2021-2022学年江苏省盐城市响水中学高二（下）第二次学情分析考试物理试题 （解析版）

江苏省响水中学2022年春学期高二年级第二次学情分析考试

物理试卷

考生注意：                                                   

1、本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，共6页。

2、满分100分，考试时间为75分钟。

第I卷（选择题40分）

一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项正确。）

1. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80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，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（　　）

A. 7×10-8m B. 1×10-8m C. 7×10-10m D. 1×10-10m

【答案】C

【解析】

【详解】1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为

油膜面积为

油酸分子直径为

故选C。

2. 在如图所示的电路中，电源电动势E和内电阻r为定值，R1为滑动变阻器，R2和R3为定值电阻。当R1的滑动触头P从左向右移动时，电压表V1和V2的示数的增量分别为ΔU1和ΔU2，对ΔU1和ΔU2有（　　）

A. ΔU1>0，ΔU2＜0 B. ΔU1＜0，ΔU2>0 C. |ΔU1|=|ΔU2| D. |ΔU1|＜|ΔU2|

【答案】B

【解析】

【详解】AB．当R1的滑动触头P从左向右移动时，回路中电阻减小，电流增大，所以电压表V2示数增大，由

，

知路端电压减小，所以电压表V1示数变小，则知

ΔU2>0，ΔU1 <0

故A错误，B正确；

CD．根据闭合电路欧姆定律

可知

可知

>

故CD错误。

故选B。

3. 某同学将一个表面洁净、两端开口的细直玻璃管竖直插入不同液体中，他用放大镜观察，能看到的情景是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．图A中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间引力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，故A错误；

B．图B中的液体与玻璃管外部表现为不浸润，而在管内部表现为浸润，这是相互矛盾的，故B错误；

C．图C中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间引力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，故C正确；

D．图D中的液体与玻璃管表现为浸润，即附着层内分子间引力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，此时液体表面张力会对管中的液体形成一个向上的拉力，则管内的液面会稍微高于管外的液面高度，故D错误。

故选C。

4. 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（     ）

A  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】当分子间距离r等于平衡距离r0时，分子间作用力f表现为零，分子势能Ep最小。

故选B。

5. 如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流I时，导线的运动情况是（　　）（从上往下看）

A. 顺时针方向转动，同时下降

B. 顺时针方向转动，同时上升

C. 逆时针方向转动，同时下降

D. 逆时针方向转动，同时上升

【答案】C

【解析】

【详解】在导线两侧取两小段，左边一小段所受的安培力方向垂直纸面向外，右侧一小段所受安培力的方向垂直纸面向里，从上往下看，知导线逆时针转动，当转动 90° 时，导线所受的安培力方向向下，所以导线的运动情况为：逆时针转动，同时下降。故C 正确，ABD 错误。

故选C。

6. 如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向内．一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0），规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流号时间关系的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向，再由感应电动势公式和欧姆定律，分段分析感应电流的大小，即可选择图象．

【详解】线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i应为正方向，故BC错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生．线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误．

7. 为探讨磁场对脑部神经组织的影响及临床医学应用，某小组查阅资料知：“将金属线圈放置在头部上方几厘米处，给线圈通以上千安培、历时约几毫秒的脉冲电流，电流流经线圈产生瞬间的高强度脉冲磁场，磁场穿过头颅对脑部特定区域产生感应电场及感应电流，而对脑神经产生电刺激作用，其装置如图所示。”同学们讨论得出的下列结论不正确的是（　　）

A. 脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应

B. 脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象

C. 若将脉冲电流改为恒定电流，可持续对脑神经产生电刺激作用

D. 若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，则在脑部产生的感应电场及感应电流会增强

【答案】C

【解析】

【详解】A．脉冲电流流经线圈会产生高强度的磁场是电流的磁效应，A正确，不符合题意；

B．脉冲磁场使脑部特定区域产生感应电流是电磁感应现象，B正确，不符合题意；

C．若将脉冲电流改为恒定电流，线圈将会产生恒定磁场，故不会产生持续的感应电场及感应电流，不会对脑神经产生电刺激作用，C错误，符合题意；

D．若脉冲电流最大强度不变，但缩短脉冲电流时间，可知在脑部特定区域产生相同磁通量变化的时间缩短，根据法拉第电磁感应定律可知在脑部产生的感应电场及感应电流会增强，D正确，不符合题意。

