湖北省部分高中联考协作体2022-2023学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

2023年春季湖北省部分高中联考协作体期中考试

高二物理试卷

考试时间：2023年4月12日10：30～11：45试卷满分：100分

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的学校、考号、班级、姓名等填写在答题卡上，

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选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答在试题卷、草稿纸上无效。

3.填空题和解答题的作答：用0.5毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，答在试题卷、草稿纸上无效。

4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试题卷和答题卡一并交回，

第Ⅰ卷选择题（共44分）

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. 首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（　　）

A. 法拉第 B. 赫兹 C. 安培 D. 奥斯特

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹，故选B。

2. 右图是用显微镜观察布朗运动时记录的图像，则关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）

A. 液体分子的无规则运动是布朗运动 B. 温度越高，布朗运动越明显

C. 悬浮微粒的大小对布朗运动无影响 D. 右图为悬浮微粒在这一段时间内的运动轨迹

【答案】B

【解析】

【详解】A．液体中悬浮微粒的运动是布朗运动，间接反映液体分子的无规则运动，A错误；

B．温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动越明显，B正确；

C．悬浮微粒越小，液体分子对其撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，C错误；

D．题图的折线是每个一定时间悬浮微粒所在位置的连线图，不是悬浮微粒的运动轨迹，D错误。

故选B

3. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，则从r2→r1，下列说法正确的是（　　）

A. 分子间引力、斥力都在减小

B. 分子力的大小一直增大

C. 分子势能一直在增大

D. 分子动能先增大后减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．仅考虑这两个分子间的作用，则从r=r2到r=r1，分子间引力、斥力都在增大，故A错误；

B．由图可知，从r=r2到r=r1，分子力大小先增大后减小到零然后再反向增大，故B错误；

CD．从r=r2到r=r1，分子力先做正功后做负功，所以分子势能先减小后增大，动能先增大后减小，故C错误，D正确。

故选D。

4. 如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向垂直纸面向里，通过c导线的电流方向垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且，则c导线受到的安培力方向（　　）

A. 沿ac向下 B. 沿ac向上 C. 垂直ac向右 D. 垂直ac向左

【答案】A

【解析】

【详解】同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，则b对c的磁场力方向沿bc向外，d对c的磁场力方向沿dc向外，根据平行四边形定则知，c受到的磁场力方向竖直向下，即沿ac连线向外。

故选A。

5. 质量为m、电荷量为q的小物块，从倾角为θ的粗糙绝缘斜面上由静止下滑，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。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下面说法正确的是（　　）

A. 小物块一定带正电荷

B. 小物块在斜面上运动时做匀减速直线运动

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. 小物块在斜面上下滑过程中，当小球对斜面压力为零时速率为

【答案】C

【解析】

【分析】

【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：小滑块带负电，故A错误；

BC．在向下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D错误。

故选C。

6. 如图甲所示，水平桌面上固定着一根绝缘的长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线静止放在桌面上。当长直导线中的电流按图乙所示的规律变化时（图甲中电流所示的方向为正方向），则（　　）

A. 到时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左

B. 到时间内，线框内电流的方向为abcda，线框受力向左

C. 在时刻，线框内电流的方向为abcda，线框受力向右

D. 在时刻，线框内电流最大，线框受力最大

【答案】A

【解析】

【详解】A．到时间内，直导线中电流方向向上，根据安培定则可知，根据楞次定律可知线框位置处的磁场方向垂直纸面向里，直导线中电流减小，穿过线框的磁通量减小，线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向也垂直纸面向里，根据安培定则，可知线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对ad边的安培力向左，对bc边的安培力向右，对ab边的安培力向上，对cd边的安培力向下，根据直导线产生的磁场分布可知，ab与cd边所受安培力的合力为0，ad边的安培力大于bc边的安培力，则线框受力向左，A正确；

B．到时间内，直导线中电流方向向下，根据安培定则可知，线框位置处的磁场方向垂直纸面向外，直导线中电流增大，穿过线框的磁通量增大，根据楞次定律可知线框中感应电流产生的磁场在线框内部方向垂直纸面向里，根据安培定则，可知线框内电流的方向为abcda，根据左手定则可知，直导线产生的磁场，对ad边的安培力向右，对bc边的安培力向左，对ab边的安培力向下，对cd边的安培力向上，根据直导线产生的磁场分布可知，ab与cd边所受安培力的合力为0，ad边的安培力大于bc边的安培力，则线框受力向右，B错误；

C．根据上述可知，在时刻，线框内电流的方向为abcda，由于此时刻直导线中电流为0，则此时刻直导线没有产生磁场，即线框没有受到安培力作用，C错误；

D．在时刻，根据图像可知。图线在该时刻切线的斜率为0，即电流的变化率为0，则磁感应强度的变化率为0，根据法律的电磁感应定律可知，此时刻线框中的电流为0，线框受到的安培力为0，D错误。

