湖北省重点高中智学联盟2021-2022学年高二下学期5月联考物理试题（详解版）

湖北省重点高中智学联盟2022 年春季高二年级5 月联考 物理试题 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. 我国即将进入全面5G 时代，将开启万物互联时代车联网物联网智慧城市无人机网络、 自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300~5000MHz 频段， 相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880~2635MHz 段）技术而言，具有极大带宽 极大容量和极低时延。5G 信号与4G 信号相比，下列说法正确的是（ ） A. 5G 信号在真空中的传播速度更快 B. 5G 信号是横波，4G 信号是纵波 C. 与4G 信号相比，5G 信号波长更短 D. 5G 信号更容易发生明显衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．5G 信号与4G 信号在真空中的传播速度均相同，均为c，选项A 错误； B．电磁波是横波，则5G 信号和4G 信号都是横波，选项B 错误； C．5G 信号频率更大，根据 可知，5G 信号波长更短，选项C 正确； D．因4G 信号波长较长，则4G 信号更容易发生明显衍射，选项D 错误。 故选C。 2. 下列关于原子核的叙述中正确的是（ ） A. 原子核的质量越大，比结合能就越小 B. 轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放能量 C. 卢瑟福通过 粒子轰击氮原子核，首次发现了中子 D. 放射性元素的半衰期与原子所处的物理或化学状态有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．比结合能为结合能与核子数的 比值，则原子核的质量越大，比结合能不一定 越小，故A 错误； B．轻核聚变过程中，会有质量亏损，由质能方程可知，要释放能量，故B 正确； C．查德威克在α 粒子轰击铍核实验中发现了中子，故C 错误； D．放射性元素的半衰期与原子所处的物理或化学状态无关，故D 错误。 故选B。 3. 2022 年4 月16 日0 时44 分，神舟十三号载人飞船与空间站天和核心舱成功分离。返回 舱在距地面一定高度时，打开减速伞，速度减小至10m/s ，并以这一速度在大气中匀速降落。为确保航天员安全着陆，在距地面1.2m 时，返回舱的 四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，着陆时速度减小到2m/s。设喷气减速过程 返回舱做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ） A. “2022 年4 月16 日0 时44 分”指的是时间间隔 B. 打开降落伞后在研究返回舱的运动姿态时可以将返回舱看做质点 C. 返回舱匀减速过程平均速度为6m/s D. 返回舱匀减速过程加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．“2022 年4 月16 日0 时44 分”指的是时刻，故A 错误； B．打开降落伞后在研究返回舱的运动姿态时，其大小形状不可忽略，不可以将返回舱看 做质点，故B 错误； C．返回舱匀减速过程平均速度为 故C 正确； D．根据 返回舱匀减速过程加速度大小为 故D 错误。 故选C。 4. 放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小 按图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环未 画出，圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是（ ） A. 时刻，圆环有扩张的趋势 B. 时刻，圆环有收缩的趋势 C. 和 时刻，圆环内的感应电流大小相等 D. 时刻，圆环内有俯视逆时针方向感应电流 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由图可知在 时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以 穿过金属小圆环的磁通量变大，根据楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，A 错误； B．