江苏省盐城市四校2024-2025学年高二下学期5月联考 物理试卷（含解析）

2024-2025学年江苏省盐城市四校高二（下）联考物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B. 图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C. 图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
D. 图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线对应的温度较高
2.石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则( )
A. 新材料属于晶体 B. 新材料没有固定的熔点
C. 低温下新材料中碳原子停止运动 D. 层间相邻碳原子间作用力表现为斥力
3.G.汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后，通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为 m，加速后电子速度大小为 v，普朗克常量为 h，则( )
A. 该图样说明电子具有粒子性 B. 该实验中电子的德布罗意波波长为
C. 加速电压越大，电子的物质波波长越短 D. 加速电压越大，电子的波动性越明显
4.如图所示， AB为平行板电容器的上下极板， R为定值电阻，线圈 L的直流电阻不计。下列说法正确的是( )
A. S保持闭合一段时间后， A板带正电， B板带负电
B. S由闭合到断开的瞬间，磁场能开始转化为电场能
C. S由闭合到断开的瞬间，左侧 LC振荡电路电流最小
D. 该电路可以有效地发射电磁波
5.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交流电动势。下列说法正确的是( )
A. 交流电的频率为100Hz
B. 交流电动势的有效值为
C. 当线圈转到如图所示的位置时电动势最小
D. 当线圈转到如图所示的位置时穿过线圈的磁通量为零
6.宝石切工决定价值，优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。某宝石的剖面简化如图，一束复合光斜射到宝石的 AB面上，经折射后分成 a、b两束单色光从CO面上射出，则下列说法正确的是( )
A. 宝石对a光的折射率比b光的小
B. 宝石中a光的传播速度比b光的大
C. b光从空气进入宝石，频率变高
D. 逐渐减小光斜射到AB面上的入射角，从 CO面射出的光线中a光先消失
7.如图所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比为，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为，副线圈接定值电阻滑动变阻器的最大阻值为，电压表内阻不计。则( )
A. 时，电压表示数为零
B. 原、副线圈的电流之比为
C. 原、副线圈的磁通量变化率之比为
D. 滑动变阻器的滑片从a端向b端滑动过程中，副线圈输出的最大功率
8.如图所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在时的波形图， P、Q分别是平衡位置为、处的质点，已知波速为，此时处的质点刚开始运动，则( )
A. 这列波的起振方向沿y轴正方向向上
B. 时处的质点第一次到达波峰
C. 时Q质点的加速度方向沿y轴正方向向上
D. 时P质点的速度方向沿y轴正方向向上
9.霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子，而呈现五颜六色。如图所示为氢原子的能级示意图，大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法中正确的是( )
A. 逸出光电子的最大初动能为
B. 有6种频率的光子能使金属钠发生光电效应
C. 从能级跃迁到能级时放出的光子能量最大
D. 氢原子辐射出的光子后，能够稳定在的能级，不再往低能级跃迁
10.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧下端挂一质量为m的小球可视为质点，小球在竖直方向上做简谐运动，弹簧对小球的拉力 F随时间变化的图像如图乙所示。已知弹簧弹性势能的表达式为，x为弹簧的形变量，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 小球的振幅为
B. 小球的最大加速度大小为g
C. 小球的最大动能为
D. 在振动过程中，小球的动能和弹簧的弹性势能总和不变
11.如图所示，在的区域存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，坐标原点 O处有一粒子源，可向x轴和x轴上方的各个方向均匀地发射速度大小均为v、质量为m、带电荷量为q的同种带电粒子。在x轴上距离原点L处垂直于x轴放置一个长度为L、厚度不计且能接收带电粒子的薄金属板粒子一旦打在金属板P上，其速度立即变为。现观察到沿y轴正方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方向与 x轴平行。不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力，则下列说法正确的是
A. 磁感应强度
B. 磁感应强度
C. 打在薄金属板左侧面的粒子数目占总数的
D. 打在薄金属板右侧面的粒子数目占总数的
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
12.两个学习小组分别进行测量重力加速度和光的波长的实验。
第一学习小组的同学利用智能手机和一个磁性小球进行“用单摆测量重力加速度”实验，装置如图甲。
将摆线上端固定在铁架台上，下端栓接一磁性小球，将智能手机中磁传感器置于磁性小球平衡位置正下方，使小球在竖直面内做小角度摆动摆角小于，打开智能手机的磁传感器，测量磁感应强度的变化。手机软件记录的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，则单摆的周期 用和表示。
