2023湖北省新高考协作体高二下学期3月联考试题物理含解析

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2023年湖北省新高考协作体高二3月联考高二物理试卷新高考联考协作体试题研究中心命制考试时间：2023年3月17日上午10：30-11：45  试卷满分：100分第Ⅰ卷  选择题（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．如图所示，甲是速度选择器，乙是磁流体发电机，丙是霍尔元件，丁是回旋加速器，下列说法正确的是（    ）A．甲图不能判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是B．乙图可判断出B极板是发电机的负极C．丙图中霍尔元件为金属材料制成，稳定时C端电势低D．丁图要增大粒子的最大动能，可增加电压U2．如图所示，两个灯泡和的规格相同，与线圈L串联后接到电源上，与可调电阻R串联后接到电源上．先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节可调电阻，使它们都正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（    ）A．重新接通电路，、立即变亮B．重新接通电路，立即变亮，逐渐变亮C．接通电路稳定后再次断开S，逐渐熄灭，闪亮一下再熄灭D．接通电路稳定后再次断开S，通过电流方向不变，通过电流方向改变3．如图所示，一束复色光沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，经过玻璃砖后有A、B、C三束光射出，下列说法正确的是（    ）A．A光束是单色光B．B光的折射率比C光大，B光的频率比C光小C．入射角α逐渐增大，B光比C光先消失D．做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距大4．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示．以下判断正确的是（    ）A．交变电流的有效值为B．交变电流瞬时值表达式为C．时刻穿过线圈的磁通量最大D．时刻线圈平面与磁场方向平行5．六根长直导线水平放置，其横截面如图所示，导线位于正六边形的六个顶点上，每条导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．已知每条导线在正六边形中心O点处产生的磁感应强度大小均为B，则O点处的磁感应强度（    ）A．大小为2B，方向沿x轴负方向    B．大小为，方向沿x轴正方向C．大小为2B，方向沿y轴负方向    D．大小为，方向沿y轴正方向6．如图所示，A、B和C是光滑水平面上的三个小滑块，其中B滑块质量为2m，A和C滑块质量为m，B、C两滑块用轻质弹簧连接后静止在水平面上．现A滑块以速度沿B、C连线向B滑块运动，碰后A、B两滑块粘在一起．对A、B、C及弹簧组成的系统，下列说法正确的是（    ）A．三个滑块速度相等时，弹簧一定处于拉伸状态B．三个滑块速度相等时，弹簧一定处于压缩状态C．弹簧的最大弹性势能等于D．碰撞过程损失的机械能为7．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，电阻和的阻值分别为4 Ω和12 Ω，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定．当开关S断开或者闭合时，电路中变压器输出功率相等，电阻的阻值是（    ）A．2 Ω   B．4 Ω   C．6 Ω   D．8 Ω8．一列简谐横波沿直线传播，以波源O开始振动为计时起点，质点P的振动图像如图所示，已知O、P的平衡位置相距1.8 m．以下判断正确的是（    ）A．波源起振方向沿y轴正方向    B．周期为0.4 sC．波速大小为0.2 m/s      D．时，波源O正向y轴正方向运动9．（多选）一列简谐横波在x轴上传播，时刻的波形图如图所示，p、q为两个质点，p正沿y轴负方向运动．由此可知（    ）A．该波沿x轴正方向传播B．该波波长为8 mC．时刻，质点q位移为D．时刻，质点q正向y轴正方向运动10．（多选）如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（    ）A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上负电荷11．某电子天平原理如图所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间磁感应强度的大小均为B，磁极宽度均为L．忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C、D与外电路连接、当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动（骨架与磁极不接触），随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止．此时根据对应的供电电流I，可确定重物的质量．已知重力加速度为g，线圈匝数为n，电阻为R．下列说法正确的是（    ）A．线圈向下运动过程中，C端电势高于D端电势B．供电电流I应从C端流入C．供电电流I应从D端流入D．重物质量与电流的关系为第Ⅱ卷  非选择题（56分）二、实验题（本大题共2小题，共16分）12．（7分）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置，连好电路后，闭合开关时，灵敏电流计的指针向左偏了一下．（1）合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转；（填“向左”“向右”或“不”）（2）连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是：______；A．拔出A线圈   B．插入铁芯   C．