2021_2022学年湖北省部分重点中学高二（下）联考物理试卷（4月）（含答案解析）

2021~2022学年湖北省部分重点中学高二（下）联考物理试卷（4月）

1.  关于物理学史，下列说法正确的是(    )

A. 楞次首先发现了电磁感应现象
B. 安培发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
C. 法拉第总结出了法拉第电磁感应定律
D. 麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验验证了电磁波的存在

2.  如图所示，有三块等腰直角三角形的透明材料图中的I、II、恰好拼成一个长方形。从A点垂直于底边射入的单色光在B处发生全反射，在C、D处连续发生两次折射后射出。若该单色光在三块材料的传播速率依次为、、，在三块材料中的折射率依次为、、，在三块材料中的波长依次为、、，下列关系式中正确的是(    )

A.   B.  C.  D.

3.  一只轮胎容积为，已装有的空气．现用打气筒给它打气，已知打气筒的容积为，设打气过程中轮胎容积及气体温度维持不变，大气压强，要使胎内气体压强达到，应至少打多少次气？(    )

A. 8次 B. 10次 C. 12次 D. 15次

4.  图为一列简谐横波在时的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法中错误的是(    )

A. 时，Q点的加速度达到正向最大
B. 时，质点P的运动方向沿y轴负方向
C. 从时到时，波沿x轴负方向传播了6m
D. 从时到时，点P通过的路程为30cm

5.  如图所示是一个半径为R的圆形磁场区域，磁感应强度大小为B，磁感应强度方向垂直纸面向里。有一个粒子源从圆上的A点沿各个方向不停地发射出不同速率的带正电的粒子，带电粒子的质量均为m，所带电荷量均为q，运动的半径为r。下列说法正确的是(    )

A. 若，则粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 若，粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是半个圆周长
C. 若，则粒子在磁场中运动的最长时间为
D. 若，粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周长

6.  理想变压器与三个阻值相同的定值电阻、、组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1：2。在a、b间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是(    )

A. 、、两端的电压之比为2：1：2
B. 、、消耗的功率之比为4：1：4
C. a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15：2
D. a、b间输入电压与变压器输入电压之比为3：1

7.  物理学中有一种碰撞被称为“超弹性连续碰撞”，通过能量的转移可以使最上面的小球弹起的高度比释放时的高度更大。如图所示，A、B、C三个弹性极好的小球，相邻小球间有极小间隙，三球球心连线竖直，从离地一定高度处由静止同时释放其中C球下部离地，所有碰撞均为弹性碰撞，且碰后B、C恰好静止，则(    )

A. C球落地前瞬间A球的速度为 B. A球与B球的质量之比为
C. B球与C球的质量之比为 D. A球弹起的最大高度为25H

8.  如图，边长为l的正方形区域abcd内存在着方向相反的垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，bd是两磁场的分界线。一边长也为l的正方形导线框的底边与dc在同一直线上，导线框以垂直于ad的恒定速度穿过磁场区域，从线框进入磁场开始计时，规定逆时针方向为感应电流i的正方向，则导线框中感应电流i、安培力的大小F随其移动距离x的图像正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

9.  下列说法正确的是(    )

A. 封闭气体被压缩到一定程度时，将更难压缩，主要是因为气体分子间斥力很大
B. 由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
C. 液体和固体表现为浸润时，附着层内分子间的作用力表现为斥力
D. 非晶体在熔化过程中吸收的热量，将用于增加分子势能，但分子的平均动能保持不变

10.  自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率．如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压．图乙为霍尔元件的工作原理图．当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差．下列说法中正确的有(    )

A. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小
B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越高
C. 自行车的车速越大，霍尔电势差越低
D. 如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

11.  如图所示，导体棒ab的两个端点分别搭接在两个竖直放置、半径相等的金属圆环上，两圆环所在空间处于方向竖直向下的匀强磁场中，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器，导体棒ab绕与ab平行的水平轴即两圆环的中心轴，轴与环面垂直以角速度匀速转动．如果滑动变阻器连入电路的阻值为R时，电流表的示数为I，ab棒、圆环及接触电阻均不计，下列说法正确的是(    )
 

