2022-2023学年湖北省孝感市新高考联考协作体高二上学期9月联考物理试题（解析版）

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2022年湖北省孝感新高考联考协作体9月考试高二物理试卷一、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题只有一项是符合题目要求的。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. 下列说法正确的是（　　）A. 闭合电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方B. 电阻率都随温度的降低而减小C. 闭合电路中，电流越大，电源的路端电压就越大D. 电动势与内、外电路的电阻无关【答案】D【解析】【详解】A．在闭合电路的外电路中，电流总是从电势高的地方流向电势低的地方，而在内电路中，电流总是从电势低的地方流向电势高的地方，故A错误；B．金属材料的电阻率都随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率随温度的升高而减小，故B错误；C．闭合电路中，电流越大，内电压越大，则电源的路端电压就越小，故C错误；D．电动势是由电源本身的性质决定的，与内、外电路的电阻无关，故D正确。故选D。2. 下列现象属于电磁感应现象的是（　　）A. 通电导线周围和永磁体周围都存在磁场B. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流C. 一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性D. 通电导线在磁场中受到力的作用【答案】B【解析】【详解】A．通电导线周围存在磁场，这是电流的磁效应；永磁体周围都存在磁场，这是磁体本身具有的特征。故A错误；B．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这是电磁感应现象。故B正确；C．一些物体在磁体或电流的作用下会显现磁性，这是物体被磁化，不是电磁感应现象。故C错误；D．通电导线在磁场中受到力的作用不是电磁感应现象。故D错误。故选B。3. 2022年2月5日，由任子威、武大靖、曲春雨、范可新和张雨婷组成的中国队获得短道速滑混合团体2000米接力比赛冠军，这是中国代表团在北京冬奥会上夺得的首枚金牌。短道速滑的接力与田径比赛的接力不同，运动员只需要在到达接力地点的时候推送下一个队友出发就是完成了接力。决赛中，“接棒”的任子威在“交棒”的曲春雨前面滑行，任子威的体重比曲春雨重，当追上时，曲春雨猛推任子威一把，使任子威获得更大的速度向前滑行，如图所示。在曲春雨用力推任子威的过程中，不计冰面阻力和空气阻力，下列说法正确的是（　　）
 A. 任子威的速度增加量小于曲春雨的速度减少量B. 任子威的动量增加量大于曲春雨的动量减少量C. 曲春雨对任子威的作用力小于任子威对曲春雨的作用力D. 任子威受到推力的冲量大于曲春雨受到推力的冲量【答案】A【解析】【详解】AB．在曲春雨推任子威的过程中，二者组成的系统动量守恒，则变形得由题可知则即任子威的速度增加量小于曲春雨的速度减小量，但任子威的动量增加量等于曲春雨的动量减少量，故A正确，B错误；CD．曲春雨对任子威的作用力与任子威对曲春雨的作用力大小相等、方向相反，是一对相互作用力，所以这两个力的冲量大小相等，方向相反，故CD错误。故选A。4. 北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（　　）
 A. 夏至时地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积最大B. 从冬至到春分的运行时间等于从春分到夏至的运行时间C. 太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上D. 若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同【答案】C【解析】【详解】A．由开普勒第二定律可知地球与太阳的连线在单位时间内扫过的面积都相等，故A错误；B．地球经历春夏秋冬由图可知是逆时针方向运行，冬至为近日点，运行速度最大，夏至为远日点，运行速度最小；所以从冬至到春分的运行时间小于从春分到夏至的运行时间，故B错误；C．根据开普勒第一定律可知，太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，故C正确；D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值是相同的，故D错误。故选C5. 小明为了更好的体验超重与失重现象，他在电梯中用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯匀加速上升时测力计读数为，匀减速上升时读数为。若电梯加速和减速过程的加速度的大小是相同的，则电梯做匀加速运动时的加速度大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】电梯匀加速上升时，由牛顿第二定律得匀减速上升时，由牛顿第二定律得联立解得故ACD错误，B正确。