2021_2022学年湖南省岳阳市华容县第一中学高二（下）月考物理试卷（4月）（含答案解析）

2021~2022学年湖南省岳阳市华容县第一中学高二（下）月考物理试卷（4月）

1.  在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，以下说法正确的是(    )
 

A. 甲、乙为非晶体，丙是晶体 B. 甲、乙为晶体，丙是非晶体
C. 甲、丙为非晶体，乙是晶体 D. 甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体

2.  粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，为建立现代原子核理论打下了基础。关于粒子散射实验，下列说法正确的是(    )

 

A. 汤姆孙的粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的
B. 该实验的数据否定了卢瑟福的“西瓜模型”，并估算了原子的大小
C. 该实验表明原子中心有一个极大的核，它占有原子体积的极大部分
D. 该实验表明占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围内

3.  规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片，图乙为对应的示意图。以下说法正确的是        (    )

A. 照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集
B. 该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润
C. 该口罩为合格产品，其内侧材料并非对所有的液体都不浸润
D. 照片中水滴附着层即固液接触层内水分子比水滴内部密集，因为附着层水分子受到的水滴内分子的作用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力小

4.  下列说法正确的是(    )

A. 光的波长越长，光子能量越大，波动性越明显
B. 光的频率越高，光子能量越大，粒子性越明显
C. 动能相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相同
D. 速率相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长相同

5.  一定质量的理想气体，从状态a开始，经历、、、四个过程又回到状态a，其体积V与热力学温度的关系图像如图所示，的延长线经过坐标原点O，、分别与横轴、纵轴平行，是Ob与的交点，下列说法正确的是(    )
 

A. 气体从状态c到状态d分子平均动能变大
B. 气体从状态a向状态b变化的过程中压强一直不大于状态e的压强
C. 状态b到状态c过程中单位时间内单位面积上器壁碰撞的分子数变少
D. 气体从状态d到状态a压强变大

6.  如图所示，竖直放置的粗细均匀的U形试管，横截面积，左侧管长且封闭了一定质量的理想气体，右管足够长且管口开口，初始时左右两管水银面高度相等，高度，已知周围环境温度，大气压强。现对左侧密闭气体缓慢加热，直至两管水银面形成10 cm的高度差，再保持此温度不变的情况下，从右侧管口缓慢加入水银，使得左侧管内气体恢复最初的体积，则加入的水银的体积约为结果均保留三位有效数字(    )

A.  B.  C.  D.

7.  氢原子能级示意图如图所示，已知大量处于基态的氢原子，当它们受到某种频率的光线照射后，可辐射出6种频率的光。下列说法正确的是(    )

A. 基态的氢原子受到照射后跃迁到能级
B. 用这些光照射逸出功为的金属锌，能使金属锌逸出光电子的光子频率有4种
C. 氢原子向低能级跃迁后核外电子的动能减小
D. 氢原子由能级跃迁到能级产生的光的波长最大

8.  如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I 时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为(    )

A. ，负 B. ，正 C. ，负 D. ，正

9.  用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象的实验装置如图甲所示，实验测得的铷的遏止电压与入射频率的关系图像如图乙所示，图线与横轴的交点坐标为。已知普朗克常量，电子电荷量。则下列说法正确的是(    )

A. 增大入射光的强度，饱和光电流一定增大
B. 增大入射光的强度，遏止电压一定增大
C. 金属铷的逸出功为
D. 金属铷的逸出功为

10.  如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd 的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度绕轴匀速转动，则以下判断正确的是(    )

A. 图示位置线圈中的感应电动势最大
B. 从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的峰值为
C. 线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量为
D. 线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为

11.  如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上，轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、为轨道的最低点，以下说法正确的是(    )

A. 两小球到达轨道最低点的速度
B. 两小球到达轨道最低点时对轨道的压力
C. 小球第一次到达M点的时间大于到达N点的时间
D. 在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中不能

12.  如图所示，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，其中和为等温过程，和为绝热过程。这就是热机的“卡诺循环”。则(    )

A. 过程说明，热机可以从单一热源吸热对外做功而不引起其他变化
B. 过程中，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小
C. 过程中，气体的内能增大
D. 整个循环过程中，气体从外界吸收热量

13.  某物理兴趣小组用如图甲所示的电路测定一电源电动势约为的电动势和内阻，要求尽可能减小实验误差。可供选择的器材有：

A.电流表量程为0∽、内阻不计；

B.电压表量程为0∽、内阻约为；

C.滑动变阻器最大阻值为，允许通过的最大电流为；

D.滑动变阻器最大阻值为，允许通过的最大电流为。

本实验中滑动变阻器应选用_______选填“C”或“D”。

该小组进行正确的实验操作，得到几组电压表的示数U和对应的电流表的示数I，作出图像如图乙所示，根据图像可知，该电源的电动势__________、内阻__________。结果均保留两位有效数字

