2021湖北省重点高中智学联盟高二下学期5月联考物理试题含答案

湖北省重点高中智学联盟2022届高二年级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。

1.2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号M装置在成都建成并成功放电（如图），为本世纪中叶实现核聚变能应用的目标打下了坚实的基础。“人造太阳”装置中的核反应主要是一个氘核（H）与一个核（H）反应生成一个新核，同时放出一个中子，释放核能△E。已知真空中光速为c，下列说法正确的是（）

A.H核与H核是两种不同元素的原子核

B.一个H核与一个H核反应生成的新核中子数为3

C.H核的比结合能为

D.一个H核与一个H核反应过程中的质量亏损为

2.如图所示，一根不可伸长的轻绳一端系住小球，另一端固定在光滑直角斜劈顶端O点，轻绳与斜面平行，斜面底面水平。使小球和斜劈做下列运动:

①一起水平向左加速

②一起水平向右加速

③一起竖直向上加速

④一起竖直向下加速

⑤绕过O点的竖直轴一起匀速转动。

上述5种运动中，小球对斜面的压力可能为零的是（）

A.①②③  B.①④⑤  C.②③⑤  D.②④⑤

3.下列说法中正确的是（）

A.气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

B.破碎的玻璃不能重新拼接在一起是因为其分子间存在斥力作用

C.把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力

D.分子a从远处趋近固定不动的分子b，只受分子之间作用力，当a加速度为零时，a的分子势能也为零

4.如图，在直角三角形abc区域内有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。直角边ab上的O点有一粒子发射源，该发射源可以沿纸面与ab边垂直的方向发射速率不同的带电粒子。已知所有粒子在磁场

中运动的时间均相同，粒子比荷为，0a长为d，O长为3d，θ=30°，不计粒子的重力以及粒子间的相互作用，则（）

A.负电粒子的轨迹半径最大为

B.负电粒子运动的最大速度为

C.正电粒子的轨迹半径最大为

D.粒子在磁场中的运动时间为

5.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断正确的是（）

A.A→B过程温度升高，压强变大

B.B→C过程体积不变，压强变大

C.C→D过程体积变小，压强不变

D.C→D过程温度，压强变大

6.如图所示，边长为l的正方形四个顶点a、b、cd分别放置一个点电荷，M、N为db延长线上两点，MRN和MPN是由M到N的两条不同路径。a、b、c三处电荷的电荷量都为q（q>0），b处电荷受到的静电力为（k为静电力常量），方向由b指向N。则（）

A.d处电荷的电荷量为-q

B.正方形中心O处的电场方向从d指向b

C.M点的电势比N点的电势低

D.将一点电荷分别沿路径MRN和MPN由M移到N过程中，静电力做功不相等

7.如图甲，足够长的光滑斜面倾角为30°，t=0时质量为2kg的物块在沿斜面方向的力F作用下由静止开始运动，设沿斜面向上为力F的正方向，力F随时间t的变化关系如图乙。取物块的初始位置为零势能位置，重力加速度取10m/s2，则物块（）

A.在0～1s过程中机械能增加4J

B.在t=2s时动能为81J

C.在t=2s时机械能为-6J

D在3s时速度大小为14.5m/s

8.一列横波在t=0时刻的波形如图甲所示，M、N是介质中的两个质点，图乙是质点N的振动图像，则（）

A.该波沿x轴负方向传播

B.该波的波速为0.02m/s

C.质点M与N的速率总相等

D.质点M与N同时到达波峰

9.一个理想的自耦变压器左端接交变电流，电压随时间变化的关系为V，右端接入如图所示电路，两个灯泡的额定电压均为50V，两个电表均为理想交流电表，R为定值电阻，不计导线的电阻。当开关K断开时灯泡L1正常工作。则下列说法正确的是（）

