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湖南省长沙市第一中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题
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这是一份湖南省长沙市第一中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟满分：100分
得分
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1．下列说法正确的是
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子撞击器壁的作用力增大，气体的压强一定增大
B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，气体的压强一定增大
C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等
2．如图所示四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A．图甲：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
3．2020年12月12日，大亚湾反应堆“中微子实验”正式退役了。在3275天11小时43分0秒的运行期间，这里产出了一系列重要的中微子研究成果，包括发现第三种中微子振荡模式，使我国的中微子研究跨入国际先进行列。中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，太阳、地球、超新星、宇宙线、核反应堆，甚至人体都在不停地产生中微子，每秒钟有亿万个中微子穿过人们的身体。大多数原子核发生核反应的过程中也都伴有中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法，正确的是
A．是衰变方程，是衰变方程
B．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为
C．衰变为，经过3次衰变，2次衰变
D．是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程
4．如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）、以及两极板间电势差随时间变化的图像是
A．B．
C．D．
5．研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，如图中虚线所示，分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是
A．分子间距增大，斥力减小，引力增大
B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，所以此时分子的势能为0
C．当分子间的距离时，减小分子间距离，分子间作用力做负功，分子势能增加
D．当分子间的距离时，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能减少
6．如图所示，边长为L、匝数为N的正三角形线圈abc电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO＇转动（转轴OO＇垂直于磁感线），线圈通过滑环和电刷连接一个原、副线圈的匝数比为1∶3的理想变压器，电压表可视为理想电表。滑动变阻器的最大阻值为5r，初态滑片位于滑动变阻器最上端，。线圈abc以恒定角速度转动，则
A．从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为
B．滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动时，变压器的输出功率变大
C．初态时电压表示数为
D．滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电压表示数变小
二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7．杜甫在《曲江》中写到：穿花峡蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐横波），A、B、C三点与S在同一条直线上，图示时刻，A在波谷，与水平面的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，则下列说法正确的是
A．水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B．A点振动频率为
C到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是
8．一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，AC是双曲线，AB是与纵轴垂直的直线，BC是与横轴垂直的直线，已知气体在B、C状态的温度分别为4、，图中阴影部分的面积为S，再根据图像所提供的其他信息来分析，下列说法正确的是
A．气体在状态A的温度为2
B．气体在状态A的体积为
C．气体从状态A到状态B对外做的功为
D．气体从状态C到状态A外界对气体做的功为
9．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有
A．核的结合能约为14MeVB．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量D．核中核子的平均结合能比核中的小
