2022-2023学年湖北省武汉市重点中学高二（下）月考物理试卷及答案解析

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年湖北省武汉市重点中学高二（下）月考物理试卷一、单选（本大题共7小题，共28.0分）1.下列现象利用电磁感应的原理说法不正确的有(    )A.如图甲所示，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内金属能迅速熔化B.如图乙所示，安检门可以检测金属物品，如携带金属刀具经过时，会触发报警C.如图丙所示，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.如图丁所示，变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流2.图甲中，A、B为两个等量同种点电荷；图乙中，C、D为两根垂直纸面相互平行的长直导线，导线中通有大小相等、方向相同的电流，O为连线的中点，c、d两点位于各自连线的中垂线上，且aO、bO、cO、dO距离相等，下列有关说法正确的是(    )A.甲图中，a、b两点的电场强度相同，电势相同B.甲图中，c、d两点的电场强度相同，电势相同C.乙图中，a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相反D.乙图中，c、d两点的磁感应强度大小不相等，方向相反3.如图所示，a、b、c、d为一矩形的四个顶点，一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行。已知a、b、c三点的电势分别为0.1V、0.4V，0.7V。ab的长为6cm，bc 的长为8cm，下列说法正确的是(    )A.该匀强电场的电场强度大小为8.33V/mB.把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中，电场力做的功为0.03JC.矩形abcd电势最高的点的电势为1VD.矩形abcd上电势最低的点的电势为0.1V4.如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图像则下列说法中正确的是(    )A.t=1s时，甲摆的重力势能最小，动能最大B.t=2s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C.甲、乙两摆的摆长之比为4:1D.甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，关于质点P的说法正确的是(    )A.该时刻速度沿y轴正方向B.该时刻加速度沿y轴正方向C.此后14周期内通过的路程为A                  D.此后14周期内沿x轴正方向迁移为14λ6.彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成。彩虹形成的示意图如图所示，一束白光L由左侧射入水滴，a、b是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a、b是单色光)。下列关于a光与b光的说法正确的是(    )A.水滴对a光的折射率小于对b光的折射率B.a光在水滴中的传播速度大于b光在水滴中的传播速度C.用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距D.a、b光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长7.如图所示，两平行金属板水平放置，板长和板间距均为L，两板间接有直流电源，极板间有垂直纸面向外的匀强磁场。一带电微粒从板左端中央位置以速度v0=gL垂直磁场方向水平进入极板，微粒恰好做匀速直线运动。若保持a板不动，让b板向下移动0.5L，微粒从原位置以相同速度进入，恰好做匀速圆周运动，重力加速度为g，则该微粒在极板间做匀速圆周运动的时间为(    )A.πgL3gB.πgL2gC.πgLgD.2πgLg二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）8.如图所示是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，L1的直流电阻很小，L2的自感系数很大。实验时，断开开关S1的瞬间，灯A1突然闪亮一下，随后逐渐变暗，直至熄灭；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(    )A.图甲中，闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向相反B.图甲中，闭合S1电路稳定后，A1中的电流小于L1中的电流C.图乙中，闭合S2瞬间，灯A3立刻亮，灯A3亮后会观察到其亮度逐渐变暗直至稳定的现象D.图乙中，断开S2瞬间，灯A3立刻熄灭，灯A2缓慢熄灭9.