变阻器的滑片向左滑动   D．断开电键S瞬间（3）如图1所示，G为指针零刻度在中央的灵敏电流表，电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏．今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图2中的条形磁铁的运动方向是向______（填“上”、“下”）；图3中的条形磁铁上端为______极（填“N”、“S”）．13．（9分）如图甲所示为苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果．该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻值随压力变化的曲线如图乙所示．调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.15 kg）的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1 N．调节可调电阻，可改变R、两端的电压比，使质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压．该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态．（1）当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻______（填“较大”“较小”）．（2）自动分拣装置正常工作时，大苹果通过______（填“通道A”、“通道B”）．（3）若电源电动势为5 V，内阻不计，放大电路的激励电压为2 V：①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值等于______kΩ．（结果保留两位有效数字）②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻______（填“R”、“”或“电源”）两端．③若要提高分拣标准到0.33 kg，仅将的阻值调为______kΩ即可实现．（结果保留两位有效数字）（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比）三、计算题（本大题共3小题，共40分．解答时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）14．（9分）如图所示，发电机输出功率为P＝100 kW，输出电压为，用户需要的电压为，已知升压变压器原副线圈匝数比，两理想变压器之间输电线的总电阻为r＝5 Ω，其它电线的电阻不计，试求：（1）输电线上的电流大小；（2）输电线中因发热而损失的功率；（3）降变压器原副线圈匝数比．15．（15分）如图所示，x轴上方存在电场强度E＝1600 N/C、方向沿y轴负方向的匀强电场，x轴下方存在着磁感应强度B＝0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场．一个比荷为的带正电粒子，从y轴上（0，0.2 m）的位置以初速度沿x轴正方向射入匀强电场，不计粒子重力．求：（1）粒子第一次进入磁场时速度v的大小和方向；（2）粒子第n次经过x轴时的位置．16．（16分）如图所示，ab和cd为质量m＝0.1 kg、长度L＝0.5 m、电阻R＝0.3 Ω的两相同金属杆，ab放在半径分别为和的水平同心圆环导轨上，导轨处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中；cd跨放在间距也为L＝0.5 m、倾角θ＝30°的光滑平行导轨上，导轨处于磁感应强度为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中．四条导轨由导线连接并与两导体棒组成闭合电路，除导体杆电阻外其余电阻均不计．ab杆在外力作用下沿圆环导轨匀速转动，转动的角速度ω＝32 rad/s，使cd杆在倾斜导轨上保持静止．ab杆与两圆环导轨间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度．求：（1）从上向下看ab杆应沿顺时针还是逆时针方向转动？（简述理由）（2）导轨处磁感应强度；（3）作用在ab杆上的外力的功率． 2023年湖北省新高考协作体高二3月联考高二物理答案1．【答案】C【解析】根据，可得，不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以无法判断粒子的电性，选项A错误；由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是电源的负极，B板是电源的正极，选项B错误；霍尔元件为金属材料制成，载流子为自由电子带负电，由左手定则可知，自由电子向C端偏转，所以稳定时C端电势低，选项C正确；根据可得，故最大动能，与加速电压无关，选项D错误．2．【答案】D【解析】重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以逐渐变亮，而立即变亮，选项A、B错误；接通电路稳定后再次断开S，、与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现闪亮一下再熄灭的现象，、都会逐渐熄灭，且通过电流方向不变，通过电流方向改变，选项C错误；选项D正确．3．【答案】C【解析】复色光沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，两种光都发生反射，A光束是复色光，选项A错误；根据图中折射情况，结合折射定律可知玻璃对B光的折射率比C光大，B光的频率比C光大，B光的波长比C光小，选项B错误；根据，玻璃对B光的折射率比C光大，B光的临界角比C光小，入射角α逐渐增大，B光比C光先消失，选项C正确；根据可知做双缝干涉实验时，用B光要比用C光条纹间距小，选项D错误．4．