湖北省五校2022-2023学年高二物理下学期4月联考试题（Word版附解析）

郧阳中学、恩施高中、随州二中、襄阳三中、沙市中学高二下学期四月联考物理试卷一、选择题：共11小题，每小题4分，共44分。其中8~11为多选题，选不全得2分1.下列说法正确的是()A.电荷的周围既有电场也有磁场，反映了电和磁是密不可分的B.由电场强度的定义式可知E的方向决定于q的正负C.法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律D.“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应【答案】D【解析】【详解】A．静止的电荷的周围存在电场，运动的电荷周围才能存在磁场，故A错误；B．电场强度取决于电场本身，与试探电荷无关，故B错误；C．安培首先总结出磁场对电流作用力的规律，故C错误；D．“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应，故D正确。故选D。2.如果取两个分子相距无穷远时的分子势能为零，平衡距离为r0，则下面说法中正确的有（　　）A.当两分子间距在r0和10r0之间时，分子势能一定为负值B.当两分子间距为r0时，分子间没有相互作用力C.当两分子间距为r0时，分子势能为零D.当两分子间距小于r0时，分子势能一定为正值【答案】A【解析】【详解】A．当两分子间距在r0和10r0之间时，分子力表现为引力，则随分子距离增加，分子力做负功，分子势能增加，因无穷远处分子势能为零，可知分子势能一定为负值，选项A正确；B．当两分子间距为r0时，分子间斥力和引力相等，分子间相互作用力表现为零，选项B错误；C．当两分子间距为r0时，分子势能最小，但不是为零，选项C错误；D．当两分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，则随分子间距减小，分子力做负功，分子势能增加，分子势能由负值变为正值，选项D错误。第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 故选A。3.LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图，由图可知（　　）A.在t1时刻电路中的磁场能最大B.从t1到t2，电路中的电流不断变小C.从t2到t3，电容器不断充电D.在t4时刻磁场能正在向电场能转化【答案】C【解析】【详解】A．在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，故A错误；B．在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，电路中的电流在不断增加，故B错误；C．在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C正确；D．在t4时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；故选C。4.在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面间的动摩擦因数。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是（　　）A.B.第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 C.D.【答案】C【解析】【详解】棒受力如图所示则得所以C正确，ABD错误。故选C。5.如图，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的恒定的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若B大小可调，下列说法正确的是（　　）A.粒子可能从A点飞出，此时B.粒子可能从C点飞出，此时第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 C.粒子可能从B点飞出，此时D.粒子如果从AB边飞出，在磁场中运动的时间都相同【答案】D【解析】【详解】A．带负电的粒子受到向右的洛伦兹力，则不可能从A点飞出，选项A错误；B．若粒子从C点飞出，则粒子运动的半径为洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得选项B错误；C．粒子运动的轨迹只能与BC相切，则不可能从B点飞出，选项C错误；D．粒子如果从AB边飞出，在磁场中运动的角度均为240°，则运动的时间都相同，选项D正确。故选D6.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，现在电路输入端输入电压，此时电阻和的功率相等，电流表和电压表均为理想电表，电流表的示数为，电压表的示数为，下列说法正确的是（　　）第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 A.电压表的示数为B.电流表的示数为C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由变压器规律可知，电压表的示数为A错误；BC．由于电阻和的功率相等，有得中电流为又示数为，由变压器规律可知流过变压器原线圈的电流为可得电流表的示数为BC错误；D．输入端输入电压的最大值为，则有效值，所以电阻第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 正确。故选D。7.质量为m=1kg圆环套在光滑水平杆上处于静止状态，t=0开始受到一个斜向上与水平方向夹角60°的力F的作用，F的方向保持不变，大小随时间按如图所示变化，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）A.物体在4s末的速度大小为20m/sB.在2s~4s时间内，合外力的冲量为15N∙sC.