2021-2022学年山东省济宁市鱼台县第一中学高二（下）5月物理试题（解析版）

鱼台县第一中学高二年级物理试题2022.5注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。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。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下说法正确的是（）A.翻松的土层不能防止土壤中的水分散失B.在完全失重的情况下气体对盛装气体的器壁没有压强C.热量能自发地从低温物体传到高温物体D.液体的表面张力产生的原因是表面层液体分子间的作用力表现为引力【答案】D【解析】【详解】A．翻松土层可以破坏土壤里的毛细管，能防止土壤中的水分散失，故A错误；B．气体压强产生的原因是由于气体分子不断对容器的器壁碰撞而产生的，而不是由于气体的重力产生的，在完全失重的情况下气体对盛装气体的器壁有压强，故B错误；C．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故C错误；D．液体的表面张力产生的原因是表面层液体分子间的作用力表现为引力，故D正确。故选D。2.在“用油膜法估测分子大小”的实验中，配制好适当比例的油酸酒精溶液，用注射器和量筒测得1mL含上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测出油膜的面积，便可算出油酸分子的直径。某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大，可能的原因是（）A.油酸未完全散开B.油酸中含有大量酒精C.计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了几滴【答案】A【解析】【分析】【详解】A．油酸未完全散开，S偏小，由d=可知，分子直径偏大。故A正确；B．油酸中含有大量酒精不会造成影响，因为酒精最终挥发或者溶于水，故B错误；C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格,S偏大，由d=可知，分子直径偏大。故C错误；D．求每滴体积时，1ml溶液的滴数误多记了几滴，纯油酸的体积V将偏小，由d=可知，分子直径偏小，故D错误。故选A。3.如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电，则下列说法正确的是（）A.电容器正在放电B.线圈L中的磁场能正在减小C.电容器两极板间的电压正在减小D.线圈L中电流产生磁场的磁感应强度正在增强【答案】B【解析】【详解】AB.根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，电容器两极板间电压正在增大，磁场能转化为电场能，故A错误，B正确；C．振荡电路正在充电，电容器的带电量在增大，电容器两极板间的电压正在增大，故C错误；D．充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，故D错误。故选B。4.如图所示为网络科学小视频中经常出现的一组装置，将一段电阻为r的裸铜导线弯成心形，A端与电池正极接触，P、Q端与负极相连，然后将电池放在小磁铁上方，保证电路良好接触，心形铜导线就会转起来，不计转动阻力。下列说法正确的是（）

A.可根据电池的正负极和裸铜线的转动方向判断小磁铁的N、S极B.从上向下看，裸铜导线在安培力作用下一定逆时针转动C.如果磁铁的磁极调换一下，心形线框启动，其转动的方向不变D.电池的输出功率等于线圈转动的机械功率【答案】A【解析】【详解】A．已知电池的正负极就知道裸铜线的电流方向，在明确裸铜线的转动方向即受力方向，根据左手定则，就能判断出磁场的方向，即能判断小磁铁的N、S极，A正确；B．裸铜导线的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，因为不清楚磁场的方向，根据左手定则不能判断出一定逆时针转动，B错误；C．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，磁场方向相反，根据左手定则，安培力方向也会相反，心形线框的方向也应该改变，C错误；D．电池输出的电功率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，D错误。故选A。5.在绝缘的水平桌面上有MN、PQ两根平行的光滑金属导轨，导轨间的距离为l。金属棒ab和cd垂直放在导轨上，两棒正中间用一根长l的绝缘细线相连，棒ab右侧有一直角三角形匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，三角形的两条直角边长均为l，整个装置的俯视图如图所示，从图示位置在棒ab上加水平拉力，使金属棒ab和cd向右匀速穿过磁场区，则金属棒ab中感应电流i和绝缘细线上的张力大小F随时间t变化的图像（规定金属棒ab中电流方向由a到b为正），下列说法正确的是（）