10．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都是半径为r的圆形金属板，两圆心间距离为l，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可视为匀强电场。R为滑动变阻器，长度ab＝bc＝cd＝df。电压表V（O刻度在表盘中间）和灵敏电流计G均为理想表。频率为v的细激光束照射到K的中心O上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从c向左滑动到达b处时，灵敏电流计G读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变。不计光电子之间的相互作用和重力，普朗克常量为h，电子带电量为－e（e为元电荷），电子质量为m，下列说法正确的是
A．光电子的最大初动能为
B．阴极K的金属材料的逸出功为
C．阳极A的半径不小于2l
D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大，灵敏电流计G的读数也增大
三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）
11．（8分）
在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a．将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；
b．用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴；
c．向浅盘中倒入约2cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上；
d．用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e．待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
（2）已知每一小方格的边长为1cm，则油膜面积为 ；
（3）根据上述数据得出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）；
（4）关于本实验下列说法正确的有 。
A．油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果偏大
B．若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果偏小
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果偏小
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果偏大
12．（8分）
某兴趣小组查阅资料得知，在0～100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
（1）他们利用图甲所示电路来测量的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱，当时灵敏电流计G的示数为零，则
。
甲
（2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为，则图乙中B、D两点间的电压为 （用、、t和表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的—t图上，由此可得
（保留两位有效数字）；
乙丙
（3）若实验中没有保证、远大于、，则温度系数的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
四、计算题（本大题共3小题，13题12分，14题12分，15题16分，共40分）
13．（12分）
为了监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量m＝10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积。当汽缸内温度为300K时，活塞与汽缸底间距为L，活塞上方距活塞处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为100N时，警报器报警。已知室外空气压强Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略。重力加速度大小取。求：
（1）当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度；
（2）若锅炉外壁的最高安全温度为900K，那么重物的质量至少应为多少？
14．（12分）
粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左侧上端封闭，右侧上端开口且足够长。如图所示，管内有两段水银柱封闭了两部分一定质量的理想气体，下部分水银柱左右两侧的液面A、B等高，右管内上部分水银柱长。此时左侧气柱长l＝20cm，温度为27℃，现对左管内的气体缓慢加热至某一温度T，水银面B上升了2cm，已知大气压强，求：
（1）加热后左管内气体的温度T；
（2）保持左侧管内气体温度T不变，在右侧管内缓慢加入适量水银（与右管内原有水银无空隙接触），使水银面A和B再次等高，此时右侧管内上部分水银柱的长度。
15．（16分）
如图（a）所示，一个电阻不计的平行金属导轨，间距L＝1m，左半部分倾斜且粗糙，倾角，处于沿斜面向下的匀强磁场中；右半部分水平且光滑，导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，其边界与两导轨夹角均为，。右半部分俯视图如图（b）。导体棒Q借助小立柱静置于倾斜导轨上，其与导轨的动摩擦因数。导体棒P以的速度向右进入三角形磁场区域时，撤去小立柱，Q棒开始下滑，同时对P棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中，两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为B＝1T，两棒的质量均为m＝0.1kg，Q棒电阻，P棒电阻不计。重力加速度大小取，，，以Q棒开始下滑为计时起点。求：
