1、湖北省2022年普通高中学业水平等级考试物 理一、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17题只有一项符合题目要求，第811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. 上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子e，即 + X + 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（）A. 原子核X是B. 核反应前后总质子数不变C. 核反应前后总质量数不同D. 中微子的电
2、荷量与电子的相同【答案】A【解析】【详解】AC根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是，A正确、C错误；B由选项A可知，原子核X是，则核反应方程为 + + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；D中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，D错误。故选A。2. 2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（）A. 组合体中的货物处于超重状态B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度C. 组合体的角速度大小比地球同步卫星的大D. 组合体的加速度大小比地
3、球同步卫星的小【答案】C【解析】【详解】A组合体在天上只受万有引力的作用，则组合体中的货物处于失重状态，A错误；B由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，而第一宇宙速度为最大的环绕速度，则组合体的速度大小不可能大于第一宇宙速度，B错误；C已知同步卫星的周期为24h，则根据角速度和周期的关系有由于T同T组合体，则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大，C正确；D由题知组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，有整理有由于T同T组合体，则r同r组合体，且同步卫星和组合体在天上有则有a同a组合体D错误。故选C。3. 一定质量的理想气体由状态a变为状态c，其过程如pV图中ac直线段所示，状态b对应该
4、线段的中点。下列说法正确的是（）A. ab是等温过程B. ab过程中气体吸热C. ac过程中状态b的温度最低D. ac过程中外界对气体做正功【答案】B【解析】【详解】AB根据理想气体的状态方程可知ab气体温度升高，内能增加，且体积增大气体对外界做功，则W0，b0）。若上述过程仅由方向平行于y轴的匀强电场实现，粒子从到运动的时间为t1，到达点的动能为Ek1。若上述过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现，粒子从O到运动的时间为t2，到达点的动能为Ek2。下列关系式正确的是（）A. t1 t2C. Ek1Ek2【答案】AD【解析】【详解】AB该过程中由方向平行于y轴的匀强电场实现，此时粒子做类平抛运动
5、，沿x轴正方向做匀速直线运动；当该过程仅由方向垂直于纸面的匀强磁场实现时，此时粒子做匀速圆周运动，沿x轴正方向分速度在减小，根据可知t1Ek2故C错误，D正确。故选AD。11. 如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角可调。导体棒沿导轨向右运动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。已知导体棒加速时，加速度的最大值为g；减速时，加速度的最大值为g，其中g为重力加速度大小。下列说法正确的是（）A. 棒与导轨间的
6、动摩擦因数为B. 棒与导轨间的动摩擦因数为C. 加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，=60D 减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，=150【答案】BC【解析】【详解】设磁场方向与水平方向夹角为1，190;当导体棒加速且加速度最大时，合力向右最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向右上方，磁场方向斜向右下方，此时有令根据数学知识可得则有同理磁场方向与水平方向夹角为2，290，当导体棒减速，且加速度最大时，合力向左最大，根据左手定则和受力分析可知安培力应该斜向左下方，磁场方向斜向左上方，此时有有所以有当加速或减速加速度分别最大时，不等式均取等于，联立可得带入可得=30，此时加速阶
7、段加速度大小最大时，磁场方向斜向右下方，有减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向左上方，有故BC正确，AD错误。故选BC。二、非选择题:本题共5小题。共56分。12. 某同学设计了一个用拉力传感器验证机械能守恒定律的实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录钢球摆动过程中拉力传感器示数的最大值和最小值。改变小钢球的初始释放位置，重复上述过程。根据测量数据在直角坐标系中绘制的图像是一条直线，如图乙所示。（1）若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为_。（2）由图乙得:直线的斜率为_，小钢球的
8、重力为_N。（结果均保留2位有效数字）（3）该实验系统误差的主要来源是_（单选，填正确答案标号）。A小钢球摆动角度偏大B小钢球初始释放位置不同C小钢球摆动过程中有空气阻力【答案】 . . . 0.59 . C【解析】【详解】（1）1设初始位置时，细线与竖直方向夹角为，则细线拉力最小值为到最低点时细线拉力最大，则联立可得即若小钢球摆动过程中机械能守恒。则图乙中直线斜率的理论值为；（2）23由图乙得直线的斜率为则小钢球的重力为（3）4该实验系统误差的主要来源是小钢球摆动过程中有空气阻力，使得机械能减小，故选C。13. 某探究小组学习了多用电表的工作原理和使用方法后，为测量一种新型材料制成的圆柱形电
