2022-2023学年湖北省重点高中高二上学期期末联考物理试题（解析版）

湖北重点高中2022-2023学年高二年级上学期期末联考

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. 下列描述物理现象正确的是（　　）

A. 电磁波在介质中传播的速度只与介质有关

B. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关

C. 验钞机检验钞票真伪体现了红外线的荧光作用

D. 导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流

【答案】B

【解析】

【详解】A．电磁波的传播速度在真空中达到最大，等于3×108m/s，而在其它介质中，电磁波的速度减小，故A错误；

B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与它的温度有关，故B正确；

C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用，故C错误；

D．闭合导体回路的磁通量发生变化时，导体回路中就一定产生感应电流，故D错误。

故选B。

2. 物理在科技和生活中有着广泛的应用，下列有关物理的应用说法不正确的是（　　）

A. 图甲中，开关S断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下

B. 图乙中，FAST射电望远镜是在无线电波段观测天体的

C. 图丙中，农林喷灌装置能够一边喷水一边旋转是利用了反冲原理

D. 图丁中，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来是利用了电磁阻尼

【答案】B

【解析】

【详解】A．图甲中，开关S断开前，电感线圈几乎将灯泡短路，灯泡不发光；开关S断开瞬间，电感线圈产生感应电动势给灯泡供电，灯泡发光，随着电感线圈的磁场能减小，感应电流减小，灯泡熄灭，所以开关S断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下，A正确，不符合题意；

B．图乙中，FAST射电望远镜发射的电磁波的波长比无线电波的短得多，B错误，符合题意；

C．图丙中，农林喷灌装置能够一边喷水一边旋转是利用了反冲原理，C正确，不符合题意；

D．图丁中，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘中产生感应电流，很快静止下来是利用了电磁阻尼，D正确，不符合题意。

故选B。

3. 如图所示，是一个弹簧振子的振动图像，则下列说法正确的是（　　）

A. 该小球位移随时间变化的关系式（cm）

B. 在2-3s时间内，小球的加速度和速度都在增大

C. 小球在100s时的位移

D. 前10s内小球通过的路程1m

【答案】A

【解析】

【详解】A．由图可知，小球的振幅和周期分别为

所以小球位移随时间的变化关系式为

故A正确；

B．在2~3s内小球由平衡位置向负方向运动，速度逐渐减小，但加速度不断增大，故B错误；

C．由于

所以小球处于平衡位置，其位移为零，故C错误；

D．由于

所以小球通过的路程为

故D错误。

故选A。

4. 三根平行的长直导线的截面如图所示，它们的电流大小都相同，方向垂直纸面向里，且。空间存在一匀强磁场，使得A点磁感应强度为0。则下列说法正确的是（　　）

A. 匀强磁场的方向由A指向D

B. 导线C在A点产生的磁感应强度大小为

C. 若仅改变C的电流方向，则A点的磁感应强度大小为

D. 若B、C、D的电流方向同时改变，则A点的磁感应强度依然为0

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由安培定则可知，三根通电直导线在A点上所产生的磁场方向，如图所示

直导线B、D在A点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，直导线C在A点产生的磁感应强度方向从A指向D。由于A点磁感应强度为0，则直导线C与匀强磁场的磁感应强度大小相等，方向相反，所以匀强磁场的方向由A指向B，故A错误，B正确；

C．若仅改变C电流方向，则C在A点产生的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相同，大小仍为，则A点的磁感应强度大小为，故C错误；

D．若B、C、D的电流方向同时改变，则它们在A点产生的磁感应强度方向均反向，直导线B、D在A点产生的磁感应强度大小相等，方向相反；C在A点产生的磁感应强度方向与匀强磁场的方向相同，大小仍为，则A点的磁感应强度大小为，故D错误。

故选B。

5. 2022年11月20日蹦床世锦赛在保加利亚结束，中国蹦床队夺得女子网上团体金牌。假设队员胡译乘的质量为50kg，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为0.8s，g=10m/s2规定竖直向下为正方向，则下列说法正确的是（　　）

