湖北省名校协作体2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题（含答案）

年宜荆荆随恩高二5月联考高二物理试卷注意事项：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、草稿纸和答题卡的非答题区域无效。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、草稿纸和答题卡的非答题区域无效。一、选择题：本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7小题只有一个选项符合题目要求，第8-10小题有多个选项符合题目要求。1.下列四幅图分别对应四种说法，正确的是A．a图说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小B．b图微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动C．c图当两个相邻的分子间距离为r0时，它们之间的势能达到最小值D．d图中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是分子间存在着斥力2、LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在减小，下列说法正确的是A．电容器正在放电 B．电路中的磁能正在增大C．电容器两极板间的电场强度正在减小 D．电容器上极板带正电3.某同学做了一个简易温度计，他用烧瓶插上一根两端开口的细玻璃管，然后用手捂热烧瓶，把玻璃管插入水中，松手冷却后就有一小段几厘米的水柱进入玻璃管内。若室内空气温度恒定，水柱高度保持不变，当室内空气温度升高或降低，水柱高度也会相应发生变化，如果在玻璃管壁上标上刻度，这就是一个能够反映出气温高低的简易温度计。由于玻璃管很细，被封闭气体的体积变化可以忽略不计，大气压强保持不变。则下列说法正确的是A．为提高精度应该用粗一点的玻璃管B．玻璃管上的刻度从下到上对应的示数增加C．玻璃管上的刻度从下到上都是均匀的D．玻璃管上的刻度从下到上先变稀疏后变密集4.钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和α粒子，而铀核激发态U立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097MeV的γ光子。已知Pu、U和α粒子的质量分别为，mU=235.0439u和mα=4.0026u（质量亏损1u相当于释放931.5MeV的能量）衰变放出的光子的动量可忽略。下列说法正确的是A．核反应方程B．该核反应释放的核能4MeVC．若将衰变产生的铀核U和α粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，铀核U和α粒子圆周运动的半径之比1：46D．α粒子的动能4MeV5.如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b间接一正弦交变电源，其电压随时间的变化规律如图乙所示。R2是一滑动变阻器，R1为一定值电阻。电压表和电流表为理想交流电表，下列说法中正确的是A．电压表V的示数为22VB．a、b间电压的变化规律为C．若a、b间的电压保持不变，增加R2，电压表和电流表的示数都增大D．若a、b间的电压保持不变，要使R2的功率最大，则有R1=R26.单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是A．光线垂直AB射入五棱镜后，光速增大B．无论射向AB的入射角多大，光线一定会在CD和EA上发生全反射C．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为D．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值为7.如图所示，质量为2m的重物与一质量为m的导线框用一根绝缘细线连接起来，挂在两个高度相同的定滑轮上，已知导线框电阻为R，横边边长为L。有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场上下边界的距离、导线框竖直边长均为h。