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(    )A.向右加速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向左减速运动10.如图所示，质量为M的滑块静止在光滑的水平面上，滑块的光滑弧面底部与水平面相切，一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来，设小球不能越过滑块，则(    )A.小球滑到最高点时滑块的速度大小为v=mv0M+mB.小球滑到最高点的过程中，小球和弧面组成的系统动量守恒C.小球滑到最高点时的高度为v022gD.小球滑到最高点时的高度为Mv022(M+m)g11.如图，水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L，左端连接的电源电动势为E，内阻为r，质量为m的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法正确的是(    )A.金属杆的最大速度大小为EBLB.此过程中通过金属杆的电荷量为mE2B2L2C.此过程中电源提供的电能为mE2B2L2D.此过程中金属杆产生的热量为mE22B2L2三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）12.用如图所示的装置来“探究电磁感应现象和感应电流的方向”，带铁芯的线圈甲与阻值较大的电阻R0、电流表A、电源E、开关S、滑动变阻器R组成回路；套在空心铁圆柱体上的线圈乙的两端接到另一个电流表B上，线圈甲的铁芯有一小部分插在空心铁圆柱体内。两电流表完全相同，零刻度线在表盘中央，如果电流从正接线柱流入，指针向左偏转，反之向右偏转，回答下列问题：(1)闭合开关S一段时间后，电流表B的指针是否有偏转？___________(选填“有”或“没有”)；(2)闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，电流表A的指针___________，电流表B的指针___________；(均选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)(3)滑动变阻器滑片保持不动，闭合开关S一段时间后，线圈乙以及空心铁圆柱体向左移动，电流表B的指针偏转情况是___________(选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)。13.在测量电源(一节干电池)电动势和内电阻的实验中，有电压表V(量程为3V和15V)；电流表A(量程为0.6A和3A)；滑动变阻器R1(0∼10Ω)和R2(0∼100Ω)。(1)为了更准确地测出电源电动势和内电阻，电压表的量程应选用______(填“3V”或“15V”)，电流表的量程应选用______(填“0.6A”或“3A”)，滑动变阻器应选用______(填“R1”或“R2”)，选择的实验电路是上图中的______(填“甲”或“乙”)。(2)在实验中测得多组电压和电流值，得到如图丙所示的U−I图线，由图可得该电源电动势E=______V，内电阻r=______Ω(结果保留三位有效数字)。(3)采用(1)中所选电路测量时，由于______(填“电流表分压”或“电压表分流”)，误差情况是E测______E真，r测______r真(均填“>”“<”或“=”)。四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）14.在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l、电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，求：(1)线框中的感应电动势的大小；(2)线框中的感应电流的大小和方向；(3)线框cd边的发热功率。15.如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场；在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限，然后经过x轴上x=−2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动，之后经过y轴上y=−2h处的P3点进入第四象限，已知重力加速度为g，求：(1)质点到达P2点时速度的大小和方向；(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；(3)若在第四象限加一匀强电场，使质点做直线运动，求此电场强度的最小值。16.如图所示，两条足够长的水平平行金属导轨间距为L，导轨上放着两根相同导体棒ab和cd；每根导体棒的质量均为m，电阻均为R，导轨光滑且电阻不计，整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为B；开始时ab和cd的水平初速度大小分别为2v0和6v0，方向相反，求：(1)整个过程中ab棒上所产生的焦耳热；(2)当ab棒的速度大小变为v0时：①回路消耗的电功率为多大？