A. 运动员与网刚分离时的动量为

B. 运动员与网接触的这段时间内动量的改变量为

C. 网对运动员的平均作用力大小1625N

D. 从自由下落开始到蹦回离水平网面5.0m高处这一过程中运动员所受重力的冲量900N·s

【答案】C

【解析】

【详解】A．设运动员与网刚分离时的速度大小为，则竖直向上运动的过程，有

解得

则运动员与网刚分离时的动量为

故A错误；

B．设运动员自由下落着网时的速度大小为，则

则运动员与网接触的这段时间内动量的改变量为

故B错误；

C．运动员与网接触的过程，由动量定理得

解得网对运动员的平均作用力大小为

故C正确；

D．从自由下落开始到蹦回离水平网面5.0m高处的过程中，有动量定理得

解得重力的冲量为

故D错误。

故选C。

6. 如图甲所示，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；导轨上放一质量、电阻的金属杆，导轨的电阻忽略不计。均匀磁场竖直向下，用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上，杆最终将做匀速运动。当改变拉力的大小时，最后匀速运动的速度v也会相应变化，且v与F的关系如图乙所示，重力加速度。则下列说法正确的是（　　）

A. 匀强磁场的磁感应强度

B. 杆与导轨间的动摩擦因数

C. 当，最后匀速运动时AB两点的电势差

D. 流过电阻R的电流方向为

【答案】B

【解析】

【详解】A．金属杆产生的感应电动势

感应电流

金属杆所受的安培力

由题意可知金属杆受拉力、安培力和阻力作用，匀速时，合力为零，即有

解得

从图线可以得到图线的斜率

即

将数据代入可解得

故A错误；

B．由图线得，当 时，，带入A项所得关系

解得

又

代入数据，解得

故B正确；

C．根据图线分析，当

时

则

最后匀速运动时AB两点的电势差

故C错误；

D．由右手定则可知，流过R的电流为，故D错误。

故选B。

7. 党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（　　）

A. 图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出A板是发电机的正极，且增大磁感应强度可以增大电路中的电流

B. 图乙是霍尔效应板的结构示意图，稳定时一定有中

C. 图丙是电磁流量计的示意图，在B、d一定时，流量Q反比于

D. 图丁是回旋加速器的示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速器D形盒的半径

【答案】D

【解析】

【详解】A．由左手定则可知，带正电的粒子向B板偏转，所以B板是发电机的正极，故A错误；

B．图乙霍尔元件中的载流子若为正电荷，由左手定则可知，正电荷向N端偏转，则

若载流子为负电荷，则负电荷向N端偏转，则

故B错误；

C．电荷通过电磁流量计时，有

污水的流量为

解得

在B、d一定时，流量Q正比于，故C错误；

D．设回旋加速器D形盒的半径为R，粒子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有

解得

粒子的最大动能为

由上式可知要使粒子获得的最大动能增大，可增大D形盒的半径，故D正确。

故选D。

8. 新高考考查方向之一是考查学生对物理基本概念和基本技能的掌握，引导教学回归课标和教材，下列是课本中的四幅图，有关说法正确的是（　　）

A. 甲图中地球表面的磁场竖直分量在南半球垂直于地面向下，在北半球垂直于地面向上

B. 乙图中为了减小涡流，利用相互绝缘硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯

C. 丙图为奥斯特发现电流磁效应的实验，图中的通电导线应沿东西方向放置

D. 丁图是仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象

【答案】BD

【解析】

【详解】A．甲图中地球表面的磁场竖直分量在南半球垂直于地面向上，在北半球垂直于地面向下，故A错误；

B．乙图中为了减小涡流，利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，故B正确；

C．丙图为奥斯特发现电流磁效应的实验，图中的通电导线应沿南北方向放置，故C错误；

D．丁图是仿古盥洗用的脸盆，用手摩擦盆耳，到一定节奏时会溅起水花，这是共振现象，故D正确。

故选BD。

9. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为；B为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为；C为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为、电荷量为的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（　　）

A. 粒子带负电 

B. 粒子进入速度选择器的速度

C. 速度选择器两板间电压 

D. 粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由图可知电粒子进入偏转分离器时受到的洛伦兹力向右，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；

B．粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得

解得粒子进入速度选择器的速度为

故B正确；

C．粒子在速度选择器运动过程，根据受力平衡可得

解得速度选择器两板间电压为

故C正确；

D．粒子在分离器中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得

解得

故D正确。

故选BCD。

10. 有一边长、质量的正方形导线框abcd，由高度处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，已知匀强磁场的磁感应强度为，匀强磁场区域的宽度也是l，g取10m/s2.则下列说法正确的是（　　）

