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江西省平台资源2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷（Word版附解析）
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这是一份江西省平台资源2023-2024学年高二下学期5月联考物理试卷（Word版附解析），共13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。
1.一定量气体在0℃和100℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标Δv表示分子速率区间，纵坐标η表示某速率区间内的分子数占总分子数的百分比，以下对图线的解读中正确的是( )
A. 100℃时气体分子的最高速率约为400m/s
B. 某个分子在0℃时的速率一定小于100℃时的速率
C. 温度升高时，η最大处对应的速率增大
D. 温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大
2.观察布朗运动时，得到的三个微粒在相等时间内运动位置的连线如图所示，由三个微粒的运动都是无规则的，可知( )
A. 组成微粒的分子无规则运动
B. 这三个微粒的平均速度相等
C. 液体中分子在做永不停息的无规则运动
D. 微粒的运动是微粒内部分子无规则运动的宏观表现
3.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，其中BC平行于T轴，CD平行于V轴。下列说法正确的是( )
A. A→B过程，压强不变，分子平均动能变大
B. B→C过程，压强变大，分子平均动能变小
C. B→C过程，压强变小，分子密集程度变大
D. C→D过程，压强变大，分子密集程度变小
4.一交变电压随时间变化的图像如图所示，已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为( )
A. 5 10VB. 2 10VC. 10VD. 10 2V
5.两分子间的分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示，分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示。图甲中r0为分子斥力和引力平衡时两分子间的距离，r3为分子力表现为引力且最大时两分子间的距离;图乙中r1为分子势能为0时两分子间的距离，r2为分子势能最小时两分子间的距离。规定两分子间的距离为无限远时分子势能为0，下列说法正确的是( )
A. r0=r1B. r0=r2C. r1=r3D. r2=r3
6.双人滑是花样滑冰的一种比赛项目，由男女共同表演，注重相互间动作的配合协调。在比赛中有一个难度较大的托举动作，男运动员将女运动员捻转托举，完成整个托举动作用时约0.2s，脱手后女运动员重心在空中继续上升约0.8m，已知男运动员的质量约为65kg，女运动员的质量约为45kg，则在托举过程中地面对男运动员的平均支持力大小约为( )
A. 800NB. 1360NC. 2000ND. 2500N
7.如图所示，射线AB、AC为一足够大的匀强磁场区域的边界，内部磁场方向垂直纸面向里。两个质量相同且带异种电荷的粒子a、b以相同的速度先后从AB边上的D点垂直AB边射入磁场，两粒子运动的轨迹均与AC相切，忽略粒子受到的重力及粒子间的相互作用力，sin∠BAC=0.6，下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电
B. a、b两粒子运动轨迹半径之比为3:1
C. a、b两粒子所带的电荷量之比为1:3
D. a粒子在磁场中的轨迹半径等于两切点的距离
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.下列关于晶体、非晶体的说法正确的是( )
A. 石英玻璃是晶体
B. 蔗糖、食盐和味精都是晶体
C. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
D. 手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
9.某课外活动兴趣小组设计了利用压敏电阻测量加速度的装置，工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板竖直固定在小车上，中间放置一个质量为10kg的小球，当小球随小车一起沿水平地面向右加速时，压敏电阻的阻值R在压力从0增大到100N的过程中均匀减小，如图乙所示。当小车静止在水平地面上时，电流表的示数为25mA，电路中电源的电动势为3V，下列说法正确的是( )
A. 当小车做匀速直线运动时，电流表的示数为0
B. 当电流表的示数为30mA时，小车的加速度大小为4m/s2
