2021-2022学年江苏省扬州中学高二（下）5月物理试题含解析

  江苏省扬州中学2021-2022学年度第二学期月考

高二物理试卷

考试时间：75分钟   满分：100分

第 Ⅰ 卷（选择题  共40分）

一、单项选择题：本题共10题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 常见金属的物理性质具有各向异性

B. 液体表面张力的方向与液体表面垂直

C. 细玻璃管插入水中，管内径越小，管内水面越高

D. 扩散现象只能发生在气体和液体中，固体中不可以

【答案】C

【解析】

【详解】A．常见金属的物理性质具有各向同性，A错误；

B．液体表面张力的方向与液体表面相切，B错误；

C．细玻璃管插入水中，由于浸润，管内径越小，管内水面越高，C正确；

D．扩散现象能发生在气体和液体，固体中，D错误。

故选C。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 用半导体材料做成的热敏电阻在温度升高时电阻减小

B. 光敏电阻能够把电信号转换成光信号

C. 干簧管是一种由电场控制的开关

D. 楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器

【答案】A

【解析】

【详解】A．用半导体材料做成的热敏电阻在温度升高时电阻减小，A正确；

B．光敏电阻能够把光信号转换成电信号，B错误；

C．干簧管是一种由磁场控制的开关，C错误；

D．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中既有声传感器，又有光传感器，D错误。

故选A。

3. 如图，高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线L1、L2、L3、L4的目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，abcd的几何中心为O，当四根导线通有等大同向电流时（    ）

A. 几何中心O点的磁感应强度不为零

B. 几何中心O点的磁感应强度为零

C. 对的安培力比对的安培力小

D. 所受安培力的方向沿正方形的对角线bd方向

【答案】B

【解析】

【详解】AB．因四条导线中的电流大小相等，O点与四条导线的距离均相等，由安培定则和对称性可知，L1在O点的磁感应强度与L3在O点的磁感应强度等大反向，L2在O点的磁感应强度与L4在O点的磁感应强度等大反向，所以四条导线在O点的磁感应强度等于0，故A错误，B正确；

C．L2相比L3离L1更近些，处于L1较强的磁场区域，由

安培力大小与B成正比，可知对的安培力大于对的安培力，故C错误；

D．根据“同向电流吸引，反向电流排斥”的推论可知，L1受其余三条导线的吸引力分别指向三条导线，根据对称性，L2与L4对L1的安培力大小相等，所以两者合力指向ac方向，再与L3对L1的安培力（沿ac方向）合成，总安培力方向沿正方形的对角线方向，故D错误。

故选B。

4. 对图中的甲、乙、丙、丁图，下列说法中正确的是（　　）

A. 用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环

B. 图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从面射出

C. 图丙得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凸起的

D. 图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动Ｎ时，P上的光亮度将发生变化

【答案】D

【解析】

【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，圆心附近处明暗相间同心圆环的条纹较宽，随离中心点的距离增加条纹的宽度逐渐变窄，A错误；

B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，所以不论入射角如何增大，不会产生全反射，玻璃砖中都会有光线，由于射向玻璃砖的光线与射出光线为平行光线，因此可知一定有光线从面射出，B错误；

C．由干涉条纹的特点可知，同一级条纹上的光程差相等，条纹向空气薄膜较薄处弯曲，说明此处空气薄膜变厚，由此可知弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的，C错误；

D．因为光是横波，经偏振片会产生偏振现象，因此图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，D正确。

故选D。

5. 图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中的延长线过原点，则下列说法正确的是（　　）

A. 的过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数不变

B. 过程，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小

C. 的过程，气体分子的数密度增大

D. 的过程，气体分子数密度和分子的平均速率都减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．的延长线过原点，由

可知，发生得是等容变化，气体体积不变，的过程，温度升高，压强变大，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增大，故A错误；

B. 的过程，是等压变化，由温度升高，体积变大，气体压强的产生是由于气体分子不停息的做无规则热运动，其大小取决于单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数及撞击容器壁时的平均速率，由乙到丙，温度升高，气体分子平均速率增大，而气体压强不变，故单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少，B正确；

C．是等温变化，压强减小，体积增大，分子数不变，所以气体分子的数密度减小，C错误；

D．气体从的过程，温度降低，所以气体分子的平均速率减小；各点与原点连线的斜率变大，体积变小，所以气体分子数密度增大，故D错误。

故选B。

6. 如图所示，内壁光滑的绝热气缸竖直固定在水平面上，用质量为m的绝热活塞把缸内空间分成两部分。两部分中封闭有相同质量和温度的同种理想气体，活塞用销钉K固定，已知P部分的气体体积小于Q部分的气体体积，活塞能上、下自由移动。现拔掉销钉，活塞移动一小段距离后再将其固定。下列说法正确的是（　　）