初始时刻，磁场的下边缘和导线框上边缘的高度差为3h，将重物从静止开始释放，导线框加速进入磁场，穿出磁场前已经做匀速直线运动，滑轮质量、摩擦阻力均不计，重力加速度为g。则下列说法中正确的是A．导线框进入磁场时的速度为B．导线框进入磁场后，若某一时刻的速度为v，则加速度为C．导线框穿出磁场时的速度为D．导线框通过磁场的过程中产生的热量8.一定质量的理想气体从状态a经状态b、c、d回到状态a，此过程气体的p-V关系图像如图所示，其中b→c过程为双曲线的一部分，a→b、c→d、d→a过程平行于坐标轴。已知在状态a时气体温度为T0，则下列说法正确的是A．在状态c时气体的温度为T0B．a→b过程气体放热C．b→c过程外界对气体做功12p0V0D．从状态a经一次循环再回到状态a的过程中气体向外吸热大于12p0V09.质量为m、电荷量为q的小物块，在平行于斜面的恒力F作用下，从倾角为的足够长的粗糙绝缘斜面下端由静止向上运动，整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示。若带电小物块向上运动后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是A．小物块一定带负电荷B．小物块在斜面上运动时一直做匀减速直线运动C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D．小物块在斜面上运动过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为10.如图a所示，在xOy平面内有S1和S2两个波源分别位于x1=-0.2m和x2=1.2m处，振动方向与xoy平面垂直并向周围空间传播，图像分别如图b、c所示。t=0时刻同时开始振动，波速为v=2m/s。若在xoy平面内有一曲线，其方程为：y=-x2+x（单位：m），M点为该曲线上的一点（未画出），Δr=MS1-MS2，整个空间有均匀分布的介质。下列说法正确的是A．（0.8m，0）处的质点开始振动方向沿z轴负方向B．两列波相遇后，在xoy平面内第一象限曲线上共有5个振动减弱的质点C．两列波相遇后，在xoy平面内第一象限曲线上共有5个振动加强的质点D．若△r=0.2m，从两列波在M点相遇开始计时，M点振动方程为z=45sin（10πt）cm二、实验题（每空2分，共16分）11.某同学设计了如图甲所示的实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。注射器导热性能良好，环境温度恒定，用橡皮塞和柱塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。柱塞下方安装一个钩。实验时，在钩的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并依据柱塞（包括钩）和钩码的质量求出对应气体的压强p。已知注射器空气柱横截面积为S，刻度全长为L，大气压为p₀，柱塞（包括钩）的质量为m0=100g，每个钩码的质量为m=50g，重力加速度为g。（1）若在某次实验中所挂钩码个数为3，则平衡后空气柱中的压强为（用题目中已知量的符号表示）。（2）该同学通过实验数据得到如图乙，由该图像得到的结论是。（3）未挂钩码前，柱塞封闭的空气柱长度为，压强为，依次挂上钩码，当空气柱长度为L时，所挂钩码有个。（4）另一同学也设计了相同的实验方案完成了实验。根据测量的数据，绘出图像如图丙所示。图线的上端出现了一小段弯曲，可能是由于装置气密性不好导致气体质量（填“增加”或“减小”），也可能是由于封闭气体的温度（填“升高”或“降低”）12.用如图甲所示的装置验证碰撞中的动量守恒，小球a用不可伸长的细线悬挂起来，向左小角度（α<5°）拉起a球并由静止释放，在最低点小球a与放置在光滑支撑杆上的直径相同的小球b发生对心碰撞，碰后小球a反弹，向左摆到一定的高度，小球b做平抛运动，已知重力加速度为g。（1）测出小球的直径d如图乙所示，则小球的直径为mm（2）测量出细线长度为L，a球由静止释放时细线与竖直方向的夹角α，可知小球a碰撞前瞬间的速度大小v0=。（用题目中字母表示）（3）测量出小球a的质量m1，小球b的质量m2，碰后a球最大摆角为β，若某次实验时小球a碰后到达最高点的瞬间b小球恰好落地，测得b的水平位移为x。则实验中验证动量守恒定律的表达式为（用题中字母表示）。三、计算题（共44分，13题12分，14题14分，15题18分）13.