四川省广安第二中学校2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试题
一、单选题(每题4分)
1.下列关于热学问题的说法正确的是( )
A.草叶上的露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,这一物理过程中水分子间的引力增大、斥力减小
B.某气体的摩尔质量为M、密度为ρ,用表示阿伏加德罗常数,每个气体分子的质量,每个气体分子的体积
C.大量气体分子的速率有大有小,但是按“中间多,两头少”的规律分布
D.单晶体和多晶体在不同方向上的导热性、机械强度等物理性质都不一样
2.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰。如图所示。下列说法正确的是( )
A.水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果,与重力无关
B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象
C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
3.分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.r1处分子间表现为引力
B.r2处分子间表现为斥力
C.时,r越小分子势能越大
D.分子间距离足够大时分子势能最小
4.三种气体在相同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中表示处单位速率区间内的分子数百分率,下列说法正确的是( )
A.I气体的分子平均动能最小 B.Ⅱ气体的分子平均速率最大
C.Ⅲ气体分子的质量最小 D.Ⅰ气体的曲线与轴围成的面积最大
5.如图所示是理想的LC振荡电路的两个状态,状态a中电流强度为0,状态b中电容器不带电,已知该电路电磁振荡的周期为T,从状态a到状态b经历的时间小于T。则下列说法中正确的是( )
A.从状态b变化到状态a的最短时间为
B.从状态b变化到状态a的最短时间为
C.从状态a到状态b,电路中的电流强度一直增大
D.从状态a到状态b,线圈L的自感电动势一直减小
6.如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A的图像。BC线与纵轴平行,DA线与横轴平行,AB为直线,气体在A、B两状态的内能相等,CD为双曲线的一支,则下列说法正确的是( )
A.从A到B过程,气体分子平均动能增大
B.从B到C过程,气体分子平均动能减小
C.从C到D过程,外界对气体做的功大于气体放出的热量
D.从D到A过程,气体分子速率分布曲线峰值向速率小的一方移动
7.如图直角坐标系xOy的一、三象限内有匀强磁场,方向均垂直于坐标平面向里,第一象限内的磁感应强度大小为2B,第三象限内的磁感应强度大小为B,现将由两条半径(半径为l)和四分之一圆弧组成的导线框OPM绕过O点且垂直坐标平面的轴在纸面内以角速度ω逆时针匀速转动,导线框回路总电阻为R,在线框匀速转动360°的过程中( )
A.线框中感应电流的方向总是顺时针方向
B.圆弧段PM始终不受安培力
C.线框中感应电流最大值为
D.线框产生有效电流
二、多选题
8.如图所示,一定质量的理想气体从状态a,先后到达状态b和c,,,。则( )
A.过程气体分子平均动能增加
B.过程气体分子数密度减小
C.状态b、c的温度关系为
D.状态a、b、c的压强大小关系为
9.为半圆柱体玻璃的横截面,为直径,一束由光和光组成的复色光沿方向从真空射入玻璃,光和光分别从点射出。设光由到的传播时间为,光由到的传播时间为。下列说法正确的是( )
A.
B.增大复色光的入射角,光更容易在平面发生全反射
C.将光和光通过相同的单缝,在光屏上得到甲、乙两个图样,乙图对应光
D.如图丙所示,利用光的干涉检查平整度,用光从上面照射,空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉,图中条纹弯曲说明此处是凹陷的
10.如图甲为风力发电的简易模型,发电机接在理想变压器原线圈上,导线上接入阻值的电阻,原、副线圈匝数之比,副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为。在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比。某一风速时,发电机两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示。其余电阻不计,电路中电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )
A.风速加倍时,发电机两端电压的瞬时值表达式为
B.将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中,电压表读数不变
C.将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中,R消耗的功率先增大后减小
D.滑动变阻器的阻值为时,其消耗的功率最大
三、实验题
11.晓宇在验证玻意耳定律时,利用如图所示的装置进行了验证。晓宇将注射器的下端用胶塞塞住,沿竖直方向固定在铁架台上,柱塞上端与压力表相接,现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中,已知注射器密封性以及导热性能良好。现用外力缓慢地向下压柱塞,同时记录封闭气体的压强以及封闭气体的体积,通过所学知识回答下列问题:
(1)下列对该实验的理解正确的是________(填字母)。
A.柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小会影响到实验结果的准确性
B.处理实验数据时,、必须用国际单位制
C.实验时,不能用手握注射器
(2)实验时,如果快速地向下压柱塞,则气体的温度应 (填“升高”、“不变”或“降低”);如果密封性不好,操作时有气体泄漏,则的乘积 (填“增大”、“不变”或“减小”);
(3)晓宇在实验时,在操作正常的情况下,由于天气的影响,使得环境的温度骤然下降,则下列图像正确的是________(填字母)。
A.B.C.D.