A. 活塞上升 B. P部分气体温度不变

C. 两部分气体内能之和不变 D. 两部分气体内能之和增大

【答案】D

【解析】

【详解】根据热学知识可知P部分气体压强较大，又活塞受到竖直向下的重力，所以拔掉销钉后，活塞下降，根据热力学第一定律

由于两部分气体都是绝热的，可知Q为零，既不吸热也不放热，P部分气体对Q部分气体做功

因此P内能减小，温度降低。Q内能增加，温度升高，活塞下移，活塞的重力势能减小，根据能量守恒定律可知活塞重力势能的减少量等于两部分气体内能的增加量，两部分气体的内能之和增大，故D正确，ABC错误。

故选D。

7. 一电阻接到如图甲所示的正弦交流电源上，两端电压的有效值为，消耗的电功率为；若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上，两端电压的有效值为，消耗的电功率为。若甲、乙两图中的、所表示的电压值、周期值是相同的，则下列说法正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AC．电阻接到正弦交流电源上，两端电压的有效值为

功率

故A错误，C正确；

BD．电阻接到方波交流电源上，设两端电压的有效值为，则有

解得

功率

则

故BD错误。

故选C。

8. 在一根软铁棒上绕有一组线圈，a、c是线圈的两端，b为中心抽头。把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸内，如图所示。金属棒PQ在外力作用下左右运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好。下面说法正确的是（　　）

A. PQ向左边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高

B. PQ向右边减速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势高

C. PQ向左边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低

D. PQ向右边匀速运动的过程中a、c的电势都比b点的电势低

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．PQ向左边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为PQba，b的电势比a点的电势高，A错误；

B．PQ向右边减速运动的过程中，根据右手定则可知电流方向为QPab，a的电势比b点的电势高；在螺线管中磁场方向向下，根据楞次定律可知电流从c点流出，c的电势比b点的电势高，B正确；

CD．PQ做匀速直线运动，产生恒定的电流，线圈不会产生感应电流，bc等电势，CD错误。

故选B。

9. 如图所示为分子间作用力随分子间距离变化的图像。当分子间的距离从d点表示的距离变化到a点表示的距离的过程中，分子间的作用力及分子势能大小的变化是（　　）

A. 分子间的作用力先变大后变小，分子势能先变小后变大再变小

B. 分子间的作用力先变小后变大，分子势能先变小后变大再变小

C. 分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变大后变小

D. 分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变小后变大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由图可知，分子间的作用力先变小后变大再变小；当分子间距离由由d增大到c的过程中，分子力表现为斥力，斥力做正功，分子势能减小，由c增大到a的过程中，分子力表现为引力，引力做负功，分子势能变大。故D正确；ABC错误。

故选D。

10. 如图是一种回旋式加速器的简化模型图，半径为R的真空圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，圆心O正下方P点处有一极窄的平行金属板，两板间加有脉冲电压（大小为U）用于加速某质量为m，电荷量为q的正电荷，粒子由金属板间右侧小孔飘入（初速度视为零），经加速后，水平向左射入磁场，当粒子加速到需要的速度时，通过磁屏蔽导流管MN将粒子沿导流管轴线引出。导流管可沿PQ直线平移，其N端始终在PQ线上，PQ与水平线EF之间的夹角为θ。，不计粒子重力、粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑相对论效应。则下列说法正确的是（     ）

A. 为使粒子在经过平行金属板间时总能被加速，板间电场方向应随时间发生周期性变化

B. 粒子能获得的最大速度

C. 粒子加速完后导出时导流管MN与水平线EF之间的夹角为3θ

D. 该加速器加速比荷相同的带电粒子时，从开始加速直至以最大速度引出，在磁场中运动的时间一定相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．因粒子每次过平行金属板间都是自右向左运动，为使粒子都能加速，粒子每次过平行金属板间时板间电场方向均应水平向左，故A错误；

B．由题意，当粒子速度最大时，其做由圆的几何知圆周运动的最大半径

根据洛伦兹力提供向心力有

解得

B错误；

C．由圆的几何知识可知，导流管MN与水平线EF之间的夹角为2θ，C错误；

D．设加速电压为U，粒子加速n次后达到

由动能定理有

得

带电粒子在磁场中运动的周期

带电粒子在磁场中运动的时间

可知带电粒子比荷相同时在磁场中运动的时间相同，故D正确。

故选D

第II卷（非选择题）

二、非选择题：本题共6题，共60分。 其中13-16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数据计算时，答案中必须写出数值和单位。

11. （1）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用移液管量取mL油酸，倒入容量瓶中，再加入酒精后得到mL的溶液，然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图所示。坐标格正方形的大小为4cm2，由图可以估算出油膜分子的直径是__________（保留一位有效数字）。

（2）某次实验时，滴下油酸酒精溶液后，痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是____________。

A.盆中装的水量太多

B.盆太小，导致油酸无法形成单分子层

C.痱子粉撒得太多，且厚度不均匀

（3）若已知纯油酸的密度为，摩尔质量为，在测出油酸分子直径为d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数__________（用题中给出的物理量符号表示）。

【答案】    ①.     ②. C    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]由题目条件可知，油膜的面积为