在0~6s时间内，重力与杆的弹力的合力的冲量为0D.在2~6s时间内，力F的冲量为40N∙s【答案】D【解析】【详解】A．由动量定理可知因图像的面积等于冲量，则可得物体在4s末的速度大小为选项A错误；B．在2s~4s时间内，力F的冲量为圆环受的合力为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 则合外力的冲量为7.5N∙s，选项B错误；C．圆环在竖直方向受重力、杆的弹力和力F的竖直分力作用，三个力的合力为零，冲量为零，即在0~6s时间内，重力与杆的弹力的合力的冲量不为0，选项C错误；D．在2~6s时间内，力F的冲量为选项D正确故选D。8.如图xoy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度（式中B0为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，t=0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是（）A.外力为恒力B.t=0时，外力大小C.通过线圈的瞬时电流D.经过，线圈中产生的电热【答案】CD【解析】【详解】由于磁场是变化的，故切割产生的感应电动势也为变值，安培力也会变力；故要保持其匀速运动，外力F不能为恒力；故A错误；t=0时，左右两边的磁感应强度均为B0，方向相反，则感应电动势E=2B0Lv，拉力等于安培力，即，故B错误；由于两边正好相隔半个周期，故产生的电动势方向相同，经过的位移为x=vt第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 ；瞬时电动势，瞬时电流,故C正确；由于瞬时电流成余弦规律变化，故可知感应电流的有效值,故产生的电势，故D正确．9.如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成θ角．两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计．当ab以速度v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动，重力加速度为g．以下说法正确的是(　　)A.回路中的电流强度为B.ab杆所受摩擦力为mgsinθC.cd杆所受摩擦力为D.μ与v1大小的关系为μ＝【答案】C【解析】【详解】A.cd棒不切割磁感线，ab杆产生的感应电动势E=BLv1，回路中感应电流I==故A错误；B.ab杆匀速下滑，受力平衡条件，则ab杆所受的安培力大小为F安=BIL=第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 方向沿轨道向上，则由平衡条件，ab所受的摩擦力大小为f=mgsin-F安=mgsin-故B错误；C.cd杆所受的安培力大小也等于F安，方向垂直于导轨向下，则cd杆所受摩擦力为f=FN=［mgcos(90-)+F安］=故C正确；D.根据cd杆受力平衡得mgsin（90°-）=则得与v1大小的关系=故D错误．10.t=0时刻位于坐标原点O的波源沿y轴开始振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，t=5s时波源停止振动，t=6.5s时0~7m的波形图如图所示，此刻质点P的平衡位置与O点的距离x=4m。下列说法正确的是（　　）A.波的周期为2sB.0~4s时间内质点P运动的总路程为80mC.t=0时刻波源的振动方向沿y轴正方向D.t=7s时刻质点P位于波峰【答案】AB【解析】【详解】A．波源停振后至t=（6.5s-5s）=1.5s的时间内，由图象知波传播了3m，得波速由图象知波长λ=4m，得周期第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 故A正确；B．波传到P点用时间0~4s时间内质点P振动2s，则运动的总路程为4A=80m，选项B正确；C．因波源振动5s生成2.5个波长的波形，即t=6.5s时波已经传到了x=13m的位置，根据波形图可知，波传到x=13m处的质点时，振动方向向下，可知t=0时刻波源的振动方向沿y轴负方向，选项C错误；D．t=7s时刻，即波在图示波形的基础上再传播0.5s，即传播1m，可知此时刻质点P位于平衡位置，选项D错误。故选AB。11.一定质量的理想气体保持压强为p不变，测得气体在0℃时的体积为V0，10℃时的体积为V1，20℃时的体积为V2，则下列说法正确的是（　　）A.B.C.气体温度从0℃升高到20℃的过程中，气体对外界做的功为D.随温度的升高，单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加【答案】AC【解析】【详解】AB．一定质量的理想气体保持压强p不变，根据盖-吕萨克定律有根据热力学温度和摄氏温度关系有，，解得，故A正确，B错误；C．气体温度从0℃升高到20℃，气体压强保持不变，体积增大，气体对外界做的功为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 故C正确；D．气体温度升高，分子的平均动能增大，气体体积增大，压强不变，单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少，故D错误。故选AC。二、非选择题：共56分12.（1）在用油膜法估测分子大小实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为NA，则油酸分子的直径为______；一滴油酸含有的分子数量为______；（2）将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估测油酸分子的直径为______。A．2×10-10mB．2×10-9mC．5×10-10mD．5×10-9m【答案】①.②.