C. 当电流表的示数为35mA时，小车的加速度大小为6m/s2
D. 当电流表的示数为40mA时，小车的加速度大小为9m/s2
10.由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为p0，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为NA，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 地球表面空气的总体积约为4πℎR2B. 空气分子的平均密度为p0gℎ
C. 空气分子的总数为2πR2p0NAMgD. 空气分子间的平均距离为3Mgℎp0NA
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某研究性学习小组自己动手设计实验，测量半径为R的半圆柱形玻璃砖的折射率，利用插针法在方格坐标纸测定半圆柱形玻璃砖折射率的记录情况如图甲所示，虚线为直径与玻璃砖相同的圆，回答下列问题：
(1)玻璃砖所在位置为图甲中的__________(填“上半圆”或“下半圆”)。
(2)玻璃砖的折射率n=__________。(保留两位有效数字)
(3)小组同学让半圆柱形玻璃砖的平面部分水平，如图乙所示，在底部固定一小电珠P，当P发光时，在玻璃砖平面上方能看到一圆形亮斑，该亮斑的面积S=__________。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1)四个主要步骤按操作先后顺序排列应是__________(用符号表示)。
(2)若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有60滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中每个正方形小方格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积约为__________cm2，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为__________m(保留一位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积S=6cm2，锁扣扳下前密封空气的压强与外界大气压强相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压强p0=1.0×105Pa，吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力与其和墙壁间正压力相等，空气可视为理想气体，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
(1)扳下锁扣后吸盘内气体的压强p;
(2)该吸盘能悬挂的物体的最大质量m。
14.如图甲所示，均匀介质中两波源M、N分别位于x轴上xM=2m、xN=12m处，两波源M、N从t=0时开始均沿y轴方向做振幅A=3cm的简谐运动，均振动了0.3s后停止，振动图像分别如图乙、丙所示，波源产生的简谐波的波长均为λ=2m，求：
(1)两波的传播速度v;
(2)0∼1s时间内x=6m处的质点通过的路程s。
15.如图所示，足够长的平行导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨间距为d，导轨上端连接有阻值为R的定值电阻，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻为r、长也为d的导体棒AC垂直放在导轨上并由静止释放，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并且接触良好，导体棒能达到的最大速度为vm，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的粗糙程度不变，重力加速度大小为g，求：
(1)回路中的最大电流I;
(2)导体棒向下运动时受到的摩擦力大小f;
(3)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(4)当导体棒的速度大小为vm2时的加速度大小a。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由题中图像信息可知，0℃和100℃，分子的速率都有到达800m/s以上的，故A错误；
B、在不同温度下都有速率很小和速率很大的分子，故B错误。
C、由图像可知，0℃时，η最大处对应的速率在300∼400m/s区间，100℃时，η最大处对应的速率在400∼500m/s区间；所以温度升高时，η最大处对应的速率增大，故C正确。
D、由图像可知，0℃时分子速率在300∼400m/s区间占比最大，100℃时分子速率在400∼500m/s区间占比最大；所以温度升高时，并不是每个速率区间内分子数的占比都增大，故D错误。
故选：C。
