【市级联考】湖北省襄阳市2023-2023学年高二2月普通高中调研统一测试物理试题

【市级联考】湖北省襄阳市2023-2023学年高二2月普通高中调研统一测试物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)
第(1)题
如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场．一带电粒子垂直磁场边界从a点射入，从b点射出．下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在b点速率大于在a点速率
C．若仅减小磁感应强度，则粒子可能从b点右侧射出
D．若仅减小入射速率，则粒子在磁场中运动时间变短
第(2)题
派特CT（PET-CT）是医学影像仪器。

其中PET原理是将放射性同位素注入人体，同位素发生衰变：，衰变放出正电子和人体内的负电子相遇湮灭成一对光子，光子被探测器探测后经计算机处理，并与CT（X射线成像）进行图像融合，形成清晰的图像。

下列说法正确的是（ ）
A．放射性同位素在衰变过程质量数守恒B．放射性同位素在衰变过程质子数守恒
C．正负电子在湮灭过程电荷数不守恒D．应选取半衰期较长的放射性同位素
第(3)题
2022年11月12日10时03分，在我国文昌航天发射场，“长征七号”遥六运载火箭搭载的“天舟五号”货运飞船发射升空。

飞船随后与在轨运行的空间站组合体进行了自主快速交会对接。

如图所示，实线椭圆为空间站组合体的运行轨迹，O为地心，为椭圆的四等分点，近地点A处的虚线内切圆的半径为a，远地点C处的虚线外切圆的半径为ka。

已知地球半径
为R，地球表面的重力加速度为g，组合体与地心连线在时间内扫过的面积为，忽略地球自转的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．组合体从A运动到B的时间等于
B．组合体从C运动到A的过程中，万有引力的冲量等于零
C．若组合体释放一枚小卫星至外切圆轨道上，则该小卫星需要在C处减速
D．椭圆轨道的面积为
第(4)题
如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度（在弹性限度内）。

不计空气阻力。

则（ ）
A．从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的加速度不断增大
B．从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小
C．从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的机械能守恒
D．小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小
第(5)题
一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。

此后K质点比L质点先回到平衡位置。

下列判断正确的是（）
A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．此时K质点沿y轴正方向运动
C．此时K质点的速度比L质点的小D．此时K质点的加速度比L质点的小
第(6)题
2022年11月1日，梦天实验舱成功对接天宫空间站，至此我国空间站一期建设基本完成。

如图为梦天实验舱正在接近天宫空间站的对接情景，假设对接后组合体的轨道近似看成圆形，已知组合体运行周期为T，其轨道半径与地球半径的比值为n，引力常量为G。

下列说法正确的是（ ）
A．图示时刻天宫空间站的运行速度大于7.9km/s
B．图示时刻天宫空间站的加速度大于
C
．组合体的运行速度为
D．地球的平均密度为
第(7)题
1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了他自己送展的直流发电机的电流输出端．由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方面的一个瓶颈．此项发明是
A．新型直流发电机B．直流电动机
C．交流电动机D．交流发电机
第(8)题
关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在
B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
C．玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理
D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。

在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

(共4题)
第(1)题
下列说法中正确的是（ ）
A．根据甲图氢原子的电子云示意图显示，电子在波尔能级理论中的基态运动是一个概率问题
B．根据乙图中原子核的比结合能示意图可知，原子核中的平均核子质量比的要小
C．丙图中的链式反应要能持续，裂变物质必须具有一定的体积或质量
D．根据丁图中氡的衰变可知，氡经过38天后还剩
第(2)题
小刚同学用光传感器研究光的波动现象，实验装置如图甲所示，某次实验中，得到了如图乙所示的光强分布图，则下列说法正确的是（ ）
A．该同学观察到的是光的干涉图样
B．该同学观察到的是光的衍射图样
C．若仅减小激光器和中间缝屏的距离，则观察到条纹的宽度将不变
D．若换用光强更大、频率更低的激光，则观察到条纹的宽度将变大
第(3)题
2021年2月24日，我国以“一箭三星”方式成功将遥感三十一号03组卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。

卫星两翼的太阳电池板把太阳能转化为电能供卫星使用。

如图所示，图线a是太阳能电池在某光照强度下路端电压和电流的关系图象（电池内阻不是常量），图线b是某电阻的图象。

在该光照强度下将它们组成闭合回路时，则（ ）
A．电源的电动势B．电阻两端的电压
C．电阻的电流D．电池的内阻
第(4)题
由于分子间存在着相互作用力，而分子间作用力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。