12.某同学在实验室用油膜法估测油酸分子直径。
(1)该实验中的没有应用到的理想化假设是__________(填正确答案标号)。
A.将油膜看成单分子层油膜
B.不考虑相邻油酸分子的间隙
C.不考虑各油酸分子间的相互作用力
D.将油酸分子看成球形
(2)实验主要步骤如下:
①向体积的油酸中加酒精,直至总量达到;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入滴时,测得其体积恰好是;一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 (结果保留一位有效数字)。
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,数出轮廓范围内小方格的个数N,经观察N为128格,小方格的边长为。
(3)油酸分子的直径 m(结果保留一位有效数字)。
(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL,则最终油酸分子直径的测量结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
四、解答题
13.如图所示,一竖直放置的汽缸上端开口,汽缸壁内有卡口a和b,a、b间距为h=3.0cm,a距缸底的高度为H=12cm,活塞只能在a、b间移动,其下方密封有一定质量的理想气体。已知活塞质量为m=5.0kg,面积为S=1.0×10-3m2,厚度可忽略,活塞和汽缸壁均绝热,不计活塞与汽缸间的摩擦。开始时活塞静止于b处,且活塞与卡口刚好没有作用力,气体温度为T0=300K,大气压强为P0=1.0×105Pa。现将一质量也为m的物体轻放在活塞上,活塞刚好到达a处后保持静止。重力加速度大小为g=10m/s2。求:
(1)活塞到达a处后汽缸内的压强;
(2)活塞到达a处后汽缸内的温度。
14.如图所示,△ABC为在真空中放置的某种直角玻璃棱镜的横截面图,∠B=60°,O点为斜边AB的中点,BC边的长度为a。一束光线沿与AB成45°的夹角射到O点时,经过棱镜折射后的光线恰好沿垂直于AC边的方向射出棱镜。求∶
(1)玻璃棱镜对光线的折射率n;
(2)设光在真空中的传播速度为c,如果将同样颜色的光线,在O′点以垂直于BC面的方向入射,仍然射到O点,则从棱镜射出的光线在棱镜中传播的最短时间t为多少?
15.如图甲所示,水平面上固定着间距为的两条平行直轨道(除是绝缘的连接段外,其他轨道均为不计电阻的导体),之间有一个的定值电阻,的左侧轨道内分布着竖直向下的匀强磁场,该磁场随时间的变化情况如图乙所示,的右侧轨道内分布着垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度,方向竖直向上、时刻,质量、电阻的a棒静止在距离导轨左侧处,质量、电阻的b棒在距离右侧处被一种特定的装置锁定,两棒均长,且与轨道接触良好。左侧的轨道与棒间的动摩擦因数,右侧的轨道光滑且足够长,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑轨道连接处的阻碍。时,对a棒施加水平向右的恒力,在离开磁场区域时已达到稳定的速度,过后撤去恒力。当a棒接触到b棒时,如棒的锁定装置迅速解除,随后两棒碰撞并粘在一起成为一个整体。
(1)时,通过a棒的电流大小及方向(图中向上或向下);
(2)a棒刚进入磁场时,求a棒两端的电势差﹔
(3)求b棒在整个过程中产生的焦耳热;
(4)a棒、b棒在磁场中最终的稳定速度。
参考答案
1.C【详解】A.草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠,分子间的距离减小,分子的引力和斥力都会增大,故A错误;
B.每个气体分子的质量每个气体分子的平均空间体积
它不是气体分子的体积,故B错误;
C.尽管分子做无规则运动,速率有大有小,但大量气体分子整体的速率分布遵从一定的统计规律,分子数百分率呈现“中间多,两头少”的分布规律,故C正确;
D.单晶体具有各异性,不同方向上的导热性、机械强度等物理性质可能不一样。而多晶体具有各向同性,在不同方向上的导热性、机械强度等物理性质一样,故D错误。故选C。
