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2021-2022学年四川省达州市高二下学期期末监测物理试题 （解析版）
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这是一份2021-2022学年四川省达州市高二下学期期末监测物理试题 （解析版），共30页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡收回， 飞船以0， 下列说法正确的是， 一定质量的理想气体，由状态C等内容，欢迎下载使用。
达州市2022年普通高中二年级春季期末监测
物理试题
本试卷分选择题和非选择题两部分，第I卷（选择题）部分1至5页，第Ⅱ卷（非选择题）部分5至8页，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上，将条形码贴在答题卡规定的位置上；
2.选择题必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答案无效；
3.考试结束后，将答题卡收回。
第I卷（选择题，共46分）
一、选择题（本大题共46分，1一10题为单选题，每小题3分、共30分，其中1一5题为.选考题；11一14题为多选题，每小题4分，共16分，其中第11题为选考题；多选题全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分.未标注的题目为必修题，所有学生都需要完成）
（一）选修3-4学生完成以下15题
1. 关于电磁波说法正确的是（ ）
A. 电磁波不能发生偏振现象
B. 电磁波属于横波，只能在固体介质中传播
C. 无论振荡频率高低，开放电路都能发射电磁波
D. 紫外线具有荧光效应，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光
【答案】D
【解析】
【详解】A．电磁波是横波，能发生偏振现象，A错误；
B．电磁波本身是种能量形式，它可以在真空中传播也可以在介质中传播，B错误；
C．振荡电路发射电磁波的条件是：有足够高的振荡频率与开放电路，C错误；
D．紫外线具有荧光效应，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光，D正确。
故选D。
2. 图甲为研究单摆共振现象的装置，其中A、B、C小球摆长相同，D、E球摆长如图甲所示，五个小球均可视为质点。图乙为A小球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像，所有小球静止后，将A小球拉开一个小角度释放（可视为单摆运动），则其余小球中（ ）
A. D小球摆动时振幅最大
B. B、C小球将发生共振现象
C. 几个小球摆动周期将逐渐减小
D. E小球的图像的峰值与乙图中峰值相比应向左移
【答案】B
【解析】
【详解】AB．A、B、C小球摆长相同，所以B、C小球将发生共振现象，振幅最大，故A错误，B正确；
C．由 知小球摆动周期不变，故C错误；
D．由可知E小球摆动时的周期比A小球的周期小，故E小球摆动时的固有频率比A小球大，故E小球的图像的峰值与乙图中峰值相比应向右移。故D错误。
故选B。
3. 如图所示，图甲为沿x轴负方向传播的简谐横波在t=1s时波形图，图乙为介质中某质点的振动图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 图乙可能是质点P的振动图像
B. 波的传播速度是2m/s
C. t=2s时，质点Q迁移到x=2m处
D. t=0.8s时质点P的加速度沿y轴正方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图甲可知t=1s时质点P正位于波传播方向的波形的上坡，则此时质点P应沿y轴负方向运动，由图乙可知t=1s时该质点沿y轴正方向运动，所以图乙不可能是质点P的振动图像，故A错误；
B．由图可知波长和周期分别为
，
所以波的传播速度是
故B正确；
C．质点Q只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向迁移，故C错误；
D．因为波沿x轴负方向传播，所以t=0.8s时质点P的振动状态和t=1s时x=1.6m处质点振动状态相同，则由图甲可知t=0.8s时质点P位于平衡位置上方，加速度沿y轴负方向，故D错误。
故选B。
4. 飞船以0.9c的速度做匀速直线运动（c为光在真空中的传播速度），并向运动的反方向发出电磁波，甲在飞船内，乙在地球上，以下说法符合实际的是（ ）
A. 甲、乙观察到飞船内时钟快慢一样
B. 发出的电磁波相对于飞船的速度为1.9c
C. 乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短
D. 乙观察到与飞船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据狭义相对论的时间膨胀理论，高速运动的时钟比观察者的“静止”时钟走得更慢，因此乙观察到飞船内时钟快慢一些，A错误；
B．根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中沿任何方向的传播速度均为c，即发出的电磁波相对于飞船的速度为c，B错误；
C．根据狭义相对论的长度收缩理论，在相对于观察者移动的方向上，物体被测量的长度缩短，则乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短，C正确；
D．桌子与飞船保持相对静止，船以0.9c的速度做匀速直线运动，则乙观察到桌子亦以0.9c的速度做匀速直线运动，D错误。
故选C
5. 介质中一列简谐波沿PQ所在直线传播，P、Q两质点相距。如图所示，实线和虚线分别表示质点P、Q的振动图像。则（ ）
A. 波的传播速度可能等于10m/s B. 介质中质点速度大小均为10m/s
C. P、Q两质点相位差随时间改变 D. P、Q两质点的位移始终相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，质点振动的周期
、两点的振动情况相反，则、两点的距离为半波长的奇数倍，则有
可得
则波速为
当时
故A正确；
B．波在传播的过程中，质点并不随波迁移，只在平衡位置做振动，各个质点的振动情况并不都相同，故介质中质点速度并不都相同，也不一定为10m/s，故B错误；
C．由图可知，由于P、Q两点间的距离为半波长的奇数倍，故二者的相位差为
保持不变，故C错误；
D．由题图可知，P、Q两质点的振动存在位移大小相同但方向相反的情况，则位移存在不同，故D错误。
故选A。
（二）选修3-3学生完成以下15题
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大
B. 电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源
C. 蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体
D. 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体内分子的平均动能反映的是分子热运动的情况，与温度有关，与物体宏观机械运动的速度大小无关，故A错误；
B．一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，电能、焦炭（固体燃料的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得）、蒸汽都属于二次能源，故B错误；
C．蔗糖是晶体，受潮后粘在一起形成的糖块属于多晶体，所以看起来没有确定的几何形状，故C错误；
D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知（ ）
A. 虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零
B. 乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动
C. 实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小
D. 虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小
【答案】B
【解析】
【详解】AD．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间的引力、斥力大小相等，分子力为零，AD错误；
B．乙分子从A到B运动过程中，分子力先表现为引力，一直做加速运动，B正确；
C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，为负值，C错误。