一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为

故油酸分子直径为

（2）[2]形成如图所示的“锯齿”边沿图案，是因为痱子粉撒得太多，且厚度不均匀，故选C。

（3）[3]每个油酸分子的体积为

油酸摩尔体积为

联立可得

12. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________；

A整块硅钢铁芯

B.整块不锈钢铁芯

C.绝缘的铜片叠成

D.绝缘的硅钢片叠成

（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”）

（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；（填字母）

A.干电池                       B.学生电源

C.实验室用电压表            D.多用电表

（4）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过___________；（填字母）

A.2V       B.12V       C.50V

（5）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为___________；（填字母）

A.1.5V       B.6.0V       C.7.0V

【答案】    ①. D    ②. 少    ③. BD    ④. B    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1]硅钢片利于导磁与减少涡流的能量损失；

（2）[2]导线粗的一端，可以流过的电流大，根据可知，导线粗的线圈匝数少；

（3）[3]本实验需要交流电源，并用多用电表测量交流的电压电流，因此选BD；

（4）[4]为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过；

（5）[5]若是理想变压器，则由

原线圈的“0”和“8”两个接线柱，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱原副线圈匝数比，副线圈电压为，则原线圈的电压为，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈的电压可能大于，可能为．故选C。

13. 用单色光做双缝干涉实验时，已知屏上一点P到双缝的路程差r＝1.5×10－6m，当单色光波长λ1＝0.5μm时，P点将形成亮条纹还是暗条纹？若单色光波长λ2＝0.6μm，此时在中央亮条纹和P点之间有几条暗条纹？

【答案】亮条纹，两条

【解析】

【详解】由题意，P到双缝的路程差r与λ1的关系为

即路程差是波长的整数倍，所以在P点将形成亮条纹。

P到双缝的路程差r与λ2的关系为

即路程差是半波长的奇数倍，在P点将形成暗条纹，并且在0～范围内，和同样是半波长的奇数倍，所以此时在中央亮条纹和P点之间有两条暗条纹。

14. 如图所示在绝热汽缸内，有一绝热活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27℃，封闭气柱长为9 cm，活塞横截面积S=50cm2.现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22 J，稳定后气体温度变为127 ℃。已知大气压强等于105 Pa，活塞与汽缸间无摩擦，不计活塞重力。求：

（1）加热后活塞到汽缸底部的距离；

（2）此过程中气体内能改变了多少。

【答案】（1）12cm；（2）7J

【解析】

【详解】（1）取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L1S，温度为

T1=273+27=300K

末状态的体积为L2S，温度为

T2=273+127=400K

气体做等压变化，则有

代入数据得

L2=12cm

（2）在该过程中，气体对外做功

由热力学第一定律得

即气体内能增加了7J。

15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，电阻不计，导轨最右端接有阻值为R的定值电阻。整个装置处于两种磁感应强度大小均为B、方向竖直，且相反的匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为m的两根导体棒MN、PQ静止于导轨上，两导体棒接入电路的电阻均为R，与导轨间的动摩擦因数均为（设导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。时刻，用水平向左的恒力F拉MN棒，使其由静止开始运动，时刻，PQ刚好要滑动。该过程中，两棒始终与导轨垂直且接触良好，通过金属棒PQ的电荷量为q，重力加速度为g。求：

（1）从到时间内，金属棒MN在导轨上运动的距离；

（2）时刻，金属棒MN速度大小；

（3）从到时间内，金属棒MN产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）通过金属棒PQ的电荷量为q，则通过金属棒MN的电荷量为2q，则有

可得，从到时间内，金属棒MN在导轨上运动的距离为

（2）时刻，PQ刚好要滑动，设PQ上的电流为I，则有

金属棒MN产生的感应电动势为

由于金属棒PQ与电阻R并联，所以金属棒MN上的电流为2I，则根据闭合电路欧姆定律有

联立可得，时刻，金属棒MN速度大小为

（3）从到时间内，根据功能关系有

由于金属棒MN在干路上，而金属棒PQ与电阻R并联，则金属棒MN产生焦耳热为

16. 如图所示，真空中的立方体边长为0.8m，底面中心处有一点状放射源S，仅在abcO所在平面内向各个方向均匀发射粒子，所有粒子的速率均为，已知粒子的比荷为，现给立方体内施加竖直向上的匀强磁场B，使所有粒子恰好能束缚在正方形abcO区域内。abfe面放有一个屏，该屏可以沿轴左右平移。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）现在正方体内再施加竖直向上的匀强电场，要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，求所加匀强电场的电场强度E的大小（结果用表示）；

（3）若匀强电场电场强度的大小取第（2）问中的最大值，现让abfe屏向左沿方向移动0.2m，求粒子打在abfe屏上x坐标最大值和最小值时对应点的y轴坐标。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）所有粒子恰好被束缚在正方形abcO区域内，由几何关系得

粒子在磁场中做匀速圆周运动

解得

（2）粒子做圆周运动的周期

要使所有粒子刚好都能从上表面中心P离开，所用时间一定为周期的整数倍，在竖直方向上由运动学规律得

解得

（3）粒子运动的俯视图如图所示

由图可知，当为直径时，射出粒子的横坐标为最大值，此时粒子运动的时间为

此时对应的纵坐标

解得

由图可知，当与abfe面相切时，射出粒子的横坐标为最小值，此时粒子运动的时间为

此时对应的纵坐标为

解得