2022德州一中高二下学期6月月考物理试题含解析

中德州一中2021－2022学年第二学期高二月考

物理试题

本试卷满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动

B. 两个相距很远的分子在外力作用下靠到最近过程中，它们的分子力先增大后减小

C. 物体的内能不可能为零

D. 温度高的物体比温度低的物体内能大

【答案】C

【解析】

【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体颗粒所做的永不停息的无规则运动。故A错误；

B．两个相距很远的分子在外力作用下靠到最近过程中，它们的分子力先增大后减小再增大，故B错误；

C．系统的内能是一个只依赖于系统内部的状态、表征其能态的态函数，内部状态确定后，内能就是确定的，与零势能的选取无关，所以，内能不可能为零，故C正确；

D．物体的内能与物质的量有关，与温度有关，与体积有关，温度高的物体平均动能大，但内能不一定大，故D错误。

故选C。

2. 某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，下列叙述中正确的是（　　）

A. 该气体在标准状态下的密度为

B. 该气体每个分子的质量为

C. 每个气体分子在标准状态下的体积为

D. 该气体单位体积内的分子数为

【答案】D

【解析】

【详解】A．该气体在标准状态下的密度为，A错误；

B．该气体每个分子的质量为，B错误；

C．每个气体分子在标准状态下占据的体积为，C错误；

D．该气体单位体积内的分子数为，D正确。

故选D。

3. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的足够宽的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成角（）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（　　）

A. 若v一定，越大，则粒子在离开磁场的位置距O点越远

B. 若v一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

C. 若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大

D. 若一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

【答案】B

【解析】

【详解】AB．正粒子从磁场边界入射做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有

从而

当θ为锐角时，画出正粒子运动轨迹如图所示

由几何关系可知，入射点与出射点

而粒子在磁场的运动时间

与速度无关；

当θ为钝角时，画出正粒子运动轨迹如图所示

由几何关系入射点与出射点

而粒子在磁场中运动时间

与第一种情况相同，则若v一定，θ越大，从时间公式可以看出运动时间越短； 若v一定，θ为锐角越大时，则Oa就越大，但θ为钝角越大时，由上式可以看出Oa不一定越远，故A错误，B正确；

C．由

可得粒子运动角速度

显然与速度无关，故C错误；

D．运动时间无论是锐角还是钝角，时间均为

与速度无关，即若θ一定，无论v大小如何，则粒子在磁场中运动的时间都保持不变，故D错误。

故选B。

4. 圆盘发电机的示意图如图所示，铜盘安装在水平的铜轴上，且处于水平向右的匀强磁场中，两块铜片、分别与铜轴和铜盘的边缘接触，原线圈与副线圈共用一根铁芯。当电流从灵敏电流计G的左端接线柱流入时，指针就会向右偏转，反之左偏。当铜盘按图示箭头方向转动时，下列说法正确的是（　　）

A. 铜片处的电势高于铜片处的电势

B. 铜盘匀速转动时，电流计G的指针向左偏转

C. 铜盘加速转动时，电流计G的指针向右偏转

D. 铜盘减速转动时，电流计G的指针向右偏转

【答案】D

【解析】

【详解】A．从左向右看，铜盘沿顺时针方向转动，由右手定则可知内部电流从铜片C流向铜片D，所以铜片D处的电势高于铜片C处的电势，A错误；

B．铜盘按图示方向匀速转动，会在原线圈M中产生大小、方向均不变的恒定电流，与之同一铁芯的副线圈N中磁通量没有变化，故不产生感应电流，电流计G的指针不偏转，B错误；

C．铜盘切割磁感线产生的感应电动势为

铜盘按图示方向加速转动时，电动势方向不变，大小增大，与之相连的原线圈M中的电流增大，根据楞次定律可知副线圈N中产生逆时针方向的感应电流（俯视看），电流从灵敏电流计G的右端接线柱流入，故电流计G的指针向左偏转，C错误；

D．铜盘切割磁感线产生的感应电动势为

铜盘按图示方向减速转动时，电动势方向不变，大小减小，与之相连的原线圈M中的电流减小，根据楞次定律可知副线圈N中产生顺时针方向的感应电流（俯视看），电流从灵敏电流计G的左端接线柱流入，故电流计G的指针向右偏转，D正确。