假设实验过程中，由于摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，则根据单摆周期公式直接求得的 g值 填“偏大”“偏小”或“不变”。
第二学习小组同学用图丙装置进行“用双缝干涉测量光的波长”实验，光具座上放置的光学元件从左向右依次为光源、透镜、 M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜目镜。
、N、P三个光学元件依次为 。
A.单缝、双缝、滤光片
B.双缝、滤光片、单缝
C.滤光片、单缝、双缝
D.滤光片、双缝、单缝
关于该实验，下列说法正确的是 。
A.若将滤光片向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大
B.若将双缝间的距离d减小，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离也减小
C.若将滤光片由蓝色换成橙色，光屏上相邻两条亮条纹中心的距离增大
D.为了减小测量误差，可用测微目镜测出 n条亮条纹中心的距离a，则相邻两条亮条纹中心的间距为
某次实验后，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在空气中实验时的一半，则该透明介质的折射率 。该光在空气中的折射率近似为
三、简答题：本大题共1小题，共3分。
13.如图，一定质量的理想气体经历从的变化过程，在此过程中气体从外界吸收了的热量，气体对外界做了的功。已知状态A时气体压强为、气体内能，求：
状态B时气体的压强
状态C时气体的内能。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.一个质量为50kg的蹦床运动员，从离水平网面一定高度处自由下落，将要着网时速度大小，着网后与网作用一段时间后沿竖直向上方向以速率离开网面。已知运动员与网接触的时间为，重力加速度 g取，不计空气阻力。
求运动员与网接触的这段时间内动量变化量的大小;
求运动员与网接触的这段时间内网对运动员的平均作用力大小。
15.某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示， A为粒子加速器，加速电压为为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为为偏转分离器，磁感应强度为。今有一质量为m、电荷量为2e的正粒子不计粒子重力，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：
粒子进入C时的速度v的大小;
速度选择器两板间电压
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。
16.如图所示， CD、EF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲轨道上端接有一阻值为 R的电阻，水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为 B。方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一质量为m、接入电路的阻值为3R的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放，导体棒在水平导轨上运动距离 d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好，它们之间动摩擦因数为，重力加速度为 g。当导体棒从释放到最终停止过程中，求：
通过电阻R的最大电流
电阻R中产生的焦耳热
导体棒在水平导轨上运动的时间t。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】A、"油膜法估测油酸分子大小"实验中，应先撒痱子粉，再滴油酸酒精溶液，否则很难形成单分子油膜，故A错误；
B、图中的折线是花粉颗粒在不同时刻的位置的连线，并不是花粉颗粒的运动轨迹，也不是分子的运动轨迹，花粉颗粒在不停地做无规则运动，故B错误；
C、根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从增大时，分子力表现为引力，分子力先变大后变小，故C错误；
D、由图可知，②中速率大分子占据的比例较大，则说明②对应的平均动能较大，故②对应的温度较高，故D正确。
故选D。
2.【答案】A
【解析】根据题意可知新材料原子结构呈空间有规则排列，所以属于晶体，有固定的熔点，故A正确，B错误；
C.分子做永不停息的热运动，在低温下，新材料中碳原子仍在运动，故C错误；
D.因为层与层间距约为六边形边长的两倍，即大于原子间距，所以层间相邻碳原子间作用力表现为引力，故D错误。
3.【答案】C
【解析】解：A、图为电子束通过多晶薄膜的衍射图样，因为衍射是波所特有的现象，所以说明了电子具有波动性，故A错误；
BCD、该实验中电子的德布罗意波波长为，根据动能定理可知加速电压越大，电子获得的动能越大，动量也就越大，电子的德布罗意波长越短，电子的粒子性就越明显，故BD错误，C正确。
故选C。
4.【答案】B
【解析】A、电容器与线圈L并联，L直流电阻不计，则S保持闭合一段时间后AB电势相等，电容器极板不带电，故A错误；
BC、S由闭合到断开的瞬间，电容器与线圈L组成闭合振荡回路，电感线圈开始给电容器逆时针充电，电路电流最大，磁场能开始转化为电场能，故B正确，C错误；
D、S由闭合到断开的瞬间，电容器与线圈L组成闭合振荡回路，在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少，不能有效地发射电磁波，故D错误。
5.【答案】C
【解析】解：由交流电的表达式可得
可得频率，故A错误；
B.该正弦交流电动势的有效值
故B错误；
当线圈转到如图所示的位置时为中性面，磁通量最大，但磁通量变化率为零，即电动势为零，故C正确，D错误。