A.此时变压器原、副线圈电流之比为5:22

B.当自耦变压器的可动端顺时针转动时，定值电阻消耗的功率减小

C.闭合开关K后，电压表示数变小，电流表示数变大

D.闭合开关K后，将自耦变压器的可动端沿顺时针方向转动可使灯泡正常工作

10.我国首次发射的火星探测器“天问一号”经过长达半年的航行，于2021年2月10日成功被火星引力捕获，绕火星赤道平面椭圆轨道1运行（如图所示）。了观测火星的南北极，2月15日探测器运行到轨道1的远火点，短时间内启动探测器上发动机，成功实施了轨道平面机动转移到与轨道1平面垂直的椭圆轨道2上运行。假设变轨前后两椭圆轨道的近火点P与远火点Q相同，远火点距离火星中心距离为r，探测器在远火点的速率为v，忽略探测器在Q点的变轨时间且变轨后发动机关闭，已知火星质量M，引力常量G，不考虑其他天体的影响。下列说法正确的是（）

A.变轨过程中探测器速度变化量大小为

B.变轨前后瞬间探测器的加速度不变

C.在远火点探测器稳定工作时

D.变轨过程中发动机对探测器不做功

11.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L、长为3L、质量为m、电阻为r的矩形属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L、在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为v，则下列判断正确的是（）

A.此时线框中电流方向为逆时针，电功率为

B.此过程中通过线框截面的电量为

C.此时线框的加速度大小为

D.此过程中线框克服安培力做的功为

二、非选择题:本题共5小题，共56分。

12.（6分）在研究匀变速直线运动规律的实验中，图示纸带记录的是小车的运动情况，A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.04s，电源铭牌显示该电源频率为50Hz（计算结果均保留两位有效数字）。

（1）下列说法正确的有___________（填选项代号）。

A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器出个

B.应先释放小车，后接通电源

C.电火花计时器应使用低压交流电源

D.打点计时器应放在长木板上有滑轮一端

（2）打纸带上D点时小车的瞬时速度大小为___________m/s。

（3）小车的加速度大小为____________m/s2.

（4）若电源实际频率低于50Hz，计算时仍按照50Hz计算，则加速度大小的测量值比真实值_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

13.（10分）某同学测量电动玩具电池的电动势和内电阻。

（1）如图1所示，将导线一端与O连接，另一端分在a、b两处试触，发现电压表的示数几乎不变，电流表的示数变化比较明显，为了减小实验误差，实验测量时应选择连接___________（选填“a”或“b”）点的电路；

（2）图1中，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最___________端（选填“左”或“右”）。

（3）图2是根据实验数据绘制的U-I图线，根据图线求得被测电池组的电动势E=_________V（结果保留三位有效数字），内阻r=___________Ω（结果保留两位有效数字）。

（4）上述实验电路由于电表内阻的影响而产生误差，电动势的测量值___________真实值，内阻的的测量值___________真实值（填写“大于”、“等于”、“小于”）。

14.（9分）一公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示为其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H=8m，在距观景平台右侧边缘正前方d=8m处有垂直湖面足够大的宣传布幕在P点左侧l=6m处湖上的Q点安装有一单色光光源（可视为点光源）.已知水对该单色光的折射率，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求:

（1）该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h；

（2）该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s（结果可用根号表示）.

15.（13分）如图所示，PQMN为固定在竖直面内的光滑轨道，PQ段倾斜，QM段水平，MN段为半圆形，各段轨道之间均平滑连接。现有可视为质点的三个物块A、B、C，其质量为mA=mB=1kg，mC=3kg。现将A从斜面PQ上距水平面高为h=0.8m处由静止释放，运动到水平面上与B发生弹性碰撞，之后B向右运动与水平面的C发生碰撞粘在一起，BC一起向前滑上半圆形道MN。假设每次碰撞时间极短，已知重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）B与C碰撞后的速度；

（2）要使BC在半圆形轨道上运动的过程中能通过N点，半径应满足的条件。

16.（18分）如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场区域Ⅰ，在第三象限内存在另一垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅱ，在第四象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场.一质量为m、电荷量为-q的粒子由坐标为（0，L）的P点以某一初v0速度进入磁场，速度方向与y轴负方向成60°角粒子沿垂直x轴方向进入第四象限的电场，经坐标为（0，-2L）的Q点第一次进入第三象限内的磁场区域Ⅱ，粒子重力不计.求:

（1）粒子的初速度v0大小；

（2）匀强电场的电场强度E大小；

（3）若粒子从电场进入磁场区域Ⅱ时做圆周运动的圆半径，求粒子从开始进入电场时刻到第二次进入电场时间间隔.

