2023-2024学年江苏省苏州市南航苏州附中高二（下）阳光测试物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省南航苏州附中高二（下）阳光测试物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.对下列四幅图的描述正确的是( )
A. 甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动
B. 乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹
C. 丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力
D. 丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知
2.将两个质量均为的完全相同的分子、，从轴上的坐标原点和处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为、和时，两分子之间的势能为、和，取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是( )
A. 当分子到达坐标时，两分子之间的分子力为零
B. 分子的最大动能为
C. 两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小
D. 当两分子间距无穷远时，分子的速度为
3.世纪末，黑体辐射、光电效应、氢原子光谱的不连续性等问题无法用经典物理理论解释，直到“能量子”假设的提出才解决了上述难题。关于能量量子化，下列说法正确的是( )
A. 普朗克首先提出了“能量子”的概念 B. 光子的能量与其频率成反比
C. 带电物体的电荷量是连续的 D. 电场中两点间的电势差是量子化的
4.宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时，将三根内径不同的细管子插入水槽，稳定后三根管中液面忽略液面形状的高度是下图中的( )
A. B.
C. D.
5.用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水，使注射器内的空气柱位于水面之下，每隔几分钟，记录气体体积和此时温度计的示数；用表示水降低的摄氏温度，用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是( )
A. B.
C. D.
6.年月日下午，“天宫课堂”第四课航天员进行太空科普授课，航天员们在空间站进行一场“乒乓球友谊赛”，使用普通球拍时，水球被粘在球拍上；而使用毛巾加工成的球拍，水球不仅没有被吸收，反而弹开了．下列描述不 正 确的是
( )
A. 水球形成球形是因为水具有表面张力
B. 水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的
C. 毛巾的表面布满了疏水的微线毛，对于水是不浸润的
D. 用毛巾加工成的球拍打水球的力大于水球对球拍的力使水球弹开
7.年月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料，为丰富多彩的材料家族又增添了新的一员。如图甲所示为某合成云母单晶体片的微观结构示意图，图乙为某液体表面分子分布示意图，以下说法正确的是( )
A. 使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B. 图甲所示云母材料在熔化过程中，分子势能和分子平均动能均增大
C. 图乙所示的液体表面层分子之间只存在相互作用的引力
D. 如图乙所示，液体表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分子力平衡的距离
8.海底火山活跃的海域，火山附近的海水会受到加热形成水蒸气从而产生气泡。当气泡浮上水面的过程中温度下降，压强减小，体积减小。该过程中水蒸气可视作理想气体。下列关于该过程说法正确的是( )
A. 水蒸气上升过程中吸收热量 B. 水蒸气分子的平均动能增大
C. 水蒸气放出的热量大于其减小的内能 D. 该过程违反了热力学第二定律
9.如图甲所示，空间中存在一匀强磁场，初始时方向竖直向上，其磁感应强度随时间变化，如乙图，磁场中放置一水平圆形金属环，已知金属环面积为，导体环的总电阻为，。下列说法正确的是( )
A. 时，金属环中电流为零 B. 第和第，金属环中电流方向相反
C. 第内，导体环中电流的大小为 D. 第内，导体环中的电流大小为
10.振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图甲所示，规定回路中顺时针方向的电流为正，电流随时间变化的规律如图乙所示，则
( )
A. 时刻，电容器中电场能最大
B. 在时间内，电容器正在充电
C. 时刻，电容器中电场最强且方向向上
D. 在时间内，振荡电路中磁场能正在向电场能转化
11.中国职业篮球联赛简称联赛是我国最顶尖的篮球赛事，赛前对篮球的检查是一项重要工作。比赛用球的体积为，标准气压为。有一篮球经检测发现气压为，现用打气筒对其充气，打气筒每次能充入压强为、体积为的气体，气体可视为理想气体，忽略充气过程温度和篮球体积的变化，则为达到比赛用球标准，充气次数至少为( )
A. B. C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
往边长约为的浅盘里倒入约深的水。待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上；
将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；
用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内一定体积时的总滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
上述步骤中，正确的顺序是_____；填写步骤前面的数字
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列，体现的物理思想方法为( )
A.控制变量法 等效替代法 理想化模型法