故选A。

7. 如图所示，MNQP是边长为L和2L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若时左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】内是线框的左边框由PQ向左进入磁场，根据右手定则知感应电流为顺时针（负），而切割磁感线的有效长度随着水平位移而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；

内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为逆时针（正），两边的有效长度之和等于L，则电流大小恒定。

故选D。

8. 传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输乃至家庭生活等多种领域。如图所示为三种电容式传感器。下列说法正确的是（　　）

A. 图甲是测定液面高度h的传感器，液面高度h发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化

B. 图乙是测定压力的传感器，压力发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化

C. 图丙是测定角度的传感器，角度发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化

D. 三个图中传感器都是通过改变两电极之间的正对面积来改变电容的

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．题图甲中液面高度h发生变化时，两个电极间的正对面积发生了变化，从而使电容发生变化，故A错误；

B．题图乙中当待测压力作用在可动电极上且发生变化时，两电极之间的距离发生变化，从而使电容发生变化，故B正确；

C．题图丙中当角度发生变化时，两电极之间的正对面积发生变化，从而使电容发生变化，故C正确；

D．因为题图乙是通过改变两电极之间的距离来改变电容的，故D错误。

故选BC。

9. 如图甲所示的电路中理想变压器原副线圈匝数比为，电流表、电压表均为理想交流电表，R、L和D分别是光敏电阻（其阻值随光强增大而减小）、理想线圈和灯泡。原线圈接入图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是（　　）

A. 该交变电流的方向每秒改变50次 B. 在s时，电压表的示数为20V

C. 有光照射电阻R时，灯泡D变亮 D. 抽出线圈L中的铁芯，电流表的示数减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由题图乙可知，交变电流的周期为，频率为50Hz，则该交变电流的方向每秒改变100次，A错误；

B．电压表的示数为变压器副线圈两端电压的有效值，原线圈中电压的有效值为200V，由理想变压器的电压关系可知，电压表的示数为20V，B正确；

C．当有光照射电阻R时，其阻值减小，即负载电阻的阻值减小，输出电流增大，灯泡D变亮，C正确；

D．抽出线圈L中的铁芯，线圈的自感系数减小，对交变电流的阻碍作用（感抗）减小，副线圈中电流增大，故原线圈中电流增大，电流表示数增大，D错误。

故选BC。

10. 如图所示，甲是质谱仪的示意图，乙是回旋加速器的原理图，丙是阻尼摆的示意图，丁是研究自感现象的电路图，下列说法正确的是（　　）

A. 质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素

B. 回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大

C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D. 丁图中，开关S断开瞬间，灯泡A一定会突然闪亮一下

【答案】AC

【解析】

【详解】A．甲图是质谱仪，用来测定带电粒子比荷的装置，可以用来研究同位素，故A正确；

B．设D形盒的半径为R，当粒子圆周运动的半径等于R时，获得的动能最大，由

则最大动能为

由此可知，最大动能与加速电压无关，则带电粒子最后获得的速度与加速电压无关，故B错误；

C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确；

D．开关断开瞬间，由于线圈对电流有阻碍作用，通过线圈的电流会通过灯泡A，所以灯泡A不会立即熄灭。若断开开关前，通过电感的电流大于灯泡的电流，断开开关后，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭；若断开开关前，通过电感的电流小于等于灯泡的电流，断开开关后，灯泡不会闪亮一下，故D错误。

故选AC。

11. 如图所示，半径为的圆形区域中有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度，一比荷为的带正电粒子从圆形磁场边界上的点以的速度垂直直径射入磁场，恰好从点射出，且，下列选项正确的是（　　）

A. 粒子在磁场中运动的轨迹半径为

B. 粒子从点射出方向竖直向下

C. 若粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射，一定从点射出

D. 若要实现带电粒子从点入射，从点出射，则所加圆形磁场的最小面积可调整为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力可得

解得

A正确；

BD．如图所示，连接两点

由单边磁场的特点可知，入射方向与的夹角等于出射方向与的夹角，故粒子从点射出方向不是竖直向下的，若要实现带电粒子从点入射，从点出射，则所加圆形磁场的直径为时对应的面积最小，最小面积为

B错误，D正确；

C．如图所示

若粒子改为从圆形磁场边界上的点以相同的速度入射，入射方向与垂直，由上分析可知，四边形是个菱形，对边互相平行，竖直向下，由此可知，粒子一定从点射出，C正确。

故选AC。

第Ⅱ卷非选择题（共56分）

二、实验题（本题共2小题，共计16分，请把结果填在答题卡相应的位置。）

12. 某同学在“研究电磁感应现象”的实验中，如图所示，首先按图甲接线，用来查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系，然后再依次按图乙将电流表与A线圈连成一个闭合回路，按图丙将电流表与导体棒ab连成闭合回路。在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：