②两棒间的距离相比最初增大了多少？答案和解析1.【答案】D 【解析】A.真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，A说法正确，不满足题意要求；B.安检门可以检测金属物品，是因为安检门中的线圈有交变电流，产生了变化的磁场，当有金属物品通过时，会在金属物品中产生感应电流，而金属物品中感应电流产生的磁场会引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到进行报警，B说法正确，不满足题意要求；C.阻尼摆经过磁场时在阻尼摆的铝盘中会产生感应电动势，从而产生感应电流，磁场对感应电流的安培力总是阻碍阻尼摆的运动，C说法正确，不满足题意要求；D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，是为了减小涡流，减小损耗，D说法错误，满足题意要求。故选D。2.【答案】C 【解析】A.等量同种电荷的电场线和等电势面的分布如图所示：根据电场线分布及点电荷的电场强度的叠加原理可知，a、b两点场强大小相等，但方向相反，则场强不同，A错误；B.等量同种电荷的电场线和等电势面的分布如图所示：跟据电场线的分布情况可知，b、d两点处场强大小相同，方向不同，B错误；C.通电直导线周围的磁感应强度的方向由安培定则推出，磁场叠加由矢量的合成，结合对称性可知a点的磁感应强度向下，b点的磁感应强度向上，两点的大小相等，方向相反，C正确；D.根据磁感应强度合成的对称性可知，c、d两点的大小相等，方向相反，D错误。故选C。3.【答案】D 【解析】A.因ac中点O的电势为0.4V，则bd为等势面，则场强方向垂直bd斜向上，则E=Ud=0.7−0.40.06×cos⁡37∘V/m=6.25V/m，故A错误；B.因bd是等势线，则把一带电荷量为0.1C的正点电荷从d点移动到矩形中心处O的过程中，电场力做的功为0，故B错误；C.矩形abcd中c点电势最高，即电势最高的点的电势为0.7V，故C错误；D.矩形abcd中a点的电势最低，则电势最低的点的电势为0.1V，故D正确。故选D。4.【答案】B 【解析】【分析】本题考查了简谐运动的图象和单摆周期公式，要能通过图象得到周期和振幅，然后结合单摆的周期公式分析。根据图象得到两个单摆的振幅之比和周期之比，然后结合单摆周期公式和向心加速度公式列式求解。【解答】A.由图知，t=1s时，甲摆在振动的最大位移处，重力势能最大，动能最小，故A错误；B.t=2s时，甲摆在平衡位置处，重力势能最小，乙摆在振动的最大位移处，此时速度为零，因此动能为零，故B正确；C.由图可知，甲、乙的周期之比为1：2，又由单摆的周期公式T=2πLg，得到甲、乙两摆的摆长之比为1：4，故C错误；D.因为摆球摆动的最大偏角未知，两摆球到达最低点时的速度未知，根据公式an=v2l，所以两者的最低点的向心加速度大小关系无法判断，故D错误。故选B。  5.【答案】A 【解析】【分析】该题考查波的图像相关知识。根据“上坡下、下坡上”原理分析质点振动方向；加速度方向指向平衡位置；由质点P所处位置分析路程；质点不会随波逐流。【解答】AB.因为波沿x轴正向传播，由“上坡下、下坡上”原理可知，该时刻质点P的速度方向沿y轴正向。因为质点在平衡位置附近做简谐运动，加速度方向指向平衡位置，所以加速度沿y轴负向，选项A正确，B错误。C.因为该时刻质点P不在特殊位置(波峰、波谷、平衡位置)，所以在14周期内的路程不等于A，选项C错误；D.机械波在传播过程中，介质中的质点只能在自己的平衡位置附近做简谐运动，并不随波的传播而迁移，选项D错误。故选A。  6.【答案】C 【解析】A.由图可知，a、b光第一次进入水滴发生折射时，a光的折射角较小，即ranb，A错误；B.根据折射率与光在介质中传播速度的关系n=cv，可得vanb，则可得(把a光看成紫光，b光看成红光)λa<λb，Δxa<Δxb，即a光相邻的亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，C正确；D.a、b光在水滴中传播的速度减小，光的频率不变，由λ=vf，则波长都比各自在真空中传播的波长要短，D错误。故选C。7.【答案】A 【解析】【分析】微粒匀速运动时，电场力等于洛伦兹力与重力之和，当微粒做匀速直线运动时，电场力和重力大小相等，以此分析求解粒子的初速度，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子做圆周运动的半径，作出粒子的运动轨迹，由几何知识求解粒子做圆周运动的轨迹对应的圆心角，再结合周期公式求解粒子在磁场中做圆周运动的时间。解决该题的关键是明确知道微粒做匀速直线运动时的电场力和洛伦兹力的方向，知道电容器的电压始终不变，能根据几何知识求解圆心角。