各种温度下，气体分子的速率有大有小，只是每个速率区间分子数的占比不同。
本题主要考查了从图像中获取信息的能力，要多加强训练。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了布朗运动；布朗运动图象的杂乱无章反映了固体小颗粒运动的杂乱无章，进一步反映了液体分子热运动的杂乱无章。
【解答】
A、微粒无规则运动说明液体的分子在无规则运动，无法说明微粒的情况，故 A项错误；
B、从连线的轨迹可以看出，同样时间走过的路程并不相同，则这三个微粒的平均速度不相等，故B项错误；
CD、液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒是观察到这3条轨迹的原因，故 C项正确，D项错误。
3.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查气体状态变化的图像问题，根据理想气体状态方程pVT=C得出V−T关系式，得出图像上点与原点连线斜率的物理意义，这是解题的关键。
【解答】
A、根据pVT=C可得V=CpT，图像上点与原点连线的斜率为k=Cp，A→B过程，斜率不变，则压强不变，温度升高，分子平均动能变大，故A正确；
BC、B→C过程，温度降低，体积不变，气体处于等容变化，则压强变小，分子平均动能变小，分子密集程度不变，故BC错误；
D、C→D过程，斜率变小，压强变大，体积变小，则分子密集程度变大，故D错误。
故选A。
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考察了交变电流的有效值，根据交变电流有效值的定义，按照图像所给信息列出表达式求解即可
【解答】
设电压的有效值为U，根据有效值定义可得82R×T2+42R×T2=U2RT，解得U=2 10V，选项B正确，ACD错误。
故选：B
5.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查对分子力、分子势能的认识，基础题目，能从图像得出有用的信息是解题的关键。
根据Ep−r图像斜率的含义结合图甲、乙逐一分析即可判断。
【解答】
Ep−r图像的斜率为分子力F，由图乙知，r=r2时，分子力为0，结合图甲知，r0=r2，由图乙知，r1r0，可见r16.【答案】C
【解析】【分析】
【分析】根据匀变速直线运动规律解得初速度，根据动量定理与力的平衡条件可解答。
本题考查动量定理，解题关键掌握动量定理的应用，注意矢量性，需规定正方向。
【解答】
【解答】解：女运动员重心在空中上升约0.8m，根据匀变速直线运动有：v2=2gℎ，解得：v=4m/s，
设男运动员对女运动员的支持力为F，规定向上为正方向，根据动量定理(F−mg)t=mv，
托举过程中地面对男运动员的平均支持力F′=Mg+F，
男运动员的质量M=65kg，女运动员的质量m=45kg，
代入数据解得：F′=2000N、，故ABD错误，C正确；
故选：C。
7.【答案】D
【解析】【分析】
根据左手定则判断粒子电性，根据题意画出带电粒子的运动轨迹，根据几何关系分析半径，根据洛伦兹力提供向心力分析粒子电荷量。
本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动规律，关键是画出运动轨迹，结合几何关系、洛伦兹力提供向心力分析判断。
【解答】
A.由左手定则可知，a粒子带正电，b粒子带负电，选项A错误;
B.根据几何关系有rasin∠BAC=ra+rb+rbsin∠BAC，解得ra=4rb，即a、b两粒子运动轨迹半径之比为4:1，选项B错误;
C.由qvB=mv2r可得r=mvqB，a、b两粒子所带的电荷量之比为1:4，选项C错误;
D.根据几何关系有lab=ratan∠BAC−rbtan∠BAC=4rb=ra，选项D正确。
故选D。
8.【答案】BD
【解析】【分析】
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。同时晶体内部排列有规则，而非晶体则没有，但形状不一定有规则。晶体分为单晶体和多晶体：其中单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体一样具有各向同性。
解答本题要知道晶体和非晶体的特点，通过其各自的特点去分析其不同之处；
【解答】
A. 石英内分子有规则的排列，为晶体。而加热后制成石英玻璃时，内部分子排列杂乱无章，为非晶体，故A错误；
B. 蔗糖、食盐和味精分子有规则的排列，都是晶体，故B正确；
C. 单晶体和多晶体都有固定的熔点，故C错误；
D. 液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。
故选：BD。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查传感器的应用，涉及牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律的应用，基础题目。