故选B。
8. 关于热力学现象和热力学规律，下列说法正确的是（ ）
A. 热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
B. 用活塞压缩汽缸内空气，对空气做功2.0×105J，同时空气内能增加了1.5×105J，则空气向外界放出热量0.5×105J
C. 一定质量0℃的水凝结为0℃的冰时，其分子平均动能和分子势能都不变
D. 一定质量气体保持温度不变，压强随体积增大而减小的主要微观原因是分子平均速率减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．热量能够从高温物体传到低温物体，在产生其他影响的前提下也能从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．根据热力学第一定律可知空气向外界放出热量为
故B正确；
C．一定质量0℃的水凝结为0℃的冰时，温度不变，分子平均动能不变，但水凝结成冰时会放热，所以内能减小，则分子势能减小，故C错误；
D．一定质量气体保持温度不变，则分子的平均速率不变，而压强随体积增大而减小的主要微观原因是分子的密集程度减小，故D错误。
故选B。
9. 一定质量的理想气体，由状态C（6，2）沿直线CB变化到A（2，6），如图所示，气体在C、B、A三个状态中的温度之比是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
详解】根据理想气体状态方程
可知
结合图像可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
10. 如图所示，一定质的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A. C→D过程中，单位时间内碰单位面积器壁的分子数增多
B. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
C. A→B过程中，外界对气体做功
D. B→C过程中，气体分子的平均动能增大
【答案】A
【解析】
【详解】A． C→D过程中，温度不变，分子平均动能不变，压强变大，单位时间内碰单位面积器壁的分子数增多，A正确；
B．D→A绝热过程中，体积减小，外界对气体正功，根据热力学第一定律知气体内能增大，温度升高，则气体分子的速率分布曲线发生变化，B错误；
C． A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，C错误；
D．B→C绝热过程中，体积增大，外界对气体做负功，根据根据热力学第一定律知气体内能减小，温度减小，气体分子的平均动能减小，D错误。
故选A。
11. 匀强磁场中一静止的钍核衰变成镤核，衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 衰变后镤核和X粒子的运动轨迹为两个内切圆
B. 衰变后镤核的动量与X粒子的动量相同
C. X粒子的穿透力极强，但不具备电离本领
D. X粒子是核内部的X粒子受到外界激发而被挤出来的
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X为β粒子，而镤核和β粒子电性相反，根据动量守恒定律可知衰变后瞬间二者速度方向相反，根据左手定则可知二者运动轨迹为两个内切圆，故A正确；
B．钍核衰变前静止，动量为零，衰变后镤核和β粒子都做匀速圆周运动，根据动量守恒定律可知二者动量大小始终相同，但方向不同，故B错误；
C．β粒子的穿透力较强，电离作用较弱，γ射线的穿透力极强，但不具备电离本领，故C错误；
D．β粒子是核内部的中子转化为质子时放出的，故D错误。
故选A。
12. 两个氘核发生聚变的核反应方程为，其中氘核质量，氦核质量，则下列说法正确的是（光速）（ ）
A. 此反应属于α衰变
B. 氘核比结合能比氦核比结合能大
C. 两个氘核发生此反应释放约3.78×10-12J的能量
D. 核反应过程质量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．此反应属于氢核聚变，故A错误；
B．核反应方程式中生成物比反应物稳定，则氘核比结合能比氦核比结合能小，B错误；
C．根据可得两个氘核发生此反应释放的能量约为
代入数据得
故C正确；
D．核反应过程中有质量亏损，质量不守恒，故D错误。
故选C。
13. 氢原子能级图如图所示，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光照射逸出功为2.65eV的光电管。下列说法正确的是（ ）
A. 能使光电管发生光电效应的光有6种
B. 所有光电子中最大初动能为12.75eV
C. 若要使光电流为零，至少给光电管加10.10V的反向电压
D. 氢原子从n=4能级跃迁至基态时发出的光粒子特性最弱
【答案】C
【解析】
【详解】A．大量处于n=4能级氢原子向低能级跃迁时，其中4→1、3→1、2→1跃迁所辐射出的光子能量都大于2.65eV，可以使光电管发生光电效应，而4→3、3→2、4→2跃迁所辐射出的光子能量都小于2.65eV，不能使光电管发生光电效应，故A错误；
B．4→1跃迁时放出光子能量最大，为
根据爱因斯坦光电效应方程可知所有光电子中最大初动能为
故B错误；
C．若要使光电流为零，应使所有光电子都不能到达阳极，则所加反向电压的最小值为
故C正确；
D．氢原子从n=4能级跃迁至基态时发出的光子能量最大，动量最大，根据可知光子的波长最小，则波动性最弱，粒子性最强，故D错误。
故选C。
14. 如图所示为远距离输电的原理图，发电厂输出电压恒定的正弦交流电，输电电压保持不变，两输电导线总电阻为R，变压器均为理想变压器，电压表和电流表为理想电表，灯泡L电阻恒定，R1为一光敏电阻（电阻值随光照强度增大而减小）。照射R1的光照强度增大时（ ）
A. 电流表的示数将增大 B. 电压表示数将保持不变
C. 输电线上损耗功率不变 D. 系统输电效率将增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．照射R1的光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则副线圈电流变大，根据变压器电流与线圈匝数关系可知原线圈电流变大，则原副线圈电流均变大，可知电流表示数变大，故A正确；
B．发电厂输出电压恒定，则副线圈两端电压不变，流过的电流变大，两端的电压变大，则原线圈电压变小，根据变压器电压与线圈匝数关系可知，副线圈电压变小，则电压表示数变小，故B错误；
C．根据结合A选项分析可知输电线上损耗功率变大，故C错误；
D．设副线圈两端电压为，流过的电流为，系统输电效率
增大，可知输电效率变小，故D错误。
故选A。
15. 如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上且范围足够大，PQ为磁场的水平上边界。同种材质制成边长分别为3L、2L的单匝正方形线框a、b，a、b粗细均匀且横截面积相同，MN与PQ平行，线框下边ef、e′f′置于斜面MN处静止释放，b下边e′f′刚进入磁场时做匀速运动，则（ ）
A. a、b从释放到完全进入磁场过程中通过两线框横截面电荷量相等
B. a通过PQ过程做减速直线运动
C. a通过PQ过程做加速直线运动
D. a通过PQ过程做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．设正方形线框边长为l，根据电阻定律可知其电阻为
线框进入磁场过程中通过横截面的电荷量为
两线框边长l不同，所以通过两线框横截面电荷量不等，故A错误；
BCD．设线框进入磁场时的初速度大小为v，此时线框中电流大小为
若线框匀速通过PQ，则根据平衡条件有
设线框材料的密度为d，则质量为
解得
根据运动学规律易知两线框到达PQ时速度大小相等，且只要v满足上式即可以匀速通过PQ，而v与边长l无关，所以若b能够匀速通过PQ，则a也能够匀速通过PQ，故BC错误，D正确。
故选D。
16. 矩形ABCD处于均匀介质中，AB=16m，BC=12m，一波源刚好位于B点，波源的振动状态向各方向传播形成简谐横波，波源每隔0.5s经过平衡位置一次。某时刻介质中部分波形如图所示，实弧线EG与虚弧线FH为相邻的波峰和波谷，EF=GH=5m，则（ ）
A. 波源振动周期为T=0.5s B. 波的波长为
C. 波传播速度为10m/s D. 波源振动状态传至D处需要4s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．波源每隔0.5s经过平衡位置一次，则周期为1s，故A错误；
B．波峰和波谷之间的距离为5m，所以
故B正确；
C．波传播速度为
故C正确；
D．BD之间的距离为
所以波源振动状态传至D处的时间为
故D错误。
故选BC。
17. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动就是分子热运动
