2021_2022学年湖北省宜城市第一中学、南漳县第一中学高二（下）联考物理试卷（5月）（含答案解析）

2021~2022学年湖北省宜城市第一中学、南漳县第一中学高二（下）联考物理试卷（5月）

1.  用显微镜观察液体中悬浮颗粒的布朗运动，所得到的结论正确的是(    )

A. 布朗运动是分子的运动 B. 悬浮颗粒越大，布朗运动越激烈
C. 液体温度越高，布朗运动越激烈 D. 布朗运动是悬浮颗粒无规则运动的反映

2.  分子间存在着分子力，并且分子间存在与其相对距离有关的分子势能。分子势能随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑两个分子间的作用，下列说法正确的是(    )

A. 分子间距离由减小为的过程中，分子力逐渐增大
B. 分子间距离为时，引力和斥力平衡
C. 假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近
D. 假设将两个分子从处释放，则分子间距离增大但始终小于

3.  某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为和，空气的摩尔质量为，阿伏加德罗常数。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数约为(    )

A.  B.  C.  D.

4.  随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是(    )

A. 用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，说明蜂蜡是单晶体
B. 给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉
C. 布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润
D. 机械能可以全部转化成内能，但内能不能全部转化成机械能

5.  一交流发电机产生的感应电动势图像如图所示，该交流电通过一自耦变压器对一电阻供电，不计发电机内阻，则下列说法正确的是(    )

A. 电压表V示数为12V
B. 电阻中电流方向每秒钟改变100次
C. 时发电机线圈平面与磁场方向垂直
D. 当自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻消耗的功率减小

6.  如图所示是一块扇形玻璃棱镜的竖直截面，其圆心角为，OC边沿水平方向，OD边沿竖直方向。由a、b两单色光组成的入射光从OC边的A点入射，入射角，a光从圆弧边的B点竖直向下出射，其中BC弧长占整个CD弧长的，b光从圆弧边向左下方出射则(    )

A. a光在棱镜中的折射率为 B. b光在棱镜中的折射率为
C. b光的频率比a光小 D. b光在棱镜中的传播时间比a光长

7.  为了有效控制新冠疫情传播，在转移患者时采用专用的负压救护车，负压救护车的核心是负压舱。它不工作时为开放状态，与外界环境相通。工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证负压舱内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病源体污染。已知大气压强为，环境温度为。负压舱正常工作时内部温度比环境温度高了，内部压强比外界低了。空气视为理想气体，物理量的单位均为国际单位制。则负压舱从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气质量与原有空气质量的比值为(    )

A.  B.  C.  D.

8.  一列沿x轴正方向传播的简谐横波，当波传到处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，时，观察到质点P第三次到达波谷位置，下列说法正确的是(    )

A. 波速为
B. 经质点P运动的路程为48cm
C. 时，处的质点Q第四次到达波谷
D. 与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为5Hz

9.  一跑步机的原理图如图所示，该跑步机水平底面固定有间距的平行金属电极，电极间充满磁感应强度大小、方向竖直向下的匀强磁场，且接有理想电压表和阻值为的定值电阻R，匀速运动的绝缘橡胶带上镀有电阻均为的平行细金属条，金属条间距等于电极长度d且与电极接触良好。某人匀速跑步时，电压表的示数为。下列说法正确的是(    )

A. 通过电阻R的电流为
B. 细金属条的速度大小为
C. 每2s内通过电阻R的电荷量为
D. 人克服细金属条所受安培力做功的功率为

10.  如图所示，质量为m的物块放在质量为M的平板车上，轻弹簧将物块与平板车右端的固定挡板相连，平板车上表面光滑，物块与车一起沿光滑水平面向右以大小为的速度匀速运动，车与地面上的固定挡板相碰后以原速率返回，，则下列说法正确的是(    )

A. 碰撞瞬间，物块动量不变
B. 碰撞后，物块、车与弹簧组成的系统动量方向与方向相同
C. 碰撞后，物块、车与弹簧组成的系统机械能守恒
D. 碰撞后，弹簧具有的最大弹性势能为

11.  将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上，内有可自由移动的轻质活塞，活塞通过轻杆与重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上，棉球熄灭时立即关闭阀门K，此时活塞距离气缸底部为之后，缸内气体冷却至环境温度时，重物上升高度为已知环境温度恒为，外界大气压为，缸内气体可以看作是理想气体，则(    )