【解答】微粒恰好做匀速直线运动时有q E L =qv0B+mg恰好做匀速圆周运动q⋅ E 32 L =mg联立解得mg2=qv0B即v0= mg 2qB由题意v0= gL则有 mg 2qB = gL由公式qv0B=m v02R得R= mv0 qB联立解得R=2L微粒运动轨迹如图所示，由几何关系可得∠MON=30°所以微粒在磁场中运动的时间为t=30°360°×2π×2LgL=πgL3g，故A正确，BCD错误。故选A。  8.【答案】ABC 【解析】A.图甲中，闭合S1瞬间，电流向右流过A1；断开S1瞬间，原来通过L1的电流向左流经A1构成回路，所以闭合S1瞬间和断开S1瞬间，通过A1的电流方向相反，A正确；B.图甲中，因为L1的直流电阻很小，即RL1≪RA1，所以闭合S1电路稳定后，A1中的电流小于L1中的电流，B正确；C.图乙中，闭合S2瞬间，由于L2的阻碍作用，灯A2没有马上亮，电流从零开始缓慢增大，灯A3电流从某一较大值开始减小，故亮度较之前有所变暗，最终A2与A3的亮度相同，故C正确；D.图乙中，断开S2瞬间，原来通过L2的电流会流过灯A2和灯A3构成回路，所以灯A2、灯A3会同时缓慢熄灭，D错误。故选ABC。9.【答案】BC 【解析】根据安培定则可知，ab在右侧产生的磁场方向为垂直向里，有因为MN向右运动，根据左手定则可判断MN中感应电流方向由M到N。由安培定则可知L1中感应电流产生的磁场方向向上，由楞次定律可知L2中感应电流产生的磁场方向向上并减弱或向下并增强。如果L2中磁场向上减弱，根据安培定则可知PQ中感应电流为Q到P且减小，再根据右手定则可知PQ向右减速运动；如果L2中磁场向下增强，根据安培定则可知PQ中感应电流为P到Q且增大，再根据右手定则可知PQ向左加速运动，AD错误，BC正确。故选BC。10.【答案】AD 【解析】B.小球滑到最高点的过程中，小球和弧面组成的系统竖直方向动量不守恒，则小球和弧面组成的系统动量不守恒，故B错误；A.小球和弧面组成的系统水平方向动量守恒，则有mv0=m+Mv，解得小球滑到最高点时滑块的速度大小为v=mv0M+m，故A正确；CD.根据系统机械能守恒定律可得12mv02=12M+mv2+mgh，解得小球滑到最高点时的高度为h=Mv022M+mg，故C错误，D正确。故选AD。11.【答案】AC 【解析】【分析】本题考查电磁感应中的力电综合及能量相关的问题。开关闭合后，金属杆在安培力作用下加速运动，同时由于金属杆切割磁感线产生感应电动势，金属杆做加速度减小的加速运动。加速度为0时，速度最大；根据动量定理得到通过金属杆的电荷量；由E=qU得到电源提供的电能；根据能量守恒得到金属杆产生的热量。【解答】解：A.开关闭合瞬间，电流通过金属杆，则金属杆在安培力作用下加速运动，同时由于金属杆切割磁感线产生感应电动势，方向与E相反，故金属杆做加速度减小的加速运动，当感应电动势等于电源电动势E时，金属杆加速度为0，速度最大，由BLvm=E，得vm=EBL，故A正确；B.整个过程中对金属杆应用动量定理有BIL·t=mvm，则q=It=mvmBL=mEB2L2，故B错误；C.电源提供的电能为E电=qE=mE2B2L2，故C正确；D.对整个过程由功能关系可知电源提供的能量转化为金属杆的动能和电路产生的热量，即E电=Q总+Ek，得mE2B2L2=Q总+12mE2B2L2，故Q总=Qr+QR=mE22B2L2，金属杆的热量为QR=RR+rQ总=mE22B2L2⋅RR+r，故D错误。  12.【答案】(1)没有；(2)向左偏，向右偏；(3)向右偏 【解析】(1)闭合开关S一段时间后，电流稳定，右侧电路无感应电流产生，因此电流表B的指针是没有偏转；(2)闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，接入电路的电阻变小，但电流依旧从正接线柱流入，电流表A的指针向左偏转；闭合开关S一段时间后，当滑动变阻器滑片较快地向a端滑动时，穿过图乙螺线管的磁场右指向左逐渐增大，根据楞次定律增反减同可知感应电流的磁场自左向右，再由右手螺旋定则可知流经电流表B的电流从负接线柱流入，指针向右偏转；(3)线圈乙以及空心铁圆柱体向左移动，穿过线圈乙的磁通量增加，根据楞次定律增反减同可知感应电流的磁场自左向右，再由右手螺旋定则可知流经电流表B的电流从负接线柱流入，指针向右偏转。13.【答案】(1)3V ，0.6A，R1 ，甲；(2)1.50，1.00；(3)电压表分流，<，< 【解析】(1)电源(一节干电池)电动势大约为1.5V，电压表选择3V量程；使用电流表测量电路中电流时，应尽量让指针偏转到刻度盘三分之二左右测量较准确，电路中最大电流约0.5A，所以最适合的电流表应该选择0.6A量程；由于电源内阻较小，并且为方便测量时移动变阻器的滑片测量多组数据，滑动变阻器选择较小的R1；由于电源内阻较小，电流表分压误差较大，为减小实验误差，选择甲图电路；(2)根据闭合电路欧姆定律可得U=E−Ir，所以图线斜率的绝对值为电源内阻，纵截距为电源电动势，由图丙可知E=1.50V，r=ΔUΔI=1.50−1.000.5Ω=1.00Ω；(3)采用(1)中所选电路测量时，电压表有分流作用，电流测量值小于真实值，实验测出的电动势小于真实值，即是 E测