【答案】D【解析】根据图像可知，交变电流的最大值为，有效值为3 A，选项A错误；交变电流瞬时值表达式为，选项B错误；t＝0和t＝0.02 s时刻感应电流均为最大，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，故选项C错误，选项D正确．5．【答案】B【解析】根据右手螺旋定则，每条导线在正六边形中心O点处产生的磁感应强度如图，由磁场的叠加可知，O点处的磁感应强度大小为，方向沿x轴正方向，选项B正确．6．【答案】D【解析】三个滑块速度相等时，弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态，选项A、B错误；A、B碰撞动量守恒，设粘在一起时速度为，根据，，选项D正确；A、B整体和C通过弹簧作用时第一次达到共速v的过程，根据动量守恒和能量守恒有：，，解得弹簧的最大弹性势能为，选项C错误．7．【答案】A【解析】根据等效变压器和电源输出功率关系：，计算可得．8．【答案】ABD【解析】各质点的起振方向与波源的起振方向相同，据图像可知，P点的起振方向沿y轴的正方向，所以波源起振方向沿y轴正方向，选项A正确：据图像可知：P比波源晚振动0.9 s，周期为0.4 s，所以波速为：，选项B正确，C错误；t＝1.5 s时，波源振动了个周期，到达波谷，t＝1.6 s时，波源振动了4个周期，到达平衡位置，所以t＝1.55 s时，波源从波谷向平衡位置运动，选项D正确．9．【答案】BC【解析】质点p正沿y轴负方向运动，可得该波沿x轴负方向传播，选项A错误；由图可得波长为8 m，选项B正确；根据，可得，质点q位移为，选项C正确．质点q正好处于负向最大位移，此时速度为零，选项D错误．10．【答案】BD【解析】题图乙中的a是电场能最大的时刻，由上极板带正电，此后的内电容器放电，电流沿逆时针方向，对应题图甲中的0时刻或T时刻，选项A错误；题图乙中的b是电场能最大的时刻，由下极板带正电，此后的内电容器放电，电流沿顺时针方向，选项B正确；题图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，根据右手螺旋定则，电流方向为逆时针方向，题图甲中的时刻电流为顺时针方向，选项C错误；题图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，电流方向为顺时针方向，此后电容C的下极板将充上负电荷，选项D正确．11．【答案】AC【解析】由右手定则可知线圈向下切割时，感应电流从D端流入，C端流出，C端电势高于D端电势，选项A正确；当外电路供电时，安培力F应该向上，由左手定则可知线圈中电流应从D端流入，C端流出，选项B错误C正确：放上m的物体时，线圈所受的安培力与新增重力平衡，根据可得重物质量与电流的关系为，选项D错误．12．【答案】（1）向左（1分）  （2）AD（2分）  （3）下（2分）  N（2分）【解析】依据题意，磁通量增加时，灵敏电流计指针向左偏转．（1）合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以电流计指针将向左偏转；（2）若要使灵敏电流计的指针向右偏转，根据楞次定律知，磁通量应该减小．A．拔出A线圈，B线圈中的磁通量减小．选项A正确；B．插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加．选项B错误；C．变阻器的滑片向左滑动，电流变大，B线圈中的磁通量增加．选项C错误；D．断开电键S瞬间，电流变小，B线圈中的磁通量减小．选项D正确．（3）图2中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁应该向下运动；图3中指针向右偏，可知感应电流的方向是逆时针（俯视线圈），感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上运动，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极．13．【答案】（1）较小（1分）  （2）通道B（2分）（3）20（2分）  （2分）  16（2分）【解析】（1）由图乙可知当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大，电阻较小；（2）大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B．（3）①杠杆对R的压力为1 N，R阻值为30 kΩ，为使该装置达到上述分拣目的，的阻值需满足 则；②随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在两端；③根据可知分拣标准到0.33 kg时，压力为2.2 N，此时R的阻值为24 kΩ，根据①分析的阻值应该调至16 kΩ．14．【解析】（1）理想变压器原、副线圈中的电压比等于匝数比则输电线上的电流（2）输电线中因发热而损失的功率（3）所以15．【解析】（1）设粒子第一次在电场中的运动时间为t，第一次进磁场时速度方向与x轴成α角，粒子做类平抛运动，根据牛顿第二定律得在竖直方向，，末速度，解得，方向与x轴成45°角斜向下（2）粒子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有粒子通过磁场的轨迹在x轴上的弦长①若次数n为奇数，则， （n＝1，3，5，7，…）②若次数n为偶数，则， （n＝2，4，6，8，…）16．【解析】（1）根据cd杆静止可知，cd杆受到的安培力方向沿斜面向上，由左手定则可知cd杆中的电流由d流向c，ab杆中的电流由b流向a，由右手定则可知ab杆沿逆时针方向转动．（直接写出转动方向只给1分）（2）对cd杆由平衡条件知 I＝5 A通过导体杆中的感应电流的大小 E＝3 V根据法拉第电磁感应定律，导体杆上感应电动势的大小为在时间内，导体杆ab扫过的面积代入数据解得（3）同心圆环导轨上，在竖直方向，由于杆质量分布均匀，故内、外圈导轨对导体杆的支持力大小相等，设其值为，则两导轨对运行的导体杆ab的滑动摩擦力均为导体杆ab的两端点的速率分别为，克服摩擦力做功的功率电路消耗的电功率，代入数据解得，外力的功率