B. 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
C. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离是液体表面张力形成的原因
D. 第二类永动机不能制成的原因是因为违背了能量守恒定律
【答案】BC
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中微粒的无规则运动，它是分子无规则热运动的反映，故A错误；
B．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，故B正确；
C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面层分子间作用力表现为引力，从而使液体表面绷紧，这是液体表面张力形成的原因，故C正确；
D．第二类永动机不能制成原因是因为违背了热力学第二定律，故D错误。
故选BC。
18. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为5:1，原线圈与阻值R=100Ω的电阻串联后接在N=500匝的线圈上，线圈电阻不计，线圈处于竖直向下的匀强磁场中，线圈面积，转速为n=50r/s，线圈从中性面开始转动并计时。副线圈连接电感器L、电容器C和电阻RL=4Ω的灯泡，电压表为理想电压表，则（ ）
A. 电容器和滑动变阻器所在支路始终无电流
B. 电压表的示数为40V
C. t=0.02s时，每匝线圈的磁通量为零
D. 仅将滑动变阻器滑片向上滑动，变压器输出功率将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．变压器副线圈输出的是交流电，此时L不能视为导线，而是对交流电存在一定的感抗，所以电容器和滑动变阻器并不会被短路，而电容器“通交流、隔直流”，所以二者所在支路都存在电流，故A错误；
B．线圈转动产生的感应电动势最大值为
电压表测感应电动势的有效值，所以示数为
故B正确；
C．线圈转动的周期为
由于线圈从中性面开始转动并计时，所以t=0.02s时线圈和中性面重合，此时每匝线圈的磁通量为最大值，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律有
根据理想变压器变压、变流规律可得
联立以上三式可得
对照表达式
可将发电线圈、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为
设变压器副线圈所接回路总电阻为R2，则变压器输出功率为
根据数学知识可知当R2＞r′时，P随R2的减小而增大，因为RL=4Ω，所以R2一定大于4Ω，仅将滑动变阻器滑片向上滑动时，R′接入回路的阻值减小，即R2减小，此时变压器输出功率将增大，故D正确。
故选BD。
19. 如图所示，水平面内相距L的光滑平行金属导轨PQ、GH固定在匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，方向竖直向上，PG为磁场左边界，导轨电阻不计且足够长，质量为m，电阻为R的两相同导体棒、均与导轨垂直并良好接触，且处于磁场内。矩形线框abcd与导轨固定在同一平面内，第一次操作：将锁定在靠近磁场左边界处，初态静止的在恒力F作用下最终达到最大速度；第二次操作：将线框abcd撤去并解除对锁定，在、均静止时开始对施加恒力F，则（ ）
A. 第一次操作过程中矩形线框abcd中感应电流顺时针增大
B. 第一次操作过程中，获得最大速度
C. 第二次操作、最终速度差恒定
D. 第二次操作、最终速度相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由楞次定律可知，右边、与导轨组成的闭合回路电流方向为顺时针方向，则、在线框所产生的磁场垂直纸面向外，根据楞次定律可知矩形线框abcd中感应电流顺时针，速度到达最大前，做加速度减小的加速运动，右边、与导轨组成的闭合回路电流
加速度越来越小，则电流增大得越来越慢，则左边矩形线圈中的磁通量增大越来越慢，结合法拉第电磁感应定律可知，矩形线圈中电流减小，故A错误；
B．第一次操作过程中，当速度最大时
所受的安培力
根据平衡条件可得
联立解得
故B正确；
CD．第二次操作达到稳定状态时，以、整体作为研究对象，可知、加速度相等，若、最终速度相等，则电路中电流为零，则所受安培力为零，加速度为零，与分析矛盾，故第二次操作两棒速度差恒定，故C正确，D错误。
故选BC。
20. 如图所示，固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接，水平面依次放有2022个质量均为2m的弹性物块（所有物块在同一竖直平面内），质量为m的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面，以速度v0与1号物块发生弹性正碰，0号物块反弹后滑上曲面再原路返回，如此反复：2022个弹性物块两两间碰撞时交换速度，则下列说法正确的是（所有物块均可视为质点，重力加速度为g）（ ）
A. B. 最终所有物块的总动能为mgh
C. 2022号物块最终速度 D. 0号物块最终动量大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．对0号物体，根据机械能守恒定律有
解得
A正确；
B．由机械能守恒定律，对整体分析，因为物块之间均为弹性正碰，无能量损失，所以
B正确；
C．由题可知，2022个弹性物体两两之间碰撞时交换速度，所以2022号物体最终速度是0号物体与1号物体发生弹性正碰后1号物体的速度，由机械能守恒和动量守恒有
解得
，
C错误；
D．0号与1号发生碰撞后，1号将于2号发生正碰，因两者质量相同，将发生速度交换，1号将静止。之后0号将继续与1号发生第二次碰撞，同理可得，0号第二次碰撞后的速度为
最终0号物体要与1号物体碰撞2022次，所以0号物体最终动量大小为，D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
二、实验题（本大题8分+8分，共16分，其中16、17为选修题，请考生注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置做答，多答则按所答的第15题评分；18题为必修题；所有学生都要完成）
21. 在“用双缝千涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示.已知双缝间的距离为d，在离双缝l远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为______；
A．a代表单缝，b代表双缝 B．a代表双缝，b代表单缝
C．二者相互垂直放置 D．二者相互平行放置
（2）测得相邻亮纹的间距为Δx，利用波长的表达式=______（用Δx、l、d表示）求出光的波长；
（3）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）在以下实验装置示意图中，S为单缝，S1、S2为双缝，屏上0点处为一条亮条纹，若实验时单缝偏离光轴，向上微微移动，则可以观察到0点处的干涉条纹______。
A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小
【答案】 ①. AD##DA ②. ③. 变大 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]安装器材时，从左到右依次为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏，单缝和双缝平行放置，故AD正确，BC错误；
（2）[2]根据
可得
（3）[3]根据
可知频率较小的单色光波长较大，根据可知得到的干涉条纹间距将变大；
（4）[4]若实验时单缝偏离光轴向上微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向下移动，根据可知条纹间距不变，故B正确，ACD错误。
22. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸10mL。用注射器测得1mL上，述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廊，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形的小方格的边长为25mm。
（1）油酸膜的面积约为______cm2；
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；
