湖北省腾云联盟2024-2025学年高二下学期5月联考物理试题（解析版）

这是一份湖北省腾云联盟2024-2025学年高二下学期5月联考物理试题（解析版），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。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1. 根据热力学定律，下列说法正确的是（ ）
A. 热量只能从高温物体向低温物体传递
B. 一个宏观状态所对应的微观态越多，越无序，熵越小
C. 符合能量守恒定律的宏观过程都可以自发地实现
D. 物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
【答案】D
【解析】A．热量在外界影响下可以从低温物体向高温物体传递，比如冰箱制冷， 选项A错误；
B．一个宏观状态所对应的微观态越多，越无序，熵越大， 选项B错误；
C．符合能量守恒定律的宏观过程不一定都能自发地实现，例如热量不能自发地从低温物体传到高温物体， 选项C错误；
D．根据热力学第二定律的开尔文表述，物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功，但会引起其他变化， 选项D正确。
故选D。
2. 关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A. 适量紫外线照射人体能促进钙的吸收
B. 相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线
C. 在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
D. 红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线
【答案】A
【解析】A．人体接受适量的紫外线照射，能够促进钙的吸收，有利于身体健康，故A正确；
B．电磁波谱中比X射线波长短的还有射线，更难发生衍射，故B错误；
C．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，是电热丝发出的红光，不是红外线，红外线是看不见的，故C错误；
D．红外线的显著作用是热作用，任何物体都在不同程度上辐射红外线，故D错误。
故选A。
3. 收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器 C的电容，进而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电路中的高频电流 i随时间t的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，线圈L的自感电动势最大
B. 电容C减小，接受的信号波长更大
C. 时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D. 通过调谐电路接受到的高频电流，就是我们需要的声音或图像信号
【答案】A
【解析】A．根据
可知时刻，图像的斜率最大，线圈L的自感电动势最大；故A正确；
B．电容C减小，根据
则振荡频率增大，接受的信号波长更短，故B错误；
C．时间内，电流增大，磁场能增大，回路中的电场能正在向磁场能转化，故C错误；
D．通过调谐电路接受到的高频电流需要解调使声音或图像信号从高频电流中还原出来，故D错误。
故选A。
4. 下列四幅图对应的说法正确的有（ ）
A. 图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
B. 图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水能浸润玻璃
C. 图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动
D. 图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因
【答案】B
【解析】A．图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误；
B．图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B正确；
C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C错误；
D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D错误。
故选B。
5. 某激光器发出频率为ν的单色光，其发射功率为P，普朗克常量为h，则经过时间t发射出的光子数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据题意可得
解得
故选B。
6. 茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（ ）
A. 水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
B. 热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高分子动能都越大
C. 温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小
D. 温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
【答案】C
【解析】A．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是因为茶叶中的色素分子在水中扩散，扩散现象是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，所以这不是布朗运动现象，故A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但不是每个分子的动能都越大，分子动能遵循统计规律的分布，故B错误；
C．温度降低，气体分子的平均动能减小，体积不变，分子分布发热密集程度不变，则撞击单位面积器壁的平均作用力变小，故C正确。
D．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯内气体做等容变化，根据查理定律
温度降低，气体压强减小，外界大气压大于杯内气体压强，产生向下的压力差，导致杯盖拿起来比较费力，而不是因为杯盖与杯子间的分子引力作用，故D错误；
故选C。
7. 一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A. 图乙中的b光光子能量为
B. 图乙中的c光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的
C. 动能为1eV的电子不能使处于第4能级的氢原子电离
D. 阴极金属的逸出功可能为
【答案】D
【解析】B．一群处于第4能级的氢原子，只能测得3条电流随电压变化，即只有三种光子发生了光电效应现象，即、和跃迁的光子；由图乙可知a光的遏止电压最高，c光的遏止电压最低，可知a光的能量最高，c光能量最低，故c光是氢原子由第2能级向基态跃迁发出的，故B错误；A．由B中分析可知，b光是跃迁产生的，其能量为，故A错误；C．动能为电子大于第4能级的氢原子电离所需的最小能量，故能使处于第4能级的氢原子电离，故C错误；D．由玻尔理论知，由第4能级跃迁的光子能量分别为，，，，，，由于只有三种光子发生光电效应，则金属的逸出功必然大于小于，故逸出功可能为，故D正确。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固定在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃，不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃，透明。可以判断通电雾化玻璃中的液晶（ ）
A. 是一种液体和晶体的混合物
B. 具有光学性质的各向异性
C. 通电时，入射光能顺利通过液晶层
D. 不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过
【答案】BC
【解析】AB．液态是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液体的流动性又具有晶体光学性质的各向异性，故 A错误，B正确；
CD．不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以液晶像毛玻璃一样不透明；通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，入射光能顺利通过液晶层，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图所示，两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离r的变化关系，e为两曲线的交点。下列说法正确的是（ ）
A. cd为斥力曲线，ab为引力曲线
B. 分子间距离增大，分子力一定减小
C. 当时，分子势能最小
D. 等于气体分子间的平均距离
【答案】AC
【解析】A．由图可知为分子间的平衡距离，分子间距小于时，斥力大于引力，所以cd为斥力曲线，ab为引力曲线 ，故A正确；
B．分子间距小于时，分子间距离增大，分子力一定减小，分子间距大于时，分子间距离增大时，分子力可能减小，可能增大，也可能先增大后减小，故B错误；
C．分子间距从无穷远处到时，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，分子间距继续减小时，分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故时，分子势能最小，故C正确；
D．气体分子间的平均距离远大于，故D错误。
