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湖北省部分名校2022-2023学年高二下学期5月联考
物理试题
（测试时间：75分钟 卷面总分：100分）
★祝考试顺利★
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上将对应题目答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本大题共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．以下图片都来源于教材，相关说法不正确的是
A．图甲：普朗克为解释黑体辐射实验规律提出了能量子假说
B．图乙：汤姆孙利用气体放电管实验估测了电子的比荷
C．图丙：卢瑟福的α粒子散射实验可用来估测金原子核的半径
D．图丁：玻尔理论可以解释多种物质发出的线状光谱
2．一根粗细均匀足够长的绳子，右端固定，一人拿着左端的O点上下振动。以竖直向上为正方向，波源O在第一个周期内的振动图像如图所示，则该波在第一个周期结束时在介质中形成的波形图是
A． B． C． D．
3．若以M表示水的摩尔质量，表示液态水的摩尔体积，表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，为液态水的密度，为标准状态下水蒸气的密度，为阿伏伽德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面四个关系式正确的是
A． B． C． D．
4．如图所示为研究光电效应的实验装置，初始滑动变阻器滑片P对齐O点，用某种频率的光照射阴极K，微安表指针偏转。已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是
A．滑片P从初位置移动到b端的过程中，微安表示数一定不断增大
B．为了验证光电管阴极材料的极限频率的存在，必须把滑片P移动到a端
C．若仅降低入射光的强度，则微安表示数减小，遏止电压会变小
D．分别用两种频率已知（均大于光电管阴极材料的极限频率）的光照射阴极K，调节滑片P，使微安表示数均为零，记录两次电压表示数，即可计算出普朗克常量
5．如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，g取10，则摆球的质量是
A．0.05kg B．0.10kg C．0.18kg D．0.21kg
6．水流射向物体，会对物体产生冲击力。假设水枪喷水口的横截面积为S，喷出水流的流速为v，水流垂直射向以恒定速度匀速向前行驶的小车左壁，并沿左壁流入车厢内，如图所示。已知水的密度为ρ，则小车受到的平均冲击力是
A． B． C． D．
7．由于太阳光线在大气层中折射，人们观察到的日出时刻比不存在大气层时要早，这叫做“蒙气差”现象。为研究方便，假设地球表面分布着厚度为（R为地球半径）、折射率为的均匀大气。试估算一个住在赤道上的人看到日出的时间相比无大气层的情况提前了（已知，地球自转周期为24小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）
A．0.6小时 B．1小时 C．1.4小时 D．2小时
8．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示。而三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是
A．甲是非晶体 B．乙不可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙 D．丙熔化过程中，温度不变，则内能不变
9．一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是
A．A、B状态气体压强相等的原因是单个分子撞击器壁的平均作用力相等
B．B→C过程中系统向外放出的热量小于A→B过程中系统从外界吸收的热量
C．C→A过程中，气体单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D．气体状态变化的一个循环过程中，气体对外做的功大于
10．2022年11月22日，由中国科学院精密测量院研制的空间冷原子干涉仪成功抵达中国空间站，进行相关科学探索。冷原子干涉仪核心技术之一是激光冷却技术，其原理是利用激光使原子降速从而降低原子温度。根据多普勒效应，当原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高，当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大。如图所示，现有一原子位于坐标轴原点，两束完全相同的激