（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m（结果保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 394 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]油酸膜约占63格，其面积约为
（2）[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
（3）油酸分子的直径为
23. 实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为mA和mB。
（1）组装实验装置时，斜槽末端______（选填“需要”或“不需要”）保持水平；
（2）选择A、B两小球的原则是______；
A．两球质量满足mA>mB
B．两球质量满足mA
D．为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球实验
（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是______；
（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是______。
A．必需测量B′N、B′P和B′M的距离
B．必需测量BN、BP和BM的距离
C．若，则表明此碰撞动量守恒
D．若，则表明此碰撞动量守恒
【答案】 ①. 需要 ②. AC##CA ③. OM、OP和ON的距离 ④. AD##DA
【解析】
【详解】（1）[1]本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）[2]AB．为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，故A正确，B错误；
CD．为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验，故C正确，D错误。
故选AC。
（3）[3]采用图甲装置实验时，两小球下落高度相同，所以做平抛运动的时间相同，而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小，所以在验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）[4]采用图乙装置实验时，设A与B碰撞前瞬间的速度为v1，碰后瞬间二者的速度分别为v1′和v2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得
①
②
联立①②解得
③
④
两小球做平抛运动的水平位移相同，水平初速度与运动时间成反比，而下落高度越大运动时间越长，则根据③④式可知P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点，M、N点分别是A与B碰撞后在各自在竖直木板上的撞击点，根据平抛运动规律可得
⑤
⑥
⑦
联立①⑤⑥⑦可得
⑧
若⑧式在误差允许范围内成立，则表明此碰撞动量守恒，且要验证上式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
故选AD。
三、计算题（本大题共38分。要求在答题卡上写出必要的文字说明、主要的计算步骤、表达式和明确的答案；19、20、21、22题为选修题，每题12分请考生注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置做答，多答则按所答的第19、21题评分；23题为必修题，14分，所有学生都要完成）
24. 如图所示，实线和虚线分别为简谐波在t=0和t=0.2s时的波形图，P点为x=4m处质点。求：
（1）若波向x轴正方向传播，波速大小v1；
（2）若质点P在内运动方向未发生改变，波源的振动周期T；
（3）在（2）情况下波的传播速度大小v2。
【答案】（1）（n=0，1，2…）；（2）0.8s；（3）10m/s
【解析】
【详解】（1）据图可知简谐波的波长
m
波向x轴正方向传播，则在0.2s内波传播的距离
（n=0，1，2…）
由波速公式
解得
（n=0，1，2…）
（2）若质点P在0.2s内运动方向没有发生改变，则0时刻时质点P应向y轴正方向运动，且
解得
（3）由波速公式
解得
25. 某同学想用刻度尺来显示温度，他的做法如图所示，一导热气缸、平台及0刻线在左边的刻度尺均水平固定。一厚度不计的活塞，封闭了一定质量的空气（可视为理想气体），与活塞连接的带有指针的轻杆可随活塞左右移动，轻杆水平，指针竖直向下指向刻度尺上的刻度线。开始时，被测温度为27℃，大气压p0=75cmHg，活塞静止，空气柱长度为12cm，指针指在刻度尺上的5cm处。不计一切摩擦，大气压保持不变，T=t+273K。求：
（1）用外力缓慢向左推动活塞，当指针指到2cm刻线时，封闭气体压强多大；
（2）撤去外力，随被测温度的变化，刻度尺上8cm处应标为多少摄氏度。
【答案】（1）100cmHg；（2）102℃
【解析】
【详解】（1）用外力缓慢向左推动活塞是等温变化则有
解得
（2）撤去外力，刻度尺上8cm时，压强等于初态压强，由等压变化得
则
解得
26. 真空中某种材质制成的光学元件截面如图所示，右边是半径为R的四分之一圆，点C为圆心，左边是直角三角形ABC，∠BAC=30°，∠BCA=90°，现从CD延长线上点S发出一细光束，光束从E点进入元件后折射光线刚好平行于AD边，CE=SE，点E到AD距离为。光在真空中的速度为c，求：
（1）光学元件的折射率n；
（2）光线在AB边是否发生全反射；
（3）光线在光学元件内传播时间t（不考虑光的多次反射）。
【答案】（1）；（2）光线在AB边发生全反射；（3）
【解析】
【详解】（1）作出光路图如图所示
由几何知识得E点处入射角为
折射角r为30°，由折射率定义式有
解得
（2）由几何知识得光线在AB边的入射角为
由于
所以光线在AB边将发生全反射。
（3）由几何知识知光线在AD边入射角为30°，所以光线将从AD边的G点射出
由折射率与光传播速度的关系有
解得
27. 如图所示，内壁光滑且长为L=60cm的绝热汽缸固定在水平面上，汽缸内用横截面积为S=100cm2的绝热活塞（厚度不计）封闭着温度为t0=27℃的理想气体，开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l=40cm处。现用电热丝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p0=1.0×105Pa）。
（1）试计算当温度升高到t=402℃时，缸内封闭气体的压强p；
（2）若汽缸内电热丝的电阻R=100Ω，加热时通过电热丝的电流为I=0.3A，此变化过程共持续了t1=200s，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能ΔU。
【答案】（1）；（2）1600J
【解析】
【详解】（1）当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体发生等压变化，则有
其中
解得
由于177℃<402℃，所以气体发生等压变化后再发生等容变化，则有
解得当温度升高到402℃时，缸内封闭气体的压强
（2）根据热力学第一定律可得
外界对气体做的功为
封闭气体共吸收的热量为
解得
28. 如图所示，两根完全相同的金属导轨平行固定，导轨间距L=2m，不计导轨电阻。导轨由三部分组成，MM′左侧部分光滑（MM′为倾斜部分水平末端），MG、M′G′在水平面内，GH、G′H′部分是半径为r=0.1m的四分之一圆光滑轨道，G′刚好在圆心O正上方，所有交接处平滑连接。HH′间串联R=0.2Ω的电阻，PP′GG′区域有磁感应强度大小B=0.2T，方向竖直向上的矩形匀强磁场。PP′、GG′间距x1=1.25m，M′G′、MG长度x=4.75m，两导体棒ab质量均为m=1kg，电阻分别为Ra=0.2Ω、Rb=0.1Ω。a、b与金属导轨水平部分滑动摩擦因数μ=0.1。初始时刻b静止在MM′处，将a从距水平面高h=0.8m的导轨上水平静止释放，a沿导轨滑下后与b在MM′处发生弹性碰撞，b最终从GG′处刚好无压力水平飞出（运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，重力加速度g=10m/s2），求：
（1）a、b刚碰后b的速度大小v1和b水平飞出时的速度大小v3；
（2）b运动过程中，R上产生的焦耳热QR；
（3）b在MM′到GG′段平均速度大小v。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对a棒在斜导轨运动过程用动能定理
a、b棒碰撞过程动量守恒
由于a、b棒发生弹性碰撞所以碰撞过程动能满足
联立以上方程得a、b棒碰撞后瞬间，a静止在处，b的速度为
b从处刚好无压力水平飞出则
解得
（2）碰后b棒在滑动摩擦力作用下从减速到，设b到达速度为，则
b棒在磁场内运动过程能量守恒有