湖北省重点高中智学联盟2022届高二年级5月联考

物理试题参考答案

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、解析:H核与H核均为氢的同位素，故A错误；核反应方程为，新核为氦核，中子数为2，故B错误；由爱因斯坦质能方程△E=mc2可知该反应得到的能量不能计算H的比结合能，只能计算该反应的质量亏损，故D正确，C错误。

答案:D

2、解析:小球平衡时受力如图所示

向左加速时N可能为零；向右加速时N不能为零；竖直向上加速，T、N都不可能为零；向下加速加速度为g时，T、N均为零；绕过O点的竖直轴匀速转动时，向心力指向竖直轴，N可能为零，故B正确

答案:B

3、解析:由得，T升高，若同时V增大则P不一定增大，故A错误；当分子间距离r>10r0（r0的数量级为10-10m）时，分子引力和斥力几乎都减为零，故B错误；把两块纯净的铅压紧，使分子间距离减小到引力的作用效果，它们就会“粘”在一起，故C正确；a从远处运动到与b的作用力为零处时加速度为零，此过程中，分子力表现为引力，对a做正功，分子势能减小，取无穷远处分子势能为零，则此处的分子势能为负数，故D错误。

答案C

4、解析:由于所有粒子在磁场中运动时间均相同，则所有粒子均旋转半圈后从ab边出，周期，t，故D错误若粒子为正电荷，则如图所示，

最大半径时圆心在O1，半径的最大值满足d=3R，故C正确；若粒子为负电荷则如图所示，最大半径时圆心在O2，半径最大值满足d+r=2r，有r=d，此时，则AB错误。

答案C

5、解析:A→B为等压变化，温度升高；B→C为等容变化，温度降低，压强变小，C→D为等温变化，体积变小，压强变大，故D正确。

答案:D

6、解析:a对b，c对b的作用力均为，则ac对b的合力大小为，方向沿ON，而b处电荷受到的静电力为，故d对b的作用力大小为，方向沿NO，db距离为，故d处电荷的电荷量为-q，故A错误；由场强的叠加得正方形中心处的电场方向从b指向d，故B错误；根据电场分布的特点可知，M点的电势比N点的电势低，故C正确；将一点电荷分别沿路径MRN和MPN由M移到N过程中，静电力做功相等，故D不正确。

答案:C

7、解析:通过对物体受力分析可知，0～1s内t1=1s，F1=2N，方向沿斜面向上，F合1=mgsin30°-F1=8N，a1=4m/s2，，，F1做功W1=-F1x1=-4J，机械能减少4J，A错误；1～2s内t2=1s，F2=0，F合2=mgsin30°=10N，a2=5m/s2，v2=v1+a2t2=9m/s，动能为81J，B正确；从出发到2s末外力F做功为W1，机械能减少4J，C错误；2～3s内t3=1s，F3=3N，向沿斜面向下，F合3=mgsin30°+F3=13N，a3=6.5m/s2，v3=v2+a3t3=15.5m/s，D错误。

答案:B

8、解析:由甲图可知波长为4cm，由乙图可知周期为2s，且N向上运动，故该波向x轴正方向传播，波速为0.02m/s，M、N相隔半个波长，故速率总相同，一个为波峰时，另外一个一定为波谷，故正确答案为BC.

