2023-2024学年重庆市第七中学高二（下）月考物理试卷（5月）（含解析）

2023-2024学年重庆市第七中学高二（下）月考物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列现象能说明光是横波的是( )
A. 水中气泡因全反射显得明亮 B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹
C. 利用光的偏振呈现立体影像 D. 单色光因单缝衍射产生条纹
2.下列说法正确的是( )
A. 受潮后粘在一起的蔗糖没有固定的形状，所以蔗糖是非晶体
B. 固体、液体分子间有空隙而不分散，能保持一定的体积，说明分子间有引力
C. 当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力和分子势能总随分子间距离的减小而减小
D. 如果理想气体分子总数不变，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，压强一定增大
3.下列有关说法中正确的是
A. 液晶是液体和晶体的混合物
B. 发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降
C. 液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变
D. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
4.下列说法正确的是
A. 由图甲可知，状态的温度比状态的温度低
B. 由图乙可知，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直增大
C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功
5.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化曲线如图乙所示，若外接电阻，线圈的电阻，则说法正确的是
A. 时通过线圈的磁通量为零
B. 电压表的示数为
C. 电阻上的电功率为
D. 该电动势的瞬时值
6.密闭的容器中一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示。下列说法中正确的是
A. 过程中，气体分子的平均动能增大
B. 过程中，气体压强不变，体积增大
C. 过程中，单位体积分子数增大
D. 过程中，器壁在单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的次数增多
7.如图所示，点为某弹簧振子的平衡位置，该弹簧振子在、两点之间做简谐运动，取向右为正方向。、两点间的距离为时振子沿轴正方向经过点，时经过点。已知振子经过两点时的速度大小均为，两点之间的距离为，下列说法正确的是
A. 该简谐运动的周期可能为
B. 该简谐运动的周期可能为
C. 若时振子第一次通过点，和时，振子速度相同
D. 若时振子第一次通过点，从到的时间内，振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐减小
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.小型发电厂输出电压为的交流电，经过升压变压器输送到较远的地区后，再经过降压变压器输给用户使用，如图所示。已知变压器都是理想变压器，升压变压器和降压变压器的匝数比分别为：和：，下列说法中正确的是( )
A. 升压变压器原线圈中的电流小于降压变压器副线圈中的电流
B. 升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率
C. 若用户增加时，则输电线上分得的电压将增加
D. 若用户得到的电压有效值为，则输电效率为
9.一列简谐横波沿轴正成向传播，时刻波刚传播到的质点，波形图如图所示，已知的质点连续两次位于平衡位置的时间间隔为，下列说法正确的是
A. 时质点位于波峰 B. 时质点第一次到达波峰
C. 内，质点通过的路程为 D. 此列波的传播速度是
10.如图所示，有两根足够长、间距为的光滑竖直金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为，电容器不会被击穿的电容为，质量为的金属棒水平放置，整个装置放在垂直导轨平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场中，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让沿导轨由静止开始释放，金属棒和导轨始终接触良好，重力加速度大小为。在金属棒沿导轨下滑的过程中，下列说法正确的是
A. 只闭合开关，金属棒先做匀加速运动，后匀速运动
B. 只闭合开关，通过金属棒的电流为
C. 只闭合开关，金属棒先做加速运动，后做匀速运动