故选B6. 如图为某种水轮机的示意图，水平管出水口的水流速度恒定为，当水流冲击到水轮机上某挡板时，水流的速度方向刚好与该挡板垂直，该挡板的延长线过水轮机的转轴O，且与水平方向的夹角为30°。当水轮机圆盘稳定转动后，挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的四分之三。忽略挡板的大小，不计空气阻力，若水轮机圆盘的半径为R，则水轮机圆盘稳定转动的角速度大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】水从管口流出后做平抛运动，设水流到达轮子边缘的速度大小为v，如图则稳定转动后，挡板的线速度恰为冲击该挡板的水流速度的四分之三，即挡板的线速度为根据可得角速度故选D。7. 如图甲所示为某机场利用水平传送带传送行李箱（行李箱视为质点）的简化原理图，工作人员在A处每间隔将行李箱无初速放到传送带上，已知传送带以恒定速率顺时针运行，A、B两处的距离，行李箱与传送带之间的动摩擦因数，取。如图乙为该情景中某物理量随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）
 A. 图乙可能是某个行李箱的加速度随时间变化的图像B. 图乙可能是摩擦力对某个行李箱做的功随时间变化的图像C. 相邻行李箱之间的最大距离为2mD. 在B端有行李到达后，每10s有五件行李到达B端【答案】C【解析】【详解】A．行李箱在0~2s内做匀加速直线运动，加速度随时间变化的图像是一条平行于t轴的线段，故A错误；B．行李箱在2~6s内不受摩擦力，摩擦力做功为零，故B错误；C．图乙为该情景中速度随时间变化的图像，后一行李箱刚匀速运动时，与前一行李箱的距离最大，由图像容易求得故C正确；D．行李箱刚放上皮带时与前方行李箱有最小距离为所有行李箱运动规律相同，只是时间上依次落后，则在B端有行李到达后每10s有十件行李箱到达，故D错误。故选C。8. 我国运动员王铮在今年举办的东京奥运会女子链球决赛中成功拿下一枚银牌，这是中国女子链球首次在奥运会上夺银。如图甲所示为王铮比赛瞬间的照片，若运动员在开始甩动链球时，可认为链球在水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，不计空气阻力，对此下列说法正确的是（　　）
 A. 链球球体受到重力及拉力共两个力的作用B. 链条与竖直方向的夹角越小，链条对球体施加的拉力越小C. 链条与竖直方向的夹角越大，链球做匀速圆周运动的角速度越大D. 若运动员此时松手，链球将沿松手时的速度方向做斜上抛运动【答案】ABC【解析】【详解】A．对球体进行受力分析，如图所示
 球体受到重力与链条的拉力，链球在水平面内做匀速圆周运动，由重力与拉力两个力的合力提供向心力，A正确；B．由分析有可知，链条与竖直方向的夹角越小，链条对球体施加的拉力越小，B正确；C．由分析有解得则链条与竖直方向夹角越大，链球做匀速圆周运动的角速度越大，C正确；D．运动员此时松手后，球仅仅受重力作用，链球将沿松手时的速度方向做平抛运动，D错误。故选ABC。9. 我国发射的“天问一号”火星探测器到达火星后开展了一系列复杂的变轨操作：2021年2月10日，探测器第一次到达近火点时被火星捕获，成功实现火星环绕，进入周期为10天的大椭圆轨道；2月15日，探测器第一次到达远火点时进行变轨，调整轨道平面与近火点高度，环火轨道变为经过火星南北两极的极轨；2月20日，探测器第二次到达近火点时进行轨道调整，进入周期为4天的调相轨道；2月24日，探测器第三次运行至近火点时顺利实施第三次近火制动，成功进入停泊轨道。极轨、调相轨道、停泊轨道在同一平面内。探测器在这四次变轨过程中（　　）A. 沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点的加速度方向相同B. 沿极轨到达近火点变轨进入调相轨道点火喷射的方向与运动方向相同C. 沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度不相等D. 大椭圆轨道半长轴与调相轨道半长轴的比值为【答案】ABD【解析】【详解】A．沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点时，都是火星对卫星的万有引力提供向心力，向心加速度方向都是指向火星中心，故A正确；B．沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道，即点火减速，使点火喷射的方向与运动方向相同。故B正确；C．根据可知，同一点，向心速度相同，则沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等，故C错误；D．根据开普勒第三定律可得代入数据，，解得故D正确。故选ABD。10. 如图电路，电动势为E，内电阻为r，电压表与电流表均为理想电表。开关闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右滑动，下列说法正确的是（　　）A. R1、R2消耗的功率均变小B. R1消耗的功率变大，R2消耗的功率变小C. 