b棒在磁场中运动时其等效电路图如图所示
根据电路特点，a与电阻R并联后电阻
a与电阻R上产生的总焦耳热为
电阻R上产生的总焦耳热为
解得
（3）对b进入磁场前分析有
解得
对b在磁场内运动时间用动量定理，设水平向左为正方向
根据电路特征有
解得
b在轨道水平部分运动的平均速度为
解得
达州市2022年普通高中二年级春季期末监测
物理试题
本试卷分选择题和非选择题两部分，第I卷（选择题）部分1至5页，第Ⅱ卷（非选择题）部分5至8页，共8页，满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题卡上，将条形码贴在答题卡规定的位置上；
2.选择题必须使用2B铅笔将答案标号填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，非选择题用0.5毫米黑色字迹的签字笔或钢笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上的答案无效；
3.考试结束后，将答题卡收回。
第I卷（选择题，共46分）
一、选择题（本大题共46分，1一10题为单选题，每小题3分、共30分，其中1一5题为.选考题；11一14题为多选题，每小题4分，共16分，其中第11题为选考题；多选题全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分.未标注的题目为必修题，所有学生都需要完成）
（一）选修3-4学生完成以下15题
1. 关于电磁波说法正确的是（ ）
A. 电磁波不能发生偏振现象
B. 电磁波属于横波，只能在固体介质中传播
C. 无论振荡频率高低，开放电路都能发射电磁波
D. 紫外线具有荧光效应，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光
【答案】D
【解析】
【详解】A．电磁波是横波，能发生偏振现象，A错误；
B．电磁波本身是种能量形式，它可以在真空中传播也可以在介质中传播，B错误；
C．振荡电路发射电磁波的条件是：有足够高的振荡频率与开放电路，C错误；
D．紫外线具有荧光效应，照射大额钞票上的荧光物质，可以使其发光，D正确。
故选D。
2. 图甲为研究单摆共振现象的装置，其中A、B、C小球摆长相同，D、E球摆长如图甲所示，五个小球均可视为质点。图乙为A小球做受迫振动时振幅随驱动力频率变化的图像，所有小球静止后，将A小球拉开一个小角度释放（可视为单摆运动），则其余小球中（ ）
A. D小球摆动时振幅最大
B. B、C小球将发生共振现象
C. 几个小球摆动周期将逐渐减小
D. E小球的图像的峰值与乙图中峰值相比应向左移
【答案】B
【解析】
【详解】AB．A、B、C小球摆长相同，所以B、C小球将发生共振现象，振幅最大，故A错误，B正确；
C．由 知小球摆动周期不变，故C错误；
D．由可知E小球摆动时的周期比A小球的周期小，故E小球摆动时的固有频率比A小球大，故E小球的图像的峰值与乙图中峰值相比应向右移。故D错误。
故选B。
3. 如图所示，图甲为沿x轴负方向传播的简谐横波在t=1s时波形图，图乙为介质中某质点的振动图像。则下列说法正确的是（ ）
A. 图乙可能是质点P的振动图像
B. 波的传播速度是2m/s
C. t=2s时，质点Q迁移到x=2m处
D. t=0.8s时质点P的加速度沿y轴正方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图甲可知t=1s时质点P正位于波传播方向的波形的上坡，则此时质点P应沿y轴负方向运动，由图乙可知t=1s时该质点沿y轴正方向运动，所以图乙不可能是质点P的振动图像，故A错误；
B．由图可知波长和周期分别为
，
所以波的传播速度是
故B正确；
C．质点Q只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向迁移，故C错误；
D．因为波沿x轴负方向传播，所以t=0.8s时质点P的振动状态和t=1s时x=1.6m处质点振动状态相同，则由图甲可知t=0.8s时质点P位于平衡位置上方，加速度沿y轴负方向，故D错误。
故选B。
4. 飞船以0.9c的速度做匀速直线运动（c为光在真空中的传播速度），并向运动的反方向发出电磁波，甲在飞船内，乙在地球上，以下说法符合实际的是（ ）
A. 甲、乙观察到飞船内时钟快慢一样
B. 发出的电磁波相对于飞船的速度为1.9c
C. 乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短
D. 乙观察到与飞船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据狭义相对论的时间膨胀理论，高速运动的时钟比观察者的“静止”时钟走得更慢，因此乙观察到飞船内时钟快慢一些，A错误；
B．根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中沿任何方向的传播速度均为c，即发出的电磁波相对于飞船的速度为c，B错误；
C．根据狭义相对论的长度收缩理论，在相对于观察者移动的方向上，物体被测量的长度缩短，则乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短，C正确；
D．桌子与飞船保持相对静止，船以0.9c的速度做匀速直线运动，则乙观察到桌子亦以0.9c的速度做匀速直线运动，D错误。
故选C
5. 介质中一列简谐波沿PQ所在直线传播，P、Q两质点相距。如图所示，实线和虚线分别表示质点P、Q的振动图像。则（ ）
A. 波的传播速度可能等于10m/s B. 介质中质点速度大小均为10m/s
C. P、Q两质点相位差随时间改变 D. P、Q两质点的位移始终相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，质点振动的周期
、两点的振动情况相反，则、两点的距离为半波长的奇数倍，则有
可得
则波速为
当时
故A正确；
B．波在传播的过程中，质点并不随波迁移，只在平衡位置做振动，各个质点的振动情况并不都相同，故介质中质点速度并不都相同，也不一定为10m/s，故B错误；
C．由图可知，由于P、Q两点间的距离为半波长的奇数倍，故二者的相位差为
保持不变，故C错误；
D．由题图可知，P、Q两质点的振动存在位移大小相同但方向相反的情况，则位移存在不同，故D错误。
故选A。
（二）选修3-3学生完成以下15题
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 物体速度越大，物体内分子的平均动能也越大
B. 电能、焦炭、蒸汽三种能源中焦炭是一次能源
C. 蔗糖受潮后粘在一起形成的糖块看起来没有确定的几何形状，所以蔗糖是非晶体
D. 一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体内分子的平均动能反映的是分子热运动的情况，与温度有关，与物体宏观机械运动的速度大小无关，故A错误；
B．一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源，电能、焦炭（固体燃料的一种，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏而获得）、蒸汽都属于二次能源，故B错误；
C．蔗糖是晶体，受潮后粘在一起形成的糖块属于多晶体，所以看起来没有确定的几何形状，故C错误；
D．一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置，E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知（ ）
A. 虚线a为分子间引力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零
B. 乙分子从A到B的运动过程中一直做加速运动
C. 实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小
D. 虚线b为分子间斥力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小
【答案】B
【解析】
【详解】AD．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间的引力、斥力大小相等，分子力为零，AD错误；
B．乙分子从A到B运动过程中，分子力先表现为引力，一直做加速运动，B正确；
C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，为负值，C错误。
故选B。
8. 关于热力学现象和热力学规律，下列说法正确的是（ ）
A. 热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体
B. 用活塞压缩汽缸内空气，对空气做功2.0×105J，同时空气内能增加了1.5×105J，则空气向外界放出热量0.5×105J