图（a）图（b）
（1撤去小立柱时，Q棒的加速度大小；
（2）Q棒中电流随时间t变化的关系式；
（3）Q棒达到的最大速度及所用时间。
长沙市第一中学2023—2024学年度高二第二学期第一次阶段性检测
物理参考答案
一、二选择题（1～6小题每小题4分；7～10小题每小题5分，选不全得3分）
1．D
【解析】A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子撞击器壁的作用力增大，气体的压强不一定增大，因为气体做等压变化时，温度升高，气体的体积增大，压强可以不变，所以A错误；B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，气体的压强也不一定增大，因为气体做等压变化时，温度降低，气体的体积减小，压强可以不变，所以B错误；C．等温压缩过程中，气体压强增大不是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大，而是单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，所以C错误；D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等，所以D正确；故选D。
2．B
【解析】A．图甲为黑体辐射的实验规律，为了解释这一实验规律，普朗克提出能量子概念，而爱因斯坦扩展了能量子的概念，将其应用到光电效应现象，提出了光子的概念，故A错误；B．图乙为氢原子的能级图，氢原子在不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子，选项B正确；C．图丙是粒子散射实验，卢瑟福根据这一结果提出了原子的核式结构模型，选项C错误；D．图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，选项D错误。故选B。
3．C
【解析】A．方程，是轻核聚变反应方程，是衰变方程，故A错误；B．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为，故B错误；C．每经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4，每经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，衰变为，经过3次衰变，2次衰变，故C正确；D．方程是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故D错误。故选C。
4．D
【解析】AB．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线图L的电流问下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故A、B错误；CD．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故C错误，D正确。故选D。
5．C
【解析】A．当分子间距增大时，引力和斥力均减小，故A错误；B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，但此时分子势能为负值，是最小值但不为0，故B错误；C．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故C正确；D．当分子间的距离时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故D错误。故选C。
6．D
【解析】A．线圈面积，开始时线圈平面与磁场平行，则感应电动势瞬时值表达式为，故A错误；C．发电机的有效值，原线圈电压的有效值为，又，副线圈电压，即电压表示数为，故C错误；D．滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动时，副线圈中负载总电阻减小，由欧姆定律可知，副线圈电流增大，则原线圈电流增大，所以通过正三角形线圈的电流增大，内电压增大，则变压器原线圈输入电压减小，即电压表示数变小，故D正确；B．发电机的功率不变，内电压增大，则内电阻的功率变大，变压器原线圈得到的功率变小，又变压器为理想变压器，原﹑副线圈的功率相等，所以变压器的输出功率变小，故B错误。故选D。
7．ACD
【解析】A．图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B在水平方向的距离为a，可知水波的波长为2a，大于1.5a，当该水波通过尺寸小于波长的障碍物能发生明显衍射，故A正确；B．A点振动频率为，故B错误；C．由图可知C比A距离波源多1.5，所以到达第一个波峰的时刻，C比A滞后，故C正确；D．图示时刻A处于波谷，振幅为H，则A点的振动方程为，故D正确。故选ACD。
8．BD
【解析】A．AC是双曲线，气体从A到C做等温变化，气体在状态C的温度为，则在状态A的温度也为，故A错误；B．设气体在状态A的体积为，气体从A到B，由等压变化规律可得，解得，故B正确；C．直线AB与横轴所围成的面积为，由功的定义可得气体对外界做的功等于p—V关系图像与横轴所围成的面积，则气体从状态A到状态B对外做的功为，故C错误；D．设双曲线AC与横轴所围成的面积，则气体从C到A的过程中外界对气体做的功为，由题意可得，解得，故D正确。故选BD。
9．BCD
【解析】A．核的结合能约为，故A错误；B．核的比结合能比核比结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；C．两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，故C正确；D．核中核子的平均结合能比核中的小，故D正确。故选BCD。
10．BC