根据牛顿第二定律、第三定律和闭合电路欧姆定律，结合图乙得出电阻与压力的表达式，结合题设联立得出加速度与电流的关系式，结合选项逐一分析即可判断。
【解答】
当小车运动的加速度为a时，由牛顿第二定律和牛顿第三定律知，压敏电阻所受的压力大小F=ma，此时电流表的示数I=ER0+r+R，由图乙知，压敏电阻的阻值R=100+50−100100−0F(Ω)=100−0.5F(Ω)，联立知，小车运动的加速度大小a=R0+r5+20−35I(m/s2)，当小车静止时，其加速度为0，电流为25mA，代入解得R0+r=20Ω，则小车的加速度与电流关系为：a=24−35I(m/s2)。可见当小车做匀速直线运动时，其加速度为0，此时电流表的示数不为0；当I=30mA时，小车的加速度大小a=24−35×30×10−3(m/s2)=4m/s2，当I=35mA时，小车的加速度大小a=24−35×35×10−3(m/s2)=487m/s2，当I=40mA时，小车的加速度大小a=24−35×40×10−3(m/s2)=9m/s2。故BD正确，AC错误。
10.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查阿伏伽德罗常数的相关知识，基础题目，逐一分析即可判断。
【解答】
地球表面空气的总体积V=4πR2⋅ℎ=4πℎR2，空气的质量m=p0⋅4πR2g，则空气分子的平均密度ρ=mV=p0gℎ，则空气分子的总数N=NA⋅mM=4πR2p0NAMg，设空气分子间的平均距离为d，则d3⋅N=V，解得d=3Mgℎp0NA。故ABD正确，C错误。
11.【答案】(1)下半圆；(2)1.5；(3)45πR2
【解析】【分析】
本题考查测玻璃的折射率的实验，熟悉实验原理是解题的关键。
(1)对比甲、乙图直接可判断；
(2)结合几何关系和折射定律得出玻璃的折射率；
(3)由临界角公式和几何关系列方程得出亮斑的面积。
【解答】
(1)对比图甲、乙知，玻璃砖所在位置为图甲中的下半圆；
(2)设图甲中每个小方格的边长为L，则O点入射角的正弦值sini=6LR，折射角的正弦值sinr=4LR，由折射定律知，玻璃砖的折射率n=sinisinr=1.5；
(3)由临界角公式：sinC=1n=23，玻璃砖平面位置的临界光线的入射角为临界角C，则圆形亮斑的半径r=RtanC=R⋅sinC 1−sin2C= 45R，故该亮斑的面积S=πr2=45πR2。
12.【答案】(1)badc；(2)54(52∽56均可)；2×10−9
【解析】【分析】
(1)根据实验步骤分析即可解题；
(2)按不足半个舍去，多于半个的算一个，算出油酸薄膜的面积；根据溶液的体积和浓度求纯油酸的体积；油酸分子的直径等于纯油酸的体积除以油酸薄膜的面积。
解答本题关键要理解并掌握单分子油膜法估测分子直径的原理d=VS，建立这样的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小，同时注意单位的换算与有效数字的保留。
【解答】
(1)本实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是badc；
(2)由图示坐标纸可知，油膜所占方格数约为54，则油膜的面积S=54×1cm×1cm=54cm2；一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积V=160×6104×10−6m3=1×10−11m3，油酸分子的直径d=VS≈2×10−9m。
13.【答案】解：(1)设锁扣扳下前密封空气的体积为V，有
p0V=2pV，
解得p=5.0×104Pa。
(2)设吸盘与墙壁间的正压力大小为FN，有
FN=(p0−p)S，
mg=FN，
解得m=3kg。
【解析】本题主要是考查了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或者气体实验定律列式求解。
14.【答案】解：(1)由题图乙、丙可以看出两列波的周期相等，有
T=0.2s，
λ=vT，
解得v=10m/s。
(2)t=0.4s时，波源M产生的波刚传播到x=6m处，t=0.6s时，波源N产生的波刚传播到x=6m处，0.6s∼0.7s内两列波叠加，使得该质点振动相互抵消，0∼1s内x=6m处的质点仅振动了0.4s，
有s=8A，
解得s=24cm。
【解析】本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力以及把握两种图像联系的能力。
波的图像反映不同质点在相同时刻的位置，振动图像反映同一质点在不同时刻的位置。从波的图像中可以直接读取波长，从振动图像中可以直接读取周期，然后利用v=λT可求得波速。熟练掌握波传播与质点做简谐运动的关系即可解题。
15.【答案】解：(1)导体棒达到最大速度后开始做匀速直线运动，设此时回路产生的电动势为E，则有
E=Bdvm，
I=ER+r，
解得I=BdvmR+r。
(2)设导体棒匀速运动时受到的安培力大小为F，则有
F=BId，
mgsinθ=F+f，
解得f=mgsinθ−B2d2vmR+r。
