江苏省百校联考2023-2024学年高二下学期5月阶段检测物理试卷（解析版）

这是一份江苏省百校联考2023-2024学年高二下学期5月阶段检测物理试卷（解析版），共18页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：每小题4分，共10题，计40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 下列关于机械波与电磁波的说法中，错误的是（ ）
A. 机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
B. 机械波波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关
C. 它们都能发生干涉和衍射现象
D. 机械波和电磁波本质上是一致的
【答案】D
【解析】A．机械波可能是横波也可能是纵波，而电磁波必定是横波，选项A正确，不符合题意；
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关，选项B正确，不符合题意；
C．它们都能发生干涉和衍射现象，选项C正确，不符合题意；
D．机械波与电磁波本质上不同，电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质。故D错误，符合题意。
2. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图甲为氧气分子的速率分布图像，图中温度小于温度
B. 图乙是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动
C. 图丙中方解石能形成双折射现象，说明方解石所有的物理性质都是各向异性
D. 图丁中水黾可以停在水面，是因为受到浮力的作用
【答案】A
【解析】A．氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多，故温度较高，故A正确；
B．布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故B错误；
C．图丙中方解石能形成双折射现象，这是由方解石晶体各向异性光学性质决定的，并不能说明方解石所有的物理性质都是各向异性，故C错误；
D．图丁中水黾可以停在水面，是因为表面张力的作用，故D错误。
故选A。
3. 为营造更为公平公正的高考环境，金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪，如图所示，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，则（ ）
A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小
B. 该时刻电容器上极板带负电荷
C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大，则振荡电流的周期减小
D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生涡流
【答案】B
【解析】A．某时刻，电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的增大，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误；
B．电流的方向由b流向a，且电流强度正在减弱过程中，电容器充电，由右手螺旋定则判断，电容器下极板带正电，上极板带负电荷，故B正确；
C．若探测仪靠近金属时，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式
可知，其自感系数L增大时振荡电流的周期增大，故C错误；
D．此时电流强度正在减弱过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。
故选B。
4. 如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封
B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等
C. 各实验小组计算的气体压强p与体积V的乘积值都相等
D. 实验过程中应缓慢地推动活塞
【答案】D
【解析】A．为防止漏气，在活塞上涂油，以保证气体质量不变，缓慢的推，拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变，不能用石蜡密封，故A错误；
BC．气体的状态方程的使用的条件是一定质量的气体，实验中发现各组同学的气体压强p与体积V的乘积值不完全相等，就是因为不同的同学做实验时封闭气体的质量是不同的，故BC错误；
D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。
故选D。
5. 某同学设计的散热排风控制电路如图所示，M为排风扇，是半导体热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R是可变电阻。控制开关电路具有下列特性：当电压表示数小于某一数值U时，控制开关处于断路状态；当电压表示数大于U时，控制开关接通电路，M开始运转。电路两端的电压恒定，下列说法中正确的是（ ）
A. 环境温度升高时，电压表示数变小
B. 可变电阻R阻值调大时，电压表示数变小
C. 可变电阻R阻值调小时，排风扇开始工作的临界温度升高
D. 若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，电路仍能正常工作
【答案】C
【解析】A．当环境温度升高时，半导体热敏电阻阻值减小，则电路中的电流增大，可变电阻两端的电压增大，电压表示数变大，故A错误；
B．可变电阻阻值调大时，可变电阻的分压变大，则电压表示数变大，故B错误；
C．可变电阻阻值调小时，电压表示数变小；需要升高临界温度减小热敏电阻阻值，使电压表示数大于U，控制开关接通电路，开始运转，排风扇开始工作，故C正确；