D. 若只闭合开关，金属棒下降的高度为时速度大小为，则所用的时间为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图所示，某兴趣小组用单摆测量重力加速度。选用的实验器材有：智能手机、小球、细线、铁架台、夹子、游标卡尺、刻度尺等，实验操作如下：
用铁夹将细线上端固定在铁架台上，将小球竖直悬挂；
用刻度尺测出摆线的长度为，用游标卡尺测出小球直径为；
将智能手机置于小球平衡位置的正下方，启用手机物理工坊“近距秒表”功能；
将小球由平衡位置拉开一个角度，静止释放，软件同时描绘出小球与手机间距离随时间变化的图像，如图所示。
请回答下列问题：
根据图可知，单摆的周期_____________。
改变摆线长度，重复步骤、、的操作，可以得到多组和的值，进一步描绘出如图的图像，则该图像以______________为横坐标选填“”或“”，若图线的斜率为，则重力加速度的测量值为__________________。用所测量字母、或、、等进行表示
12.在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

下列说法中正确的是( )
A.滤光片应置于单缝与双缝之间
B.拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C.仅增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密
D.仅增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏
将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为____________________。
设图甲、乙的读数分别为和。则两相邻亮条纹间距______用所给物理量的符号表示。
若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率_______________。
四、计算题：本大题共3小题，共43分。
13.如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖。其中，边长为。一束单色光从边的中点垂直射入玻璃砖，恰好在面发生全反射，最后从边上的点图中未标出射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为。
求玻璃砖的折射率；
求单色光在玻璃砖中传播的时间。
14.如图所示，一内径均匀的导热形管竖直放置，右侧管口封闭，左侧上端与大气相通，一段水银柱和一个光滑轻质活塞将、两部分空气封在管内。初始稳定状态下，气柱长度为，气柱长度为，两管内水银面的高度差。已知大气压强恒为，环境温度恒为。回答下列问题：
求初始稳定状态下气体的压强；
为使左右两管内液面等高，现仅对气体缓慢加热，求两液面等高时，气体的温度。
15.间距为的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示。倾角为的导轨处于大小为方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场区间中，磁场下边界距离水平面。水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为的“联动双杆”金属杆和长度为，它们之间用长度为的刚性绝缘杆连接构成，在“联动双杆”右侧存在大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间，其长度为。质量为、长为的金属杆从倾斜导轨上端释放，达到匀速后离开磁场区间。杆进入水平导轨无能量损失，杆与“联动双杆”发生弹性碰撞，已知碰后在“联动双杆”通过磁场区间过程中，杆和“联动双杆”不会同时处于磁场中，运动过程中，杆、和与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知：，，杆、和电阻均为，，，，，，。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求
杆在倾斜导轨上匀速运动时的速度；
“联动双杆”进入磁场区间前的速度大小；
碰后在“联动双杆”通过磁场区间过程中杆产生的焦耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同现象，不能因此确定光是横波还是纵波，故A错误；
干涉和衍射是所有波的特性，不能因此确定是横波还是纵波，根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性，故BD错误；
C.光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，故C正确。
故选C。
2.【答案】
【解析】【分析】
是否有固定的几何形状不是判定晶体的唯一标准，蔗糖是多晶体；
固体、液体、气体分子之间都存在间隙；
根据分子力及图像，分子势能及图像分析；