(3)根据f=μFN有f=μmgcsθ，
解得μ=tanθ−B2d2vmmg(R+r)cs θ。
(4)当导体棒的速度大小为vm2时，根据牛顿第二定律有
mgsinθ−μmgcsθ−B2d2vm2(R+r)=ma，
解得a=B2d2vm2m(R+r)。
【解析】(1)当导体棒速度最大时，电流最大，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律求解；
(2)根据安培力公式以及平衡条件求f；
(3)根据滑动摩擦力公式求出动摩擦因数；
(4)根据牛顿第二定律结合安培力公式求出加速度。
1.一定量气体在0℃和100℃温度下的分子速率分布规律如图所示。横坐标Δv表示分子速率区间，纵坐标η表示某速率区间内的分子数占总分子数的百分比，以下对图线的解读中正确的是( )
A. 100℃时气体分子的最高速率约为400m/s
B. 某个分子在0℃时的速率一定小于100℃时的速率
C. 温度升高时，η最大处对应的速率增大
D. 温度升高时，每个速率区间内分子数的占比都增大
2.观察布朗运动时，得到的三个微粒在相等时间内运动位置的连线如图所示，由三个微粒的运动都是无规则的，可知( )
A. 组成微粒的分子无规则运动
B. 这三个微粒的平均速度相等
C. 液体中分子在做永不停息的无规则运动
D. 微粒的运动是微粒内部分子无规则运动的宏观表现
3.如图所示，一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，其中BC平行于T轴，CD平行于V轴。下列说法正确的是( )
A. A→B过程，压强不变，分子平均动能变大
B. B→C过程，压强变大，分子平均动能变小
C. B→C过程，压强变小，分子密集程度变大
D. C→D过程，压强变大，分子密集程度变小
4.一交变电压随时间变化的图像如图所示，已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为( )
A. 5 10VB. 2 10VC. 10VD. 10 2V
5.两分子间的分子力与分子间距离的关系图像如图甲所示，分子势能与分子间距离的关系图像如图乙所示。图甲中r0为分子斥力和引力平衡时两分子间的距离，r3为分子力表现为引力且最大时两分子间的距离;图乙中r1为分子势能为0时两分子间的距离，r2为分子势能最小时两分子间的距离。规定两分子间的距离为无限远时分子势能为0，下列说法正确的是( )
A. r0=r1B. r0=r2C. r1=r3D. r2=r3
6.双人滑是花样滑冰的一种比赛项目，由男女共同表演，注重相互间动作的配合协调。在比赛中有一个难度较大的托举动作，男运动员将女运动员捻转托举，完成整个托举动作用时约0.2s，脱手后女运动员重心在空中继续上升约0.8m，已知男运动员的质量约为65kg，女运动员的质量约为45kg，则在托举过程中地面对男运动员的平均支持力大小约为( )
A. 800NB. 1360NC. 2000ND. 2500N
7.如图所示，射线AB、AC为一足够大的匀强磁场区域的边界，内部磁场方向垂直纸面向里。两个质量相同且带异种电荷的粒子a、b以相同的速度先后从AB边上的D点垂直AB边射入磁场，两粒子运动的轨迹均与AC相切，忽略粒子受到的重力及粒子间的相互作用力，sin∠BAC=0.6，下列说法正确的是( )
A. a粒子带负电
B. a、b两粒子运动轨迹半径之比为3:1
C. a、b两粒子所带的电荷量之比为1:3
D. a粒子在磁场中的轨迹半径等于两切点的距离
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.下列关于晶体、非晶体的说法正确的是( )
A. 石英玻璃是晶体
B. 蔗糖、食盐和味精都是晶体
C. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
D. 手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
9.某课外活动兴趣小组设计了利用压敏电阻测量加速度的装置，工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板竖直固定在小车上，中间放置一个质量为10kg的小球，当小球随小车一起沿水平地面向右加速时，压敏电阻的阻值R在压力从0增大到100N的过程中均匀减小，如图乙所示。当小车静止在水平地面上时，电流表的示数为25mA，电路中电源的电动势为3V，下列说法正确的是( )
A. 当小车做匀速直线运动时，电流表的示数为0
B. 当电流表的示数为30mA时，小车的加速度大小为4m/s2
C. 当电流表的示数为35mA时，小车的加速度大小为6m/s2
D. 当电流表的示数为40mA时，小车的加速度大小为9m/s2
10.由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为p0，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为NA，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 地球表面空气的总体积约为4πℎR2B. 空气分子的平均密度为p0gℎ