由图可知在 时刻，通过线圈的电流减小，则线圈产生的磁场减小，所以穿过金 属小圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环有扩张的趋势，B 错误； C．由图可知在 和 时刻，线圈内电流的变化率是大小相等的，则线圈产生的 磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的， 所以感应电流大小也相等；C 正确； D．由图可知在 时刻穿过线圈的电流正在减小，根据安培定则可知，线圈产生的磁 场的方向向下，所以穿过圆环的磁通量向下减小，则根据楞次定律可知，圆环内有俯视顺 时针方向的感应电流，D 错误。 故选C。 5. 图甲是用力传感器测量单摆做小角度摆动过程细线对摆球拉力大小F 的 装置图，图乙是 通过力传感器得到的细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的图像（g 取 ），下列说 法正确的是（ ） A. 单摆振动周期为2.0s B. 单摆摆长约为25cm C. 摆球所受重力为0.495N D. 摆球所受重力为0.510N 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球在最低点拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，则单摆振动周期为 2.0s，故A 正确； B．根据 单摆摆长 故B 错误； CD．在最高点 在最低点 由动能定理 联立解得 故CD 错误。 故选A。 6. 如图所示，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面AB 水 平，D 为AB 中点，罩内为空气。位于D 点的点光源发出的光线中垂直于BC 的光恰好不能 射出液面。下列说法正确的是（ ） A. 液体的折射率为 B. 液体的折射率为 C. D 点发出的光照射到BC 界面时可能发生全反射 D. D 点发出的光进入液体后传播速度不变 【答案】B 【解析】 【详解】 AB．发光点D 发出的垂直于BC 的光恰好不能射出液面，光路图如图所示，由几 何知识知 液体的折射率为 故A 错误，B 正确； C．光从光疏介质射入光密介质时不会发生全反射，故D 点发出的光照射到BC 界面时不能 发生全反射，故C 错误； D．D 点发出的光进入液体后传播速度变小，故D 错误。 故选B。 7. 为研究PM2.5 的相关性质，让一带电的PM2.5 颗粒（重力不计），垂直射入正交的匀强 电场和匀强磁场区域，如图所示，其中M、N 为正对的平行带电金属板，观察发现该颗粒 恰好水平向右做直线运动，则下列判断正确的是（ ） A. M 板可能带负电 B. PM2.5 颗粒一定带负电 C. 若仅使PM2.5 颗粒的电荷量增大，颗粒可能向M 板偏移 D. 若仅使PM2.5 颗粒的速度增大，颗粒可能向N 板偏移 【答案】D 【解析】 【详解】AB．粒子做直线运动，无论粒子带何种电荷，电场力与洛伦兹力都是方向相反， 大小相等，根据左手定则，M 板一定带正电，PM2.5 颗粒可能带负电，故AB 错误； C．根据电场力和洛伦兹力平衡，即 qvB=qE 与电量的多少无关，故C 错误； D．若使PM2.5 颗粒的速度增大，则洛伦兹力增大，则电场力与洛伦兹力不平衡，出现偏 转现象，因颗粒电性不确定，洛伦兹力方向不确定，则可能向N 板偏移，故D 正确。 故选D。 8. 图甲为一列简谐横波在t＝0 时刻的波形图，P 是平衡位置为x＝1m 处的质点。Q 是平衡 位置为x＝4m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则（ ） A. 波的传播速度为40m/s B. 该波沿x 轴负方向传播 C. t＝0.10s 时，质点Q 的速度方向向上 D. 经过0.10s，质点P 运动的路程为20cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图知 波的 传播速度 故A 正确； B．由图乙可知Q 点在t＝0 时刻向上运动，由甲图，根据上下坡发可知波沿x 轴正方向传 播，故B 错误； C．由图乙可知波的周期为0.2s，经过0.10s，在t=0.10s 时，质点振动了 个周期，波沿x 轴正方向传播，故质点Q 的速度方向向下，故C 错误； D．