光，沿x轴从相反的方向对原子进行照射，下列说法正确的是
A．由动量知识可知，假设原子可以吸收光子，当原子向x轴正向运动时，激光B可使原子减速
B．由动量知识可知，假设原子可以吸收光子，当原子向x轴负向运动时，激光B可使原子减速
C．为使原子减速，所用激光的频率应小于原子的固有频率
D．为使原子减速，所用激光的频率应大于原子的固有频率
11．如图，理想变压器为升压变压器，输入端接入电压有效值恒定的交变电源，滑动触头初始位于副线圈最上端，滑动变阻器的最大阻值与定值电阻的阻值相同，滑片初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是
A．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I增大，U减小
B．保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，消耗的功率先减小再增大
C．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，I减小，U减小
D．保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，消耗的功率先增大再减小
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12．（6分）
某同学在实验室自制了一个简易测温装置。如图所示，粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体（可视为理想气体）被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内水银面等高。现对烧瓶缓慢加热，并上下移动C管。实验过程中B、C管内始终有液柱，则
（1）若保证气体体积不变，C管应该 移动（填“向上”或“向下”），测温刻度应标在 端（填“B”或“C”），温度值 。（填“上小下大”或“上大下小”）
（2）若保证气体压强不变，C管应该 移动（填“向上”或“向下”），测温刻度应标在 端（填“B”或“C”），温度值 。（填“上小下大”或“上大下小”）
13．（9分）
某同学利用生活中的常见物品来验证动量守恒定律。如图所示，他将电线线槽做成一个斜槽轨道和一个平直轨道，两轨道间利用圆弧实现平滑过渡（未画出）；使两节相同的5号电池在水平轨道上做一维碰撞（碰撞前后两物体速度都在一条直线上），利用电池在平直轨道上滑行的最远距离来验证动量守恒定律。
（1）该同学使电池2静止在水平轨道上，将电池1从斜槽某一位置由静止释放，运动到平直轨道上在A点与电池2碰撞，碰撞后两节电池做匀减速直线运动，最终静止，如图所示。则电池1、电池2碰撞后滑行的最大距离分别为 （填“AB”或“AC”）， （填“AD”或“AE”）。用刻度尺量取、的长度。
（2）使电池1再次从同一高度静止释放，冲到平直轨道上滑行一段距离后停止。测出它从碰撞点A开始滑行的最大距离 （填“AM”或“AN”）。用刻度尺量取的长度。
（3）借助匀变速直线运动的规律，我们可以通过电池的滑动距离推导电池碰撞前后的速度，从而验证动量守恒。若在误差允许的范围内、、满足 ，则电池1、2的碰撞过程系统动量守恒。
（4）如果电池1、2的碰撞是弹性碰撞，则、、应该满足 。
（5）做完实验应当进行必要的反思和总结。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．两电池碰撞时，虽然轨道对电池有摩擦力，但碰撞时间极短，内力远大于外力，依然近似满足动量守恒的条件
B．做实验时，即使平直轨道偏离水平方向一个小角度，也不会带来实验误差
C．电池沿斜槽轨道下滑过程中受摩擦力作用，机械能有损失，这会带来实验误差
D．碰撞点A的位置离斜槽轨道末端越远越好
14．（12分）
如图所示，质量为M、内部高为H的绝热汽缸内部带有加热装置，用绝热活塞封闭一定质量的理想气体。汽缸顶部有挡板，用绳将活塞悬挂在天花板上。汽缸底面积为S。开始时缸内理想气体温度为300K，活塞到汽缸底部的距离为0.5H。用电阻丝缓慢加热后，汽缸内气体的温度升高到700K。已知大气压强恒为，重力加速度为g。忽略活塞和汽缸壁的厚度，不计一切摩擦。
（1）当温度升高到700K时，求缸内气体的压强；
（2）保持气体温度在700K不变，此后由于汽缸漏气导致活塞下移，最终再次距离底部0.5H，求该过程泄露气体与漏气前缸内气体的质量之比。
