2021-2022学年湖北省重点中学高二（下）3月联考物理试题

湖北省重点中学高二年级3月联考物理试卷本试卷共6页，16题。全卷满分100分，考试用时75分钟。★祝考试顺利★注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域无效。3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域无效。4.考试结束后，请将答题卡上交。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.物理学的发展史丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，下列叙述中符合物理学史实的是（）A.奥斯特从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在B.牛顿发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善C.楞次在分析了许多实验事实后，总结出了楞次定律，用楞次定律可以判定感应电流方向D.赫兹观察到通电螺旋管外部磁场和条形磁铁的磁场很相似，由此受到启发，提出了著名的分子电流假说【1题答案】【答案】C【解析】【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在，故A错误；B．法拉第发现了电磁感应定律，使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，故B错误；C．楞次在分析了许多实验事实后，总结出了楞次定律，用楞次定律可以判定感应电流方向，故C正确；D．安培观察到通电螺旋管外部的磁场和条形磁铁的磁场很相似，由此受到启发，提出了著名的分子电流假说，故D错误。故选C。2.近几年，无线电能传输技术发展迅速，越来越多的智能手机开始配备无线充电功能，如图所示为手机无线充电的原理图，下列哪种装置的工作原理与其相同（）A.电磁炉 B.质谱仪C.速度选择器 D.回旋加速器【2题答案】【答案】A【解析】【详解】A．手机无线充电利用的是电磁感应原理，电磁炉利用了电磁感应原理，故A正确；BD．质谱仪和回旋加速器利用了电场中加速磁场中偏转的原理，故BD错误；C．速度选择器利用了带电粒子在复合场中的运动，故C错误。故选A。3.一列简谐横波在轴上传播，某时刻波形图如图甲所示，图中是处的质点，是处的质点，从该时刻开始计时，质点的振动图象如图乙所示，则下列说法正确的是（）A.该波一定沿轴正方向传播B.该波一定沿轴负方向传播C.该波可能沿轴正方向传播，也可能沿轴负方向传播D.经过，质点通过的路程是【3题答案】【答案】B【解析】【详解】ABC．质点处于平衡位置，向上振动，根据同侧法可知，该波一定沿轴负方向传播，故AC错误，B正确；D．经过为一个周期，质点通过的路程为8m，故D错误。故选B。4.如图所示，、是两个完全相同的灯泡，其额定电压均为，图中电源电动势，其内阻不计，是具有单向导电性的理想二极管，是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。则下列说法正确的是（）A.电键闭合瞬间，、同时逐渐变亮B.电键闭合瞬间，逐渐变亮，不亮C.电键断开瞬间，、均立即熄灭D电键断开瞬间，立即熄灭，逐渐熄灭【4题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．闭合开关，二极管接反向电压，因此A灯不亮，线圈电流在逐渐增大，因此B灯逐渐变亮，故A错误，B正确；CD．断开瞬间，B灯立即熄灭，A灯与线圈构成回路，先闪亮再逐渐熄灭，故CD错误。故选B。5.如图所示，半径为的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。两个质子、沿平行于直径的方向从圆周上同一点射入磁场区域，点与间的距离为，质子、入射的速度大小之比为，是垂直的直径。质子恰好从点射出磁场，不计质子的重力和质子间的作用力。则（）A.、在磁场中运动的轨道半径之比为B.、在磁场中运动的轨迹长度之比为C.、在磁场中运动周期之比为D.、在磁场中运动的时间之比为【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据可知因此轨道半径之比为，，故A错误；B．如图由几何关系可知，、转过的角度分别为和，根据弧长公式可知、在磁场中运动的轨迹长度之比为，故B错误；C．根据可知、在磁场中运动的周期之比为，故C错误；D．根据可知、在磁场中运动的时间之比为，故D正确。故选D。6.如图所示，将一具有绝缘层的导线扭成由两个相同菱形组成的“8”字型闭合导线框abcdefa（ab与de交叉点之间绝缘），在线框右侧有一宽度为d的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，fc连线与磁场边界垂直且，现让线框由图示位置以速度v沿fc连线方向匀速向右运动并穿过磁场，线框中电流方向以abcdef流向为正，以c点刚进入磁场为计时起点，则以下能正确反应线框中电流随时间变化规律的是（）