故选D。

5. 如图所示，绝缘水平桌面上有两平行导轨与一电源及导体棒MN构成闭合回路，已知两导轨间距为L，导体棒MN的质量为m，通过导体棒的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平面成角斜向下，导体棒MN静止，则导体棒MN受到的（　　）

A. 支持力的大小为 B. 支持力的大小为

C. 摩擦力的大小为 D. 摩擦力的大小为

【答案】C

【解析】

【详解】由左手定则可知，导体棒所受安培力垂直磁场方向向右下，导体棒受力分析如图

由平衡条件得

故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 如图所示的电路中，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略，G为电流传感器，灯泡A与理想二极管B相连，则下列说法正确的是（　　）

A. K闭合瞬间，灯泡A立即亮，电流传感器G电流逐渐增大

B. K闭合瞬间，灯泡A亮一下再熄灭，电流传感器G电流突然减小

C. K断开瞬间，灯泡A亮一下再熄灭，电流传感器G电流逐渐减小

D. K断开瞬间，灯泡A不亮，电流传感器G电流先增大后逐渐减小

【答案】C

【解析】

【详解】A B．灯泡A与二极管串联，闭合开关K时，电流无法流过二极管，灯泡A不亮，电感线圈L与电流传感器串联，由于自感现象，电流传感器的示数逐渐增大后不变，故AB错误；

CD．断开开关K时，由于自感现象，线圈中电流逐渐减小，流过G的电流逐渐减小，线圈与二极管、灯泡构成一个回路，线圈上的电流从左向右，二极管上电流从右向左，正向导通，所以灯泡A在断开开关K瞬间，亮一下再熄灭，故C正确、D错误；

故选C。

7. 如图所示，线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端电压为220V，输入功率为1100W，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　）

A. 图示位置线圈处于中性面 B. 图示位置时电压表示数为

C. 电动机输出机械功率为850W D. 输电线路损失的电功率为375W

【答案】C

【解析】

【详解】A．图示位置线圈平面与磁场平行，磁通量为零，左右两边正好垂直切割磁感线，感应电动势最大，不是中性面，故A错误；

B．电压表读的是交流电的有效值，即应该是，故B错误；

C．电动机两端电压为220V，输入功率为1100W，则其工作电流为5A，因电动机内阻为10Ω，则电动机因发热而消耗的功率为

故电动机的输出功率为

故C正确；

D．设降压变压器流经原线圈的电流为I1，根据变压器的原理有

输电线上损失的电功率为

故D错误。

故选C。

8. 一电阻为0.5Ω、边长为20cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，其磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为（　　）

A.  B.  C. 0.15A D. 0.3A

【答案】A

【解析】

【详解】磁场的磁感应强度随时间均匀变化产生恒定的感应电动势，则在一个周期3s内的电流大小为

设线框中感应电流的有效值为，根据有效值的意义有

解得

故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 对下列几种固体物质和液体物质的认识，不正确的有（　　）

A. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

B. 一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，内能保持不变

C. 浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部更密集，液体分子之间表现为相互排斥的力

D. 液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张

【答案】ABD

【解析】

【详解】A. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，A错误；

B. 一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，晶体持续吸热，内能增加，B错误；

C. 浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部更密集，液体分子之间表现为相互排斥的力，C正确；

D.无论液面为凹形还是凸形，表面张力都使表面收缩，D错误；

本题选择错误的选项，故选ABD。

10. 一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列说法中正确的是（　　）

A. A→B温度升高，体积不变

B. B→C压强不变，体积变小

C. C→D压强变小，体积变小

D. B点的温度最高，C点的体积最小

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．从图像直接看出A→B温度升高，因为AB延长线经过原点，是等容线，体积不变，A正确；

B．B→C是等压线，压强不变，根据 ，压强不变，随着温度降低，体积变小，B正确；

C．根据， C→D温度不变，压强变小，体积增大，C错误；

D．由图线直接看出，B点的温度最高；根据得， ，气体的体积与P-T图像的斜率成反比，由图像得

则

所以C点的体积最小，D正确。

故选ABD。

11. 如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量大小为q的小球，以初速度v0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。经过时间t，小球到达C点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。已知重力加速度为g，则（　　）

A. 小球一定带负电

B. 时间t内小球做匀速直线运动

C. 匀强磁场的磁感应强度为

D. 电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀加速直线运动

【答案】BC

【解析】

【详解】B．假设小球做变速直线运动，小球所受重力与电场力不变，而洛伦兹力随速度的变化而变化，则小球将不可能沿直线运动，故假设不成立，所以小球一定受力平衡做匀速直线运动，故B正确；