若实验操作及数据处理均无误，则电源电动势的测量值__________电源电动势的真实值，电源内阻的测量值__________电源内阻的真实值。以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”

14.  某同学用图的装置测量当地的重力加速度，框架水平部分用电磁铁吸住一小钢球。切断电源，小钢球由静止下落，当小钢球经过光电门时光线被遮挡，光电传感器会输出高电压。某次实验中，测得M、N两光电门对应的刻度分别为、，传感器的输出电压波形如图所示，小球的直径为d，则：

小球经过光电门M时的速度为_____用物理量的符号表示；

可求得当地的重力加速度为_____用物理量的符号表示；

用游标卡尺测量小钢球的直径如图所示，该小钢球的直径为_____cm；

本实验误差来源至少写一点_____。

15.  一定质量的理想气体经历了如图所示的循环，该过程每个状态视为平衡态，各状态参数如图所示。A状态的压强为，求：
状态的温度；
完成一个循环，气体与外界热交换的热量。

16.  如图，容积均为V 的汽缸A、B 下端有细管容积可忽略连通，阀门位于细管的中部，A、B 的顶部各有一阀门、，B 中有一可自由滑动的活塞质量、体积均可忽略。初始时，三个阀门均打开，活塞在B 的底部；关闭、，通过给汽缸充气，使A中气体的压强达到大气压的3倍后关闭。已知室温为，汽缸导热。

打开，求稳定时活塞上方气体的体积和压强；
接着打开，求稳定时活塞的位置；
再缓慢加热汽缸内气体使其温度升高，求此时活塞下方气体的压强。

17.  如图所示，MN和PQ是两根相距竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域I和Ⅱ内均有磁感应强度、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为，区域I和区域Ⅱ相距，其他区域内无磁场。导体棒ab的长度、质量、电阻，开关S处于断开状态。现将ab棒由区域Ⅰ上边界上方处由静止释放，ab棒下落时闭合S。已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，通过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度。计算结果可以保留根号。求：

棒进入磁场区域Ⅰ的瞬间，通过棒的电流强度I；

棒穿过磁场区域Ⅰ的过程中，棒上产生的热量Q；

棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用的时间t。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】

【分析】
本题考查晶体与非晶体的区别，属于基础题。
单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形．非晶体和多晶体是各向同性的，则熔化在表面的石蜡是圆形，晶体有固定熔点，非晶体没有。
【解答】

甲、乙图中蜡熔化在固体薄片表面的范围是圆形，甲、乙可能是多晶体或非晶体，但甲有固定熔点，而乙没有固定熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体；丙图中蜡熔化在固体薄片表面的范围是椭圆形，且有固定熔点，所以丙一定是单晶体。故ABC错误，D正确。
故选D。

2.【答案】D 

【解析】

【分析】
粒子散射实验的现象为：粒子穿过原子时，只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进。
粒子散射实验是物理学中的经典实验，开创了原子结构研究的先河，实验对科学发展有重大的物理意义，应该对其有基本的了解。
【解答】
A.卢瑟福的粒子散射实验，证明了原子的核式结构，选项A错误；
B.卢瑟福用粒子散射实验的数据否定了汤姆孙的“西瓜模型”，并估算了原子核的大小，选项B错误；
C.从绝大多数粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明：原子中心有一个极小的核，它占有原子体积的极小部分，选项C错误；
D.该实验表明原子中心的核带有原子的全部正电和绝大部分质量，选项D正确。
故选D。  

3.【答案】C 

【解析】

【分析】
本题考查浸润与不浸润。根据题意判断水没有浸润到口罩内侧，照片中附着层内分子比水的内部稀疏。
【解答】
A.水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部稀疏，故A错误；
由图可知，水珠并没有浸润口罩内侧，因此是合格产品，浸润与不浸润现象是相对的，各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力大小等都各不相同，因此口罩内侧材料并不一定对所有的液体都不浸润，只要对水不浸润，就是合格产品，故B错误，C正确；
D.水滴附着层即固液接触层内水分子比水滴内部稀疏，附着层水分子受到的水滴内分子的作用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力大，因而使水滴表面紧绷而减小与口罩内侧固体材料的作用，故D错误。
故选C。  

4.【答案】B 

【解析】

【分析】本题考查波粒二象性和德布罗意物质波。平时注意对课本中基础知识的学习和理解。
【解答】
A.光的波长越长，光子频率越小，则光子能量越小，波动性越明显，故A错误；
B.光的频率越高，光子能量越大，粒子性越明显，故B正确；
C.根据德布罗意波的波长公式及可知动能相同的质子和电子，其动量不用，故其波长也不同，故C错误；
D.根据及可知速率相同的质子和电子，它们的德布罗意波的波长不相同，故D错误。
故选B。  