如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧上端与质量为m的物体A相连，下端与地面上质量为4m的物体B相连，开始时A、B均处于静止状态。将一质量为m的物体C从A的正上方高度为h处自由释放，下落后与A发生碰撞，碰撞后立刻粘在一起，在之后的运动过程中不再分开，B恰好未离开地面，弹簧始终处在弹性限度内，不计空气阻力，A、B、C均可看做质点，重力加速度大小为g。求：（1）在运动过程中弹簧的最大伸长量（2）C与A粘在一起后，AC整体做简谐运动的振幅。14.四月，校园排球赛火热进行，排球比赛不仅考验技能，更能激发学生斗志。一排球运动员进行接球训练，排球以6m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以8m/s的速度沿水平方向飞出。已知排球的质量为300g，排球与手作用时间为0.2s。重力加速度大小为10m/s2。求：（1）排球动能的变化量；（2）排球的动量变化量大小；（3）排球对手的平均作用力大小。15.中国新能源汽车产销连续多年全球第一，基于电容器的制动能量回收系统已经在一些新能源汽车上得到应用。其简易模型如下图。某材料制成的薄板质量为m，围成一个中空圆柱，其半径为r，薄板宽度为L，可通过质量不计的辐条绕过圆心O且垂直于圆面的水平轴转动。薄板能够激发平行于圆面且沿半径方向向外的辐射磁场，磁场只分布于薄板宽度的范围内，薄板外表面处的磁感应强度为B．一匝数为n的线圈abcd固定放置（为显示线圈绕向，图中画出了两匝），ab边紧贴薄板外表面但不接触，线圈的两个线头c点和d点通过导线连接有电容为C的电容器、电阻为R的电阻、单刀双掷开关，如图所示。现模拟一次刹车过程，开始时，单刀双掷开关处于断开状态，薄板旋转方向如图，旋转中薄板始终受到一与薄板表面相切、与运动方向相反的大小为f的刹车阻力作用，当薄板旋转的角速度为ω0时，将开关闭合到位置1，电容器开始充电，经时间t电容器停止充电，开关自动闭合到位置2直至薄板停止运动。除刹车阻力外，忽略其他阻力，磁场到cd连线位置时足够弱，可忽略。电容器的击穿电压足够大，开始时不带电，线圈能承受足够大的电流，不考虑可能引起的一切电磁辐射。求：（1）电容器充电过程中，判断极板M带电的电性；（2）开关刚闭合到位置1时，线圈切割磁感线的切割速度v的大小及此时产生的感应电动势：（3）求充电结束时，薄板的角速度ω1大小；（4）求薄板运动的整个过程中该系统的能量回收率。2024年宜荆荆随恩高二5月联考高二物理参考答案1.【答案】C解析：A．a图说明产生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定大，故A错误。B．b图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故B错误；C．当两个相邻的分子间距离为r0时，分子力为零，此时无论分子间距离增大还是减小，分子力均做负功，分子势能均增大，所以此时它们之间的势能达到最小值，故C正确；D．图d中，细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故D错误；2.【答案】D【详解】因为电路中的电流正在减小，可知电容器正在充电，电路中的电场能正在增加，则两极板间的电场强度正在增加，由右手螺旋定则可知，回路中的电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，故选项ABC错误，D正确。3.【答案】C【详解】玻璃管越粗，管中气体不能忽略，精度变小，故A错；由p=p0-ρgh温度越高，h越小，所以玻璃管上的刻度从下到上对应的示数减小，故B错；根据题意，被封闭气体发生等容变化，满足查理定律，即，又因为△p=ρg△h，所以水柱高度变化量，玻璃管上的刻度从下到上都是均匀的，所以C对D错4.【答案】C【详解】A．核反应方程B．核反应过程中的质量亏损Δm=0.0056u根据质能方程ΔE=Δm·c²可得△E≈5.2MeVC．衰变过程中满足动守恒得带电粒子在磁场中做圆周运动，有铀核U和α粒子圆周运动的半径之比D．根据题意结合能量守恒定律可知：核反应过程中转化为粒子动能的总能量即E≈5.1MeV根据动能和动量的关系可得则α粒子的动能代入数值的5.【答案】D【详解】由图象可知，输入的电压有效值为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V，电压表测的是R2的电压，R1，R2的总电压为22V，所以电压表的示数小于22V，所以A错误；B．