2.C【详解】A.液体表面张力作用使得水滴呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,选项A错误;
B.照片中的玻璃和水滴不浸润,选项B错误;
C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,选项C正确;
D.照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏,选项D错误。故选C。
3.C【详解】ABD.分子势能为标量,在r=r2时,分子势能最小,则r2为平衡位置,分子力为零,由图可知r1处分子间表现为斥力。故ABD错误;C.由图可知时,r越小分子势能越大。故C正确。故选C。
4.C【详解】A.相同温度下的气体,其分子平均动能相等,故A错误;
BC.由图可知,Ⅲ气体的分子平均速率最大,由于分子平均动能相等,所以Ⅲ气体分子的质量最小,故B错误、C正确;
D.曲线与轴围成的面积表示各个速率区间内的分子数百分率之和,其和等于100%,所以三条曲线与轴围成的面积相等,故D错误。故选C。
5.A【详解】AB.状态b中电容器不带电,电流方向为顺时针,回路处于充电过程,随后电容器上极板失去电子带正电,与状态a中上极板所带电性相同,可知,从状态b变化到状态a的最短时间为,故A正确,B错误;
C.结合上述可知,从状态b变化到状态a的最短时间为,则从状态a到状态b的最短时间为即先后经历放电、充电与放电三个过程,可知,电路中的电流强度先后经历增大、减小与增大三个过程,故C错误;
D.结合上述可知,从状态a到状态b的最短时间为即先后经历放电、充电与放电三个过程,电流与时间呈现正弦式变化,由于线圈中的自感电动势
可知,线圈L的自感电动势大小与电流的变化率大小成正比,可知,从状态a到状态b,线圈L的自感电动势先后经历减小、增大与减小三个过程,故D错误。故选A。
6.B【详解】A.气体在A、B两状态的内能相等,则气体在A、B两点温度相同,则从A到B过程,气体的温度先升高后降低,因此气体分子平均动能先升高后降低,A项错误;
B.从B到C过程,气体体积不变,气体压强减小,温度降低,则气体分子平均动能减小,B项正确;
C.从C到D过程,等温过程,气体内能不变,外界对气体做功等于气体放出的热量,C项错误;
D.从D到A过程,温度升高,气体分子速率分布曲线峰值向速率大的一方移动,D项错误。故选B。
7.D【详解】A.线框进入磁场过程穿过线框的磁通量增加,线框离开磁场过程穿过线框的磁通量减少,由楞次定律可知,线框进入磁场过程感应电流沿逆时针方向,线框离开磁场过程感应电流沿顺时针方向,故A错误;
B.圆弧段PM在磁场中时电流流过圆弧段,圆弧段受到安培力作用,故B错误;
C.当线框进入或离开第一象限磁场时感应电动势最大,为
最大感应电流故C错误;
D.线框进入或离开第三象限磁场时产生的感应电动势
在线框匀速转动360°的过程中线框产生的总热量
解得故D正确。故选D。
8.AC【详解】A.过程中气体压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程可知,气体温度升高,分子平均动能增加,故A正确;
B.过程中,体积不变,分子数密度不变,故B错误;
C.过程中气体压强不变,由盖-吕萨克定律得
因状态a、c的温度相同,则状态b、c的温度关系为故C正确;
D.过程中,体积不变,由查理定律得
因状态a、b的压强相等,则状态a、b、c的压强大小关系为
故D错误。故选AC。
9.CD【详解】A.作出光路图如图所示
根据折射定律有根据折射率与光速的关系有
光传播的路程光传播的时间解得则有故A错误。
B.全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质,而且入射角大于等于临界角,当光从空气进入介质中时,在平面不会发生全反射,故B错误;
C.乙图对应光的波长较大,根据光路图可知,在入射角相同时,a光线偏转大一些,则a光的折射率大,可知,a光的频率大,波长短,而b光的折射率小,频率小,波长长,则b光衍射现象更加明显,由于衍射图样中乙光的衍射比甲更加明显,表明乙图对应光,故C正确;