A. 重物离开地面稳定后，气体压强可能大于
B. 重物离开地面稳定后，气体压强一定小于
C. 酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于
D. 酒精棉球熄灭的瞬间，缸内气体的温度t可能等于

12.  在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为

下列有关该实验的说法正确的___________

A.本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量

B.本实验将油膜看成单分子油膜

C.本实验忽略了分子的间隙

D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去

该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________；油酸膜的面积是___________；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为___________保留一位有效数字。

油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后根据测量的数据算出分子直径，结果将___________ 偏大、偏小、不变。

13.  如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机连接起来；

②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；

③重复上述步骤②，多次测量并记录；

④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。

在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的___________和___________

实验过程中，下列说法正确的___________；

A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出

B. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分

C. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值

某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是___________。

A. 实验过程中有漏气现象

B. 实验过程中气体温度降低

C. 实验过程中气体温度升高

在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是___________选填选项前的字母。

在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是、、和，则由图可知它们的大小关系___________；___________选填“大于”或“小于”。

14.  如图所示，长为、内壁光滑的气缸定在水平面上，其右侧有一个开口，气缸内用横截面积为的活塞封闭有压强为、温度为的理想气体，开始时活塞位于距缸底处。现对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动。已知大气压强为求：

活塞恰好移动到气缸口时，缸内封闭气体的温度？

当温度升高到时，缸内封闭气体的压强？

15.  如图所示，在一横截面积为S的竖直玻璃管内封闭着A、B两部分理想气体，中间用水银柱隔开。玻璃管静止时，A部分气柱长度为3L，压强为；B部分气柱长度为2L，水银柱产生的压强为。已知大气压强为，环境温度保持不变。

若将玻璃管沿竖直平面内缓慢转过，待稳定后求气柱A的长度；

若在玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，现缓慢加热气体B，当气体B从外界吸收的热量为Q时，水银刚好到达小孔处，求该过程气体B内能的增量。

16.  如图所示，空间存在两同心圆形边界，半径分别为、 m，中间圆形区域内分布着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，环形区域内分布着方向垂直于纸面向内、磁感应强度大小为的匀强磁场。一不计重力、比荷 、带正电的粒子从P点以某一初速度沿径向射入匀强磁场。


若入射粒子恰好不能进入中间的圆形区域，求粒子入射的速度大小和粒子在外面环形区域运动的时间t；
若入射粒子能进入中间的圆形区域，且进入中间的圆形区域后竖直向下通过圆心O，求粒子入射速度的大小。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】

【分析】掌握布朗运动的实质和产生原因及影响因素是解决此类题目的关键。
固体小颗粒做布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，液体的温度越高，悬浮小颗粒的运动越剧烈，且液体分子在做永不停息的无规则的热运动，固体小颗粒做布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动。
【解答】
A.布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，而颗粒是由成千上成万个颗粒分子组成的，所以布朗运动不是分子的运动，故A错误；
B.悬浮颗粒越大，受到的液体分子撞击的冲力越平衡，布朗运动越不激烈，故B错误；
C.液体的温度越高，悬浮小颗粒的运动越激烈，故C正确；
D.悬浮颗粒做布朗运动是由于液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，不是悬浮颗粒无规则运动的反映，故D错误。
故选：C。  

2.【答案】B 

【解析】分子力为零时，分子势能最小，由图可知时为平衡位置，分子间距离由减小为的过程中，分子力的情况可能一直减小，也可能先增大后减小，故B正确，A错误；

C.假设将两个分子从处释放，分子处于平衡状态，保持静止，故C错误；

D. 由图可知处分子动能不为零，所以将两个分子从处释放，则分子间距离增大且可以大于，故D错误。

故选B。

3.【答案】B 

【解析】设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为和，一次吸入空气的体积为V，在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为和