经过0.10s，质点P 振动了 个周期，故通过的路程 ×4A=20cm 故D 正确。 故选AD。 9. 一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B、C，最后到D 状态（OAB 在同一 直线上），下列说法中正确的是（ ） A. B 状态的温度最高，C 状态的体积最大 B. A→B 体积不变 C. B→C 对外界做功 D. C→D 从外界吸热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知，B 的温度最高，根据理想气体状态方程 因为 故 故A 错误； B．根据理想气体状态方程有 因为状态AB 在同一过原点的倾斜直线上，故体积相同，故B 正确； C．因为 ，则B→C 过程，气体体积减小，外界对气体做功，故C 错误； D．C→D 过程，因为温度不变，压强减小，由 ，知体积增大，气体对外界做功， 又温度不变即内能不变，根据热力学第一定律可知，从外界吸收热量，故D 正确。 故选BD。 10. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈接电压恒定的正弦交流 电， 为定值电阻， 为滑动变阻器，在滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动的过程中， 下列说法正确的是（ ） A. 变压器原、副线圈中的电流之比始终为2：1 B. 变压器副线圈两端的电压逐渐增大 C. 通过定值电阻 电流逐渐增大 D. 定值电阻 消耗的功率逐渐增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据变流比可知，变压器原、副线圈中的电流之比始终等于原、副线圈匝数 比的倒数，即为2：1，故A 正确； BC．滑动变阻器滑片从中点缓慢向上滑动的过程中，负载电阻增大，而正弦交流电不变， 则原副线圈电流均减小，则 两端电压减小，则原线圈两端的电压逐渐增大，故B 正确， C 错误； D． 两端电压减小，根据 可知，定值电阻 消耗的功率逐渐减小，故D 错误。 故选AB。 11. 甲乙两车在平直公路上两相邻车道行驶，乙车在前，甲车在后。两车运动的v－t 图像 如图所示。下列判断正确的是（ ） A. 甲车刹车的加速度大小是乙车的2 倍 B. 两车第一次平齐的时刻可能发生在12s 末 C. 若t＝15s 时两车平齐，则t＝0 时两车沿运动方向距离为18.75m D. 若t＝0 时刻两车沿运动方向距离为12m，两车平齐的时刻只有一次 【答案】ACD 【解析】 【详解】A． 图像的斜率表示加速度，可知，甲车加速度的大小为 ，乙车加速 度的大小为 ，A 正确； B．两车在 后甲车速度小于乙车，以后就不可能发生齐平，所以两车一定是在 之前发生的齐平，B 错误； C．若t＝15s 时两车平齐，甲车行驶距离 乙车行驶距离 t＝0 时两车沿运动方向距离为18.75m，C 正确； D． 内甲车位移 乙车位移 若两车发生齐平， 时刻两车相距应小于 ， 的相对位移为 ，若在 发生齐平， 时刻两车相距应大于 ，故两车只在 内齐平一次，D 正确。 故选ACD。 二、非选择题（本题共5 小题，共56 分） 12. 某同学用如图甲所示的实验装置来研究动量守恒定律，光电门1、2 固定在水平的气垫 导轨上，质量分别为 和 的两个滑块（含遮光片）从光电门1、2 的外侧匀速相向运 动，在两个光电门之间某位置发生碰撞并粘在一起继续运动，运动到气垫导轨右端时立刻 被锁定，两滑块上的遮光片宽度相同为d。 （1）用游标卡尺测量遮光片宽度的结果如图乙所示，则d＝______mm （2）实验中记录到滑块B 碰撞前、碰撞后通过光电门2 挡光时间均为 ，则碰撞前滑块 B 的速度大小为______（用字母d、 表示） （3）若 ，光电门2 两次挡光时间 ，则碰撞前滑块A 的速度为_____ _m/s（结果保留2 位有效数字）。 【答案】 ①. 4.50 . ② . ③0.90 【解析】 【详解】（1）[1] 遮光片宽度 （2）[2] 碰撞前滑块B 的速度大小为 （3）[3]取向右为正方向，根据动量守恒 联立解得 13. 热敏电阻是温度传感器的核心元件，某金属热敏电阻说明书给出的阻值R 随温度t 变化 的图线如图甲所示，现有一课外活动小组利用该金属热敏电阻测量温度，提供实验器材如 下： A．直流电源，电动势E＝3V，内阻不计。 B．电压表，量程3V，内阻约5KΩ C．电流表，量程0.3A，内阻约10Ω D．滑动变阻器 ，最大阻值5Ω E．