C. 空气分子的总数为2πR2p0NAMgD. 空气分子间的平均距离为3Mgℎp0NA
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某研究性学习小组自己动手设计实验，测量半径为R的半圆柱形玻璃砖的折射率，利用插针法在方格坐标纸测定半圆柱形玻璃砖折射率的记录情况如图甲所示，虚线为直径与玻璃砖相同的圆，回答下列问题：
(1)玻璃砖所在位置为图甲中的__________(填“上半圆”或“下半圆”)。
(2)玻璃砖的折射率n=__________。(保留两位有效数字)
(3)小组同学让半圆柱形玻璃砖的平面部分水平，如图乙所示，在底部固定一小电珠P，当P发光时，在玻璃砖平面上方能看到一圆形亮斑，该亮斑的面积S=__________。
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
(1)四个主要步骤按操作先后顺序排列应是__________(用符号表示)。
(2)若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有60滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中每个正方形小方格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积约为__________cm2，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为__________m(保留一位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.吸盘工作原理的示意图如图所示，使用时先把吸盘紧挨竖直墙面，按住锁扣把吸盘紧压在墙上，挤出吸盘内部分空气，然后把锁扣扳下，使外界空气不能进入吸盘。由于吸盘内外存在压强差，因此吸盘被紧压在墙壁上，挂钩上即可悬挂适量物体。轻质吸盘导热良好、有效面积S=6cm2，锁扣扳下前密封空气的压强与外界大气压强相等，扳下锁扣后吸盘内气体体积变为原来的两倍。已知大气压强p0=1.0×105Pa，吸盘挂钩能够承受竖直向下的最大拉力与其和墙壁间正压力相等，空气可视为理想气体，取重力加速度大小g=10m/s2。求：
(1)扳下锁扣后吸盘内气体的压强p;
(2)该吸盘能悬挂的物体的最大质量m。
14.如图甲所示，均匀介质中两波源M、N分别位于x轴上xM=2m、xN=12m处，两波源M、N从t=0时开始均沿y轴方向做振幅A=3cm的简谐运动，均振动了0.3s后停止，振动图像分别如图乙、丙所示，波源产生的简谐波的波长均为λ=2m，求：
(1)两波的传播速度v;
(2)0∼1s时间内x=6m处的质点通过的路程s。
15.如图所示，足够长的平行导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角为θ，导轨间距为d，导轨上端连接有阻值为R的定值电阻，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻为r、长也为d的导体棒AC垂直放在导轨上并由静止释放，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并且接触良好，导体棒能达到的最大速度为vm，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的粗糙程度不变，重力加速度大小为g，求：
(1)回路中的最大电流I;
(2)导体棒向下运动时受到的摩擦力大小f;
(3)导体棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(4)当导体棒的速度大小为vm2时的加速度大小a。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：A、由题中图像信息可知，0℃和100℃，分子的速率都有到达800m/s以上的，故A错误；
B、在不同温度下都有速率很小和速率很大的分子，故B错误。
C、由图像可知，0℃时，η最大处对应的速率在300∼400m/s区间，100℃时，η最大处对应的速率在400∼500m/s区间；所以温度升高时，η最大处对应的速率增大，故C正确。
D、由图像可知，0℃时分子速率在300∼400m/s区间占比最大，100℃时分子速率在400∼500m/s区间占比最大；所以温度升高时，并不是每个速率区间内分子数的占比都增大，故D错误。
故选：C。
各种温度下，气体分子的速率有大有小，只是每个速率区间分子数的占比不同。
本题主要考查了从图像中获取信息的能力，要多加强训练。
2.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了布朗运动；布朗运动图象的杂乱无章反映了固体小颗粒运动的杂乱无章，进一步反映了液体分子热运动的杂乱无章。