A. 变压器原线圈两端的电压为
B. 滑动变阻器上消耗的功率为
C. 取ab在环的最低端时，则导体棒ab中感应电流的表达式是
D. 若c、d间改接电阻后电流表的示数不变，ab棒转过的过程中流过ab棒的电荷量可能为

12.  在实验室里为了验证动量守恒定律，采用如图装置：先将入射小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在四分之一圆弧轨道上留下压痕，再把被碰小球b放在斜槽轨道末水平段的最右端，让入射小球a仍从固定点由静止开始滚下，和被碰小球b相碰后，两球分别落在圆弧的不同位置处，重复多次，找到平均落点M、P、N。用量角器量出、、与竖直方向的夹角分别为、、。

若入射小球a质量为，半径为；被碰小球b质量为，半径为，则____；

A.，                ，

C.，，

放上被碰小球b，两球相碰后，小球a的落地点是图中圆弧面上的_____点，小球b的落地点是图中圆弧面上的____点；

设入射小球a的质量为，被碰小球b的质量为，则在用该装置实验时，所得验证动量守恒定律的结论为用题中所给物理量的字母表示___________。

13.  某同学通过图A所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。

图A中的A是_____传感器；

将冰糖装进注射器，通过推、拉活塞改变封闭气体的体积和压强。操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了_______________；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了___________。

实验中通过活塞所在刻度读取了多组气体体积V及对应压强p，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为______选填“V、”或“p、”

选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到直线的函数图像如图B所示，若已知传感器和注射器连接处的软管容积为，则这颗冰糖的体积为_______。

14.  如图所示，一水平放置的薄壁气缸，由截面积不同的两个圆筒连接而成，质量均为的活塞A、B用一长度为、质量不计的轻细杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。活塞A、B的面积分别为和，气缸内A和B之间封闭有一定质量的理想气体，A的左边及B的右边都是大气，大气压强始终保持为。当气缸内气体的温度为时，活塞处于图示位置平衡。问：

此时气缸内理想气体的压强多大？

当气缸内气体的温度从缓慢降至时，活塞A、B向哪边移动？移动的位移多大？

15.  如图所示，在xOy平面内，有一线状电子源沿x轴正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流．电子流沿方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直xOy平面向里．在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置，用于接收电子．电子质量为m，电荷量为e，不计电子重力及它们间的相互作用．

若正对O点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；

在第问的情况下，求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t；

若所有电子都能从P点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大？

16.  如图所示，质量为的木板置于光滑水平地面上，质量为的物块放在木板的右端，在木板左侧有一弹性墙壁。现使木板和物块以的速度一起向左匀速运动，之后木板与墙壁发生弹性碰撞，而物块继续向左运动。已知物块与木板间的动摩擦因数，重力加速度g取。

若整个过程中物块不会从木板上滑落，求木板的最短长度。

若木板与墙壁第n次碰撞后，木板离开墙壁最大距离为，求n。

若木板的长度，求木板和墙第几次碰撞后物块与木板分离。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】A.法拉第首先发现了电磁感应现象，故A错误；

B.奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故B错误；

C.纽曼和韦伯总结出的法拉第电磁感应定律，为纪念法拉第而以他的名字命名，故C错误；

D.麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，故D正确。
故选D。

2.【答案】A 

【解析】设I、II、III三种材料对光的折射率分别为，，。根据全反射条件，光从I射向II时发生了全反射，根据全反射条件知；光从I射向III时发生了折射，由题图知入射角大于折射角，由折射率公式知，所以有

根据光在介质中的传播速度公式

可得

根据波长与波速、频率的关系

由介质对光的折射率与光的频率的关系知

可得

故A正确，BCD错误。

故选A。

3.【答案】C 

【解析】解：设打气n次，根据波意耳定律：即：，解得：，故ABD错误，C正确。
 

4.【答案】D 

【解析】解：由图乙所示可知，时质点Q在负向最大位置处，此时Q的加速度沿正方向且最大，故A正确；

B.由乙图得到该波的周期为

时，质点Q的运动方向沿y轴负方向，可知该波沿x轴负方向传播，到经历时间为

则时，质点P的运动方向沿y轴负方向，故B正确；

C.由甲图得到该波的波长

故波速为

从到，该波沿x轴负方向传播的距离

故C正确；

D.从到，经历时间

质点P通过的路程不等于，故D错误；

本题选说法中错误的，故选D。

5.【答案】AD 

【解析】

【分析】
本题是带电粒子在圆形磁场中的运动的题目，关键是画出运动的轨迹，再结合几何关系列式求解。
带电粒子在有界磁场的运动是洛伦兹力作用下粒子运动的常规题目，中等难度。