D.空气薄层干涉是等厚干涉,即明条纹处空气的厚度相同,条纹向左弯曲,表明条纹弯曲处左侧空气膜的厚度与直条纹处空气膜的厚度相同,可知,弯曲处是凹下的,故D正确。故选CD。
10.AC【详解】A.风速加倍时,永磁体转动的转速与角速度均加倍,根据正弦交流电峰值表达式
可知风速加倍时发电机两端电压变为原来的2倍,即
风速加倍时角速度均加倍,则
可得风速加倍时,发电机两端电压的瞬时值表达式为故A正确;
B.将变压器与负载整体作为一个等效电阻,其阻值为
设发电机两端电压有效值为U,则原线圈的电流
将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中R接入电路的阻值变小,等效电阻变小,变大,则定值电阻r的分压变大,故电压表读数变小,故B错误;
CD.滑动变阻器R的最大阻值为,可得等效电阻的最大值为,将r看成电源的内阻,当等效电阻等于等效电源内阻r时,等效电源的输出功率最大,电阻R消耗的功率最大。当时,解得
即时其消耗的功率最大,可知将滑动触头从最下端滑到接近最上端的过程中,R消耗的功率先增大后减小,故C正确,D错误。故选AC。
11.(1)C(2) 升高 减小(3)C
【详解】(1)A.柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小并不影响压强以及体积的测量,对实验结果无影响,A错误;
B.气体的压强和体积没必要必须用国际单位,只要单位相同即可,B错误;
C.实验时,不能用手握住注射器简上的空气柱部分,以防止气体温度发生变化,C正确;
故选C。
(2)[1][2]实验过程中气体压缩太快,温度升高后热量不能快速释放,气体温度会升高;根据理想气体状态方程可得其中与质量有关,故漏气会使减小。
(3)根据可知,某小组在一次实验过程中,环境温度突然降低,则图像的斜率将减小。
故选C。12.(1)C(2)(3)(4)偏大
【详解】(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,所做的理想化假设为①油膜是单分子层,②把油酸分子看成球形,③相邻分子之间没有空隙,故C项符合题意。
(2)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积
(3)由题图可知油膜面积,油酸分子的直径
(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL,则代入计算的纯油酸的体积偏大,可知油酸分子直径的测量结果偏大。
13.(1)(2)
【详解】(1)活塞恰好静止在a处,由平衡得解得
同理可得活塞恰好静止在b处解得
(2)由理想气体状态方程解得
14.(1);(2)
【详解】(1)根据题意作出光路图,如图所示,OP为折射光线,由几何关系可知,光线在O点的入射角i=45°,折射角r=30°,根据折射定律有 ,代入数据解得
(2)设光线在棱镜中发射全反射的临界角为θC,有sinθC=,代入数据解得sinθC=所以θC=45°
由题意,从O′入射到O点的光线,入射角为α=60°>θC,所以光线在O点发射全反射,反射光如图中OQ段光线,根据几何关系知,反射光与AB边的夹角β=30°,光线在棱镜中传播的路程所以传播时间为
根据折射率关系联立各式代入数据解得
15.(1)2A,向上;(2)2V;(3)4.5J;(4)1m/s
【详解】(1)内,磁场增强,由楞次定律判断,a棒上的电流方向为向上(逆时针)
假设a棒不动;;
因为最大静摩擦力为假设成立,a棒不动。
(2)a棒离开时已达到稳定速度,此时有;
可得a棒以的速度冲入的匀强磁场,
a棒两端的电势差为
(3)考虑a棒进入磁场时,与b棒相距﹐a棒在与b棒相撞前,b棒一定处于静止状态,设a棒与b棒碰撞前瞬间的速度为。
以a棒为研究对象,由动量定理,有
可得a棒在与b棒相撞前的速度为
由能量守恒定律,从a棒刚进入磁场开始到a、b两棒碰撞前瞬间,a棒减少的动能,转化为电能,通过电流做功,释放焦耳热,则解得
(4)a、b两棒碰撞时,系统动量守恒,最终两棒速度相等解得