D．若用金属热电阻代替半导体热敏电阻，当温度升高时，其阻值增大，导致电压表示数变小，则开关会处于断开状态，起不到散热排风的作用，故D错误。
故选C。
6. 根据国家标准化管理委员会批准《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定现在所有在产乘用车强制安装TPMS（胎压监测系统）。某天早晨司机刚启动汽车时，看到汽车仪表盘显示后轮压强2.4bar（1bar100kpa），中午刚启动汽车时看到后轮压强变成了2.5bar，中午温度为22℃，从早晨到中午的过程认为轮胎内的体积不变，轮胎内部气体可看成理想气体，下列说法正确的是（ ）
A. 早晨温度约为4℃
B. 该过程中，单位时间内对单位面积的轮胎撞击的空气分子数增加
C. 该过程中，气体分子间的作用力表现为斥力并且增大
D. 该过程中，轮胎内部气体分子的平均动能减小
【答案】B
【解析】A．已知，，
由查理定律得
代入数据解得
即早晨的摄氏温度约为
故A错误；
B．因为温度升高，所以分子的平均速率增大，从而单位时间内对单位面积的轮胎撞击的空气分子数增加。故B正确；
C．理想气体分子之间没有相互作用力。故C错误；
D．因为温度升高，所以气体分子的平均动能增大，故D错误。
故选B。
7. 一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和阻值分别为和，电流表、电压表均为理想表，a、b端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为
B. 电压表的示数为
C. 0～0.04s内，电阻产生的焦耳热为0.27J
D. 0.07s时，通过电阻的电流为
【答案】B
【解析】A．设电流表的示数为，则有
解得
故A错误；
BD．由图可知，a、b端输入电流的后半周期为恒定电流，则后半周期时，变压器的副线圈的感应电流为零，0.07s时副线圈电流为零，根据变压器的电流关系
可得副线圈电流的最大值为
设副线圈电流的有效值为，则有
解得
则电压表的示数为
故B正确，D错误；
C．0~0.04s内，电阻R2产生的焦耳热为
故C错误。
故选B。
8. 一定质量的理想气体由状态A经如图所示状态变化回到原状态，下列说法正确的是（ ）
A. A→B温度升高，压强变大
B. C→A体积减小，压强不变
C. A→B→C→A体积不变，外界对气体不做功，气体与外界传递热量为零
D. A→B气体对外做功大于C→A外界对气体做功
【答案】D
【解析】A．A→B为等压线，A→B温度升高，压强不变，即有
故A错误；
B．B→C体积不变，压强变小，有
所以C→A体积减小，压强变大，故B错误；
CD．A→B过程气体体积变化等于C→A过程气体体积变化，但A→B过程气体平均压强大于C→A过程气体平均压强，所以A→B过程气体对外做功大于C→A外界对气体做功，B→C体积不变，此过程气体不对外做功，外界也不对气体做功，所以A→B→C→A过程
根据
则
Q>0
即气体从外界吸热，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，一端封闭、粗细均匀的玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内封有一定质量的理想气体，体积为V，管内外水银面高度差为h。现保持温度不变，将玻璃管缓慢下压一小段距离。设外界大气压不变，忽略槽内水银面高度变化。则（ ）
A. V变大，h变大B. V变小，h变小
C. V变小，h变大D. V变大，h变小
【答案】B
【解析】以试管内水银柱为研究对象，则有
现保持温度不变，将玻璃管缓慢下压一小段距离，则管内水银柱上方的空气体积减小，气体压强增大，而此时外界大气压强不变，因此，管内水银柱的高度减小。
故选B。
10. 如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，导线两端通过两个小金属环a、b与长直金属杆连接，在外力F作用下，正弦形金属导线可以在杆上无摩擦滑动，金属杆的电阻不计，导线电阻为R，a、b间距离为2L，导线组成的正弦图形顶部、底部到杆的距离都是d。在导线右侧有一有界匀强磁场区域，磁场的左、右边界与金属杆垂直，磁场的宽度为L，磁感应强度为B。若导线在外力F作用下沿杆以恒定的速度v向右运动，在运动过程中导线所在平面始终与磁场垂直。则在导线穿过磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 导线上有电流流过的时间为
B. 导线上的电流最大值为
C. 外力F做的功为
D. 导线上的电流的瞬时值表达式为
【答案】C
【解析】A．导线上有电流流过的时间为
选项A错误；
B．导线上的电流最大值为
选项B错误；
C．在时间内金属导线产生的感应电动势
e=Bdvsinωt
则线圈中产生的是正弦式交变电流，其感应电动势的有效值为
在时间内金属导线产生的感应电动势
e=2Bdvsinωt
其感应电动势的有效值为
同理可知在时间内金属导线产生的感应电动势
e=Bdvsinωt
其感应电动势的有效值为
导线全部穿过磁场过程，导线的总位移为3L，则外力F所做功为
选项C正确；
D．根据以上分析，电流最大值会发生变化，导线上的电流的瞬时值表达式不是
选项D错误。
二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 测量一滴油酸酒精溶液的体积时，可以用注射器挤出一滴溶液滴入烧杯中，观察注射器上的体积变化
B. 滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应远离水面
C. 为清晰显示油膜边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
D. 计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布