15．（14分）
汽车的减震器可以有效抑制车辆振动。某同学设计了一个利用电磁阻尼的减震器，其简化的原理如图所示。匀强磁场宽度为，磁感应强度，方向垂直于水平面。一轻弹簧处于水平原长状态垂直于磁场边界放置，右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。一宽也为L，足够长的单匝矩形硬金属线框abcd固定在一塑料小车上（图中小车未画出），右端与小车右端平齐，二者的总质量为，线框电阻为使小车带着线框以的速度沿光滑水平面，垂直磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场区域后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。
（1）线框刚进入磁场左边界时，求小车的加速度大小；
（2）求小车向右运动过程中弹簧的最大弹性势能；
（3）通过增加线框的匝数（质量的增加量忽略不计）可以增大安培力作用。若匝数增为n＝10，小车的初速度增为，小车最终能停下来并保持静止吗？若能，求停下来并保持静止的位置；若不能，求小车最终的速度大小。
16．（15分）
如图所示，在平面直角坐标系中的第一象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。在原点O上方处有一粒子源S，粒子源可向第一象限各个方向均匀地发射比荷为的带负电的粒子。在x正半轴上放置一足够长的粒子收集装置，当粒子与收集装置相碰时，粒子立即被吸收。收集装置可将电荷导出，保持电中性状态。不计粒子间相互作用和重力的影响。已知，。
（1）求到达收集装置的粒子速度至少多大；
（2）若粒子源发射的粒子速度均为，求到达收集装置的粒子所需最短时间；
（3）若粒子源发射的粒子速度均为，将有两个不同运动方向的粒子可到达收集装置的同一位置，求这些位置在收集装置上的长度。
湖北省部分名校2022-2023学年高二下学期5月联考
物理试题
参考答案及多维细目表
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 D C A D B D C BC BD AC ACD
1．【答案】D
【解析】玻尔理论有局限性，在解释除氢原子以外的其他原子的线状光谱时出现障碍，故D错误。
2．【答案】C
【解析】由波源O的振动图象可知波源的起振方向向上，故介质中各个质点的起振方向也应向上，B、D错误。再由振动图象振幅的变化，可知波源的振幅在增加，A错误，C正确。
3．【答案】A
【解析】由摩尔质量的意义可知，对液态水，由密度的定义可得，得，故A正确；由于水蒸气分子间有较大距离，，所以B、C、D均错误。
4．【答案】D
【解析】滑片P向b端滑动，微安表中的电流可能会先增大，然后保持不变，A错误；验证极限频率的存在，主要通过改变入射光频率看是否发生光电效应来判断，滑片P应对齐O点，B错误；若仅降低光照强度，仍然能发生光电效应，只是电流会变小，光电子的最大初动能不变，遏止电压不会变，C错误；设材料的逸出功为W，由光电效应方程，，解得，故D正确。
5．【答案】B
【解析】在A点；，在B点：，从A到B：，另周期联立可得，B正确。
6．【答案】D
【解析】
取极短时间△t内与小车接触的水为研究对象，，根据动量定理：，再根据，可知，D正确。
7．【答案】C
【解析】临界光路如图所示，人最早在A点看到太阳，由，可知临界光线的折射角为；又因为，得临界光线的入射角。若无大气层，人最早在B点看到太阳，由几何关系可知，，故一个住在赤道上的人提前看到太阳的时间为，C正确。
8．【答案】BC
【解析】甲丙具有确定的熔点，且丙表现出导热的各向异性，则丙一定是单晶体，甲可能是多晶体或者在导热性上不具各向异性的单晶体，A错误。乙不具备确定的熔点，故乙为非晶体，而金属块是多晶体，B正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，C正确；晶体在熔化过程中，温度不变，分子平均动能不变，吸收热量，分子势能增加，内能增大，D错误。
9．【答案】BD
【解析】A→B系统温度升高，单个原子撞击器壁的平均作用力增大，A错误；A→B气体等压膨胀，对外做功，温度升高，内能增大，气体从外界吸收的热量大于内能增量；B→C气体不对外做功，气体向外界放出的热量等于内能增量，而A→B系统内能增量与B→C系统内能减少量相同，故B→C过程中系统向外放出的热量小于A→B过程中系统从外界吸收的热量，B正确；C→A过程温度不变，分子平均速率不变，体积减小，单位体积内分子数变多，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，C错误；一个循环过程，气体对外界做的功等于图形围成的面积，大于，D正确。故选BD。