甲组同学在实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的原因可能是( )
A.盆中装的水量太多
B.爽身粉撒得太多，且厚度不均匀
C.盆太小，导致油酸无法形成单分子层
乙组同学将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液；测得的油酸酒精溶液有滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是。由此估算出油酸分子的直径为_____；结果保留位有效数字
丙组同学在实验中，在求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数少计了滴，计算出的分子直径_____“偏大”、“偏小”或“不变”。
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图甲所示，一根不可伸长的细绳上端固定，下端系在一质量，边长的单匝正方形金属框的点上。金属框的一条对角线水平，其下方有方向垂直于金属框所在平面向外的匀强磁场，匀静强磁场的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示。已知构成金属框的导线单位长度的阻值为。重力加速度取。求：
内，金属线框中感应电流的大小；
时，细绳拉力的大小。
14.一般小汽车轮胎气压正常值为，某次司机师傅发车前检测轮胎气压，气温，驱车一段时间后胎压报警器显示，设行驶过程中轮胎容积不变。
求此时轮胎内气体温度为多少摄氏温度；
为避免爆胎，司机师傅对轮胎进行放气，放气过程轮胎容积和温度均可视为不变，为使胎压恢复到，求剩余气体质量与原有气体质量之比。
15.如图所示，某个小型水电站发电机的输出功率，发电机的输出电压，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。若在输电线上损失的功率为，求：
升压变压器输入的电流；
输电线上的电流；
升压变压器的匝数比和降压变压器的匝数比。
16.如图所示，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的气体。质量为的活塞可无摩擦地上下移动，活塞的横截面积为，外界大气压强为。开始时，活塞平衡于处，气体温度为。现用一热源图中未画出给气体加热，活塞从处缓慢上升了高度，到达处，气体吸收热量。求：
活塞平衡于处时，封闭气体的压强；
活塞从过程中，封闭气体内能的变化；
关闭热源，同时在处的活塞上轻放一个砝码，活塞下降一定高度后，停在某一位置，此时气体温度仍为，这一过程气体放出热量，试确定该过程外界对气体做功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动，故A正确；
B、乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，连线不是炭粒运动的轨迹，故B错误；
C、丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，故C错误；
D、因为温度升高，速率大的分子比例变多，由图象知，故D错误。
故选：。
扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的无规则运动；布朗运动的研究画出的图线只反映运动的无规则性，不是运动轨迹；压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，不能说明分子间存在斥力；温度越高分子热运动越激烈，分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大。
本题考查的是热学中几个记忆类的知识点，对于这类题目，应该注意加强理解记忆。本题注意理解：温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度，理解分子运动速率的统计分布规律。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查分子力与分子势能。时，分子间的作用力表现为斥力当时，分子间的作用力为，这个位置称为平衡位置当时，分子间的作用力表现为引力。要明确平衡位置的分子势能最小，分子力做正功时，分子势能减小，分子力做负功时，分子势能增大。当只有分子力做功时，分子动能与分子势能之和守恒。
【解答】
A.两个完全相同的分子由静止释放后，分子向左运动，分子向右运动，运动性质完全相同，当它们之间距离为 时，分子势能最小，分子间作用力为零，此时向右移动 ，则向左移动 ，则有，
此时分子的坐标应为，故A错误；
B.两分子之间势能为 时动能最大，减少的势能为，
根据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子的最大动能为，故B错误；
C.分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故C错误；
D.当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则，
解得，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】A.普朗克在解释黑体辐射时首先提出能量子说，故A正确；
B.由可知光子的能量与其频率成正比，故B错误；
C.带电物体的电荷量是元电荷的整数倍，因此不连续，故C错误；
D.电场中两点间的电势差是连续的，故D错误。
故选A。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题以“天宫课堂”实验为情景载体，考查了毛细现象的相关知识。
在太空中完全失重，忽略重力影响，以此分析解答。
【解答】
在太空中完全失重，不考虑重力影响，毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子，故D正确，ABC错误。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查盖吕萨克定律，明确以及即可解题。
【解答】气体压强不变，则，，则，故选A。
6.【答案】
【解析】【分析】
根据表面张力的形成原因分析选项A。根据浸润和不浸润的原理分析。根据牛顿第三定律分析选项D。
本题考查生活中的物理知识，简单。
【解答】