a、b间电压的变化规律为增加R2，由于副线圈的总电压不变，副线圈的电流减小，所以原线圈电流即电流表示数减小，则R1的电压要减小，所以R2的电压即电压表示数就要增大，所以C错误；若a、b间的电压保持不变，副线圈与R1看作等效电源，则有R1=R2时，电源的输出功率最大，即R2的功率最大，所以D正确。6.【答案】D【详解】A．光线垂直AB射入五棱镜后，传播方向不改变，且由光疏介质进入光密介质，折射率变大，根据可知光速减小，故A错误；B．作出光路图，如图光以α角入射时发生折射，则折射光线到CD表面时的入射角为θ2，由图可知且入射角为θ1时，因折射率未知，则光线不一定会在CD和EA上发生全反射，故B错误；CD．由图可知由几何关系可知解得θ1=22.5°若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小，根据光的折射定律可知折射率最小值为，故C错误，D正确。7.【答案】B【详解】A．线框进入磁场前，根据重物与线框组成的机械能守恒得解得故A错误；B．线框进入磁场后，若某一时刻的速度为v，则线圈受到的安培力为对整体，根据牛顿第二定律得解得故B正确；C．线框穿出磁场时，根据平衡条件得2mg-mg=F安又安培力为解得线框离开磁场时的速度为故C错误；D．设线框通过磁场的过程中产生的热量为Q，对从静止到刚通过磁场的过程，根据能量守恒得解得故D错误。故选B。8.【答案】BD【详解】A．a→c过程，由理想气体状态方程得解得A错误；B．a→b过程，气体体积减小外界对气体做功，压强不变，温度降低，内能减小，气体放热，B正确；C．d→a过程，气体对外做的功等于图像与横轴所围图形面积，由图得其小于12p0V0，C错误；D．在一次循环过程后，内能不变，整个过程中，气体对外界做功大于12p0V0，根据热力学第一定律可知，在一次循环过程中气体吸收的热量大于12p0V0，D正确。9.【答案】CD【详解】A．由题意可知，小物块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可得：小滑块带正电，故A错误；BC．在向上运动的过程速度增大，洛伦兹力增大，支持力减小，由得摩擦力减小所以加速度增大。物块做加速度逐渐增大的加速运动。故B错误C正确；D．由题意，当滑块离开斜面时，洛伦兹力则故正确。故选CD。10.【答案】ABD【详解】A．两列波波速相同，（0.8m，0）处距离S₂较近，t=0时刻S₂振动方向沿z轴负方向，所以（0.8m，0）处的质点开始振动方向沿z轴负方向，故A正确；B．若在xoy平面内第一象限曲线上的点振动减弱，当抛物线上点的x轴坐标在对称轴右侧时，且两波起振方向相反，则波程差其中n=0为对称轴上的点，在对称轴右侧有2个点符合条件，根据对称性，在对称轴左侧也有2个点符合条件，所以两列波相遇后，在xoy平面内第一象限曲线上共有5个振动加强的质点，故B正确；C．由图知，周期T=0.2s两列波波长均为λ=vT=0.4m抛物线如图，S1、S2到第一象限抛物线上点的距离最大值刚好是1.2m，所以两波源到抛物线上点的波程差小于等于1m。若在xoy平面内第一象限曲线上的点振动加强，当抛物线上点的x轴坐标在对称轴右侧时，且两波起振方向相反，则波程差其中n=0为x轴上的点，则可知在对称轴右侧2个点符合条件，根据对称性，在对称轴左侧也有2个点符合条件，所以两列波相遇后，在xoy平面内第一象限曲线上共有4个振动加强的质点，故C错误；D．两列波振幅均为，t=0时刻两列波振动方向相反则M点为振动加强点，M点振动方程为z=2Asin（ωt）=40sin（10πt）cm故D正确。故选ABD。11.（1）（2）在温度不变的情况下，一定质量封闭气体的压强与体积成反比（或者在温度不变的情况下，一定质量封闭气体的压强与体积的倒数成正比）。（3）1（4）减小降低【详解】（1）若在某次实验中所挂钩码个数为3，由平衡得得平衡后空气柱中的压强为（2）图像为倾斜直线，说明在等温情况下，一定质量封闭气体的压强与体积成反比。（或者温度不变的情况下，一定质量封闭气体的压强与体积的倒数成正比）。（3）未挂钩码时，根据平衡条件由等温变化又得所挂钩码个数为解得n=112.（1）11.50（2）（3）【详解】（2）小球a从最高点下落，由机械能守恒得解得（3）小球a从碰后的速度为v1，由机械能守恒得解小球b从碰后的速度为v2，小球b碰后以v2的初速度做平抛运动，水平方向上有，由题知，，解得13.（1）；（2）（1）因为B恰