10．【答案】AC
【解析】根据动量守恒，原子与光子有相互作用，激光的照射方向应与原子的运动方向相反，原子动量会减小；根据多普勒效应，原子迎着光束的方向运动时，其接收到的光的频率会升高。当原子接收到的光的频率等于该原子的固有频率时，原子吸收光子的概率最大，则所用激光的频率应小于原子的固有频率，故选AC。
11．【答案】ACD
【解析】由题意可知，变压器是升压变压器，副线圈匝数多于原线圈，设电源电压有效值为，则电流表示数，电压表示数，中电流，消耗的电功率，消耗的功率，保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，I增大、U减小、先增大再减小，故A正确，B错误；保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则I减小、U减小、先增大后减小（时取最值），C、D都正确。
12．【答案】
（1）向上 C 上小下大
（2）向下 B（或C） 上小下大（或上大下小）
（若前一个空填“C”，此处填“上大下小”，且两空必须一致才能得2分，否则该两空0分）
【解析】
（1）气体体积不变，则B端水银面高度不变，升高温度，根据盖—吕萨克定律，气体压强增大，C端液面要比B端液面高。故将C管上移（液面相对C管的位置不变），利用CB液面高度差反应温度变化，故测温示数上小下大。
（2）若保证气体压强不变，则需满足BC液面始终平齐，升高温度，根据查理定律，气体体积增大，B端液面下降，则C端液面也需下降，故C管需下移。因此若选择B端标注测温线，由于升温使液面下移，则示数上小下大；若选择C端标注测温线，升温使C端液面相对管上移，故示数上大下小。
13．【答案】
（1）AC AD
（2）AN
（3）
（4）（或者且）
（5）AB
【解析】
（1）略
（2）略
（3）电池做匀减速运动的初速度与全程位移间的关系为：，若碰撞满足动量守恒定律，则有，化简可得
（4）若碰撞是弹性碰撞，还满足机械能守恒定律：，即。结合前一问也可以得出且的结论，两条结论写出一条即可。
（5）略。
14．【答案】
（1） （2）
【解析】
（1）假设在活塞碰到挡板前，气体一直做等压变化，当时，体积为0.5HS；当时，设活塞到汽缸底部的距离为h，根据盖—吕萨克定律，有
①
得②
因此假设不成立，故气体先做等压变化，活塞碰到挡板后气体做等容变化。
初始气体压强为p，对汽缸分析有
③
设时气体的压强为，
由理想气体状态方程得
④
由③④得⑤
（2）（方法一）：当活塞再次距离底部0.5H时，由平衡条件可知，气体压强恢复到p。设剩余缸内气体在初态体积为，气体总体积为，从初始状态到最终状态，该部分气体进行等压膨胀，对该气体，根据盖—吕萨克定律
⑥
则漏出气体与原有气体质量比为
⑦
由⑥⑦可得⑧
（方法二）：设初始气体总质量为，剩余气体质量为，根据克拉珀龙方程
初态有⑥
末态有⑦
则漏出气体与原有气体质量比为
⑧
由⑥⑦⑧可得
15．【答案】
（1）2
（2）0.072J
（3）最终能停下来，停下来并保持静止的位置在距离磁场右边界0.05m的位置
【解析】
（1）线框刚进入磁场左边界时
①
②
③
④
由①②③④得小车的加速度大小
⑤
（2）设线圈的ab边穿过磁场时的速度为v，
则由动量定理
⑥
⑦
线圈ab边出离磁场后压缩弹簧，
则弹簧最大弹性势能
⑧
由⑥⑦⑧得
⑨
（3）假设线圈ab边能穿过磁场，从刚进入磁场到最终停止，设ab边在磁场中运动的总路程为，全程根据动量定理
⑩
则线框先向右压缩弹簧至停止，然后反向运动进入磁场，最终静止，由⑩ 得
停止时ab边距离磁场右边界d＝0.05m
16．【答案】
（1）
（2）
（3）0.4m
【解析】
（1）粒子到达收集装置的最小速度，即临界状态，其轨迹与O点相切，轨迹如图
由几何关系可知，轨迹半径为
①
洛伦兹力提供向心力，有
②
由①②得③
即到达收集装置的粒子速度大小至少为
（2）若粒子源发射的粒子速度均为，
则粒子轨迹半径为
④
轨迹所对弦最小时，所用时间最短，最短弦为OS，轨迹如图，
设圆心角为2θ由几何关系，可得
⑤
得
粒子在磁场中运动周期为
⑥
则粒子所需最短时间为
⑦
由④⑤⑥⑦得
⑧
（3）临界1：如图所示
速度与y轴正方向成的粒子轨迹直径与x轴交于M点，这是x轴上离O点最远的点，由几何知识可得
⑨
得⑩
（或）
临界2：如图所示
速度与y轴正方向成的粒子与x轴相切与N点，这是x轴上离O点最近的点，由几何关系可得
得
综上可知MN间将有两个不同运动方向的粒子可到达收集装置的同一位置。
由 可知满足题意的长度为