电压表读数变大D. 电流表读数变大【答案】BC【解析】【详解】根据题图电路结构可知，开关闭合后，将滑动变阻器的滑动触头P逐渐向右滑动时，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，外电阻增大，则干路电流减小，路端电压增大，图中电压表测量的是路端电压，故读数变大；电流表测量干路电流，故读数变小；所以根据可知R2消耗的功率变小，R1消耗的功率又因干路电流减小，可知增大，所以R1消耗的功率增大。故选BC。11. 如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量为的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）A. B. 电场方向由A指向BC. 匀强电场的电场强度大小为1V/cmD. 经过圆周上的所有粒子，动能最大为14eV【答案】BD【解析】【详解】BC．根据题意可知到达B点的粒子动能与到达C点的粒子动能相等，所以B、C两点电势相等， BC连线为匀强电场的等势面，根据电场线与等势面相互垂直，且的粒子，从A点运动到B点动能增大，可知电场力做正功，粒子一定沿着电场线方向运动，由此可判断AB的方向就是该电场的电场强度方向，如图所示A、B间的电势差为根据几何关系可得电场强度为故C错误，B正确；A．因为可得故A错误；D．易知整个圆周上D点电势最低，则粒子运动到D点动能最大，根据由几何关系可得联立可得从A到D根据动能定理代入数据可得故D正确。故选BD。二、非选择题：本题共5小题，共56分。12. 用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒（图中滑轮为轻质滑轮）m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，打点计时器所用交流电的频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知m1=100g、m2=300g，（取g=9. 8m/s2）则：
 （1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有___________A.刻度尺                            B. 秒表C.0~12V直流电源                D. 0~12V的交流电源（2）在纸带上打下计数点5时的速度v5=___________m/s；结果保留3位有效数字（3）在打点0~5过程中系统动能的增加量___________J，系统势能的减少量___________J，由此得出的结论是___________（结果均保留3位有效数字）（4）若某同学作出图像如图丙所示，则根据图像求得得重力加速度g=___________m/s2【答案】    ①. AD    ②. 2. 40    ③. 1. 15    ④. 1. 18    ⑤. 在误差允许范围内，物体的机械能守恒    ⑥. 9. 6【解析】【分析】【详解】（1）[1]用刻度尺测量点迹之间的距离，打点计时器用交流电源，故选AD（2）[2]计数点间有4个点没有表出去，计数点间的时间间隔：T＝0.02×5＝0.1s做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第5个点时的速度为（3）[3][4][5]物体的初速度为零，所以动能的增加量为系统减少的重力势能则可认为在误差允许范围内，物体的机械能守恒（4）[6]由机械能守恒定律得则有所以图像的斜率解得：g＝9. 6m/s213. 某研究性学习小组在测量电池组的电动势和内电阻中，利用了如下实验器材：电压表，电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）：开关、导线若干.
 （1）用笔画代替导线，请将图1中器材连接成实验电路：______（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后逐次改变电阻箱接入电路的阻值R，读取与R对应的电压表的示数U，并画出了图线，如图2所示；（3）根据图2中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值E=______V.内电阻测量值r=______Ω.（保留3位有效数字）（4）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大.同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的输出功率P随外电阻R变化的关系，以及电池组的输出功率P随路端电压U变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图3所示的和图像.若已知甲电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是______（选填选项的字母）.