C. 一定质量0℃的水凝结为0℃的冰时，其分子平均动能和分子势能都不变
D. 一定质量气体保持温度不变，压强随体积增大而减小的主要微观原因是分子平均速率减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．热量能够从高温物体传到低温物体，在产生其他影响的前提下也能从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．根据热力学第一定律可知空气向外界放出热量为
故B正确；
C．一定质量0℃的水凝结为0℃的冰时，温度不变，分子平均动能不变，但水凝结成冰时会放热，所以内能减小，则分子势能减小，故C错误；
D．一定质量气体保持温度不变，则分子的平均速率不变，而压强随体积增大而减小的主要微观原因是分子的密集程度减小，故D错误。
故选B。
9. 一定质量的理想气体，由状态C（6，2）沿直线CB变化到A（2，6），如图所示，气体在C、B、A三个状态中的温度之比是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
详解】根据理想气体状态方程
可知
结合图像可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
10. 如图所示，一定质的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程（气体与外界无热量交换）。这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中，下列说法正确的是（ ）
A. C→D过程中，单位时间内碰单位面积器壁的分子数增多
B. D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化
C. A→B过程中，外界对气体做功
D. B→C过程中，气体分子的平均动能增大
【答案】A
【解析】
【详解】A． C→D过程中，温度不变，分子平均动能不变，压强变大，单位时间内碰单位面积器壁的分子数增多，A正确；
B．D→A绝热过程中，体积减小，外界对气体正功，根据热力学第一定律知气体内能增大，温度升高，则气体分子的速率分布曲线发生变化，B错误；
C． A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，C错误；
D．B→C绝热过程中，体积增大，外界对气体做负功，根据根据热力学第一定律知气体内能减小，温度减小，气体分子的平均动能减小，D错误。
故选A。
11. 匀强磁场中一静止的钍核衰变成镤核，衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A. 衰变后镤核和X粒子的运动轨迹为两个内切圆
B. 衰变后镤核的动量与X粒子的动量相同
C. X粒子的穿透力极强，但不具备电离本领
D. X粒子是核内部的X粒子受到外界激发而被挤出来的
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知X为β粒子，而镤核和β粒子电性相反，根据动量守恒定律可知衰变后瞬间二者速度方向相反，根据左手定则可知二者运动轨迹为两个内切圆，故A正确；
B．钍核衰变前静止，动量为零，衰变后镤核和β粒子都做匀速圆周运动，根据动量守恒定律可知二者动量大小始终相同，但方向不同，故B错误；
C．β粒子的穿透力较强，电离作用较弱，γ射线的穿透力极强，但不具备电离本领，故C错误；
D．β粒子是核内部的中子转化为质子时放出的，故D错误。
故选A。
12. 两个氘核发生聚变的核反应方程为，其中氘核质量，氦核质量，则下列说法正确的是（光速）（ ）
A. 此反应属于α衰变
B. 氘核比结合能比氦核比结合能大
C. 两个氘核发生此反应释放约3.78×10-12J的能量
D. 核反应过程质量守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A．此反应属于氢核聚变，故A错误；
B．核反应方程式中生成物比反应物稳定，则氘核比结合能比氦核比结合能小，B错误；
C．根据可得两个氘核发生此反应释放的能量约为
代入数据得
故C正确；
D．核反应过程中有质量亏损，质量不守恒，故D错误。
故选C。
13. 氢原子能级图如图所示，大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光照射逸出功为2.65eV的光电管。下列说法正确的是（ ）
A. 能使光电管发生光电效应的光有6种
B. 所有光电子中最大初动能为12.75eV
C. 若要使光电流为零，至少给光电管加10.10V的反向电压
D. 氢原子从n=4能级跃迁至基态时发出的光粒子特性最弱
【答案】C
【解析】
【详解】A．大量处于n=4能级氢原子向低能级跃迁时，其中4→1、3→1、2→1跃迁所辐射出的光子能量都大于2.65eV，可以使光电管发生光电效应，而4→3、3→2、4→2跃迁所辐射出的光子能量都小于2.65eV，不能使光电管发生光电效应，故A错误；
B．4→1跃迁时放出光子能量最大，为
根据爱因斯坦光电效应方程可知所有光电子中最大初动能为
故B错误；
C．若要使光电流为零，应使所有光电子都不能到达阳极，则所加反向电压的最小值为
故C正确；
D．氢原子从n=4能级跃迁至基态时发出的光子能量最大，动量最大，根据可知光子的波长最小，则波动性最弱，粒子性最强，故D错误。
故选C。
14. 如图所示为远距离输电的原理图，发电厂输出电压恒定的正弦交流电，输电电压保持不变，两输电导线总电阻为R，变压器均为理想变压器，电压表和电流表为理想电表，灯泡L电阻恒定，R1为一光敏电阻（电阻值随光照强度增大而减小）。照射R1的光照强度增大时（ ）
A. 电流表的示数将增大 B. 电压表示数将保持不变
C. 输电线上损耗功率不变 D. 系统输电效率将增大
【答案】A
【解析】
【详解】A．照射R1的光照强度增大时，光敏电阻阻值减小，则副线圈电流变大，根据变压器电流与线圈匝数关系可知原线圈电流变大，则原副线圈电流均变大，可知电流表示数变大，故A正确；
B．发电厂输出电压恒定，则副线圈两端电压不变，流过的电流变大，两端的电压变大，则原线圈电压变小，根据变压器电压与线圈匝数关系可知，副线圈电压变小，则电压表示数变小，故B错误；
C．根据结合A选项分析可知输电线上损耗功率变大，故C错误；
D．设副线圈两端电压为，流过的电流为，系统输电效率
增大，可知输电效率变小，故D错误。
故选A。
15. 如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面处于匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上且范围足够大，PQ为磁场的水平上边界。同种材质制成边长分别为3L、2L的单匝正方形线框a、b，a、b粗细均匀且横截面积相同，MN与PQ平行，线框下边ef、e′f′置于斜面MN处静止释放，b下边e′f′刚进入磁场时做匀速运动，则（ ）
A. a、b从释放到完全进入磁场过程中通过两线框横截面电荷量相等
B. a通过PQ过程做减速直线运动
C. a通过PQ过程做加速直线运动
D. a通过PQ过程做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．设正方形线框边长为l，根据电阻定律可知其电阻为
线框进入磁场过程中通过横截面的电荷量为
两线框边长l不同，所以通过两线框横截面电荷量不等，故A错误；
BCD．设线框进入磁场时的初速度大小为v，此时线框中电流大小为
若线框匀速通过PQ，则根据平衡条件有
设线框材料的密度为d，则质量为
解得
根据运动学规律易知两线框到达PQ时速度大小相等，且只要v满足上式即可以匀速通过PQ，而v与边长l无关，所以若b能够匀速通过PQ，则a也能够匀速通过PQ，故BC错误，D正确。
故选D。
16. 矩形ABCD处于均匀介质中，AB=16m，BC=12m，一波源刚好位于B点，波源的振动状态向各方向传播形成简谐横波，波源每隔0.5s经过平衡位置一次。某时刻介质中部分波形如图所示，实弧线EG与虚弧线FH为相邻的波峰和波谷，EF=GH=5m，则（ ）
A. 波源振动周期为T=0.5s B. 波的波长为
C. 波传播速度为10m/s D. 波源振动状态传至D处需要4s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．波源每隔0.5s经过平衡位置一次，则周期为1s，故A错误；
B．波峰和波谷之间的距离为5m，所以
故B正确；
C．波传播速度为
故C正确；
D．BD之间的距离为
所以波源振动状态传至D处的时间为
故D错误。
故选BC。
17. 下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动就是分子热运动
B. 晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