5.【答案】B 

【解析】

【分析】
本题考查气体实验定律以及分子动理论的综合运用，解题关键是要先根据气体实验定律判断气体的p、V、的变化。
【解答】

A.气体从状态c到状态d，温度降低，分子平均动能减小，故A错误；

B.根据可知，坐标原点O与ab上各点连线的斜率与压强成反比，由图可知，O与b的连线的斜率最小，压强最大，即e点压强最大，故B正确；

C.状态b时体积大于状态c时的体积，状态b分子密度低，则状态b时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比c状态少，故C错误；

D.根据可知，坐标原点O与ad上各点的连线斜率与压强成反比，由图可知，气体从状态d到状态a压强减小，故D错误。

故选B。

6.【答案】B 

【解析】

【分析】本题主要考查玻意耳定律，关键是找出初末状态参量即可。
保持此时温度不变，从右侧管口缓慢加入水银，气体经历等容过程，由玻意耳定律求解。
【解答】以升温后为初始状态，此时封闭气体的压强为，

升温后的气体体积，

设加入水银高度为，此时封闭气体的压强，

加入水银过程，封闭气体发生等温过程，有，

代入数据解得，

加入水银的体积。

故B正确，ACD错误。

7.【答案】D 

【解析】

【分析】
大量氢原子发生能级跃迁，发出的光子数为，从高能级向低能级跃迁会辐射光子，光子的能量等于能级能量差，光子能量只有大于金属的逸出功时才能使金属发生光电效应。光子能量越大，频率越大，波长越小；根据库仑力提供电子做圆周运动的向心力分析核外电子的动能变化情况。

本题考查能级跃迁和光电效应的综合运用，需要知道能级间跃迁辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越高，波长越短，并掌握发生光电效应的条件。
【解答】
A.基态的氢原子受到照射后跃迁到能级，才可辐射6种频率的光，A错误；

B.这6种频率光子的能量分别为：4跃迁到1，3跃迁到1，2跃迁到1，产生的光子的能量分别为，，，都大于，都能使金属锌产生光电效应；4跃迁到2，3跃迁到2，4跃迁到3，产生的光子的能量分别为，，，都小于，都不能使金属锌产生光电效应；所以用这些光照射逸出功为的金属锌，能使金属锌逸出光电子的光子频率有3种，B错误；

C.根据动能定理得，，解得，氢原子向低能级跃迁后r变小，核外电子的动能增大，C错误；

D. 光子的能量为，波长为，解得，氢原子由能级跃迁到能级产生的光子能量最小，波长最长，D正确。
故选D。

8.【答案】C 

【解析】

【分析】上表面的电势比下表面的低，知上表面带负电，下表面带正电，根据左手定则判断自由运动电荷的电性；抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷的移动速度，从而得出单位体积内自由运动的电荷数。
解决本题的关键是掌握左手定则判断洛伦兹力方向的方法，以及知道最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡。
【解答】因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷。
因为，解得，因为电流，解得。故C正确，ABD错误。
故选C。  

9.【答案】AC 

【解析】

【分析】根据光电效应方程和得出遏止电压与入射光频率的关系式，从而进行判断。根据逸出功和光电效应方程：直接进行求解。
解决本题的关键是掌握光电效应方程，知道遏止电压与最大初动能之间的关系。本题考查知识点简单，但是学生在学习中要牢记公式以及物理量之间的关系，同时注意计算的准确性。
【解答】
A.饱和电流与光照强度有关，光照越强，饱和电流越大，故A正确；

B.根据动能定理有，可得，增大光强，有可能是增加光子数而频率不变，此时遏止电压不变，故B错误；

图线与横轴的交点表示金属铷的极限频率，则金属铷的逸出功为，故C正确，D错误。

故选AC。

10.【答案】CD 

【解析】A.图示位置线圈中磁通量最大，所以感应电动势最小，为零，A错误；

B.若线圈从题图位置开始转动，闭合电路中感应电动势的峰值为，B错误；

C.线圈从题图位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量为，C正确；

D.已知感应电动势的最大值为，线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为，D正确。

故选CD。

11.【答案】BD 

【解析】

【分析】
两个轨道的半径相同，根据圆周运动的向心力的公式可以分析小球通过最低点时对轨道的压力，小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，小球在电场中受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小。在磁场中，洛仑兹力对小球不做功，但是洛伦兹力影响了球对轨道的作用力，在电场中的小球，电场力对小球做功，影响小球的速度的大小，从而影响小球对轨道的压力的大小。
【解答】

A.由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中的机械能守恒，而小球在电场中向右运动的过程中受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小，故A项错误；