 【答案】    ①.     ②. 2.93V    ③.     ④. BC【解析】【详解】（1）[1]根据原理图连接对应的实物如图
 （3）[2]根据闭合电路欧姆定律有函数图像与纵轴的交点表示E，斜率表示r，则有电源电动势为[3]电源内阻为（4）[4]电源的输出功率为当R=r时，电源输出的功率最大，最大为已知甲电池组的内电阻较大，甲电池组的最大输出功率小，故B正确，A错误；根据当电压一定时，甲电池组的内电阻较大，甲电池组的最大输出功率小，故C正确，B错误。故选BC。14. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径R的1.5倍。已知地球表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，求：（1）地球的质量；（2）卫星绕地球转动的角速度；（3）卫星所在处的重力加速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力得地球质量（2）根据万有引力提供向心力，有联立可得卫星绕地球转动的角速度（3）在轨道半径为处，仍有万有引力等于重力，即联立解得卫星所在处的重力加速度大小15. 如图所示，两金属板A、B水平放置，间距为3d。距离A下方2d处有一水平放置的金属网G，A、B、G的尺寸相同，G接地，A、B的电势均为。今有一带电粒子从金属网G的左侧正上方P点以初速度水平射入电场，P点到G的距离为d。粒子穿越金属网过程中与金属网不接触，已知带电粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），粒子重力忽略不计。求：（1）粒子第一次到达G所需的时间t；（2）粒子穿过G后距B板的最近距离y；（3）若粒子恰好沿水平方向飞离电场，求金属板的长度L。【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）粒子在竖直方向做匀加速直线运动，第一次到达G所需的时间为t，则有联立解得，（2）粒子穿过G板时的竖直方向的速度为粒子穿过G后，粒子的加速为则粒子穿过G后，粒子在竖直方向做匀减速直线运动，速度减为0所用时间为因为则所以粒子穿过G后距B板的最近距离（3）若粒子恰好沿水平方向飞离电场，即粒子在竖直方向速度为0，粒子在竖直方向先做匀加速运动t加速到v，后做匀减速运动 减到0，再接着反向加速 加到v，然后减速运动t减到0，竖直方向可能做周期性这种运动下去，但是水平方向一直做匀速直线运动，则粒子恰好沿水平方向飞离电场的时间为， 金属板的长度为，16. 一边长为L=1m的正方体固定在水平地面上，两个可视为质点的小球A、B通过长为2L的轻绳连接，小球B锁定在图示位置，A的质量为，B的质量为。现解除对B的锁定，立即对A施加一竖直向下的瞬时冲量I，使A立即获得速度。经过极短时间，A和B速度大小相等，当A撞击到地面时与地面牢固粘连。已知在B运动的过程中轻绳一直没有断裂。不计一切摩擦，重力加速度大小为。（1）从A获得速度开始至A、B速度大小相等的过程中，求A、B及轻绳组成的系统损失的机械能；（2）求B球到达其轨迹最高点时的速度大小；（3）B球越过最高点后继续运动，当轻绳再次绷直时，求轻绳与水平面的夹角。
 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）轻绳绷紧瞬间，A、B及轻绳组成的系统内力远大于外力，动量守恒，此时A、B速度大小相等（设为v1），根据动量守恒定律有解得A、B及轻绳组成的系统损失的机械能为（2）设A落地前瞬间二者共同速度大小为v2，此时A下降了L，B上升了L，根据动能定理有联立解得A落地后瞬间，B刚好运动至正方体端点，且具有竖直向上的速度，由于A与地面粘连，所以B将做半径为L的圆周运动。假设B能够沿圆弧运动至最高点，且此时速度大小为v3，根据动能定理有解得 设B能够通过圆弧最高点的最小速度为vmin，根据牛顿第二定律有解得所以假设成立，即B到达其轨迹最高点时的速度大小为。（3）假设B越过最高点后能以半径2L做圆周运动，则在最高点时其所需向心力大小为所以假设不成立。则B越过最高点后将做平抛运动，设轻绳再次绷直时与水平面的夹角为θ，根据平抛运动规律有联立解得