则有，

多吸入的空气分子个数为：

数据得：个

故选B。

4.【答案】B 

【解析】解：用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，该现象说明云母片是单晶体，故A项错误；

B.给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水分不会被快速引上来而蒸发掉，故B项正确；

C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C项错误；

D.机械能可以全部转化成内能，内能也可以全部用来做功以转化成机械能，但后者会引起其他变化，故D项错误。

故选B。

5.【答案】D 

【解析】解：电压表的示数为交流电压的有效值，则

故A错误；

B.交流电的周期为

则频率为

一个周期内，电流方向改变2次，所以电阻中电流方向每秒钟改变10次，故B错误；

C.时，感应电动势最大，磁通量为零，此时发电机线圈平面与磁场方向平行，故C错误；

D.当自耦变压器滑片P向上滑动时，根据

可知R两端的电压减小，电流减小，电阻消耗的功率减小，故D正确。

故选D。

6.【答案】C 

【解析】

【分析】
本题考查了光的折射定律；本题是几何光学与物理光学的综合，折射率与波在介质中传播速度和时间等问题是考试的热点。
根据折射定律，结合几何知识分析介质对a和b光折射率的大小；
明确各种单色光的折射率和波长、频率之间的关系，折射率越大则频率越大，波长越小；
由公式分析光在介质中传播速度的大小关系；根据几何知识求出a光在介质中和真空中的光程，再求解其传播时间即可。
【解答】
由于BC弧长占整个CD弧长的，如图所示：
；
故，设A处折射角为，则折射率；
B处的折射角为，则有：；
联立可得：；则，故b光在棱镜中的折射率不为，故AB错误；
C.由题意可得b光的出射点在BC之间，由折射率表达式可知，频率越高折射率越大，所以，故C正确；
D.由可知，而，所以b光在棱镜中的传播时间比a光短，故D错误。
故选  

7.【答案】D 

【解析】解：假设负压舱的体积为，根据理想气体状态方程可得

解得

可知向外界排出的空气质量与原有空气质量的比值为

D正确，ABC错误。

故选D。

8.【答案】AC 

【解析】解：波速为：，A正确；

B.波的周期为：

经质点P运动的路程为： ，B错误；

C.第四个波谷到达质点Q的时间为： 

时，处的质点Q第四次到达波谷，C正确；

D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率为： ，D错误。

故选AC。

9.【答案】BC 

【解析】

【分析】
根据欧姆定律求通过电阻R的电流；由闭合电路欧姆定律求出细金属条产生的感应电动势E，再由求细金属条的速度大小；由求每2s内通过电阻R的电荷量；由安培力公式求金属条受到的安培力大小，即可由求解人克服细金属条所受安培力做功的功率。
本题是理论联系实际问题，关键是建立物理模型，综合运用电磁感应知识、电路知识、力学知识解题。要注意金属条两端的电压是外电压，不是内电压。
【解答】

由题知单根细金属条电阻为，匀速跑步时，始终只有一根细金属条在切割磁感线，其产生的电动势为，电压表测量R两端电压，由题知其示数为，即，

解得，，

通过电阻R的电流为，故A错误，B正确；

C.每2s内通过电阻R的电荷量为，故C正确；

D.人克服细金属条所受安培力做功的功率为，故D错误。

故选BC。

10.【答案】ACD 

【解析】解：碰撞瞬间，物块所受合外力为零，所以物块动量不变，故A正确；

B.碰撞瞬间，车的动量变为向左的，物块动量还是向右的，由于，所以碰撞后瞬间系统的总动量向左，之后系统动量守恒，方向保持向左，故B错误；

C.碰撞后，物块、小车、弹簧组成的系统没有系统外力做功，内部没有摩擦力做功，所以机械能守恒，故C正确；

D.设碰撞后物块与车的共同速度为v，以向左为正方向，根据动量守恒有

根据能量守恒定律，弹簧具有的最大弹性势能

故D正确。

故选ACD。

11.【答案】BD 

【解析】

【分析】
酒精棉球熄灭后，以活塞为研究对象可求出封闭气体初末状态压强，利用理想气体状态方程列式即可求解。
本题的关键是以活塞为研究对象，受力分析利用平衡求出初末状态压强，然后利用理想气体状态方程列式即可求解。