【解答】

A、若，粒子在磁场中运动的时间最长时，磁场区域的直径是轨迹的一条弦，作出轨迹如图所示：

可见为等边三角形，则粒子做圆周运动的圆心角，粒子做圆周运动的周期，所以粒子在磁场中运动的最长时间，故A正确；
B、若，粒子沿着各个方向射入磁场，能打在整个圆周上，故B错误；
C、若，当粒子速度方向竖直向下时，粒子运动轨迹如图所示：

可见粒子在磁场中运动的最长时间可接近一个周期，不是，故C错误；
D、若，粒子只能打在AP上部分圆周上，当粒子经过圆周的点与A点连线为直径时，轨迹如图所示：

可见为等边三角形，则，粒子只能打在AM上，粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是圆周长，故D正确。
故选AD。

6.【答案】C 

【解析】解：设的电流为I，电压为U，则有：

根据理想变压器原理可得原线圈两端电压电流为： ，

与原线圈是并联关系则有： ，

两端的电压与电流为： ，

所以、、两端的电压之比为5：1：2，则A错误；

D.a、b间输入电压为：

所以a、b间输入电压与变压器输入电压之比为：，则D错误；

B.由： 

可得，、、消耗的功率与其电压的平方成正比，则有：，所以B错误；

C.a、b间输入功率为：

变压器输入功率为： 

所以a、b间输入功率与变压器输入功率之比为15：2，则C正确；

故选C。

7.【答案】C 

【解析】解：因为A、B、C球由静止同时释放，所以落地瞬间的速度相等，由自由落体运动公式

解得

A错误；

由题意可知，C球碰地，反向碰B，B在反向碰A，因都是弹性碰撞，设向上为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律，所以C碰B有

B碰A有

由以上几式可得

﹕﹕﹕2﹕

B错误，C正确；

D.由B选项分析解得

A球弹起的最大高度

D错误。

故选C。

8.【答案】BC 

【解析】

【分析】
导体切割磁感线产生感应电动势，分段可以分析出线框中感应电流，利用右手定则判定感应电流方向。根据分析安培力的图像。

【解答】
线框穿越时，切割有效长度随移动距离成一次函数关系，故图像一定是直线，判定线框刚跨越正方形磁场区域前后的电流方向，易得在穿出右边界前瞬间相当于右边切割，电流为顺时针，穿越后瞬间，相当于左边切割，电流仍然为顺时针， A错误，B正确；
根据公式，可知安培力为，其中与x成一次函数关系，所以F一定与x成二次函数关系，且图像开口向上，D错误，C正确。  

9.【答案】BC 

【解析】解：封闭气体被压缩到一定程度时，将更难压缩，主要是因为气体压强变大了，气体分子间距离较大，一般不考虑分子间的作用力，A错误；

B.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，B正确；

C.液体和固体表现为浸润时，附着层内分子间的作用力表现为斥力，C正确；

D.因为非晶体没有固定熔点，所以非晶体在熔化过程中吸收的热量，温度逐渐升高，则分子的平均动能逐渐增大，D错误。

故选BC。

10.【答案】AD 

【解析】解：根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮的角速度，最后由线速度公式，结合车轮半径，即可求解车轮的速度大小．故A正确．