A．小球做匀速直线运动，根据平衡条件可以判断，小球所受合力方向必然与速度方向在一条直线上，故电场力水平向右，洛伦兹力垂直直线斜向左上方，故小球一定带正电，故A错误；

C．根据平衡条件，得

解得

故C正确；

D．根据平衡条件可知

电场方向突然变为竖直向上，则电场力竖直向上，与重力恰好平衡，洛伦兹力提供向心力，小球将做匀速圆周运动，故D错误。

故选BC。

12. 如图所示，水平光滑桌面上有一等边三角形金属线框，c点恰处于方向垂直于桌面向里的匀强磁场的边界上，在拉力F的作用下，线框以恒定速率通过匀强磁场区域，磁场的宽度大于线框的边长，且运动过程中始终与保持平行。在线框从开始进入磁场到完全进入磁场区域的过程中，下列四幅图中可正确反映线框中的感应电流I、热功率P、外力F以及通过线框横截面的电量q随时间t的变化规律的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】A．设线框进入磁场时的速度为v，总电阻为R，经过时间t，切割磁感线的导体棒的有效长度

此时的感应电动势

回路中的电流

整理可得

由于I与成正比，图像为一条过坐标原点的倾斜直线，A正确；

B．热功率

因此图像为抛物线的一部分，B错误；

C．线框所受安培力大小

外力F与安培力等大反向，因此外力F与成正比，图像为一条过坐标原点的倾斜直线，C正确；

D．通过线框横截面的电量

由于q与成正比，图像为一条过坐标原点的倾斜直线，D错误。

故选AC。

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题，本题共2题，共14分；每空2分。

13. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。

（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；

A．干电池B．学生电源

C．实验室用电压表D．多用电表

（2）关于本实验，下列说法正确的是______；

A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

B．因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接

C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响

D．变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈

（3）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计______。

A．   B．

C．D．

【答案】    ①. BD    ②. C    ③. D

【解析】

【详解】（1）[1]实验中需要用学生电源的交流输出端；需要多用电表的交流档；不需要干电池以及直流电压表。故选BD。

（2）[2]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，选项A错误；

B．即使使用的电压较低，通电时也不可直接用手接触裸露的导线进行连接，况且这样无形之中，将人体并联电路中，导致所测数据不准确，选项B错误；

C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，选项C正确；

D．变压器开始正常工作后，通过电磁感应将电能从原线圈传递到副线圈，选项D错误。

故选C。

（3）[3]为了减小涡流引起的热损，同时又为了防止磁漏，变压器的铁芯采用硅钢片叠加而成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应该与下面的硅钢片平行，故ABC错误，D正确。

14. 某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图1所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。

（1）关于该实验，下列说法正确的是______。

A.该实验用控制变量法研究气体的变化规律

B.实验时注射器必须水平放置

C.注射器内部的橫截面积没必要测量

D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位

（2）进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是______。

（3）该实验小组首先在甲实验室进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是______（填错误数据对应的实验序号）。

（4）该实验小组又利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的乙实验室进行了实验，根据甲、乙实验室记录的数据用正确的方法画出的图像如图2所示，根据乙实验室记录数据画出的图像应为______（填图线代号）。

【答案】    ①. ACD    ②. 防止封闭气体温度发生改变    ③. 5    ④. ①

【解析】

【详解】（1）[1] 该实验过程中控制气体的温度不变，即运用了控制变量法；实验时注射器如何放置对实验结果没有影响；实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，所以不需要测量气体的体积，注射器内部的橫截面积没有必要测量；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量的改变体积，可以不标注单位。故选ACD。

（2）[2]如果活塞推拉过快，气体的温度将产生显著的变化，实验误差将增大；

（3）[3]由实验数据可知气柱长度与气柱压强的乘积基本恒定，前四组数据符合的很好，乘积在11.9~12.0之间，第5组数据的乘积较大，为15.2，说明第5组数据记录错误；

（4）[4]气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的乙实验室中测量获得的。

四、解答题：共4题，总分46分。15题题8分；16题题9分；17题题12分；18题题17分。

15. 电动车现在成为了许多人常用的代步工具，其中的主要零件有车架、电动机、控制器、蓄电池和充电器。把电动车的电动机拆下来，使其中的线圈转动，并外接上用电器R（可看做纯电阻），电动机就变成发电机能给R供电，其原理如图。线圈的面积是，共100匝。线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的角速度匀速转动时。求：（各电表均视为理想电表）