A. 导线框的电阻

B. 线框进入匀强磁场的过程流过线框的电荷量

C. 线框穿越匀强磁场的过程产生的焦耳热

D. 线框穿越磁场的过程感应电流的方向和安培力的方向都没有变化

【答案】BC

【解析】

【详解】A．线框在磁场中做匀速运动，则

E=Blv

解得

R=0.2Ω

选项A错误；

B．线框进入匀强磁场的过程流过线框的电荷量

选项B正确；

C．线框穿越匀强磁场的过程产生的焦耳热

选项C正确；

D．线框进入磁场和出离磁场时感应电流的方向相反；穿越磁场的过程安培力的方向没有变化，总是竖直向上，选项D错误。

故选BC。

11. 如图所示，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为2m的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球，重力加速度为g。从开始释放C到A、B两木块恰好分离的过程，下列说法正确的是（   ）

A. A、B、C组成的系统动量守恒

B. 木块A、B运动的位移为

C. 球C运动到最低点时速度为

D. 若继续研究A、B分离后的运动，则球C向左摆动的最大高度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小球摆动过程，A、B、C系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，但竖直方向动量不守恒，A错误；

B．C球由静止释放到最低点的过程中，系统水平方向动量守恒，设C对地向左水平位移大小为x1，AB对地水平水平位移大小为x2，则有

解得

B正确；

C．由题意可知，小球C摆至最低点时，设此时C球速度为v1，A、B同速度为v2，对ABC系统，水平方向动量守恒得

由系统能量守恒得

解得

C错误；

D．C球向左摆至最高点时，A、C共速，由水平方向动量守恒得

由AC系统能量守恒得

解得

D正确。

故选BD。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

12. 某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，装置如图甲所示。

（1）在用单摆测量重力加速度的实验中，下面的叙述哪些是正确的__________。

A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些

B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的

C．用刻度尺测量摆线的长度l，这就是单摆的摆长

D．释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期

（2）学习小组同学用游标卡尺测量球的直径，示数如图乙所示，则该摆球的直径d=___________mm。

（3）学习小组同学经测量得到摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=___________。

【答案】    ①. ABD    ②. 15.65    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]A．细些的摆线，可以减小阻力；伸缩性小些的摆线，摆动过程中摆长近似不变；适当长一些的摆线，测量摆长时误差较小，故A正确；

B．摆球选择质量大一些，体积小一些的，空气阻力产生的影响较小，故B正确；

C．用刻度尺测量摆线的长度，用游标卡尺或螺旋测微器测量小球的直径，摆线长度与摆球的半径之和为单摆的摆长，故C错误；

D．当摆球经过平衡位置时开始计时，误差较小；记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期为

故D正确。

故选ABD。

（2）[2]由图乙可知，主尺上的读数为15mm，游标尺上的读数为，则该摆球的直径为

（3）[3]根据

得

则图线的斜率为

解得

13. 为了验证碰撞中的动量守恒，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球a、b，不计空气阻力，按下述步骤做了实验：

①按如图所示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。

②先不放小球b，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。

③将小球b放在斜槽末端边缘处，让小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球a和b在斜面上的落点位置。

④测出a、b两球的质量、。

根据该同学的实验，回答下列问题：

（1）将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平的原因是___________

（2）把小球b放在斜槽末端边缘处，小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球a的落点在图中___________点

（3）若实验测量仪器仅剩下刻度尺，为了验证碰撞中的动量守恒，实验中还需要测量的物理量是___________。

（4）若碰撞过程中，若动量守恒，则___________成立。若该碰撞为弹性碰撞，则还有___________成立。（用前面所测物理量字母表示）

【答案】    ①. 保证小球能做平抛运动    ②. D    ③. 碰撞前后小球落在斜面上的位置到抛出点的距离    ④.     ⑤. m1LE=m1LD+m2LF

【解析】

【详解】（1）将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平的原因是保证小球能做平抛运动；

（2）小球a从斜槽顶端A处由静止开始滚下，a的落点在图中的E点；两个小球相撞后，小球b的速度增大，小球a的速度减小，因此a的落点是图中的D点，b的落点是图中的F点；