10. 如图所示，导体棒a、b水平放置于足够长的光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为l、，质量分别为m、2m，两棒接入电路的电阻分别为R、2R，其余电阻均忽略不计；导体棒a、b均处于竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场中、b两棒以的初速度同时向右运动，两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触， a总在窄轨上运动，b总在宽轨上运动，直到两棒达到稳定状态，则从开始运动到两棒稳定的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 稳定时b棒的速度为
B. 电路中产生的焦耳热为
C. 流过导体棒a的某一横截面的电荷量为
D. 当a棒的速度为时，b棒的加速度为
【答案】BCD
【解析】A．稳定时回路中的电流为零，即有
解得
取向右正方向，根据动量定理得，对a棒
对b棒
联立解得稳定时两棒速度分别为，，故A错误；
B．设电路中产生的焦耳热为Q，对a、b系统，根据能量守恒得
解得，故B正确；
C．对a棒由动量定理有
根据
可得
解得，故C正确；
D．当a棒的速度时，根据动量定理得，对a棒
对b棒
解得
此时电路中电流
对棒，有
可知，故D正确。
故选BCD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着，为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻 R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。已知两个电池E的电动势相同，均为9V，内阻可以忽略不计；滑块的质量为，两弹簧的劲度系数均为，电阻器的全长，电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零左侧偏转。当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零。
（1）当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端__________cm处。
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点__________填“左”、“右”侧偏转。
（3）当电压表示数稳定为，则加速度大小为__________。
【答案】（1） （2）右 （3）10
【解析】（1）当加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器的全长，则应将滑动片调到距电阻器左端处；
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块相对框架向左移动，根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于Q点的电势，则电压表的指针将向零点右侧偏转；
（3）设加速度为a时，电压表的读数为U，由牛顿第二定律有
又
联立解得
当电压表示数稳定为
得加速度大小为。
12. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中含有油酸，现用滴管向量筒内滴加50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL，若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的边长为25mm，试问：
（1）该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有 。
A. 把油酸分子视为球形
B. 油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C. 油酸分子是紧挨着的没有空隙
D. 油酸不溶于水
（2）图中油酸膜的面积为__________根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。结果保留两位有效数字
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列说法中可能正确的是 。
A. 水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
B. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理
C. 在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴
D. 错误地将油酸酒精溶液体积直接作为油酸的体积进行计算
【答案】（1）ABC （2） （3）AD
【解析】（1）A．把油酸分子视为球形，是理想化模型，故A正确；
B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜，是理想化模型，故B正确；
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，是理想化模型，故C正确；
D．油酸不溶于水，不是理想化模型，故D错误。
故选ABC。
（2）[1]不足半格，则舍去，超过半格，当作一格，由题图可知油膜约占70个小格，则面积为
[2]一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为

则油酸分子的直径为
（3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，根据
A．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则油膜测量值偏小，使得油酸分子的直径计算结果偏大，故A正确；
B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜测量值偏大，使得油酸分子的直径计算结果偏小，故B错误；
C．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多记了几滴，则一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积测量值偏小，使得油酸分子的直径计算结果偏小，故C错误；
D．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积测量值偏大，使得油酸分子的直径计算结果偏大，故D正确。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13. 如图所示，一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置，横截面积为，内有活塞质量为，活塞上放有一个质量的物块，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，其内密封有一定质量的理想气体，气柱高度。已知大气压强，重力加速度。
（1）如果拿掉活塞上的物块，气柱高度将变为原来的多少倍；
（2）如果缓慢降低环境温度，使活塞恢复到原高度，此过程中气体放出热量6J，求气体内能的增量。
【答案】（1）2 （2）
【解析】（1）拿掉活塞上的物块，气体做等温变化
初态，
末态：，
由玻意耳定律得
解得，故
（2）在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体做功为
由热力学第一定律
可得
14. 随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（图甲）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为图乙，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为 n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值
（2）若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗电流
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大，最大值为多少。
【答案】（1） （2） （3），
【解析】（1）交变电源的电压
已知原副线圈的匝数比
解得锅体中感应的电动势有效值
（2）交变电源的电压
已知原副线圈的匝数比
锅体回路中的电流
原副线圈输入功率和输出功率相等有
流过定值阻抗的电流
（3）锅体产热的功率
，
因此当，取得最大功率，最大功率为
15. 已知变化的磁场会在空间中产生感应电场，其电场线是在水平面内是一系列以О为圆心的同心圆，同一条电场线上各点场强大小相等，即，为电场线所在圆半径，为与电场线重合的单匝线圈所产生的感应电动势。电子感应加速器就是利用感应电场使电子加速的设备，它的基本原理如图甲所示。上下两磁铁间形成Ⅰ和Ⅱ两个磁场区，且且为常数），如图乙。两个磁场的圆心均为O，磁场区域Ⅰ的半径为，磁场区域Ⅱ的半径为，，其余地方没有磁场。已知电子质量为m，电荷量大小为e，在时电子在磁场Ⅱ某位置由静止释放，接下来假设电子会在以O点为圆心，半径为的圆周上运动。求：
（1）在时，通过整个磁场截面的磁通量大小；
（2）在磁场Ⅰ的边界线上产生的涡旋电场场强大小E；
（3）电子做圆周运动时的半径大小r。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设磁场区域Ⅰ的面积为，磁场区域Ⅱ的面积为，则
又因，，因此整个磁场截面的磁通量大小满足
（2）根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为
得
磁场Ⅰ的边界线上产生的涡旋电场场强大小E与电动势满足
得
（3）假设电子运动轨迹围成的面积为
其中
联立以上两式，得
设感生电场的电场强度为E，根据电动势的定义可得
电子沿切线方向的加速度
t时刻电子的速度为
又洛伦兹力提供向心力，有
联立以上各式，得