（1）转动中感应电动势的最大值和交流电压表示数U。（结果中可以保留根式）

（2）从图示位置开始计时，写出电路中电流I的瞬时值表达式。

（3）线圈转一圈用电器R发热多少焦耳？

【答案】（1），；（2）；（3）22.5J

【解析】

【详解】（1）转动中感应电动势的最大值为

电动势的有效值为

电压表测量的是路端电压，所以电压表的示数为

（2）电流最大值为

则电路中电流瞬时值表达式为

（3）电流有效值为

转一圈所需时间

线圈转一圈用电器R产生的热量

16. 如图所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积。活塞与粗糙水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，两物块间距为d＝10cm。开始时活塞距缸底，缸内气体压强等于外界大气压强，温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，汽缸内的温度升为177℃时，物块A开始移动，并继续加热，保持A缓慢移动。求：

（1）物块A刚开始移动时，气体的压强；

（2）A与B刚接触时汽缸内的温度；

（3）若A刚开始运动到与B刚接触的过程中，吸热375J，则此过程中气体内能变化了多少？

【答案】（1）；（2）900K；（3）内能增加了300J

【解析】

【详解】（1）由查理定律有

解得

（2）物块A开始移动后，气体做等压变化，到A与B刚接触时

由盖—吕萨克定律有

解得

（3）此过程中气体做功

由热力学第一定律得

内能增加了300J。

17. 如图所示，在x轴上方存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在x轴下方存在竖直向上的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从y轴上的P（0，h）点沿y轴正方向以某初速度开始运动，一段时间后，粒子与x轴正方向成θ=60°第一次进入电场。求：

（1）粒子在磁场中运动的轨道半径r和速度大小v；

（2）若粒子经过y轴上Q点时速度方向恰好与y轴垂直，匀强电场的电场强度大小E1；

（3）若仅改变匀强电场场强的大小，使粒子在第一次进入电场再第一次离开电场后就能沿y轴正方向通过P点，改变后的匀强电场场强E多大？

【答案】（1），；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示

由几何知识得

解得

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得粒子在磁场中做匀速圆周运动速度大小

（2）粒子在电场中做类平抛运动，粒子经过y轴的Q点时速度方向恰好与y轴垂直，则粒子到达Q点时沿电场方向的速度为零，则有

联立可得匀强电场的电场强度大小

（3）若仅改变匀强电场场强的大小，使粒子在第一次进入电场再第一次离开电场后就能沿y轴正方向通过P点，运动轨迹如图所示

粒子在电场中做类平抛运动，则有

联立可得匀强电场的电场强度大小

18. 如图甲所示，两条相距l=1 m的水平粗糙导轨左端接一定值电阻。t=0s时，一质量m=1kg、阻值r=0.5Ω的金属杆，在水平外力的作用下由静止开始向右运动，5s末到达MN，MN右侧为一匀强磁场，磁感应强度B=1T，方向垂直纸面向内。当金属杆到达MN后，保持外力的功率不变，金属杆进入磁场，8s末开始做匀速直线运动。整个过程金属杆的v­t图像如图乙所示。若导轨电阻忽略不计，杆和导轨始终垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10 m/s2，试计算：

（1）进入磁场前，金属杆所受的外力F的大小；

（2）定值电阻的阻值R；

（3）若前8s金属杆克服摩擦力做功127.5J，试求这段时间内电阻R上产生的热量。

【答案】（1）6N；（2）1.1Ω；（3）20.28J

【解析】

【分析】

【详解】（1）未进入磁场前，金属杆做匀加速直线运动

根据牛顿第二定律有

其中

代入数据，解得

F=6 N

（2）设金属杆到达MN瞬间速度为v1，则此时外力的功率

根据题意，金属杆进入磁场后外力的功率恒为Pm=30 W，最后以v2=4 m/s做匀速直线运动，受力平衡，有

联立并代入数据，解得

（3）0~8s内，对金属杆，根据动能定理，有

进入磁场前金属杆的位移

则0~8s内外力F做的总功

金属杆动能的变化量

联立方程，代入数据解得

前8s内电路产生的热量

则前8s内电阻R上产生的热量