湖北省新高考联考协作体2021-2022学年高二下学期期中考试物理试题参考答案(1)

湖北省新高考联考体物理试卷（共*页）第2 页 2022 年湖北省新高考联考协作体高二春季期中考试 高二物理参考答案及评分标准 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C D D B C C A BD BD AD ACD 12．（1）2.1 × 104或2.2 × 104 （2 分）；4.5 × 10−10~4.8 × 10−10 （2 分） （2）𝐴𝐶（2 分） 13．（1）较大（2 分）（2）①15（3 分） ②𝑅2 （2 分） ③13（3 分） 14．解：（1）𝐴端阀门关闭后、玻璃管倒置前，𝐴端气体压强为3𝜌𝑔𝐿，体积为2𝑆𝐿 玻璃管倒置、阀门打开后，𝐴端气体压强为4𝜌𝑔𝐿，设其长度为𝐿𝐴 由玻意耳定律得：3 𝜌𝑔𝐿×2 𝑆𝐿 =4 𝜌𝑔𝐿×𝑆𝐿𝐴 （2 分） 解得： 𝐿𝐴= 3 2 𝐿 （2 分） （2）玻璃管倒置前，𝐵端气体的压强为4 𝜌𝑔𝐿，体积为𝑆𝐿 管AB 倒置后，𝐵端气体的压强为2 𝜌𝑔𝐿，设其长度为𝐿𝐵 由玻意耳定律得：4 𝜌𝑔𝐿×𝑆𝐿 =2 𝜌𝑔𝐿×𝑆𝐿𝐵 （1 分） 解得：𝐿𝐵= 2𝐿 此时𝐴端气体压强为3 𝜌𝑔𝐿，其长度为3𝐿−𝐿𝐵= 𝐿; （1 分） 𝐴端阀门关闭，𝐵端阀门打开后, 𝐴端气体压强为4 𝜌𝑔𝐿，设其长度为𝐿𝐴 ′ 由玻意耳定律得：3 𝜌𝑔𝐿×𝑆𝐿 =4 𝜌𝑔𝐿×S𝐿𝐴 ′ （2 分） 解得：𝐿𝐴 ′ = 3 4 𝐿 （1 分） 15．解：（1）设𝑅1、𝑅2两端的电压分别为𝑈1、𝑈2 ，通过他们的电流为𝐼1、𝐼2 ， 由变压器的规律得 𝑈−𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 = 2 1 （2 分） 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 = 1 2 （2 分） 又由欧姆定律得𝐼1 = 𝑈1 𝑅1 , 𝐼2 = 𝑈2 𝑅2 （2 分） 湖北省新高考联考体物理试卷（共*页）第2 页 联立以上各式解得𝑈1=20V, 𝑈2=40V （1 分） （2）电源提供的总功率为𝑃总= 𝑈𝐼1 （1 分） 𝑅1消耗的功率为𝑃 1 = 𝐼1 2𝑅1 （1 分） 𝑅2消耗的功率为𝑃 2 = 𝑃总−𝑃 1 = 𝑈𝐼1−𝐼1 2𝑅1 （2 分） 当𝐼1 = 𝑈 2𝑅1 = 5A时，P2max=250W （1 分） 此时U1=I1R1=50V， 又 𝑈−𝑈1 𝑈2 = 𝑛1 𝑛2 = 2 1，得U2=25V （1 分） 由 𝐼1 𝐼2 = 𝑛2 𝑛1 = 1 2，得𝐼2 = 10A 所以𝑅2 = 𝑈2 𝐼2 = 2.5Ω （2 分） 16． 解： （1） 设𝑡1时刻， 导体棒𝑏的速度为𝑣1， 产生的感应电动势为𝐸1， 回路中的电流为𝐼1， 导体棒受到的安培力为𝐹 1， 则有:𝐸1 = 𝐵𝐿𝑣1 （1 分） 𝐼1 = 𝐸1 2𝑅 （1 分） 𝐹 1 = 𝐵𝐼1𝐿 （1 分） 𝐹 1 = 𝜇𝑚𝑔 （1 分） 联立以上各式解得𝑣1 = 2𝜇𝑚𝑔𝑅 𝐵2𝐿2 （1 分） （2）设从释放到𝑡1时刻过程中，导体棒的平均速度为𝑣，产生的平均感应电动势为𝐸，回路 中的电流为𝐼，导体棒受到的安培力为𝐹，发生的位移为𝑥1， 则有:𝐸= 𝐵𝐿𝑣 （1 分） 𝐼= 𝐸 2𝑅 （1 分） 𝐹= 𝐵𝐼𝐿 （1 分） 由动量定理：𝑚𝑔sin𝜃∙𝑡1-𝐹∙𝑡1=𝑚𝑣1 −0 （2 分） 整理上述各式得𝑚𝑔sin𝜃∙𝑡1 − 𝐵2𝐿2𝑣 2𝑅𝑡1=𝑚𝑣1 −0 又𝑣𝑡1 = 𝑥1 （1 分） 联立上两式的𝑥1 = 2𝑅(𝐵2𝐿2𝑚𝑔𝑡1 sin 𝜃−2𝜇𝑚2𝑔𝑅) 𝐵4𝐿4 = 2𝑚𝑔𝑅𝑡1 sin 𝜃 𝐵2𝐿2 − 4𝜇𝑔𝑚2𝑅2 𝐵4𝐿4 （1 分） （3）设运动过程中导体棒𝑎的速度为𝑣𝑎，导体棒𝑏的速度为𝑣𝑏，分别对两导体棒由牛顿第二 定律： 湖北省新高考联考体物理试卷（共*页）第2 页 𝐵2𝐿2(𝑣𝑏−𝑣𝑎) 2𝑅 −𝜇𝑚𝑔= 𝑚𝑎𝑎 （1 分） 𝑚𝑔sin 𝜃− 𝐵2𝐿2(𝑣𝑏−𝑣𝑎) 2𝑅 = 𝑚𝑎𝑏 （1 分） 当𝑎𝑎= 𝑎𝑏时，𝑣𝑏−𝑣𝑎为定值，𝑣𝑏−𝑣𝑎= 𝑚𝑔𝑅(sin𝜃+𝜇) 𝐵2𝐿2 （1 分）（只要表达定值的意思即可得 分） 当𝑣𝑎= 𝑣2时，𝑣𝑏= 𝑚𝑔𝑅(sin 𝜃+𝜇) 𝐵2𝐿2 + 𝑣2 （1 分）