【解析】A．当滑动变阻器触头P到达b处时，G读数刚好为0，此时达到遏止电压，光电子的最大初动能为，选项A错误；B．由，得，选项B正确；C．当滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变，表明达到饱和光电流时，A、K之间的电势差为，由，得，考虑到光电子从阴极射出的方向是随机的，沿阴极表面射出的电子到达阳极A时，落点距离阳极的圆心最远，做类平抛运动，则有，，得，落点距离圆心，而达到饱和光电流时，所有光电子都要打到阳极上，故阳极半径不得小于2l，选项C正确；D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，光电子的最大初动能不会变化，则A、K之间的电势差为时，所有光电子将打到A上，P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大，灵敏电流计G的读数仍将不变，选项D错误。故选BC。
三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）
11．（8分，每空2分）
（1）（2）60～62（3）（4）D
【解析】
（1）每滴纯油酸的体积
（2）多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，可得油膜面积为
（3）油酸分子的直径
（4）A．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，造成分子直径的计算结果偏小，A错误；B．若油酸没有充分散开，导致面积S的测量值偏小，从而会使分子直径的计算结果偏大，B错误；C．如果舍去了所有不足一格的方格，测量油膜的面积偏小，从而造成分子直径的计算结果偏大，C错误；D．若滴数少记了几滴，使每滴纯油酸的体积测量值偏大，从而造成分子直径的计算结果偏大，D正确。故选D。
12．（8分，每空2分）
（1）50.0或50（2）（3）偏小
【解析】
（1）灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有分，可得
（2）由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有，，则BD两点间的电压为
根据可知，U与t成正比，U—t图的斜率为，则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示
根据上图求得U—t图的斜率为，代入数据解得
（3）若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则，，则有，故导致温度系数的测量值偏小。
13．（12分）
【解析】
（1）气体做等压变化
解得
（2）气体做等容变化
其中，
联立解得重物的质量至少应为M＝60kg
14．（12分）
【解析】
（1）设左侧管中气体的初始状态的压强、温度、体积分别为、、，则
设左侧管中气体加热至T时的压强、温度、体积分别为、、，则
由理想气体状态方程得
解得T＝346.5K
（2）右管中水银面B＇回到B处时左侧气体对应的压强、体积分别为、
由玻意耳定律得
解得
则右侧管中气体上端水银柱的长度为
15．（16分）
【解析】
（1）撤去小立柱时，导体棒P刚刚进入三角形磁场区域，没有感应电动势，则对Q棒受力分析
（2）只有P棒在切割磁感线，所以感应电动势为
磁场穿过闭合电路的面积与时间的关系为
所以
（3）对Q棒受力分析
当Q棒速度达到最大时
解得此时，
三角形磁场总长有
而P棒在4s内运动的位移为2m，小于。
Q棒的加速度与时间的关系为
画出Q棒的a—t图，则Q棒速度的变化量等于图线下方与坐标轴围成的面积，则Q棒达到的最大速度
所用时间
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
D
C
D
ACD
BD
BCD
BC
时量：75分钟满分：100分
得分
一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1．下列说法正确的是
A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子撞击器壁的作用力增大，气体的压强一定增大
B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，气体的压强一定增大
C．等温压缩过程中，气体压强增大是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等
2．如图所示四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A．图甲：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
3．2020年12月12日，大亚湾反应堆“中微子实验”正式退役了。在3275天11小时43分0秒的运行期间，这里产出了一系列重要的中微子研究成果，包括发现第三种中微子振荡模式，使我国的中微子研究跨入国际先进行列。中微子是宇宙中最古老、数量最多的物质粒子，太阳、地球、超新星、宇宙线、核反应堆，甚至人体都在不停地产生中微子，每秒钟有亿万个中微子穿过人们的身体。大多数原子核发生核反应的过程中也都伴有中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等。下列关于核反应的说法，正确的是
A．是衰变方程，是衰变方程
B．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为
C．衰变为，经过3次衰变，2次衰变
D．是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程
4．如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）、以及两极板间电势差随时间变化的图像是
A．B．
C．D．
5．研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，如图中虚线所示，分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是
A．分子间距增大，斥力减小，引力增大