C. 液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离是液体表面张力形成的原因
D. 第二类永动机不能制成的原因是因为违背了能量守恒定律
【答案】BC
【解析】
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中微粒的无规则运动，它是分子无规则热运动的反映，故A错误；
B．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，故B正确；
C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面层分子间作用力表现为引力，从而使液体表面绷紧，这是液体表面张力形成的原因，故C正确；
D．第二类永动机不能制成原因是因为违背了热力学第二定律，故D错误。
故选BC。
18. 如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为5:1，原线圈与阻值R=100Ω的电阻串联后接在N=500匝的线圈上，线圈电阻不计，线圈处于竖直向下的匀强磁场中，线圈面积，转速为n=50r/s，线圈从中性面开始转动并计时。副线圈连接电感器L、电容器C和电阻RL=4Ω的灯泡，电压表为理想电压表，则（ ）
A. 电容器和滑动变阻器所在支路始终无电流
B. 电压表的示数为40V
C. t=0.02s时，每匝线圈的磁通量为零
D. 仅将滑动变阻器滑片向上滑动，变压器输出功率将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．变压器副线圈输出的是交流电，此时L不能视为导线，而是对交流电存在一定的感抗，所以电容器和滑动变阻器并不会被短路，而电容器“通交流、隔直流”，所以二者所在支路都存在电流，故A错误；
B．线圈转动产生的感应电动势最大值为
电压表测感应电动势的有效值，所以示数为
故B正确；
C．线圈转动的周期为
由于线圈从中性面开始转动并计时，所以t=0.02s时线圈和中性面重合，此时每匝线圈的磁通量为最大值，故C错误；
D．根据闭合电路欧姆定律有
根据理想变压器变压、变流规律可得
联立以上三式可得
对照表达式
可将发电线圈、变压器原、副线圈整体视为一个等效电源，则该等效电源的电动势和内阻分别为
设变压器副线圈所接回路总电阻为R2，则变压器输出功率为
根据数学知识可知当R2＞r′时，P随R2的减小而增大，因为RL=4Ω，所以R2一定大于4Ω，仅将滑动变阻器滑片向上滑动时，R′接入回路的阻值减小，即R2减小，此时变压器输出功率将增大，故D正确。
故选BD。
19. 如图所示，水平面内相距L的光滑平行金属导轨PQ、GH固定在匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，方向竖直向上，PG为磁场左边界，导轨电阻不计且足够长，质量为m，电阻为R的两相同导体棒、均与导轨垂直并良好接触，且处于磁场内。矩形线框abcd与导轨固定在同一平面内，第一次操作：将锁定在靠近磁场左边界处，初态静止的在恒力F作用下最终达到最大速度；第二次操作：将线框abcd撤去并解除对锁定，在、均静止时开始对施加恒力F，则（ ）
A. 第一次操作过程中矩形线框abcd中感应电流顺时针增大
B. 第一次操作过程中，获得最大速度
C. 第二次操作、最终速度差恒定
D. 第二次操作、最终速度相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由楞次定律可知，右边、与导轨组成的闭合回路电流方向为顺时针方向，则、在线框所产生的磁场垂直纸面向外，根据楞次定律可知矩形线框abcd中感应电流顺时针，速度到达最大前，做加速度减小的加速运动，右边、与导轨组成的闭合回路电流
加速度越来越小，则电流增大得越来越慢，则左边矩形线圈中的磁通量增大越来越慢，结合法拉第电磁感应定律可知，矩形线圈中电流减小，故A错误；
B．第一次操作过程中，当速度最大时
所受的安培力
根据平衡条件可得
联立解得
故B正确；
CD．第二次操作达到稳定状态时，以、整体作为研究对象，可知、加速度相等，若、最终速度相等，则电路中电流为零，则所受安培力为零，加速度为零，与分析矛盾，故第二次操作两棒速度差恒定，故C正确，D错误。
故选BC。
20. 如图所示，固定光滑曲面左侧与光滑水平面平滑连接，水平面依次放有2022个质量均为2m的弹性物块（所有物块在同一竖直平面内），质量为m的0号物块从曲面上高h处静止释放后沿曲面滑到水平面，以速度v0与1号物块发生弹性正碰，0号物块反弹后滑上曲面再原路返回，如此反复：2022个弹性物块两两间碰撞时交换速度，则下列说法正确的是（所有物块均可视为质点，重力加速度为g）（ ）
A. B. 最终所有物块的总动能为mgh
C. 2022号物块最终速度 D. 0号物块最终动量大小为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．对0号物体，根据机械能守恒定律有
解得
A正确；
B．由机械能守恒定律，对整体分析，因为物块之间均为弹性正碰，无能量损失，所以
B正确；
C．由题可知，2022个弹性物体两两之间碰撞时交换速度，所以2022号物体最终速度是0号物体与1号物体发生弹性正碰后1号物体的速度，由机械能守恒和动量守恒有
解得
，
C错误；
D．0号与1号发生碰撞后，1号将于2号发生正碰，因两者质量相同，将发生速度交换，1号将静止。之后0号将继续与1号发生第二次碰撞，同理可得，0号第二次碰撞后的速度为
最终0号物体要与1号物体碰撞2022次，所以0号物体最终动量大小为，D正确；
故选ABD。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
二、实验题（本大题8分+8分，共16分，其中16、17为选修题，请考生注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置做答，多答则按所答的第15题评分；18题为必修题；所有学生都要完成）
21. 在“用双缝千涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图所示.已知双缝间的距离为d，在离双缝l远的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
（1）组装仪器时，单缝和双缝的空间关系应该为______；
A．a代表单缝，b代表双缝 B．a代表双缝，b代表单缝
C．二者相互垂直放置 D．二者相互平行放置
（2）测得相邻亮纹的间距为Δx，利用波长的表达式=______（用Δx、l、d表示）求出光的波长；
（3）若改用频率较小的单色光照射，得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）在以下实验装置示意图中，S为单缝，S1、S2为双缝，屏上0点处为一条亮条纹，若实验时单缝偏离光轴，向上微微移动，则可以观察到0点处的干涉条纹______。
A．向上移动 B．向下移动 C．间距变大 D．间距变小
【答案】 ①. AD##DA ②. ③. 变大 ④. B
【解析】
【详解】（1）[1]安装器材时，从左到右依次为光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏，单缝和双缝平行放置，故AD正确，BC错误；
（2）[2]根据
可得
（3）[3]根据
可知频率较小的单色光波长较大，根据可知得到的干涉条纹间距将变大；
（4）[4]若实验时单缝偏离光轴向上微微移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向上移动，则主光轴变的倾斜，则可以观察到O点处的干涉条纹向下移动，根据可知条纹间距不变，故B正确，ACD错误。
22. 在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸10mL。用注射器测得1mL上，述溶液中有液滴50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，在玻璃板上描出油膜的轮廊，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标中正方形的小方格的边长为25mm。
（1）油酸膜的面积约为______cm2；
（2）每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL；
（3）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是______m（结果保留2位有效数字）。
【答案】 ①. 394 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]油酸膜约占63格，其面积约为