【解答】
A、微粒无规则运动说明液体的分子在无规则运动，无法说明微粒的情况，故 A项错误；
B、从连线的轨迹可以看出，同样时间走过的路程并不相同，则这三个微粒的平均速度不相等，故B项错误；
CD、液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒是观察到这3条轨迹的原因，故 C项正确，D项错误。
3.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查气体状态变化的图像问题，根据理想气体状态方程pVT=C得出V−T关系式，得出图像上点与原点连线斜率的物理意义，这是解题的关键。
【解答】
A、根据pVT=C可得V=CpT，图像上点与原点连线的斜率为k=Cp，A→B过程，斜率不变，则压强不变，温度升高，分子平均动能变大，故A正确；
BC、B→C过程，温度降低，体积不变，气体处于等容变化，则压强变小，分子平均动能变小，分子密集程度不变，故BC错误；
D、C→D过程，斜率变小，压强变大，体积变小，则分子密集程度变大，故D错误。
故选A。
4.【答案】B
【解析】【分析】
本题考察了交变电流的有效值，根据交变电流有效值的定义，按照图像所给信息列出表达式求解即可
【解答】
设电压的有效值为U，根据有效值定义可得82R×T2+42R×T2=U2RT，解得U=2 10V，选项B正确，ACD错误。
故选：B
5.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查对分子力、分子势能的认识，基础题目，能从图像得出有用的信息是解题的关键。
根据Ep−r图像斜率的含义结合图甲、乙逐一分析即可判断。
【解答】
Ep−r图像的斜率为分子力F，由图乙知，r=r2时，分子力为0，结合图甲知，r0=r2，由图乙知，r1
【解析】【分析】
【分析】根据匀变速直线运动规律解得初速度，根据动量定理与力的平衡条件可解答。
本题考查动量定理，解题关键掌握动量定理的应用，注意矢量性，需规定正方向。
【解答】
【解答】解：女运动员重心在空中上升约0.8m，根据匀变速直线运动有：v2=2gℎ，解得：v=4m/s，
设男运动员对女运动员的支持力为F，规定向上为正方向，根据动量定理(F−mg)t=mv，
托举过程中地面对男运动员的平均支持力F′=Mg+F，
男运动员的质量M=65kg，女运动员的质量m=45kg，
代入数据解得：F′=2000N、，故ABD错误，C正确；
故选：C。
7.【答案】D
【解析】【分析】
根据左手定则判断粒子电性，根据题意画出带电粒子的运动轨迹，根据几何关系分析半径，根据洛伦兹力提供向心力分析粒子电荷量。
本题考查带电粒子在有界匀强磁场中的运动规律，关键是画出运动轨迹，结合几何关系、洛伦兹力提供向心力分析判断。
【解答】
A.由左手定则可知，a粒子带正电，b粒子带负电，选项A错误;
B.根据几何关系有rasin∠BAC=ra+rb+rbsin∠BAC，解得ra=4rb，即a、b两粒子运动轨迹半径之比为4:1，选项B错误;
C.由qvB=mv2r可得r=mvqB，a、b两粒子所带的电荷量之比为1:4，选项C错误;
D.根据几何关系有lab=ratan∠BAC−rbtan∠BAC=4rb=ra，选项D正确。
故选D。
8.【答案】BD
【解析】【分析】
晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点。同时晶体内部排列有规则，而非晶体则没有，但形状不一定有规则。晶体分为单晶体和多晶体：其中单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体一样具有各向同性。
解答本题要知道晶体和非晶体的特点，通过其各自的特点去分析其不同之处；
【解答】
A. 石英内分子有规则的排列，为晶体。而加热后制成石英玻璃时，内部分子排列杂乱无章，为非晶体，故A错误；
B. 蔗糖、食盐和味精分子有规则的排列，都是晶体，故B正确；
C. 单晶体和多晶体都有固定的熔点，故C错误；
D. 液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。
故选：BD。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
本题考查传感器的应用，涉及牛顿第二定律、闭合电路欧姆定律的应用，基础题目。
根据牛顿第二定律、第三定律和闭合电路欧姆定律，结合图乙得出电阻与压力的表达式，结合题设联立得出加速度与电流的关系式，结合选项逐一分析即可判断。
【解答】
当小车运动的加速度为a时，由牛顿第二定律和牛顿第三定律知，压敏电阻所受的压力大小F=ma，此时电流表的示数I=ER0+r+R，由图乙知，压敏电阻的阻值R=100+50−100100−0F(Ω)=100−0.5F(Ω)，联立知，小车运动的加速度大小a=R0+r5+20−35I(m/s2)，当小车静止时，其加速度为0，电流为25mA，代入解得R0+r=20Ω，则小车的加速度与电流关系为：a=24−35I(m/s2)。可见当小车做匀速直线运动时，其加速度为0，此时电流表的示数不为0；当I=30mA时，小车的加速度大小a=24−35×30×10−3(m/s2)=4m/s2，当I=35mA时，小车的加速度大小a=24−35×35×10−3(m/s2)=487m/s2，当I=40mA时，小车的加速度大小a=24−35×40×10−3(m/s2)=9m/s2。故BD正确，AC错误。