B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，所以此时分子的势能为0
C．当分子间的距离时，减小分子间距离，分子间作用力做负功，分子势能增加
D．当分子间的距离时，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能减少
6．如图所示，边长为L、匝数为N的正三角形线圈abc电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO＇转动（转轴OO＇垂直于磁感线），线圈通过滑环和电刷连接一个原、副线圈的匝数比为1∶3的理想变压器，电压表可视为理想电表。滑动变阻器的最大阻值为5r，初态滑片位于滑动变阻器最上端，。线圈abc以恒定角速度转动，则
A．从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为
B．滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动时，变压器的输出功率变大
C．初态时电压表示数为
D．滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电压表示数变小
二、多选题（本大题共4小题，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7．杜甫在《曲江》中写到：穿花峡蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。平静水面上的S处，“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播（可视为简谐横波），A、B、C三点与S在同一条直线上，图示时刻，A在波谷，与水平面的高度差为H，B、C在不同的波峰上。已知波速为v，A、B在水平方向的距离为a，则下列说法正确的是
A．水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B．A点振动频率为
C到达第一个波峰的时刻，C比A滞后
D．从图示时刻开始计时，A点的振动方程是
8．一定质量的理想气体，从状态A开始，经历B、C两个状态又回到状态A，压强p与体积V的关系图像如图所示，AC是双曲线，AB是与纵轴垂直的直线，BC是与横轴垂直的直线，已知气体在B、C状态的温度分别为4、，图中阴影部分的面积为S，再根据图像所提供的其他信息来分析，下列说法正确的是
A．气体在状态A的温度为2
B．气体在状态A的体积为
C．气体从状态A到状态B对外做的功为
D．气体从状态C到状态A外界对气体做的功为
9．原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有
A．核的结合能约为14MeVB．核比核更稳定
C．两个核结合成核时释放能量D．核中核子的平均结合能比核中的小
10．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都是半径为r的圆形金属板，两圆心间距离为l，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可视为匀强电场。R为滑动变阻器，长度ab＝bc＝cd＝df。电压表V（O刻度在表盘中间）和灵敏电流计G均为理想表。频率为v的细激光束照射到K的中心O上，使阴极发射光电子。合上开关S，当滑动变阻器的滑动触头P从c向左滑动到达b处时，灵敏电流计G读数刚好为0；当滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变。不计光电子之间的相互作用和重力，普朗克常量为h，电子带电量为－e（e为元电荷），电子质量为m，下列说法正确的是
A．光电子的最大初动能为
B．阴极K的金属材料的逸出功为
C．阳极A的半径不小于2l
D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，滑动变阻器的滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大，灵敏电流计G的读数也增大
三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）
11．（8分）
在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下：
a．将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液；
b．用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴；
c．向浅盘中倒入约2cm深的水，并将爽身粉均匀地撒在水面上；
d．用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液；
e．待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 mL；
（2）已知每一小方格的边长为1cm，则油膜面积为 ；
（3）根据上述数据得出油酸分子的直径是 m（保留一位有效数字）；
（4）关于本实验下列说法正确的有 。
A．油酸酒精溶液长时间放置，会使分子直径的计算结果偏大
B．若油酸没有充分散开，会使分子直径的计算结果偏小
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，会使分子直径的计算结果偏小
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果偏大
12．（8分）
某兴趣小组查阅资料得知，在0～100℃范围内，金属铂电阻的电阻值与温度有如下关系：，其中为铂电阻在0℃时的电阻，t为摄氏温度，为一正的常数，称为铂电阻的温度系数。该兴趣小组想利用这一原理制作一个简易的温度传感器。
（1）他们利用图甲所示电路来测量的阻值，其中定值电阻，按图甲所示电路图连接好电路后，在0℃的条件下闭合开关S，调节电阻箱，当时灵敏电流计G的示数为零，则