故选C。

8. 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源产生的各种不同正离子束（速度可看作为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片上，设离子在上的位置到入口处的距离为，则下列判断正确的是（    ）

A. 若离子束是同位素，则越小，离子质量越大

B. 若离子束是同位素，则越小，离子质量越小

C. 只要相同，则离子质量一定相同

D. 越大，则离子的比荷一定越大

【答案】B

【解析】

【详解】在电场中，根据动能定理得

qU=mv2

得v=

在磁场中，洛伦兹力提供向心力

qvB=m

得

则有：

x=2r=

AB．若离子束是同位素，q相同，x越小，对应的离子质量越小，故A错误，B正确；

C．由

x=2r=

知只要x相同，对应的离子的比荷一定相等，而质量不一定相同，C错误；

D．由C可知，当x越大，则离子的比荷一定越小，D错误。

故选B。

【点睛】解决本题的关键利用动能定理和牛顿第二定律求出P到S1的距离，从而得出x与电荷的比荷有关，及注意电荷的比荷是．

9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程。这就是热机的“卡诺循环”。则（　　）

A. A→B过程说明，热机可以从单一热源吸热对外做功而不引起其它变化

B. B→C过程中，气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量增大

C. C→D和D→A过程中，气体压强都增大的微观机制完全相同

D. B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化，A错误；

B．B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，分子的平均动能减小，压强变小，单位时间内气体分子对器壁单位面积的冲量

气体分子在单位时间内碰撞单位面积器壁的平均冲量减小，B错误；

C．C→D，等温压缩，温度不变，单位体积内的分子数增多，压强增大。D→A过程中，绝热压缩，体积减小，分子内能增加，单位体积内的分子数增多，且分子平均撞击力增大，导致压强增大，故两种气体压强都增大的微观机制不相同，C错误；

D．B→C过程中

由于内能，故

由热力学第一定律可知，两个过程均绝热

，

可知B→C过程中气体对外做的功与D→A过程中外界对气体做的功相等，故D正确。

故选D

10. 1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）

A. 离子由加速器的边缘进入加速器

B. 离子从磁场中获得能量

C. 离子获得的最大动能与加速电压有关

D. 离子在加速器中运动的总时间与磁场强度有关

【答案】D

【解析】

【详解】A．离子在磁场中，由牛顿第二定律有

解得

知，随着被加速离子的速度增大，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径逐渐增大，所以离子必须由加速器中心附近进入加速器，A错误；

B．离子在电场中被加速，动能增加；在磁场中洛伦兹力不做功，离子做匀速圆周运动，动能不改变．磁场的作用是改变离子的速度方向，所以离子从电场中获得能量，B错误；

C．离子最大速度

与D形盒的半径有关系，与加速电压无关，C错误；

D．设离子被加速次数为n，由能量守恒得

则离子匀速圆周运动总时间

离子在匀强电场中的加速度为

匀加速总时间

解得

可见离子在加速器中运动的总时间与磁场强度有关，D正确。

故选D。

第II卷（非选择题60分）

二、实验题：（本题共15分，每空3分，请将解答填写在答题卡相应位置。）

11. 某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时，采用图甲所示电路，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20 Ω，电路实物图如图乙所示。

（1）该学生接线中错误和不规范的做法是___________。

A.滑动变阻器不起变阻作用　　    B.电流表接线有错

C.电压表量程选用不当     D.电压表接线不妥

（2）该同学将电路按正确的方式连接好，检查无误后，闭合开关，进行实验。实验完毕，将测量的数据反映在U -I图上（如图丙所示），根据该图线，可求出干电池的电动势E=___________V，内阻r=___________Ω。