A. B.C. D.【6题答案】【答案】C【解析】【详解】AD．根据楞次定律，第一个菱形进入磁场的过程中，感应电流的方向为bcd，第二个菱形出磁场的过程中，感应电流的方向为efa，这两个过程感应电流的方向正值，AD错误；BC．当ab和de同时在磁场中切割磁感线时，根据右手定则，感应电流的方向是b到a、e到d，电流方向为负值；当只有一个菱形在磁场中切割磁感线时有效长度的最大值为菱形的对角线，等于d，当ab和de同时在磁场中切割磁感线时，切割磁感线有效长度的最大值等于ab有效长度与de有效长度之和，等于2d，所以反向电流的大小等于正向电流大小的2倍；B错误，C正确。故选C。7.如图所示，质量为小车上有两个半径均为的半圆形轨道，、为轨道水平直径，初始时小车静止在光滑的水平地面上，现将质量为的小球从距点正上方高处由静止释放，小球由点沿切线进入轨道并能从点冲出，在空中上升的最大高度为，不计空气阻力。则下列说法正确的是（）A.小球和小车组成的系统动量守恒B.小球和小车组成的系统机械能守恒C.小球会落入轨道并从点离开小车D.小球第二次离开轨道在空中上升的最大高度满足：【7题答案】【答案】D【解析】【详解】A．小球和小车组成的系统合力不为0，动量不守恒，故A错误；BC．系统在水平方向不受外力，动量守恒，因此到达B点时，小车速度为0，小球速度方向竖直向上，小球不能进入CD轨道，又因为小球从点冲出，在空中上升的最大高度为，机械能减小，故BC错误；D．根据动能定理可知即第二次在轨道上小球速率小于第一次速率，因此圆弧面对小球支持力减小，即摩擦力减小，因此第二次在圆弧轨道上摩擦力做功小于第一次，因此第二次损失的机械能小于第一次损失的机械能，所以上升的最大高度故D正确。故选D。8.关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是（）A.机械波能发生干涉现象，光不会发生干涉现象B.多普勒效应是由于波源和观察者的相对运动而导致的C.肥皂膜在阳光下呈现彩色是光的衍射现象D.利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是横波【8题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．机械波和光均能发生干涉现象，故A错误；B．多普勒效应是由于波源和观察者的相对运动而导致的，故B正确；C．肥皂膜在阳光下呈现彩色是光的干涉现象，故C错误；D．利用偏振片可以观察到光的偏振现象，说明光是横波，故D正确；故选BD。9.如图所示为模拟远距离电能输送示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，用户负载，升压变压器原、副线圈匝数之比为，降压变压器原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压。变压器视为理想变压器，则（）A.此交流电频率为B.用户用电功率为C.变压器原线圈电流有效值为D.当负载增大时，发电机的输出功率增大【9题答案】【答案】BC【解析】【详解】A．此交流电频率为故A错误；B．降压变压器副线圈两端交变电压用户功率故B正确；C．根据用户端电流根据，可知故C正确；D．当负载增大时，负载电流减小，则发电机电流减小，因此发电机输出功率减小，故D错误。故选BC。10.在2022北京冬奥会上，中国运动健儿武大靖、范可新、曲春雨、任子威组成的团体在短道速滑项目混合团体接力决赛中夺得冠军，为中国代表团赢得了北京冬奥会的第一枚金牌。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员完成接力过程。忽略运动员与冰面之间的摩擦，交接棒过程中两运动员的速度均在同一直线上。下列关于交接棒过程的说法正确的是（）A.两运动员组成的系统动量守恒B.两运动员组成的系统机械能守恒C.两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零D.两运动员之间相互作用力做的总功一定等于零【10题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．忽略运动员与冰面之间的摩擦，则在交接棒过程中，合外力为零，系统动量守恒，故A正确；B．“交棒”运动员从后面追上并用力推前方“接棒”运动员，化学能转化为机械能，因此两运动员组成的系统机械能不守恒，故B错误；C．系统动量守恒，因此两运动员之间相互作用力的总冲量一定等于零，故C正确；D．两运动员相互作用时，相对地面的位移不一定相同，因此相互作用力做的总功不一定等于零，故D错误。故选AC。11.如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个边长不等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ，分别用相同材料，不同粗细的导线绕制而成（Ⅰ边长短、细导线）。两线圈的下边距磁场上边界高度相同，同时由静止释放，下落过程中，线圈没有发生转动。设两线圈下边到达地面时的速度大小分别为、，在空中运动时间分别为、产生的焦耳热分别为、。通过线框某截面的电荷量分别为、。不计空气阻力，则下列判断正确的是（）A. B. C. D.【11题答案】【答案】BCD【解析】【详解】AB．