③.C【解析】【详解】（1）[1]一滴油酸的体积为一滴纯油酸油膜最大面积为S，则油酸分子直径[2]一滴油酸的摩尔数为分子数为（2）[3]1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为油膜分子单分子油膜，根据故选C。第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 13.在用双缝干涉测光的波长的实验中,准备了下列器材:A.白炽灯B.双缝片C.单缝片D.滤光片E.毛玻璃光屏(1)把以上器材安装在光具座上,自光源起合理的顺序是______(填字母).(2)在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,利用测量头上的分划板确定其中亮条纹a、c的位置,如下图所示,表示a条纹位置(图甲)的手轮读数为______mm,表示c条纹位置(图乙)的手轮读数为______mm.(3)如果上述实验中双缝到光屏的距离为0.500m,所用的是双缝间距为0.18mm的双缝片,则实验中所用单色光的波长为______m(结果保留两位有效数字).【答案】①.ADCBE②.1.790③.4.940④.5.7×10-7【解析】【详解】（1）为获取单色线相干光源，白炽灯光源后面要有滤光片、单缝、双缝，最后为毛玻璃屏，所以合理顺序为ADCBE．（2）图甲主尺刻度1.5mm，分尺刻度：，所以图甲读数：1.790mm；图乙主尺刻度4.5mm，分尺刻度：，所以乙图读数：4.940mm．（3）根据螺旋测微器读数可知：两亮纹间距：，根据可得：14.如图所示，有一厚度不计的圆柱形容器，如图为其正中截面，其底面半径为R，高为。在底面的中心处有一点光源S，容器上表面的边缘为P。若容器内倒入某种液体，倒入深度为，S发出的光射向液体上表面，当入射角为30°时，恰能射到P点。求：（1）该液体的折射率n；第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 （2）光从S到P所用的时间t（真空中光速为c）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）S发出的光传播路径如图所示由几何关系可得则该液体的折射率（2）光在液体中的传播速度为光在液体中传播时间为光在空气中传播时间为第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 光从S到P所用的时间15.如图所示，高度h=0.45m的弧形导轨与平直导轨平滑连接，轨道宽度为l=0.5m；在虚线右侧的平直导轨部分有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B=1T。质量为m2=0.2kg、长为l、电阻为R2=1Ω的导体棒cd垂直放置在直导轨上，质量为m1=0.1kg、长为l、电阻为R1=0.5Ω的导体棒ab从弧形轨道顶端由静止释放，两导体棒最终相对静止，此过程中两导体棒没有接触。不计一切摩擦，g=10m/s2，求：（1）从开始释放ab到两导体棒相对静止的过程中，导体棒ab中产生的焦耳热Q1；（2）从ab进入磁场到两导体棒相对静止的过程中，ab相对cd发生的位移s。【答案】（1）0.1J；（2）1.2m【解析】【详解】（1）ab滑到底端时由机械能守恒定律可知可得v0=3m/s导体棒ab进入磁场后，两棒动量守恒，相对静止时的共同速度为v，则m1v0=(m1+m2)v解得v=1m/s系统产生的焦耳热导体棒ab中产生的焦耳热第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 （2）对cd棒由动量定理解得16.如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B0，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，C点坐标为（4L，3L），M点为OC的中点。质量为m、带电荷量为-q的粒子从C点以平行于y轴的方向射入磁场Ⅱ中，速度大小为，sin37°=0.6，不计粒子所受重力，求：（1）若粒子无法进入区域Ⅰ中，求区域Ⅱ磁感应强度的大小范围；（2）若粒子恰好不能从AC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度的大小；（3）若，粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中各环绕一次后通过M点，求区域Ⅱ的磁感应强度的大小以及粒子从C到M的时间（计算结果用分数和t0表示，分数需化简到最简结果）。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子速度一定的情况下，磁场强度越小，轨迹半径越大，当运动轨迹恰好与x轴相切时，恰好能进入I区域，如图所示第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 粒子不能进入I区时，粒子运动半径：r0>3L，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得已知解得（2）若粒子在区域II中的运动半径R较小，则粒子会从AC边射出磁场，恰好不从AC边射出时满足∠O2O1Q=2θ，如图所示粒子在区域I中的运动半径为又解得粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司 解得（3）粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中各环绕一次后通过M点，由几何关系可得解得由牛顿第二定律得解得由几何关系可知粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的圆心角都为由可得粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的时间分别为粒子从C到M的时间第17页/共17页学科网（北京）股份有限公司