（2）某次实验中将1mL的纯油酸配制成500mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL油酸酒精溶液为100滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是20mm，根据以上信息，可算出1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL（保留2位有效数字），油膜的面积为______（保留2位有效数字），油酸分子的直径约为______m（保留2位有效数字）。
（3）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______（填选项）。
A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B. 油酸未完全散开
C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
【答案】（1）D （2） （3）A
【解析】（1）A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，故A错误；
B．滴入油酸酒精溶液时，滴管下端应靠近水面，故B错误；
C．为清晰显示油膜的边界，应先撒上痱子粉再滴入油酸酒精溶液，故C错误；
D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，故D正确。
故选D。
（2）[1]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
[2]油膜的面积为
[3]油酸分子的直径
（3）计算油酸分子直径的公式，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。
A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，因此油膜面积S偏大，则分子直径测量值偏小，故A正确；
B．油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故B错误；
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S偏小，故得到的分子直径将偏大，故C错误；
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，纯油酸的体积将偏大，则计算得到的分子直径将偏大，故D错误。
故选A。
12. 轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊中氮气的密度，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数。请估算：（结果保留一位有效数字）
（1）一个氮气分子的质量m；
（2）气囊中氮气分子间平均距离r。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）一个氮气分子的质量为
（2）气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体，则有
其中
联立解得
13. 绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。如图为电动汽车安装充电桩的电路，已知总电源的输出电压为，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中降压变压器的匝数比为，汽车充电桩获得的电压为50V，用户获得的功率为，求：
（1）输电线上的电流I；
（2）升压变压器的匝数比。
【答案】（1）100A；（2）1:15
【解析】（1）降压变压器副线圈电流
输电线上的电流
（2）降压变压器原线圈电压
输电线上电压降
升压变压器副线圈电压
升压变压器的匝数比
14. 某物理探究小组设计了一个报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中，气体内能增加了，大气压强，重力加速度g取，求：
（1）气体在状态C时的压强；
（2）气体由状态A到状态C的过程中，从外界吸收的热量Q；
（3）达到C状态后，由于意外导致容器开始缓慢漏气，漏气过程中容器内温度视为不变，求活塞与卡口刚要分离时，漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比。
【答案】（1）；（2）150J；（3）
【解析】（1）气体在状态A时，有
解得
气体由状态A到状态B过程中，气体的压强不变，由盖吕萨克定律有
解得
气体由状态B到状态C过程中，气体的体积不变，由查理定律有
解得
（2）气体从状态A到状态C的过程中，气体对外做的功为
由热力学第一定律有
得
（3）活塞与卡口刚要分离时气体压强为
由（1）知
根据
得
漏出的气体与容器内剩余气体的质量之比
15. 如图所示，虚线边界左侧足够大的空间分布磁感应强度为B的匀强磁场，方向竖直向下，边界右侧空间分布磁感应强度为2B的匀强磁场，方向竖直向上。一质量为m，总电阻为R，ab边长为3s，bc边长为L的单匝矩形线框abcd垂直于磁场水平放置，bc边平行于虚线边界，ab、cd边上的e、f两处（e、f两处在边界处）有两个小孔，一光滑绝缘的固定轴穿过两个小孔（小孔和轴图中未画出），ad到边界的距离为s。现让线框在外力的作用下，绕ef轴以角速度，顺着fe看为顺时针方向开始匀速转动。
（1）求从图示位置开始转动半周过程中通过线框某一横截面的电量大小q；
（2）求匀速转动一周外力所做的功W；
（3）撤去外力和转轴，让线圈静止于一个足够大的光滑绝缘水平面上，线圈与磁场的相对位置依然如图所示，现给线框一个水平向右的初速度。线框开始运动，发现线框最终的稳定速度为v，求初速度的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）感应电动势
感应电流
根据
其中线框转动半周的过程中初始的磁通量，最后的磁通量
解得
（2）线框转动磁通量变化，最大磁通量为初始时刻，则由交流电的公式
，转动一周外力做功等于系统发热可得
有效值
解得
（3）线框的感应电动势
bc边受到安培力向左
ad边受到安培力向左
当线框整体在ef边右侧运动时达到稳定状态，由动量定理，时间内有
即
解得