答案:BC

9、解析:R两端电压未知，副线圈电压为电压表示数与R两端电压之和不可求，A错误；当自耦变压器的可动端顺时针转动时，副线圈匝数变少，电压变小，电流变小，故定值电阻消耗的功率减小，B正确；闭合开关K，副线圈总电阻变小，原副线圈电压不变，则电流表示数变大，R分得的电压变大，电压表示数则变小，C正确；闭合开关K，灯泡两端电压变小，调节自耦变压器的可动端顺时针转动时，副线圈匝数变少，电压变小，灯泡两端电压变得更小，不可能使灯泡正常工作，D错误。

答案:BC

10、解析:探测器变轨前后速度方向垂直，大小相等，速度变化量大小为v，A正确；变轨前后探测器位置没有变化，所受万有引力没有变化，故加速度不变，B正确；探测器做椭圆运动，在远火点稳定工作时，C错误；探测器变轨前后速度不变，动能不变，故发动机对探测器不做功，D正确。

答案:ABD

11、解析:在图示位置线框产生的电动势，则，A正确；磁通量的变化，通过线框截面的电量为，B错误；，，C错误；由动能定理得，

，D正确。

答案:AD

12、解析:（1）实验基本操作释放小车前小车应靠近打点计时器，A正确；应先接通电源后释放小车，B错误；电火花计时器应使用220V交流电源，C错误；打点计时器应放在长木板无滑轮的一端，D错误。

答案为A

（2）AB=24.0mm，AC=52.0mm，AD=84.0mm，AE=120.0mm，CE=AE-AC，，代入数据计算得vD=0.85m/s.

（3），代入数据得a=2.5m/s2。

（4）实际频率偏小，实际周期偏大，但计算时代入的周期就偏小了，得到的加速度的测量值比真实值偏大。

（1）A（1分）

（2）vD=0.85m/s（2分）

（3）a=2.5m/s2（2分）

（4）偏大（1分）

13、解析:（1）通过试触结果表明，电压表示数几乎不变是因为电流表内阻很小，分压不明显；电流表示数变化比较明显是因为电压表分流明显。故将电流表接在干路上可以减少电压表分流带来的影响。应选择连接a点的电路。

（2）闭合开关前滑动变阻器应接入最大电阻所以滑片应该置于最左端。

（3）由U-图像得E=2.98V，图线斜率的绝对值表示内阻，故。

（4）由于电流表与电源连接，电流表与电源整体等效为电路的等效电源，电动势的测量值为等效电源电动势，与真实值相等；内阻测量值为等效电源内阻，等于电源内阻真实值与电流表内阻的和，故大于真实值。

答案:（1）a（2分）

（2）左（2分）

（3）2.80.48（0.48～0.50）（每空2分）

（4）等于   大于（每空1分）

14、（9分）解析:（1）发生折射如图所示

在直角三角形OPQ中H=8m，1=6m，则OQ=10m，sinr=0.6（1分）

由

得sini=0.8（2分）

由d=8m得OA=10m，AB=6m，即为h=6m（1分）

（2）光源在水面的光斑最远处为发生全反射的情况，如图所示

由

得sinC=，则（2分）

tanC=   （2分）

得（1分）

答案:（1）h=6m；（2）

15、解析:（1）A从斜面下滑到水平面的速度为vA，

  （1分）

A、B发生弹性碰撞，有  （2分）

（2分）

联立得vB=4m/s

B、C发生碰撞粘在一起  （2分）

得vC=1m/s  （1分）

（2）BC一起进入圆轨道要通过最高点，则在N点有最小速度vN  （2分）

  （2分）

由M到N有（2分）

得R=0.02m

即要BC能通过最高点，R≤0.02m  （1分）

答案:（1）vC=1m/s

（2）R≤0.02m

16、解析:（1）如图所示:

作vo的垂线交x轴于A点，由于粒子垂直x轴进入电场区域，故A点为圆周运动的圆心

由几何关系得R=2L  （1分）

过x轴进入电场的C点坐标为（L，0）

在磁场Ⅰ区域内有  （2分）

得（1分）

（2）进入电场做类平抛运动OC=L

OQ=2L

（2分）

（2分）

得  （1分）

（1分）

（3）在电场中沿电场方向的速度（1分）

则进入Ⅱ中磁场区域是的速度：

   （2分）

与y轴负方向夹角为θ，有

θ=45°（1分）

（2分）

（1分）

（1分）

答案:（1）

（2）

（3）