（2）[2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
（3）油酸分子的直径为
23. 实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为mA和mB。
（1）组装实验装置时，斜槽末端______（选填“需要”或“不需要”）保持水平；
（2）选择A、B两小球的原则是______；
A．两球质量满足mA>mB
B．两球质量满足mA
D．为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球实验
（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是______；
（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是______。
A．必需测量B′N、B′P和B′M的距离
B．必需测量BN、BP和BM的距离
C．若，则表明此碰撞动量守恒
D．若，则表明此碰撞动量守恒
【答案】 ①. 需要 ②. AC##CA ③. OM、OP和ON的距离 ④. AD##DA
【解析】
【详解】（1）[1]本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。
（2）[2]AB．为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，故A正确，B错误；
CD．为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验，故C正确，D错误。
故选AC。
（3）[3]采用图甲装置实验时，两小球下落高度相同，所以做平抛运动的时间相同，而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小，所以在验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。
（4）[4]采用图乙装置实验时，设A与B碰撞前瞬间的速度为v1，碰后瞬间二者的速度分别为v1′和v2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得
①
②
联立①②解得
③
④
两小球做平抛运动的水平位移相同，水平初速度与运动时间成反比，而下落高度越大运动时间越长，则根据③④式可知P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点，M、N点分别是A与B碰撞后在各自在竖直木板上的撞击点，根据平抛运动规律可得
⑤
⑥
⑦
联立①⑤⑥⑦可得
⑧
若⑧式在误差允许范围内成立，则表明此碰撞动量守恒，且要验证上式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。
故选AD。
三、计算题（本大题共38分。要求在答题卡上写出必要的文字说明、主要的计算步骤、表达式和明确的答案；19、20、21、22题为选修题，每题12分请考生注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置做答，多答则按所答的第19、21题评分；23题为必修题，14分，所有学生都要完成）
24. 如图所示，实线和虚线分别为简谐波在t=0和t=0.2s时的波形图，P点为x=4m处质点。求：
（1）若波向x轴正方向传播，波速大小v1；
（2）若质点P在内运动方向未发生改变，波源的振动周期T；
（3）在（2）情况下波的传播速度大小v2。
【答案】（1）（n=0，1，2…）；（2）0.8s；（3）10m/s
【解析】
【详解】（1）据图可知简谐波的波长
m
波向x轴正方向传播，则在0.2s内波传播的距离
（n=0，1，2…）
由波速公式
解得
（n=0，1，2…）
（2）若质点P在0.2s内运动方向没有发生改变，则0时刻时质点P应向y轴正方向运动，且
解得
（3）由波速公式
解得
25. 某同学想用刻度尺来显示温度，他的做法如图所示，一导热气缸、平台及0刻线在左边的刻度尺均水平固定。一厚度不计的活塞，封闭了一定质量的空气（可视为理想气体），与活塞连接的带有指针的轻杆可随活塞左右移动，轻杆水平，指针竖直向下指向刻度尺上的刻度线。开始时，被测温度为27℃，大气压p0=75cmHg，活塞静止，空气柱长度为12cm，指针指在刻度尺上的5cm处。不计一切摩擦，大气压保持不变，T=t+273K。求：
（1）用外力缓慢向左推动活塞，当指针指到2cm刻线时，封闭气体压强多大；
（2）撤去外力，随被测温度的变化，刻度尺上8cm处应标为多少摄氏度。
【答案】（1）100cmHg；（2）102℃
【解析】
【详解】（1）用外力缓慢向左推动活塞是等温变化则有
解得
（2）撤去外力，刻度尺上8cm时，压强等于初态压强，由等压变化得
则
解得
26. 真空中某种材质制成的光学元件截面如图所示，右边是半径为R的四分之一圆，点C为圆心，左边是直角三角形ABC，∠BAC=30°，∠BCA=90°，现从CD延长线上点S发出一细光束，光束从E点进入元件后折射光线刚好平行于AD边，CE=SE，点E到AD距离为。光在真空中的速度为c，求：
（1）光学元件的折射率n；
（2）光线在AB边是否发生全反射；
（3）光线在光学元件内传播时间t（不考虑光的多次反射）。
【答案】（1）；（2）光线在AB边发生全反射；（3）
【解析】
【详解】（1）作出光路图如图所示
由几何知识得E点处入射角为
折射角r为30°，由折射率定义式有
解得
（2）由几何知识得光线在AB边的入射角为
由于
所以光线在AB边将发生全反射。
（3）由几何知识知光线在AD边入射角为30°，所以光线将从AD边的G点射出
由折射率与光传播速度的关系有
解得
27. 如图所示，内壁光滑且长为L=60cm的绝热汽缸固定在水平面上，汽缸内用横截面积为S=100cm2的绝热活塞（厚度不计）封闭着温度为t0=27℃的理想气体，开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l=40cm处。现用电热丝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p0=1.0×105Pa）。
（1）试计算当温度升高到t=402℃时，缸内封闭气体的压强p；
（2）若汽缸内电热丝的电阻R=100Ω，加热时通过电热丝的电流为I=0.3A，此变化过程共持续了t1=200s，不计电热丝由于温度升高而吸收的热量，试计算气体增加的内能ΔU。
【答案】（1）；（2）1600J
【解析】
【详解】（1）当活塞恰好移动到汽缸口时，封闭气体发生等压变化，则有
其中
解得
由于177℃<402℃，所以气体发生等压变化后再发生等容变化，则有
解得当温度升高到402℃时，缸内封闭气体的压强
（2）根据热力学第一定律可得
外界对气体做的功为
封闭气体共吸收的热量为
解得
28. 如图所示，两根完全相同的金属导轨平行固定，导轨间距L=2m，不计导轨电阻。导轨由三部分组成，MM′左侧部分光滑（MM′为倾斜部分水平末端），MG、M′G′在水平面内，GH、G′H′部分是半径为r=0.1m的四分之一圆光滑轨道，G′刚好在圆心O正上方，所有交接处平滑连接。HH′间串联R=0.2Ω的电阻，PP′GG′区域有磁感应强度大小B=0.2T，方向竖直向上的矩形匀强磁场。PP′、GG′间距x1=1.25m，M′G′、MG长度x=4.75m，两导体棒ab质量均为m=1kg，电阻分别为Ra=0.2Ω、Rb=0.1Ω。a、b与金属导轨水平部分滑动摩擦因数μ=0.1。初始时刻b静止在MM′处，将a从距水平面高h=0.8m的导轨上水平静止释放，a沿导轨滑下后与b在MM′处发生弹性碰撞，b最终从GG′处刚好无压力水平飞出（运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，重力加速度g=10m/s2），求：
（1）a、b刚碰后b的速度大小v1和b水平飞出时的速度大小v3；
（2）b运动过程中，R上产生的焦耳热QR；
（3）b在MM′到GG′段平均速度大小v。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对a棒在斜导轨运动过程用动能定理
a、b棒碰撞过程动量守恒
由于a、b棒发生弹性碰撞所以碰撞过程动能满足
联立以上方程得a、b棒碰撞后瞬间，a静止在处，b的速度为
b从处刚好无压力水平飞出则
解得
（2）碰后b棒在滑动摩擦力作用下从减速到，设b到达速度为，则
b棒在磁场内运动过程能量守恒有
b棒在磁场中运动时其等效电路图如图所示
根据电路特点，a与电阻R并联后电阻
a与电阻R上产生的总焦耳热为
电阻R上产生的总焦耳热为
解得
（3）对b进入磁场前分析有
解得
对b在磁场内运动时间用动量定理，设水平向左为正方向
根据电路特征有
解得
b在轨道水平部分运动的平均速度为
解得
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