碰后对小球a根据平抛运动的规律可得

LDcosα=v1t

解得

同理可得小球b的水平速度

碰前小球a的初速度为

根据动量守恒定律可得

m1v0=m1v1+m2v2

解得

（3）若实验测量仪器仅剩下刻度尺，为了验证碰撞中的动量守恒，实验中还需要测量的物理量是碰撞前后小球落在斜面上的位置到抛出点的距离；

（4）若碰撞过程中，若动量守恒，则

成立。

若该碰撞为弹性碰撞，即碰撞后的机械能没有损失，则会满足关系式

联立解得

m1LE=m1LD+m2LF

14. 如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B（可视为质点）置于A的左端，三者质量分别为，，。开始时C静止，A、B一起以的速度匀速向右运动，A与C发生弹性碰撞（时间极短），再经过一段时间，B恰好没从A上掉下。已知A、B间的动摩擦因数，。求：

（1）滑块C最终的速度；

（2）长木板A的长度l。

【答案】（1）；（2）1.6m

【解析】

【详解】（1）A与C发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得

，

解得

， 或，（舍去）

（2）A与C发生弹性碰撞后，B做匀减速运动，A做匀加速运动，当B运动到A的右端时，A、B有共同速度。对B由牛顿第二定律可得

解得物体B的加速度大小为

对A由牛顿第二定律可得

解得物体A的加速度大小为

设A、B的共同速度为，则

解得

，

长木板A的长度

15. 如图所示，平行金属导轨AB、CD固定在倾角为37°的绝缘斜面上，动摩擦因数，BP、DQ为水平放置的平行且足够长的光滑金属导轨，导轨在B、D两点处平滑连接（杆通过BD位置时无机械能损失），水平部分处在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨间距均为。两金属棒ab、cd的电阻相等，质量分别为2kg、1kg。初始时，金属棒cd垂直放置在水平导轨上，金属棒ab从倾斜导轨上距底端距离为处由静止释放，不计导轨电阻，取。在导体棒在水平导轨运动的整个过程中，通过导体棒的电荷量，求：

（1）金属棒ab刚滑到BD位置的速度

（2）金属棒cd上产生的热量

（3）匀强磁场的磁感应强度B

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设ab下滑到斜面底端的速度为，由动能定理可知

解得

（2）由题可知，ab和cd棒最终以相同速度做匀速直线运动，设最终的速度为，则根据动量守恒定律可知

解得

由功能关系可得

解得

ab和cd棒电阻相同，故发热量也相同，即金属棒cd上产生的热量

（3）ab棒进入磁场后取很短一段时间进行研究，由动量定理可知

则导体棒在水平导轨运动的整个过程有

解得

16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在一个圆心在y轴上、半径为R的四分之一圆形匀强磁场I，磁感应强度的方向垂直坐标平面向里，大小为，在y轴和直线之间有水平向左的匀强电场，在直线的左侧有垂直于坐标平面向外的匀强磁场II。一个电荷量为q、质量为m的带正电粒子从P点以大小为的速度水平向左射入匀强磁场I，P点纵坐标为，粒子进入电场经电场偏转后，以与y轴负方向成60°角的方向进入匀强磁场II，然后再进入电场并从O点射出电场，不计粒子的重力，求：

（1）粒子在匀强磁场I中运动的时间t；

（2）匀强电场的电场强度E的大小；

（3）匀强磁场的磁感应强度的大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在匀强磁场I的轨迹如下图所示，根据几何知识可得

设粒子此时的运动半径为，有

解得

轨迹对应圆心角为60°，粒子在匀强磁场I中运动的时间为

（2）根据上面分析可得当粒子进入电场时速度方向与y轴负方向成30°角，将速度分解为水平方向和竖直方向，可得水平方向做初速度为的匀加速运动，竖直方向做速度为匀速运动；设加速度大小为，根据题中粒子经电场偏转后，以与y轴负方向成60°角的方向进入磁场II，可得到达D点时的水平和竖直方向速度关系为

即此时水平方向速度为

根据匀变速直线运动公式及牛顿第二定律分别可得

，

解得

（3）设粒子第一次进入电场中运动到达D点时竖直位移为，因为水平方向平均速度为

竖直方向速度为，所以有

根据几何知识可得粒子在磁场II中的运动半径为

粒子到达D点速度为

由洛伦兹力作为向心力可得

联立解得匀强磁场的磁感应强度B2的大小为