根据得：

由电流的微观定义式：

n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度．整理得：

联立解得：

可知用霍尔电压与车速大小无关．故BC错误．

D.由公式，若长时间不更换传感器的电源，那么电流I减小，则霍尔电势差将减小，故D正确。

11.【答案】BD 

【解析】

【分析】
掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。根据电荷量的公式求解ab棒转过的过程中流过ab棒的电荷量。
本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
【解答】
A.由变压器原副线圈两端的电压电流公式可知得，又因，，得，故A错误；
B.由知B正确；
C.ab在最低点时，ab棒与磁场垂直，此时的感应电动势最大，感应电流最大，所以棒ab中感应电流的表达式应为，故C错误；
D.在c、d间改接电阻后，原电路的电压仍然不变是，因电流表的示数不变，可知电阻，而由电荷量的公式，交流电的电流最大值，旋转90度，联立可得，即，所以D正确。
故选BD。  

12.【答案】 ①②③④ 

【解析】为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量；为使两球发生对心碰撞，两球半径应相等，故C正确，ABD错误。

故选C。

小球离开轨道后做平抛运动，设圆弧轨道的半径为R，设轨道末端与小球落点连线与竖直方向夹角为，小球做平抛运动的初速度为v，水平方向

竖直方向

解得

则越大小球做平抛运动的初速度v越大，两球发生碰撞后入射球的速度变小，小于碰撞前入射球的速度，且小于被碰球的速度，则P点是碰撞前入射球a球的落点，M是入射球a碰撞后的落点，N点是被碰球碰撞后的落点。

入射球碰撞前的速度

碰撞后的速度

被碰球碰撞后的速度

两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

整理得

13.【答案】压强 ；保持封闭气体的温度不变 ；保持封闭气体的质量不变；、 ； 

【解析】解：实验需要测量气体的体积与压强，气体体积可以由注射器上的刻度直接读出，因此传感器A是压强传感器。
实验需要保持气体温度与质量不变，操作中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持气体温度不变；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，则必须废除之前获得的数据，重做实验，这是为了保持气体质量不变。

由玻意耳定律

可知

所以V正比于，为了在xOy坐标系中获得直线图像，应取y轴、x轴分别为V和；

以注射器内气体与传感器和注射器连接处的软管内气体为研究对象，气体总体积

由玻意耳定律得

则

则有

可得

当

时

则冰糖的体积

14.【答案】解：设被封住的理想气体压强为p，轻细杆对A和对B的弹力为F，对活塞A有

对活塞B，有

得

当气缸内气体的温度缓慢下降时，活塞处于平衡状态，缸内气体压强不变，气体等压降温，活塞A、B一起向右移动，活塞 A最多移动至两筒的连接处．设活塞A、B一起向右移动的距离为x。对理想气体

， ，， ，  ； 

由盖吕萨克定律

解得

表明活塞A未碰两筒的连接处．故活塞A、B一起向右移动了10 cm。

【解析】见答案
 

15.【答案】由题意可知，电子在磁场中做圆周运动的的轨道半径是：
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
解得：
电子在磁场中运动时间为：
把B代入得：
电子出磁场后做匀速直线运动，运动时间为：
总时间为：
所有电子在磁场中运动的半径相等，因为所有电子都能从P点射出磁场，所以所有电子在磁场中运动的半径均为R。
MN板能接收到的电子从P点射出时，速度偏转角为即与x正方向的夹角满足：
①到达N点的电子轨迹如图甲所示，其入射点为E，四边形为菱形。


E点到x轴的距离为：
②到达M点的电子轨迹如图乙所示，其入射点为F，四边形为菱形。
F点到x轴的距离为：
EF竖直长度占射入总长度2R的比例为：
所以MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例。 

【解析】本题考查了电子在磁场与电场中的运动，分析清楚电子运动过程、作出电子运动轨迹、求出电子在磁场中做圆周运动的轨道半径是解题的关键，解题时注意求出极限值然后再确定范围。
 

16.【答案】解：木板多次与挡板碰撞后，最终与物块都静止，设物块在木板上相对位移为L，根据

解得

碰后木板离开墙壁的最大距离

解得

第一次碰撞后，系统达到共速为 ，则

解得

因为

解得

故在第二次碰撞前达到共速，设 ，根据

解得

则经过n次碰撞后，木板反弹瞬间速度大小

根据

分析可得

对于滑块

解得

对于木板

解得

第一次碰撞后，木块

木板

则

第二次碰撞后

木块

木板

则

以此类推

因为

所以第三次碰后物块与长木板分离

【解析】见答案