根据气体温度、压强的微观意义分析。
【解答】
A.是否有固定的几何形状不是判定晶体的唯一标准，蔗糖是多晶体，选项A错误；
B.如果没有引力，有空隙的分子一定分散开，固、液体将无法保持一定的体积，选项B正确；
C.当分子间作用力表现为斥力时，分子间作用力随分子间距离的减小而增大，且分子间距离减小时，分子间作用力做负功，分子势能随分子间距离的减小而增大，选项C错误；
D.如果理想气体分子总数不变，温度升高，气体分子的平均动能一定增大，因体积变化不确定，则压强有可能增大，也有可能减小，选项D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】【分析】
由晶体与非晶体的特点得解；由液晶的特点得解；由毛细现象得解。
本题主要考查热学的概念，熟悉各种概念是解题的关键，难度不大。
【解答】
A.液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质形态，液晶像液体一样可以流动，同时液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有晶体各向异性的特性，故A错误；
B.发生毛细现象时，如果是浸润，则细管中的液体会上升，如果是不浸润，则细管中的液体会下降，故B错误；
C.液晶是一种特殊的物质形态，液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变，故C正确；
D.晶体具有固定的熔点，可知单晶体有确定的熔点，多晶体也有确定的熔点，故D错误。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查热学的概念，知道分子热运动的速率随温度的变化规律；知道分子热运动的平均动能与温度的关系；熟悉分子间的作用力随分子间距的变化是解题的关键，难度不大。
【解答】
A.由分子热运动的速率的分布特点可知，随温度的升高，分子热运动的速率分布呈现“中间多两头少”的规律，且随温度的增大，大部分的分子热运动速率增大，故由图可知图温度高，故A错误；
B.由理想气体状态方程结合图乙可知，气体在状态和态时，气体的温度相同，结合气体的等温线可知，该过程气体的温度先升高，后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C.由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误；
D.由图丁可知，在分子间距为时，分子间距离为相当于平衡位置的距离。在由变到的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】【分析】
由乙图可知，电动势为，但通过线圈的磁通量最大；根据有效值与最大值的关系以及欧姆定律，从而求出电压表的示数；根据公式求出电阻上的电功率；由图乙可确定角速度，根据瞬时值表达式即可求解。
解决本题的关键知道从图象的特殊时刻求电动势或电压最大或为零的时刻，以及知道峰值与有效值的关系，能从图中得出有效信息，难度不大。
【解答】
A.由乙图可知时电动势为，但通过线圈的磁通量最大，A错误；
B.电压表上的示数为有效值：，B正确；
C.电阻上的电功率为，C错误；
D.因为，所以该电动势的瞬时值为，D错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
该题考查气体状态变化图像问题。熟知图像特点和规律并能从中获取有用信息，逐项分析解题即可。
【解答】
A.过程中，温度不变，所以气体分子的平均动能不变，A错误；
B.过程中，气体压强不变，温度减低，根据可知，体积减小，B错误；
．过程中，根据可知，气体体积不变，而气体的总数不变，所以单位体积分子数不变，由于压强变大，温度升高，分子热运动剧烈，器壁在单位面积上、单位时间内所受气体分子碰撞的次数增多，C错误，D正确。
7.【答案】
【解析】【分析】本题考查简谐运动，解题关键是掌握简谐运动的特点，抓住其周期性与对称性，结合题意得出周期的可能值。知道简谐运动过程中各物理量的变化情况。
【解答】由题可知，从点沿轴正方向直接运动到点，所用时间为，从点沿轴正方向到达点再第二次回到点，运动了，因此从点沿轴正方运动到点所用时间为
或
可得周期为
或
A正确， B错误
C.若时振子第一次通过点，则振动周期
，
在时，振子第二次通过点，速度方向与时的速度方向相反，C错误
D.时恰好经过点向左运动，在时恰好运动到点，在这段时间内，振子的位移和系统的弹性势能都在逐渐增大， D错误。
故选A。
8.【答案】
【解析】解：、理想变压器原副线圈电流值比与匝数成反比，则，，其中，解得，，故A错误；
B、在输送过程中，由于输线线路有电阻，故会损失部分功率，则，故B错误；
C、若用户增加时，相当于负载的电阻减小，输出功率增大，输电线上的电流增大，则输电线上分得的电压将增加，故C正确；
D、升压变压器输入功率，用户得到的功率，则效率为，故D正确；
故选：。
变压器原、副线圈的电压比等于匝数之比，电流之比与匝数成反比，输电线路的输入功率等于用户得到的功率加上输线线路上损失的功率。