故选：C。
6.【答案】D
【解析】A.由题意知，宝石对单色光 a的偏折程度比对单色光b的偏折程度大，因此宝石对单色光 a的折射率大， A错误；
B.由可知，单色光 a在宝石中的传播速度比单色光b在宝石中的传播速度小， B错误;
C.单色光b从空气进入宝石，频率不变， C错误;
D.由可知，单色光a的临界角小于单色光b的临界角，逐渐减小斜射到AB面上的入射光束的入射角，从CO面射出的光束中单色光a最先消失，D正确。
故选D。
7.【答案】D
【解析】A.电压表的示数为有效值，可知时，，电压表示数不为零，故A错误；
B.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为，则原、副线圈的电流之比为，故B错误；
C.理想变压器没有漏磁，通过原副线圈的磁通量相同，则原、副线圈的磁通量变化率之比为，故C错误；
D.原线圈电压有效值，根据电压匝数关系有，解得，则副线圈输出功率，当滑片下滑至b端时有，解得输出功率最大值为，故D正确。
故选D。
8.【答案】C
【解析】解：由图可知，波长；
所以周期；
8m处质点刚开始运动，所以波源起振方向向下，故A错误；
B.2m处的波峰是距10m处最近的波峰，传到10m处所需时间，故B错误；
C.经历了个周期，Q在波谷，根据可知加速度向上，故C正确；
D.经历了个周期，P质点在x轴下方，且向下运动，故D错误。
9.【答案】A
【解析】A.由题意知，氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光子能量最大，光子最大能量为，用该光子照射逸出功为的金属钠时，逸出光电子的最大初动能最大，为，故A正确;
C.氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光子能量最小，故C错误;
B.若要使金属钠发生光电效应，则照射的光子能量要大于其逸出功，大量氢原子从的激发态跃迁到基态能放出种频率的光子，其光子能量分别为、、、、、，其中能量为、的光子不能使金属钠发生光电效应，其他4种均可以，故B错误;
D.跃迁到第3能级，氢原子依旧不稳定，会往更低能级跃迁，故D错误。
10.【答案】B
【解析】在平衡位置有，而振幅是小球偏离平衡位置的最大位移。
A.小球的振幅为：，故A错误；
B.弹簧的弹力最大时，物体的加速度最大为：，解得：，则物体的最大加速度大小等于重力加速度g，故B正确；
C.小球的合外力为0，即加速度为0时，速度最大，动能最大，则有：，解得：，根据动能定理有：，解得：，故C错误；
D.由于弹簧与小球组成的系统机械能守恒，所以重力势能、弹簧的弹性势能和物体动能总和不变，故D错误。
11.【答案】D
【解析】题意知观察到沿y轴正方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端，且速度方向与x轴平行，几何关系可知粒子轨迹圆半径 ，根据 ，
联立解得 ，故AB错误；
C.当带电粒子打在金属板左侧面的两个临界点，如图所示
圆心 与坐标原点和薄金属板下端构成正三角形，带电粒子速度方向和x轴正方向成角，可知沿与x正方向夹角范围为角发射的粒子打在薄金属板的左侧面上，打在薄金属板左侧面的粒子数目占总数的 ，故C错误；
D.当打在右侧下端的临界点，如图所示
圆心 与坐标原点和薄金属板下端构成正三角形，带电粒子速度方向和x轴正方向成角，结合C选项中图可知，沿与方向夹角范围为角发射的粒子打在薄金属板的右侧面上，故打在薄金属板右侧面的粒子数目占总数的 ，故D正确。
12.【答案】；偏小；
；；
【解析】解：根据单摆做简谐运动的周期性，磁感应强度随时间变化图像中，相邻两次磁感应强度最大值对应的时间间隔就是半个周期。从图乙可知，相邻两个峰值对应的时间间隔为，所以单摆的周期；
单摆的周期公式为，变形可得，
摆线松动时，摆长 l实际变长，但在计算时我们仍用初始设定的较短摆长值代入公式计算，由可知，在T测量准确的情况下，l测量值偏小，那么计算得到的g值偏小；
为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此，M、N、P三个光学元件依次为：滤光片、单缝、双缝，故ABD错误，C正确。
故选C；
根据双缝干涉条纹间距公式其中是相邻两条亮条纹中心的距离，L是双缝到光屏的距离，是光的波长， d是双缝间距。
A、若将滤光片向右平移一小段距离，L、、d均不变，根据公式不变，故A错误；
B、若将双缝间的距离d减小，由可知，增大，故B错误；
C、若将滤光片由蓝色换成橙色，橙色光波长比蓝光长，即增大，根据，增大， 故C正确；
D、用测微目镜测出n条亮条纹中心的距离a，则相邻两条亮条纹中心的间距为不是，故D错误。
双缝干涉条纹间距公式，在空气中，在介质中。已知，可得。根据光在不同介质中频率f不变，且，把代入可得。
13.【答案】解状态为等容过程，由查理定律得
解得
由热力学第一定律得：

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】以向上为正方向，设向下接触网面的速度为大小，向上离开网面的速度大小为，
则动量的变化量为
解得
即动量变化量大小为
以向上为正方向，根据动量定理
解得
即网对运动员平均作用力大小为1500N。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：粒子经加速电场加速，获得速度v，
由动能定理得：，解得：；
在速度选择器中做匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡，
由平衡条件得：，即：，解得：；
在中做圆周运动，洛仑兹力提供向心力，
由牛顿第二定律得：，解得：。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为 v机械能守恒
速度最大有最大电流
解得
导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为 Q能量守恒
解得
导体棒在水平轨道上运动时，动量定理
导体棒在水平方向的距离为d
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】