9、阻的电阻率，进行了如下实验探究。（1）该小组用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，示数如图甲所示，其读数为_mm。再用游标卡尺测得其长度L。（2）该小组用如图乙所示的电路测量该圆柱形电阻Rx的阻值。图中电流表量程为0.6A、内阻为1.0，定值电阻R0的阻值为20.0，电阻箱R的最大阻值为999.9 。首先将S2置于位置1，闭合S1，多次改变电阻箱R的阻值，记下电流表的对应读数I，实验数据见下表。R/I/A /A-15.00.4142.4210.00.3522.841500.3083.2520.00.2723.6825.00.2444.1030.00.2224.50根据表中数据，在图丙中绘制出图
10、像。再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A。根据图丙中的图像可得_（结果保留2位有效数字）。最后可由表达式_得到该材料的电阻率（用D、L、表示）。（3）该小组根据图乙电路和图丙的图像，还可以求得电源电动势_V，内阻_。（结果均保留2位有效数字）（4）持续使用后，电源电动势降低、内阻变大。若该小组再次将此圆柱形电阻连入此装置，测得电路的电流，仍根据原来描绘的图丙的图像得到该电阻的测量值会_（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】 . 3.700 . 6.0 . . 12 . 3.0 . 偏小【解析】【详解】（1）1用螺旋测微器测量该圆柱形电阻的直径D，其读数为（2）（3）2345
11、由电路可知，当将S2置于位置1，闭合S1时即由图像可知解得解得再将S2置于位置2，此时电流表读数为0.400A，则解得根据解得（3）由（2）可知（4）根据表达式因电源电动势变小，内阻变大，则当安培表由相同读数时，得到的的值偏小，即测量值偏小。14. 如图所示，水族馆训练员在训练海豚时，将一发光小球高举在水面上方的A位置，海豚的眼睛在B位置，A位置和B位置的水平距离为d，A位置离水面的高度为d。训练员将小球向左水平抛出，入水点在B位置的正上方，入水前瞬间速度方向与水面夹角为。小球在A位置发出的一束光线经水面折射后到达B位置，折射光线与水平方向的夹角也为。已知水的折射率，求: （1）tan的值；（
12、2）B位置到水面的距离H。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由平抛运动的规律可知解得（2）因可知，从A点射到水面的光线的入射角为，折射角为，则由折射定律可知解得由几何关系可知解得15. 如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L= 0.2m、回路电阻R= 1.6 10 - 3、质量m= 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成= 45角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速
13、运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g= 10m/s2，求：（1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；（2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；（3）磁场区域的水平宽度。【答案】（1）ax= 20m/s2，ay= 10m/s2；（2）B= 0.2T，Q= 0.4J；（3）X= 1.1m【解析】【详解】（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有max =Fcos代入数据有ax= 20m/s2在竖直方向有may=Fsin - mg代入数据有ay= 10m/s2（2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁
14、感线；ad边和bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但ad和bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则ad边和bc边的上部分受到的安培力相互抵消，故线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有Fsin - mg - BIL= 0E=BLvyvy2= 2ayL联立有B= 0.2T由题知，从ab边进入磁场开始，在竖直方向
15、线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有Q=W安=BILyy=LFsin - mg=BIL联立解得Q= 0.4J（3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为vy=ayt1L=vyt2t=t1 + t2联立解得t= 0.3s由（2）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有则磁场区域的水平宽度X=x + L= 1.1m16. 打桩机是基建常用工具。某种简易打桩机模型如图所示，重物A、B和C通过不可伸长的轻质长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮连接，C与滑轮等高（图中实线位置）时，C到两定滑轮的距离均为
16、L。重物A和B的质量均为m，系统可以在如图虚线位置保持静止，此时连接C的绳与水平方向的夹角为60。某次打桩时，用外力将C拉到图中实线位置，然后由静止释放。设C的下落速度为时，与正下方质量为2m的静止桩D正碰，碰撞时间极短，碰撞后C的速度为零，D竖直向下运动距离后静止（不考虑C、D再次相碰）。A、B、C、D均可视为质点。（1）求C的质量；（2）若D在运动过程中受到的阻力F可视为恒力，求F的大小；（3）撤掉桩D，将C再次拉到图中实线位置，然后由静止释放，求A、B、C的总动能最大时C的动能。【答案】（1）；（2）6.5mg；（3）【解析】【详解】（1）系统在如图虚线位置保持静止，以C为研究对象，根据平衡条件可知解得（2）CD碰后C的速度为零，设碰撞后D的速度v，根据动量守恒定律可知解得CD碰撞后D向下运动距离后停止，根据动能定理可知解得F=6.5mg（3）设某时刻C向下运动的速度为v，AB向上运动的速度为v，图中虚线与竖直方向的夹角为，根据机械能守恒定律可知令对上式求导数可得当时解得即此时于是有解得此时C的最大动能为