。
甲
（2）他们随后采用图乙所示电路来测量铂电阻的温度系数，可认为定值电阻且远大于、。将铂电阻置于温度为t的环境中，调节，测得干路电流为，则图乙中B、D两点间的电压为 （用、、t和表示）；保持电流示数I和不变，多次改变温度t，测量B、D两点间对应的电压，将测得的数据标在图丙所示的—t图上，由此可得
（保留两位有效数字）；
乙丙
（3）若实验中没有保证、远大于、，则温度系数的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
四、计算题（本大题共3小题，13题12分，14题12分，15题16分，共40分）
13．（12分）
为了监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量m＝10kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积。当汽缸内温度为300K时，活塞与汽缸底间距为L，活塞上方距活塞处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为100N时，警报器报警。已知室外空气压强Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略。重力加速度大小取。求：
（1）当活塞刚刚接触到重物时，锅炉外壁温度；
（2）若锅炉外壁的最高安全温度为900K，那么重物的质量至少应为多少？
14．（12分）
粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左侧上端封闭，右侧上端开口且足够长。如图所示，管内有两段水银柱封闭了两部分一定质量的理想气体，下部分水银柱左右两侧的液面A、B等高，右管内上部分水银柱长。此时左侧气柱长l＝20cm，温度为27℃，现对左管内的气体缓慢加热至某一温度T，水银面B上升了2cm，已知大气压强，求：
（1）加热后左管内气体的温度T；
（2）保持左侧管内气体温度T不变，在右侧管内缓慢加入适量水银（与右管内原有水银无空隙接触），使水银面A和B再次等高，此时右侧管内上部分水银柱的长度。
15．（16分）
如图（a）所示，一个电阻不计的平行金属导轨，间距L＝1m，左半部分倾斜且粗糙，倾角，处于沿斜面向下的匀强磁场中；右半部分水平且光滑，导轨之间存在一个三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，其边界与两导轨夹角均为，。右半部分俯视图如图（b）。导体棒Q借助小立柱静置于倾斜导轨上，其与导轨的动摩擦因数。导体棒P以的速度向右进入三角形磁场区域时，撤去小立柱，Q棒开始下滑，同时对P棒施加一外力使其始终保持匀速运动。运动过程中，两棒始终垂直于导轨且接触良好。已知两磁场的磁感应强度大小均为B＝1T，两棒的质量均为m＝0.1kg，Q棒电阻，P棒电阻不计。重力加速度大小取，，，以Q棒开始下滑为计时起点。求：
图（a）图（b）
（1撤去小立柱时，Q棒的加速度大小；
（2）Q棒中电流随时间t变化的关系式；
（3）Q棒达到的最大速度及所用时间。
长沙市第一中学2023—2024学年度高二第二学期第一次阶段性检测
物理参考答案
一、二选择题（1～6小题每小题4分；7～10小题每小题5分，选不全得3分）
1．D
【解析】A．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子撞击器壁的作用力增大，气体的压强不一定增大，因为气体做等压变化时，温度升高，气体的体积增大，压强可以不变，所以A错误；B．气体的体积变小时，单位体积的分子数增多，单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，气体的压强也不一定增大，因为气体做等压变化时，温度降低，气体的体积减小，压强可以不变，所以B错误；C．等温压缩过程中，气体压强增大不是因为单个气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大，而是单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多，所以C错误；D．等压膨胀过程中，在相同时间内，气体分子对容器壁单位面积的冲量大小相等，所以D正确；故选D。
2．B
【解析】A．图甲为黑体辐射的实验规律，为了解释这一实验规律，普朗克提出能量子概念，而爱因斯坦扩展了能量子的概念，将其应用到光电效应现象，提出了光子的概念，故A错误；B．图乙为氢原子的能级图，氢原子在不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子，选项B正确；C．图丙是粒子散射实验，卢瑟福根据这一结果提出了原子的核式结构模型，选项C错误；D．图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，选项D错误。故选B。
3．C
【解析】A．方程，是轻核聚变反应方程，是衰变方程，故A错误；B．高速运动的粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为，故B错误；C．每经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4，每经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，衰变为，经过3次衰变，2次衰变，故C正确；D．方程是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故D错误。故选C。
4．D
【解析】AB．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线图L的电流问下；断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故A、B错误；CD．断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且为负方向，故C错误，D正确。故选D。
5．C