B.小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知，

解得；

小球在电场中运动，在最低点受力分析可知。

解得，由选项A可知，所以，故B项正确；

C.两个小球走过的路程相同，由选项A可知，小球在电场中向右运动的过程中受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度较小，所以在电场中运动的时间长，故C项错误；

D.由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道的另一端，而电场力对小球做负功，所以在到达轨道右端最高点之前速度就减为零了，故D项正确。

故选BD。

12.【答案】BD 

【解析】

【分析】
本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图像判断出气体体积如何变化，从而判断出外界对气体做功的情况，再应用热力学第一定律与题目所给条件即可正确解题；要知道：温度是分子平均动能的标志，理想气体的内能由温度决定。
【解答】
A.过程是等温变化，气体吸热对外做功，由热力学第一定律可知吸热量和对外做功相等，根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，故A错误；

B.过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，压强变小，而气体分子对器壁的冲量为，可知气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小，故B正确；

C.为等温过程，温度是理想气体的内能大小的标度，该变化过程中内能不变，故C错误；

D.整个循环过程中，气体对外做功，从状态A回到状态A，温度相同则内能不变，根据热力学第一定律可知气体必从外界吸收热量，故D正确。

故选BD。

13.【答案】 ；；；小于；小于 

【解析】因阻值偏大，则本实验中滑动变阻器应选用C；

由图像可知，该电源的电动势，内阻；

当外电路短路时，电流的测量值等于真实值，除此之外，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电源的图像如图所示，由图像可知，电源电动势的测量值小于真实值；电源内阻，由图像可知，电源内阻测量值小于真实值。

14.【答案】 ；；；光电门M的位置离释放点比较近；光电门M与光电门N离的比较近 

【解析】

【分析】小球通过光电门的时间比较短，所以短时间内的平均速度近似为瞬时速度；从M到N过程的初末速度求得根据位移速度关系求得加速度；游标卡尺读数不需要估读，但要保留到最小分度。

【解答】利用平均速度代替瞬时速度算得小球经过光电门时的速度得：小球经过光电门时的速度为， ；

根据速度位移公式得，

则重力加速度；

游标卡尺的读数为；

若光电门M的位置离释放点比较近，则小球经过光电门M时的速度过小，对速度的测量产生的误差会较大；若光电门M靠近光电门N，会影响高度差的测量，会产生误差。

15.【答案】理想气体从A状态到B状态的过程中，压强保持不变，根据盖-吕萨克定律有
   
代入数据解得  
理想气体从A状态到B状态的过程中，外界对气体做功

解得  
气体从B状态到C状态的过程中，体积保持不变，根据查理定律有

解得  
从C状态到D状态的过程中，外界对气体做功，有

解得 
一次循环过程中外界对气体所做的总功为
理想气体从A状态完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变。根据热力学第一定律有  
解得
故完成一个循环，气体对外界放热150 J。 

【解析】由图像可知A、B两个状态的体积，且由A到B做等压变化，根据盖-吕萨克定律列式求解；
从A状态又回到A状态的过程温度不变，所以内能不变，根据热力学定律列式求解。

本题是理想气体状态方程和热力学第一定律的综合应用。运用热力学第一定律时，注意做功W和热量Q的符号，对外做功和放热为负的，对气体做功和吸热为正的。

16.【答案】设打开后，稳定时活塞上方气体的压强为，体积为。依题意，被活塞分开的两部分气体都经历等温过程。由玻意耳定律得

对B 有

对于A 有

联立以上两式得，

打开，活塞上方与大气相连通，压强变为，则活塞下方气体等温膨胀，假设活塞下方气体压强可降为，则降为时活塞下方气体体积为，则
得，即活塞下方气体压强不会降至，此时活塞将处于B 汽缸顶端；
活塞上升到B 的顶部，令汽缸内的气体压强为，由玻意耳定律得

设加热后活塞下方气体的压强为，气体温度从升高到的等容过程中，由查理定律得

联立可得

【解析】本题主要考查理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解；本题要能用静力学观点分析各处压强的关系，要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化，选择合适的气体实验定律解决问题。
 

17.【答案】令ab棒刚进入磁场区域Ⅰ时的速度大小为，通过它的电流大小为I，则根据动能定理得

解得

通过棒的电流强度为

解得

设ab棒从磁场区域Ⅰ上边界到磁场区域Ⅱ上边界过程中产生的热量为Q，已知ab棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，通过棒的电流及其变化情况相同。由能量守恒定律得

解得

由上可得，设ab棒到达磁场区域Ⅰ下边界时速度大小为，由能量守恒定律得

解得

由题意知ab棒穿过磁场区域Ⅰ和Ⅱ所用的时间相同，设为t，设ab棒穿过磁场区域Ⅰ过程中的平均电动势大小为、平均电流为，则有

根据动量定理得

解得

【解析】见答案