滑动变阻器 ，最大阻值2KΩ F．被测热敏电阻 ； G．开关、导线若干 （1）本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器 应选用______（填“ ”或“ ”）； （2）结合所供实验器材，为较精确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于______（填 “1”或“2”）位置。 （3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，此时电压表示数为0.8V，对应的电流表 示数如图丙所示，由此得此时热敏电阻对应的温度为______°C（结果保留两位有效数字）， 温度测量值______真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】 ①. . ②2 . ③40 . ④小于 【解析】 【详解】（1）[1]本实验采用如图乙的电路连接方式，滑动变阻器应RP选用阻值较小的 R1； （2）[2]因电压表的内阻远大于热敏电阻的阻值，则应该采用电流表外接电路，即为较精 确地测量金属热敏电阻，单刀双掷开关应置于2 位置； （3）[3]接通开关，改变滑动变阻器滑片P 的位置，此时电压表示数为0.8V，对应的电流 表最小刻度为0.01A，则示数为0.200A， 由此得此时热敏电阻的测量值为 当Rt=4.0Ω 时其对应的温度为 t=40°C [4] 采用电流表外接电路测电阻，测量值偏小，则温度测量值小于真实值。 14. 一质点做匀变速直线运动，依次通过A、B、C 三个位置，已知质点通过AB 段的时间 ，通过BC 段的时间 ，且AB 段距离 ，BC 段距离 ，试求： （1）质点加速度a 的大小； （2）质点经过B 点时的速度 。 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）设通过A 点速度为 ，AB 阶段由位移时间关系 AC 阶段由位移时间关系 解得 （2）AB 阶段由速度时间关系 解得 15. 如图所示，平行边界MN 间存在垂直纸面向里的匀强磁场，边界间距为d＝3.0m，磁感 应强度为B＝0.10T。质量为 、电量为 的负离子（不计重 力）从边界M 上的A 点进入磁场，速度与边界的夹角为 ，从边界N 上的C 点垂直 边界射出磁场。求：（计算结果保留2 位有效数字）。 （1）负离子进入磁场时的速度大小 ； （2）负离子在磁场中运动的 时间t； （3）若入射速度不变，要使负离子不能从边界N 射出磁场，磁感应强度应满足什么条件。 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 （2）负离子在磁场中运动的周期为 负离子在磁场中运动的时间为 解得 （3）若负离子不能从边界N 射出磁场，作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 16. 如图（a）所示，两根不计电阻、间距为L 的足够长平行光滑金属导轨，竖直固定在匀 强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度大小为B。导轨上端并联非线性电 子元件Z 和阻值为R 的电阻。元件Z 的I－U 图像如图（b）所示，当元件Z 两端的电压大 于或等于 时，流过元件Z 电流稳定为 。质量为m、不计电阻的金属棒可沿导轨运动， 运动中金属棒始终水平且与导轨保持良好接触。忽略空气阻力及回路中的电流对原磁场的 影响，重力加速度大小为g。为了方便计算，取 ， 。以下计算结果只 能选用m、g、B、L、R、t 表示。 （1）断开开关S，由静止释放金属棒，求金属棒下落的最大速度 ； （2）闭合开关S，由静止释放金属棒，求金属棒匀速下落时的速度 ; （3）先断开开关S，由静止释放金属棒，金属棒达到最大速度后，再闭合开关S，若经时 间t 导体棒速度再次稳定，求该过程中导体棒下降的距离。 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【解析】 【详解】（1）断开开关S，金属棒下落的速度最大时，感应电动势 感应电流 安培力 匀速时 解得 （2）闭合开关S，金属棒匀速下落时的速度 ，感应电动势为 ，通过电阻R 电 流 假设 ，则元件Z 上电流 不变 通过导体棒电流 金属棒匀速下落时 解得 故假设成立 （3）设导体棒下降的距离为h，因为 ，所以该过程中Z 元件中电流恒为 对导体棒由动量定理 又 解得