棒速度减小到零金属棒 向右运动的整个过程中，电压表的示数随时间变化的图象如图乙所示（图乙中U0、t1、t2均已知），金属 棒沿导轨运动过程中与导轨接触良好且始终与导轨垂直，金属棒接入电路的电阻为。重力加速度为g，不 计导轨电阻，求： （1）撤去拉力的瞬间，金属棒的速度大小； （2）作用于金属棒上的拉力F 随时间t 变化的表达式； （3）撒去拉力后金属棒继续运动的 距离及撤去拉力后整个电路产生的焦耳热。 【答案】（1） ；（2） ；（3） ， 【解析】 【详解】（1）撤去拉力的瞬间，电压表的示数为 ，根据闭合电路欧姆定律可知金属棒中的电动势 设此时金属棒的速度大小为 ，则 解得 （2）由于在时间0～t1内 解得 因此金属在这段时间内做匀加速直线运动，加速度大小为 在t 时刻，电路中电流 根据牛顿第二定律 解得 （3）撤去F 后，金属棒向右做变减速运动，根据动量定理得 设撤去拉力后，金属棒向右运动的距离为x，由 解得 设撤去拉力后整个电路产生的焦耳热为Q，根据能量守恒有 解得