【解析】A．当分子间距增大时，引力和斥力均减小，故A错误；B．由图可知，当分子间的距离为时分子间作用力合力为0，但此时分子势能为负值，是最小值但不为0，故B错误；C．当分子间的距离时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故C正确；D．当分子间的距离时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，故D错误。故选C。
6．D
【解析】A．线圈面积，开始时线圈平面与磁场平行，则感应电动势瞬时值表达式为，故A错误；C．发电机的有效值，原线圈电压的有效值为，又，副线圈电压，即电压表示数为，故C错误；D．滑动变阻器的滑片P从最上端向下滑动时，副线圈中负载总电阻减小，由欧姆定律可知，副线圈电流增大，则原线圈电流增大，所以通过正三角形线圈的电流增大，内电压增大，则变压器原线圈输入电压减小，即电压表示数变小，故D正确；B．发电机的功率不变，内电压增大，则内电阻的功率变大，变压器原线圈得到的功率变小，又变压器为理想变压器，原﹑副线圈的功率相等，所以变压器的输出功率变小，故B错误。故选D。
7．ACD
【解析】A．图示时刻，A在波谷，B在波峰上，A、B在水平方向的距离为a，可知水波的波长为2a，大于1.5a，当该水波通过尺寸小于波长的障碍物能发生明显衍射，故A正确；B．A点振动频率为，故B错误；C．由图可知C比A距离波源多1.5，所以到达第一个波峰的时刻，C比A滞后，故C正确；D．图示时刻A处于波谷，振幅为H，则A点的振动方程为，故D正确。故选ACD。
8．BD
【解析】A．AC是双曲线，气体从A到C做等温变化，气体在状态C的温度为，则在状态A的温度也为，故A错误；B．设气体在状态A的体积为，气体从A到B，由等压变化规律可得，解得，故B正确；C．直线AB与横轴所围成的面积为，由功的定义可得气体对外界做的功等于p—V关系图像与横轴所围成的面积，则气体从状态A到状态B对外做的功为，故C错误；D．设双曲线AC与横轴所围成的面积，则气体从C到A的过程中外界对气体做的功为，由题意可得，解得，故D正确。故选BD。
9．BCD
【解析】A．核的结合能约为，故A错误；B．核的比结合能比核比结合能大，所以核比核更稳定，故B正确；C．两个核结合成核时，即由比结合能小的反应生成比结合能大的释放能量，故C正确；D．核中核子的平均结合能比核中的小，故D正确。故选BCD。
10．BC
【解析】A．当滑动变阻器触头P到达b处时，G读数刚好为0，此时达到遏止电压，光电子的最大初动能为，选项A错误；B．由，得，选项B正确；C．当滑动触头P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数保持不变，表明达到饱和光电流时，A、K之间的电势差为，由，得，考虑到光电子从阴极射出的方向是随机的，沿阴极表面射出的电子到达阳极A时，落点距离阳极的圆心最远，做类平抛运动，则有，，得，落点距离圆心，而达到饱和光电流时，所有光电子都要打到阳极上，故阳极半径不得小于2l，选项C正确；D．换用光强更大的同种激光照射阴极K，光电子的最大初动能不会变化，则A、K之间的电势差为时，所有光电子将打到A上，P从c向右滑动到d后，再向f滑动的过程中，电压表V读数增大，灵敏电流计G的读数仍将不变，选项D错误。故选BC。
三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分）
11．（8分，每空2分）
（1）（2）60～62（3）（4）D
【解析】
（1）每滴纯油酸的体积
（2）多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，可得油膜面积为
（3）油酸分子的直径
（4）A．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，造成分子直径的计算结果偏小，A错误；B．若油酸没有充分散开，导致面积S的测量值偏小，从而会使分子直径的计算结果偏大，B错误；C．如果舍去了所有不足一格的方格，测量油膜的面积偏小，从而造成分子直径的计算结果偏大，C错误；D．若滴数少记了几滴，使每滴纯油酸的体积测量值偏大，从而造成分子直径的计算结果偏大，D正确。故选D。
12．（8分，每空2分）
（1）50.0或50（2）（3）偏小
【解析】
（1）灵敏电流计G的示数为零，则灵敏电流计G两端电势相等，根据串并联规律有分，可得
（2）由于且远大于、且，则通过的电流等于通过的电流，为，则有，，则BD两点间的电压为
根据可知，U与t成正比，U—t图的斜率为，则将用一条倾斜的直线将图丙补充完整，如下图所示
根据上图求得U—t图的斜率为，代入数据解得
（3）若实验中没有保证、远大于、，则通过的电流小于通过的电流，则，，则有，故导致温度系数的测量值偏小。
13．（12分）
【解析】
（1）气体做等压变化
解得
（2）气体做等容变化
其中，
联立解得重物的质量至少应为M＝60kg
14．（12分）
【解析】
（1）设左侧管中气体的初始状态的压强、温度、体积分别为、、，则
设左侧管中气体加热至T时的压强、温度、体积分别为、、，则
由理想气体状态方程得
解得T＝346.5K
（2）右管中水银面B＇回到B处时左侧气体对应的压强、体积分别为、
由玻意耳定律得
解得
则右侧管中气体上端水银柱的长度为
15．（16分）
【解析】
（1）撤去小立柱时，导体棒P刚刚进入三角形磁场区域，没有感应电动势，则对Q棒受力分析
（2）只有P棒在切割磁感线，所以感应电动势为
磁场穿过闭合电路的面积与时间的关系为
所以
（3）对Q棒受力分析
当Q棒速度达到最大时
解得此时，
三角形磁场总长有
而P棒在4s内运动的位移为2m，小于。
Q棒的加速度与时间的关系为
画出Q棒的a—t图，则Q棒速度的变化量等于图线下方与坐标轴围成的面积，则Q棒达到的最大速度
所用时间
题号
1
2
3
4
5
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7
8
9
10
答案
D
B
C
D
C
D
ACD
BD
BCD
BC
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