10.【答案】ABD
【解析】【分析】
本题考查阿伏伽德罗常数的相关知识，基础题目，逐一分析即可判断。
【解答】
地球表面空气的总体积V=4πR2⋅ℎ=4πℎR2，空气的质量m=p0⋅4πR2g，则空气分子的平均密度ρ=mV=p0gℎ，则空气分子的总数N=NA⋅mM=4πR2p0NAMg，设空气分子间的平均距离为d，则d3⋅N=V，解得d=3Mgℎp0NA。故ABD正确，C错误。
11.【答案】(1)下半圆；(2)1.5；(3)45πR2
【解析】【分析】
本题考查测玻璃的折射率的实验，熟悉实验原理是解题的关键。
(1)对比甲、乙图直接可判断；
(2)结合几何关系和折射定律得出玻璃的折射率；
(3)由临界角公式和几何关系列方程得出亮斑的面积。
【解答】
(1)对比图甲、乙知，玻璃砖所在位置为图甲中的下半圆；
(2)设图甲中每个小方格的边长为L，则O点入射角的正弦值sini=6LR，折射角的正弦值sinr=4LR，由折射定律知，玻璃砖的折射率n=sinisinr=1.5；
(3)由临界角公式：sinC=1n=23，玻璃砖平面位置的临界光线的入射角为临界角C，则圆形亮斑的半径r=RtanC=R⋅sinC 1−sin2C= 45R，故该亮斑的面积S=πr2=45πR2。
12.【答案】(1)badc；(2)54(52∽56均可)；2×10−9
【解析】【分析】
(1)根据实验步骤分析即可解题；
(2)按不足半个舍去，多于半个的算一个，算出油酸薄膜的面积；根据溶液的体积和浓度求纯油酸的体积；油酸分子的直径等于纯油酸的体积除以油酸薄膜的面积。
解答本题关键要理解并掌握单分子油膜法估测分子直径的原理d=VS，建立这样的模型：油酸分子呈球型分布在水面上，且一个挨一个，再分析误差的大小，同时注意单位的换算与有效数字的保留。
【解答】
(1)本实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是badc；
(2)由图示坐标纸可知，油膜所占方格数约为54，则油膜的面积S=54×1cm×1cm=54cm2；一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积V=160×6104×10−6m3=1×10−11m3，油酸分子的直径d=VS≈2×10−9m。
13.【答案】解：(1)设锁扣扳下前密封空气的体积为V，有
p0V=2pV，
解得p=5.0×104Pa。
(2)设吸盘与墙壁间的正压力大小为FN，有
FN=(p0−p)S，
mg=FN，
解得m=3kg。
【解析】本题主要是考查了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或者气体实验定律列式求解。
14.【答案】解：(1)由题图乙、丙可以看出两列波的周期相等，有
T=0.2s，
λ=vT，
解得v=10m/s。
(2)t=0.4s时，波源M产生的波刚传播到x=6m处，t=0.6s时，波源N产生的波刚传播到x=6m处，0.6s∼0.7s内两列波叠加，使得该质点振动相互抵消，0∼1s内x=6m处的质点仅振动了0.4s，
有s=8A，
解得s=24cm。
【解析】本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力以及把握两种图像联系的能力。
波的图像反映不同质点在相同时刻的位置，振动图像反映同一质点在不同时刻的位置。从波的图像中可以直接读取波长，从振动图像中可以直接读取周期，然后利用v=λT可求得波速。熟练掌握波传播与质点做简谐运动的关系即可解题。
15.【答案】解：(1)导体棒达到最大速度后开始做匀速直线运动，设此时回路产生的电动势为E，则有
E=Bdvm，
I=ER+r，
解得I=BdvmR+r。
(2)设导体棒匀速运动时受到的安培力大小为F，则有
F=BId，
mgsinθ=F+f，
解得f=mgsinθ−B2d2vmR+r。
(3)根据f=μFN有f=μmgcsθ，
解得μ=tanθ−B2d2vmmg(R+r)cs θ。
(4)当导体棒的速度大小为vm2时，根据牛顿第二定律有
mgsinθ−μmgcsθ−B2d2vm2(R+r)=ma，
解得a=B2d2vm2m(R+r)。
【解析】(1)当导体棒速度最大时，电流最大，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律求解；
(2)根据安培力公式以及平衡条件求f；
(3)根据滑动摩擦力公式求出动摩擦因数；
(4)根据牛顿第二定律结合安培力公式求出加速度。
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