（3）由于电表电阻的影响，___________，___________。（选填 < 、 >  或 = ）

【答案】    ①. AD##DA    ②. 1.48    ③. 0.77    ④. <    ⑤. <

【解析】

【详解】（1）[1]由图示实物电路图可知，滑动变阻器阻值全部接入电路，滑动变阻器成定值电阻，滑动变阻器接线错误，电压表直接接在电源两端，电压表接线错误。

故选AD。

（2）[2][3]由图示电源U－I图像可知，图像与纵轴交点坐标值为1.48，则电源电动势

E=1.48V

电源内阻

（3）[4][5] 该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；利用等效电源法分析，即可将电压表等效到电源内部（见虚线框内），实验中测出的电动势应为等效电源输出的电压，由图可知，输出电压小于电源的电动势，故可知电动势的测量值小于真实值；实验中测出的内阻应为实际电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所以测得的内阻小于真实值。

三、计算题（本大题共4小题，共45分，解答过程请写出必要的文字说明、方程式和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分。请将解答填写在答题卡相应位置。）

12. 一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为V0，开始时内部封闭气体的压强为p0。经过太阳曝晒，气体温度由t0=27℃升至t1=87℃。

（1）求此时气体的压强。

（2）保持t1=87℃不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值。判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因。

【答案】（1）；（2），吸热，见解析

【解析】

【详解】（1）设升温后气体的压强为p1，由查理定律得

代入数据得

（2）抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为V，由玻意耳定律得

p1V0=p0V

得

设剩余气体的质量与原来总质量的比值为k，由题意得

联立得

吸热，因为抽气过程中剩余气体温度不变，故内能不变，而剩余气体膨胀对外做功，所以根据热力学第一定律

，，

可知

所以剩余气体要吸热。

13. 如图所示，为实验室使用的旋转磁极式发电机模型，线圈abcd的匝数N=1000，内阻r=4 Ω，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=4∶1，副线圈外接电阻R=1 Ω。转动磁极，线圈abcd内磁场的磁通量的变化规律为。闭合S，求：

（1） 线圈产生电动势的有效值E；

（2） 电阻R中的电流强度I2。

【答案】（1）200V；（2）40A

【解析】

【详解】（1）由可知

Φm=，

转动磁极，线圈产生感应电动势最大值为

Em=NBSω=NΦmω

则有效值为

（2）对原线圈电路有

E=I1r＋U1

根据理想变压器规律

，

对副线圈回路有

U2=I2R

联立解得

I2=40A

14. 如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以速度v0与x轴负方向成53°角射入磁场，从y=L处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x=2L处的c点。不计粒子重力。求：

（1）磁感应强度B的大小；

（2）电场强度E的大小；

（3）带电粒子在磁场和电场中的运动时间之比。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子在磁场中运动轨迹如图，由几何关系可知

r＋rcos53°=L

解得

又因为

qv0B=m

解得

（2）带电粒子在电场中运动时，沿x轴有

2L=v0t2

沿y轴有

L=at22

又因为

qE=ma

解得

E=

（3）带电粒子在磁场中运动时间为

带电粒子在电场中运动时间为

t2=

所以带电粒子在磁场和电场中运动时间之比为

=

15. 如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为d，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，导轨电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向上。长为d的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为、电阻为。两金属导轨的上端连接一个灯泡，灯泡的电阻，重力加速度为g。现闭合开关S，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为的恒力，使金属棒由静止开始运动，当金属棒达到最大速度时，灯泡恰能达到它的额定功率。求：

（1）金属棒能达到的最大速度vm；

（2）灯泡的额定功率PL；

（3）若金属棒上滑距离为d 时速度恰达到最大，求金属棒由静止开始上滑4d的过程中，金属棒上产生的电热Qr。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动；设最大速度为，当金属棒达到最大速度时，做匀速直线运动，由平衡条件得

又，解得

由

，

联立解得

（2）灯泡的额定功率

（3）金属棒由静止开始上滑4d的过程中，由能量守恒定律可知

金属棒上产生的电热