（1）在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中电流表的指针将___________偏转，磁体放在A中不动时，电流表的指针将___________偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）；

（2）在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将___________偏转；导体棒ab向上移动过程中，电流表的指针将___________偏转（选填“向左”、“向右”或“不发生”）。

【答案】    ①. 向左    ②. 不发生    ③. 向右    ④. 不发生

【解析】

【详解】（1）[1]当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则此时电流表的指针将向左偏转。

[2]磁体放在A中不动时，A中磁通量不变，不产生感应电流，所以电流表的指针不发生偏转。

（2）[3]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则此时电流表的指针将向右偏转。

[4]导体棒ab向上移动过程中，不切割磁感线，感应电流为零，电流表的指针将不发生偏转。

13. 某实验小组用“油膜法”实验估测油酸分子的大小。他们先取纯油酸溶于酒精中，制成了体积分数为油酸酒精溶液。用滴管从该溶液中取50滴滴入量筒中测得其体积为2 mL，取一滴该溶液滴入盛有适量水的浅盘中，将一边长为1 cm的正方形小格的玻璃板水平放在水槽上，在玻璃板描绘出散开的油膜轮廓如图所示。该油膜面积为S=_______cm2，由此可以估算油酸的分子直径约为d=_________m（该空结果保留一位有效数字）。

【答案】    ①. 58    ②.

【解析】

【详解】[1]由图示可知，油膜所占坐标纸的格数为58个，则油膜的面积为

[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为

油分子的直径为

代入数据，可得

三、解答题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）

14. 如图，一足够长粗细均匀的玻璃管，开口向上，竖直放置．在玻璃管内，由长为h＝15cm的水银柱封闭了一段空气柱．空气柱的长度l1＝30cm，气体温度t＝27℃．（大气压强p0＝75cmHg）

（1）用热力学温标表示气体的温度T．

（2）求玻璃管内气体的压强p1．

（3）缓慢地将玻璃管转至水平，求空气柱的长度l2．

【答案】（1）T＝300K     （2）p1＝90cmHg    （3）l2＝36cm   

【解析】

【详解】试题分析：根据公式T=t+273表示热力学温度；被封闭的气体的压强为大气压强与水银柱产生的压强之和；将玻璃管再转到水平位置，气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式，分析末状态的状态参量，列方程可求管内气体的长度．

（1）热力学温度：T=t+273=（27+273）K=300K
（2）玻璃管内气体压强为：p1=p0+ph=（75+15）cmHg=90cmHg
（3）缓慢地将玻璃管转至水平，玻璃管内气体等温变化，管内气体压强为：p2=p0=75cmHg
由玻意耳定律p1V1=p2V2

可得：p1l1S=p2l2S
其中S为玻璃管横截面积，代入数据得到：l2=36cm

点睛：本题主要考查了气体的状态方程的应用，解题的关键是分析清楚气体变化的过程，确定气体的状态，分析状态参量，利用对应的气体状态方程进行求解．确定被封闭气体的压强是重点．

15. 如图所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来电子入射方向的夹角是，求：

(1)电子运动的轨迹半径；

(2)电子的质量；

(3)电子穿过磁场的时间。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)电子运动轨迹如图所示

由几何知识得

(2)由牛顿第二定律得

解得

(3)电子做圆周运动的周期

电子在磁场中的运动时间

16. 如图所示，两根足够长、电阻不计且相距m的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上，顶端接有一盏额定电压为V的小灯泡（电阻恒定），两导轨间有一磁感应强度大小为T、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。今将一根长为L、质量kg、电阻Ω的金属棒垂直于导轨放置，在顶端附近无初速度释放，金属棒与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数。已知金属棒下滑m后速度稳定，且此时小灯泡恰能正常发光，重力加速度g取，，。求：

（1）金属棒稳定下滑时的速度大小；

（2）从开始下滑到稳定过程中，流过灯泡的电荷量；

（3）金属棒从开始下滑到稳定过程中，金属棒产生的焦耳热。

【答案】（1）v=4m/s；（2）q=0.6C；（3）Q=0.08J

【解析】

【详解】（1）设金属棒稳定下滑时速度为v，回路中的电流为I，由平衡条件得

由闭合电路欧姆定律得

感应电动势

联立解得

（2）设灯泡的电阻为R，稳定时

解得

可知

（3）金属程从开始下滑到稳定过程中，由能量守恒定律得

解得

则金属棒产生的焦耳热为