【解答】

酒精棉球熄灭时，活塞受到封闭气体向下的压力，大气压产生向上的支持力，由平衡得：

解得：
此时体积为：，温度为：
重物被吸起稳定后，活塞受轻杆的拉力，封闭气体向下的压力和大气压向上的支持力，由平衡得：

解得：①
此时体积为：，温度为
由理想气体状态方程②
联立①②代入数据解得，故AC错误，BD正确。
故选：BD。

12.【答案】 ； ；都算对；  ；偏大。 

【解析】解：本实验不可直接将纯油酸滴水面上测量，如果不稀释，则在水面形成的油膜不是单分子油膜，故A错误；

本实验将稀释的油酸在水面上尽可能的展开，形成单分子油膜，本实验忽略了分子的间隙，故BC正确；

D.测量油膜面积时，多于半格按一格来计算，少于半格的舍去，故D错误。
故选BC；

每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积

根据“多于半格按一格来计算，少于半格的舍去”的方法，可以得到油膜所占格数为72格，则油酸膜的面积是

油酸分子的直径

油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，这样油酸可能没有完全展开，使得测得的面积偏小，根据测量的数据算出分子直径，结果将偏大。

13.【答案】  质量   ；温度 ；；；；大于 ；大于。 

【解析】解：探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度；

A.推拉活塞时，如果动作太快，气体温度会发生变化，故应缓慢移动活塞，保证气体温度不变，A错误；

B.推拉活塞时，为了保证气体温度不变，手不可以握住注射器气体部分，B正确；

C.活塞移至某位置时，待示数稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，C错误；

故选B。

根据理想气体状态方程

可得

A.实验过程中有漏气现象，气体质量减小，气体物质的量减小，常数C将减小，图像图线上点与原点连线的斜率将减小，A错误；

B.实验过程中气体温度降低，图像图线上点与原点连线的斜率将减小，B错误；

C.实验过程中气体温度升高，图像图线上点与原点连线的斜率将增大，C正确；

故选C。

实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV乘积较大，分别在两条等温图线上找到两个点，则pV乘积较大的是对应的图线，A正确，B错误；

根据理想气体状态方程

可得

可知图像斜率大的图线对应温度高的，C正确，D错误；

故选AC。

气体温度相等，根据理想气体状态方程

可知，气体质量越大，气体物质的量越大，常数C越大。

甲图中，根据

pV乘积大对应的气体质量大，则有大于。

乙图中，根据

可知，图像斜率大的图线对应的气体质量大，则有大于。

14.【答案】解：由题意可知，在活塞移动到气缸口的过程中，气体发生的是等压变化，设活塞的横截面积为S，活塞未移动时封闭气体的温度为，此时活塞到缸底距离为L，当活塞恰好移动到气缸口时，封闭气体的温度为，此时活塞到缸底距离为，则由盖-吕萨克定律可知：

又因为：，，

解得：

则

因为，所以气体接着发生等容变化，设当气体温度达到时，封闭气体的压强为P，由查理定律可以得到：

代入数据：，

整理可以得到：

【解析】见答案
 

15.【答案】解：转动前B部分气体压强为

设转过后B部分气体长度为，则A部分气体的长度为l

设B部分气体压强为，则A部分气体压强为

由玻意耳定律可得，对A部分气体有

对B部分气体有

联立解得

由题意知，在玻璃管装有气体A的顶端开一小孔，现缓慢加热气体B，水银上升，这一过程中B部分气体发生等压变化，压强恒为

气体对外界做功为

根据热力学第一定律，可得该过程气体B内能的增量为

【解析】见答案
 

16.【答案】解：粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如下图所示，设此时粒子在磁场中运动的半径为r，


由几何关系有
代入数据解得
对该粒子根据洛伦兹力提供向心力有
代入数据解得 
设该粒子在磁场中匀速运动的周期为T，有
根据几何关系有

联立解得 s
设粒子在磁场中运动的轨道半径为，在磁场中运动的轨道半径为，如图，则由几何关系有



在磁场中，对该粒子根据洛伦兹力提供向心力有
在磁场中，对该粒子根据洛伦兹力提供向心力有
联立代入数据解得  

【解析】画出粒子恰好不进入中间磁场区的临界轨迹，根据几何关系求出半径，根据洛伦兹力提供向心力列方程可解得速度；根据周期公式与圆心角解得时间；
根据几何关系结合洛伦兹力提供向心力可解得粒子入射速度。
解答本题的关键是分析清楚带电粒子的运动情况，明确粒子各个阶段的运动规律，然后结合动能定理、牛顿第二定律等规律列式求解。