A.在完全失重的状态下，因为水具有表面张力的作用从而使得水球形成球形，故 A正确
B.水球被粘在球拍上是因为拍子表面对于水是浸润的，故 B正确
C.毛巾的表面布满了疏水的微线毛，是因为其对于水是不浸润的，故C正确
D.根据牛顿第三定律可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的力，故 D错误。
由于本题选择错误的，故选 D。
7.【答案】
【解析】【分析】
该题考查晶体和非晶体、液体表面张力等相关知识。熟知相关概念是解决本题的关键。
云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向异性；晶体熔化过程温度不变，吸收热量；根据液体表面张力具体分析解题即可。
【解答】
A.使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向异性。故A错误；
B.云母是晶体，具有熔点。云母材料在熔化过程中，吸收热量，温度保持不变，分子平均动能不变，分子势能增大。故B错误；
C.图乙所示的液体表面层分子之间既存在相互作用的引力也存在相互作用的斥力，此时引力大于斥力，表现为引力。故C错误；
D.如图乙所示，液体表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分子力平衡的距离，表现为分子引力。故D正确。
故选D。
8.【答案】
【解析】A.根据热力学第一定律
可知，气体温度下降，故内能减小，即
体积减小可以判断外界对气体做功，故
因此必须为负，即放出热量。故A错误；
B.水蒸气的温度下降，故分子平均动能减小。故B错误；
C.根据热力学第一定律，因外界对气体做功，故水蒸气放出的热量大于其减小的内能。故C正确；
D.该过程不单是从热源吸热并用于做功，同时也引起了海水重力势能变化，故没有违反热力学第二定律。故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.时，穿过导体环的磁通量变化率不为零，则导体环中感应电流不为零，故A错误；
B.第内，向上穿过导体环的磁通量减小，根据楞次定律感应磁场方向向上，由安培定则可知，导体环中电流为俯视逆时针方向，第内，向下穿过导体环的磁通量增大，根据楞次定律感应磁场方向向上，由安培定则可知，导体环中电流为俯视逆时针方向，故B错误；
第内，导体环中电流大小为
故C错误，D正确。
故选D。
10.【答案】
【解析】
【详解】 时刻，振荡电路的电流最大，由 可知，此时磁场能最大，则电容器中电场能最小，故A错误；
B.在 时间内，电流逐渐减小，即磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，表示电容器正在充电，故B正确；
C. 时刻和 时刻相同，电流为零，即磁场能最小，电场能最大，电容器即将放电且电流沿正向，则上级板带正电，故电场最强且方向向下，故C错误；
D.在 时间内，振荡电路中电流逐渐增大，则磁场能逐渐增大，即电场能正在向磁场能转化，故D错误。
故选B。
11.【答案】
【解析】设充气次数为 次，根据玻意耳定律
代入数据
解得
故选C。
12.【答案】；
；
；
；
偏大。
【解析】【解析】
根据实验原理和实验步骤分析判断；
根据实验中采用的物理近似判断实验中采用的物理方法
痱子粉撒得太多，且厚度不均匀会使油膜出现堆积；
根据油酸酒精溶液求出一滴该油酸酒精溶液滴中纯油酸的体积，再除以油膜的面积，即得到油酸分子的直径；
根据实验原理分析产生误差的原因。
本题关键掌握实验原理和实验步骤，掌握实验采用的物理方法。
【解答】
“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
配制酒精油酸溶液教师完成，记下配制比例测定一滴酒精油酸溶液的体积题中的准备浅水盘形成油膜描绘油膜边缘测量油膜面积计算分子直径，故正确的顺序是；
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列，本实验体现的物理思想方法为理想化模型法，故C正确，AB错误。
滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的原因可能是爽身粉撒得太多，且厚度不均匀，而盆中装的水量太多或者盆太小，导致油酸无法形成单分子层，都不会形成“锯齿”边沿。故B正确，AC错误。
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 ；
油酸分子直径；
丙组同学在实验中，在求每滴油酸酒精溶液的体积时，的溶液滴数少计了滴，导致每滴油酸的体积测量偏大，根据公式，所以直径测量偏大。
13.【答案】 ；
【解析】根据法拉第电磁感应定律可得
整个回路的总电阻为
根据欧姆定律可得回路中的感应电流为
解得
设细绳的拉力大小为，根据共点力的平衡条件可得
由题目图乙可知 时
解得
14.【答案】；
【解析】由题意可知，最初时轮胎内气体温度为
由于行驶过程中轮胎容积不变，则根据查理定律可得
解得
则此时轮胎内气体温度为
根据理想气体状态方程有
其中
整理可得
由于放气过程轮胎容积和温度均可视为不变，放气后胎压恢复到 ，则剩余气体质量与原有气体质量之比等于剩余气体的压强与原有气体的压强之比，即为
15.【答案】解：根据，
解得；
根据，
解得输电线上通过的电流是；
根据原副线圈的电流与匝数的关系可得，
输电线损失的电压为，
根据，
可得升压变压器输出的电压为，
降压变压器输入电压为，
所以降压变压器的匝数比为。

【解析】本题关键是结合变压器的变压比公式和功率损耗的公式列式求解，基础问题。
根据输电损失功率公式计算传输电流；由输送功率计算输送电压；由电压与匝数成正比和电压分配关系计算匝数之比
16.【答案】解：位置时，对活塞受力分析，由平衡可知：

解得：
过程，活塞缓慢移动，气体压强不变，体积大，由理想气体状态方程可知，气体温度升高，故内能增加
过程，气体对外界做功
代入得：
由热力学第一定律可得：
代入得：
有题意可知，气体温度重新下降到，所以该过程中，内能的变化量
由热力学第一定律可得：
解得

【解析】在位置时，对活塞受力分析列出平衡方程；
根据热力学第一定律得出气体内能的变化；
由热力学第一定律可得确定该过程外界对气体做功。
本题时气缸类问题的常规题目，注意热力学第一定律的应用。
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