解决本题的关键掌握交变电流电压的表达式，知道各量表示的含义，知道原、副线圈的电压比等于匝数之比，电流比等于匝数之反比。
9.【答案】
【解析】【分析】
根据题意求解周期，根据图象可知波长，根据波速求解波速；掌握质点简谐振动与波
传播的关系，知道每半个周期，质点的路程为。
本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要能够根据图象直接读出振幅、波长和各个位置处的
质点振动方向，知道波速、波长和周期之间的关系。
【解答】 质点连续两次位于平衡位置的时间间隔为，可知质点振动周期为，根据上下坡法，可
知时刻质点向下振动，时质点经历，位于波谷与平衡位置之间，故A错误；
根据上下坡法，可知时刻质点向上振动，时，质点经历，第一次到达波峰，
故B正确；
．内，质点经历，通过的路程为，故C错误；
由图知波长为，则此列波的传播速度为，故D正确；
故本题选BD。
10.【答案】
【解析】【分析】
根据牛顿第二定律结合对金属棒的受力分析得出其运动状态；
根据动量定理得出电荷量的表达式，结合电荷量与电流的关系式得出对应的时间；
根据电容器的电荷量的计算公式，结合安培力公式和牛顿第二定律得出导体棒的运动状态。
本题主要考查了电磁感应的相关应用，熟悉电路构造的分析和安培力公式，结合牛顿第二定律和动量定理即可完成解答。
【解答】
只闭合开关，在金属棒运动过程中取一段时间 ，且 趋近于零，设金属棒的加速度大小为，则有
对金属棒，根据牛顿第二定律有
解得，
可知金属棒做匀加速直线运动，A错误，B正确；
C.只闭合开关，金属棒刚释放时有
之后金属棒受重力和安培力共同作用，根据牛顿第二定律有
又
其中金属棒的速度在增大，则金属棒做加速度减小的加速运动，直到安培力和重力平衡后做匀速直线运动，C正确；
D.只闭合开关，金属棒下降高度为时速度为，在该过程中，对金属棒进行分析，根据动量定理可得：
又
解得，故D错误。
11.【答案】；；；。
【解析】【分析】本题考查的是用单摆测量重力加速度。根据图求单摆的周期，根据周期公式推到出重力加速度的表达式，按照要求整理出和的关系式，得到横坐标的物理量，由斜率推导出来重力加速度的测量值。
【解答】根据图可知，单摆的周期
根据公式，解得；
由整理得，由此可知则该图像以为横坐标，
若图线的斜率为，则，重力加速度的测量值为 。
12.【答案】 ；；；
【解析】“用双缝干涉测光的波长”的实验中滤光片应放在透镜和单缝之间，故A错误；
B.该实验中拔杆得作用是调节两个狭缝的间距、亮度和位置，故B错误；
C.增大单缝与双缝间距时干涉条纹的疏密不变，故C错误；
D.根据条纹间距得表达式，可知增大双缝与毛玻璃屏间距，条纹间距变大，干涉条纹变疏，故D正确。
故选D。
图乙中手轮上的示数为。
第条亮纹到第条亮纹之间又个相邻的两条问，所以相邻亮条纹间距为。
根据双缝间距的表达式在空气中
在介质中
所以在介质中
由此可得光在空气中和绝缘透明均匀介质中
所以。
本题主要考查用双缝干涉测光的波长，解决本题的关键在于对实验步骤的正确掌握。根据求解。
13.【答案】解：根据题意，作出光路图如图所示
由几何关系可知，光在面上的入射角，由于光在面恰好发生全反射故临界角，
玻璃砖的折射率
解得：
由光路图和几何关系可得，
单色光在玻璃砖中通过的路程为
单色光在玻璃砖中的传播速度
所以单色光在玻璃砖中传播的时间
联立解得：
答：光路图见解析，玻璃砖的折射率为；
单色光在玻璃砖中传播的时间为。
【解析】作出光路图，由几何关系得在边恰好发生全反射的临界角，根据临界角与折射率的关系求折射率。
解得光在玻璃砖中的速度，根据几何关系求解路程，进而计算时间。
解决本题关键是能准确作出单色光光路图，根据临界角公式等求折射率。。
14.【答案】 ；
【解析】初始稳定状态下气体的压强
部分气体初状态压强
初状态体积
初状态温度
部分气体末状态压强
末状态体积
根据理想气体状态方程
解得
15.【答案】解：杆在倾斜轨道上做匀速直线运动，由平衡条件可知

即，
解得；
对杆由动能定理得： ，
解得 ，
杆与联动双杆碰撞过程系统动量守恒
机械能守恒： ，
解得；
碰后联动双杆入磁场区间，有三个过程，由动量定理和能量守恒定律，第一过程则有
代入数据解得
产生的焦耳热
在磁场中第二过程则有
代入数据解得
产生的焦耳热
第三过程出磁场则有
代入数据解得
产生的焦耳热
最后由串并联关系得杆产生的焦耳热

【解析】分析清楚杆的运动过程是解题的前提与关键，应用安培力公式、平衡条件、动量守恒定律与能量守恒定律可以解题；解题时注意分析清楚电路结构，本题是一道综合题，难度较大，解题时应细心、认真。
杆在倾斜轨道上做匀速直线运动，由平衡条件可以求出其速度；
杆与联动双杆碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出其速度；
应用动量定理与能量守恒定律及串并联关系可以求出杆产生的焦耳热。
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