线框电阻其中ρ为材料的电阻率，l为线圈的边长，S为导线的横截面积线框质量其中ρ0为材料的密度，设线框释放时离的高度为h，根据机械能守恒定律有可知，到达磁场上边界是速度v相同，则线框受到的安培力线框刚进入磁场时加速度经上式分析得知，线圈Ⅰ和Ⅱ进入磁场的过程先同步运动，由于当Ⅰ线圈刚好全部进入磁场中时，Ⅱ线圈由于边长较长还没有全部进入磁场。Ⅰ线圈完全进入磁场后做加速度为g的匀加速运动，而Ⅱ线圈仍先做加速度小于g的变加速运动，再做加速度为g的匀加速运动，所以落地速度v1>v2，运动时间关系为t1<t2，故A错误，B正确；C．设线框释放时离的高度为H，根据能量守恒有因为I的质量小，落地速度大，所以故C正确；D．根据因I的边长小，横截面积小，所以有故D正确故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12.霍尔效应是电磁基本现象之一，我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展。如图甲所示，在一矩形半导体薄片的、间通入电流，同时外加与薄片垂直的磁场，在、间出现电压，这个现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，且满足，式中为薄片的厚度，为霍尔系数。某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数。（1）若该半导体材料是空穴（可视为带正电粒子）导电，电流与磁场方向如图甲所示，该同学用电压表测量时，应将电压表的“”接线柱与___________（填“”或“”）端通过导线相连；（2）该同学查阅资料发现，使半导体薄片中的电流反向再次测量，取两个方向测量的平均值，可以减小霍尔系数的测量误差，为此该同学设计了如图乙所示的测量电路，、均为单刀双掷开关，虚线框内为半导体薄片（未画出）。为使电流从端流入，端流出，应将掷向___________（填“”或“”），掷向___________（填“”或“”）。【12题答案】【答案】①.②.b③.c【解析】【详解】（1）[1]根据左手定则可知，正电荷向M端偏转，所以电压表的“”接线柱与M端连接；（2）[2][3]为了使电流从Q端流入，P端流出，应该将掷向b，掷向c13.某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，设计了如下实验步骤：①用游标卡尺测量小球的直径；②用实验器材安装好装置；③用米尺测得悬点到小球上端摆线的长度；④将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，测得小球次全振动的时间为；⑤改变摆线长度，重复实验，测得多组数据。（1）在用游标卡尺测量小球直径时，示数如图所示，则读数为___________；（2）单摆悬挂在铁架台上，细线的上端悬挂方式正确的是图___________（选填“甲”或“乙”）；（3）根据上述实验操作，测得当地重力加速度的表达式为___________（用测出的物理量表示）；（4）若实验测得重力加速度大于当地实际重力加速度，则可能的原因有___________。A．误将当成摆长B．摆球的质量偏大C．摆球做圆锥摆运动D．开始计时时，秒表按下过晚【13题答案】【答案】①.1.98②.乙③.④.CD【解析】【详解】（1）[1]小卡尺读数为（2）[2]为了防止摆长变化，细线上端应该固定，故选乙；（3）[3]根据可知（4）[4]根据A．误将当成摆长，摆长偏小，重力加速度偏小，故A错误；B．与质量无关，故B错误；C．摆球做圆锥摆运动，有效摆长变小，导致偏大，故C正确；D．开始计时时，秒表按下过晚，周期偏小，故偏大，故D正确。14.人工锆石的折射率介于普通玻璃和钻石之间，通常用来代替钻石做成“物美价廉”的饰品。现有一块等腰三棱镜形状的人工锆石材料，如图所示。已知，，一束激光垂直于边由点入射，，在面上恰能发生全反射，并由面的点（图中未画出）射出，已知光在真空中的速度大小为，求：（1）该人工锆石的折射率；（2）光在该人工锆石中的传播速度大小；（3）激光在材料中由到的传播时间。【14题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）光路图如图所示有几何分析可知，全反射角为则（2）光在该人工锆石中的传播速度大小（3）根据几何关系可知所以所以运动时间15.如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨、水平固定，导轨间距为，垂直导轨的虚线两侧导轨所在空间区域存在着磁感应强度大小均为、方向相反的竖直匀强磁场，两长度均为、电阻均为、质量均为的金属导体棒甲、乙垂直导轨放在左右两侧，并与导轨保持良好接触，不计其他电阻。现将导体棒甲用外力控制使之固定不动，给导体棒乙一个瞬时冲量，使乙获得一个水平向右的初速度，求：（1）导体棒乙获得初速度时的加速度大小；（2）导体棒乙滑行的最大距离；（3）若当导体棒乙速度减为时突然撤去对甲控制的外力，求从此时到最终稳定的过程中系统总动量的变化？【15题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）导体棒受到的安培力感应电动势和感应电流为，所以加速度