如图所示为分子势能E p随分子间距离r变化的图像，取r无穷大时E p为零。

通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子间作用力的信息，则下列说法不正确的是（ ）
A．假设将两个分子由r=r2释放，它们将开始远离
B．假设将两个分子由r=r2释放，它们将相互靠近
C．假设将两个分子由r=r2释放，它们的加速度先增大后减小
D．假设将两个分子由r=r1释放，当r=r2时它们的速度最大
三、解答题：本题共4小题，共40分 (共4题)
第(1)题
某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上，已知汽缸的质量为M（汽缸壁的厚度不计），轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为p0，重力加速度大小为g，初始时环境温度为T0，被封闭气体高度均为L，活塞的横截面积为S、质量和厚度不计，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。

（1）求初始时B气体的压强；
（2）若环境温度缓慢升至1.2T0，求稳定后汽缸C底部离水平面的高度h。

第(2)题
如图所示，竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道半径为，下端与水平桌面相切，小球A从圆弧轨道顶端无初速度滑
下，与静止在圆弧轨道底端的小球B相碰，A与B碰撞后结合为一个整体，在水平桌面上滑动。

已知A和B的质量均为
，A、B与桌面之间的动摩擦因数，重力加速度g取10，A、B均可视为质点，不考虑空气阻力。

求：
（1）与B碰撞前瞬间，小球A的速度v的大小；
（2）与B碰撞前瞬间，小球A对轨道压力F的大小；
（3）A和B整体在水平桌面上滑行的最远距离x。

第(3)题
“自嗨锅”是一种自热火锅，其原理类似于体积不变的密闭加热容器。

假设该锅内含有气体（视为理想气体）的体积为，密度为，加热前，气体的温度为，初始压强为（为外界大气压），使用加热包后，气体的温度达到，该锅会导热。

（ⅰ）求此时封闭气体的压强；
（ⅱ）经过一段时间的冷却后，气体的温度降低了，此时打开排气口，让气体排出，锅内气压和外界气压一致，求排出气体的质量m。

第(4)题
为寻找可靠的航天动力装置，科学家们正持续进行太阳帆推进器和离子推进器的研究。

太阳帆推进器是利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力，离子推进器则是利用电场加速后的离子气体的反冲作用加速航天器。

（1）由量子理论可知每个光子的动量为（h为普朗克常量，为光子的波长），光子的能量为为光子的频率），调
整太阳帆使太阳光垂直照射，已知真空中光速为c，光子的频率v，普朗克常量h，太阳帆面积为S，时间t内太阳光垂直照射到太阳帆每平方米面积上的太阳光能为E，宇宙飞船的质量为M，所有光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射，求：
①时间t内作用在太阳帆的光子个数N；
②在太阳光压下宇宙飞船的加速度a的大小。

（2）离子推进器的原理如图所示：进入电离室的气体被电离，其中正离子飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A，B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速正离子束的过程中所消耗的功率为P，推进器获得的恒定推力
为F．为提高能量的转换效率，即要使尽量大，请通过论证说明可行的方案。

设正离子质量为m，电荷量为q。

四、实验题：本题共2小题，共20分 (共2题)
第(1)题
宇航员登录某星球做了一个平抛运动实验，并用频闪照相机记录小球平抛运动的部分轨迹，且平抛初速度为5m/s．将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，小球在A、B和C点的坐标分别为（0m，0m）、（0.50m，0.25m)和（1.00m，0.75m）．那么：
①频闪照相机的频闪频率为_________Hz；
②该星球表面重力加速度为_________m/s2；
③小球开始做平抛运动的初始位置坐标为x=________m；y=________m．
第(2)题
如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。

（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d=________mm。

（2）实验过程中________（填“需要”或“不需要”）满足M远大于m。

（3）实验主要步骤如下：
①测量小车、传感器及遮光条的总质量M，测量两光电门间的距离L。

②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录传感器的示数F，记录遮光条通过光电门A、B时的挡光时间、及遮光条
从A到B的时间t。

（4）利用该装置验证动能定理的表达式为FL=________；
（5）利用该装置验证动量定理的表达式为Ft=________。

（以上两空均用字母M、d、、表示）。