A.a、c可能正确 B.a、d可能正确C.b、c可能正确 D.b、d可能正确【答案】A【解析】【详解】金属棒ab匀速穿过磁场，设切割磁感线的有效长度为L，则L=vtab棒产生的感应电动势E=BLv=Bv2t设电路电阻为R，则感应电流大小均匀增加，由楞次定律可知电流方向由b到a，为负值。当L达到l长度时，ab棒出磁场，cd棒进磁场，此时棒在磁场中切割磁感线的有效长度L突然变为零后均匀增加，ab棒中电流反向变为由a到b，大小均匀增加；cd棒未进入磁场中时，根据cd棒受力平衡知，细线上的张力F为0，cd棒进入场后细线张力和安培力满足二力平衡，则张力由数学知识知，F与t的图像为开口向上的抛物线。故选A。6.某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（）A.开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A，B一样亮B.开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，然后A变暗一些，B变得更亮C.开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭D.开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭【答案】BD【解析】【详解】AB．开关S闭合瞬间，因电感线圈自感很大，故线圈中电流为零，A、B同时亮，随后因线圈对电流的阻碍作用逐渐减小，流经电源的总电流逐渐增大，故流经B的电流逐渐增大，故B变得更亮，因电源无内阻，故路端电压不变，即B两端电压升高，A两端电压降低，故A要变暗一些，故A错误、B正确；CD．开关S断开瞬间，线圈与A组成回路，故B立即熄灭，因开关断开前线圈中的电流大于A中电流，故A先变得更亮再逐渐熄灭，故C错误、D正确。故选BD。7.图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值都是311VC.图甲所示电压的瞬时值表达式为D.图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10：1的理想变压器变压后，功率比为1：1【答案】D【解析】【详解】A、由于两图中表示电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；B、两种电压的最大值是311V，有效值要小于311V，故B错误；C、从图甲可知，Em=311V，ω==100πrad/s，所以图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100πtV，故C错误；D、理想变压器变压后，输入功率等于输出功率，功率比为1：1，故D正确；8.两光滑平行金属导轨间距为L，金属棒MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B。电容器的电容为C，定值电阻为R，金属棒的电阻为r，导轨的电阻不计。电容器开始时不带电，现给金属棒MN一初速度，使金属棒MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度向右做匀速运动，下列说法正确的是（）A.金属棒的速度B.MN以速度向右做匀速运动时，电容器上极板带正电C.MN以速度向右做匀速运动时，回路中的电流为D.为保持MN匀速运动，需对其施加的水平拉力大小为【答案】AB【解析】【详解】A．电路稳定之前，金属棒运动产生感应电流，通过电阻产生焦耳热，根据能量守恒可知，金属棒的动能有损失，故速度减小，故A正确；B．MN向右做减速运动时，根据右手定则可知，感应电流在金属棒中由N到M，金属棒相当于电源，给电容器充电，故稳定后，MN以速度向右做匀速运动时，电容器上极板带正电，故B正确；C．MN以速度向右做匀速运动时，金属棒产生感应电动势与电容电压相等，电容器充电完成，回路电流为零，故C错误；D．回路电流零，金属棒不受安培力作用，不需再额外施加拉力即可做匀速运动，故D错误。故选AB。三、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙，再从状态乙变化到状态丙，其图像如图所示。则该理想气体（）

A.甲、丙两状态下的分子平均动能相同B.由甲到丙，内能先增大后减小C.由乙到丙，吸收的热量D.由乙到丙，分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少【答案】AD【解析】【详解】A．根据理想气体状态方程将甲、丙两状态下气体压强和气体体积代入可知，甲、丙两状态下气体温度相等。理想气体分子平均动能只与温度有关，甲、丙两状态下分子平均动能相同，A正确；B．将甲、乙两状态下气体压强和气体体积代入理想气体状态方程可知，乙状态气体温度较低，一定质量的理想气体从状态甲变化到状态乙再变化到状态丙过程中温度先降低后增大，内能先减小后增大，B错误；C．由乙到丙，气体体积增大，系统对外做功，即且B选项中已分析知乙到丙过程气体内能增大，即，根据热力学第一定律可知即吸收热量大于1000J，故C错误；D．气体压强的产生是由于气体分子不停息的做无规则热运动，其大小取决于单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数及撞击容器壁时的平均速率，由乙到丙，温度升高，气体分子平均速率增大，而气体压强不变，故单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数逐渐减少，D正确。故选AD。10.如图所示，磁极N、S间的磁场看成匀强磁场，磁感应强度大小为B0，矩形线圈ABCD的面积为S，线圈共n匝，电阻为r，线圈通过滑环与理想交流电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连，CD边与滑环F相连。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线方向垂直。以下说法正确的是（）A.线圈在图示位置时电压表示数为0B.线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为C.线圈从图示位置开始转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量为D.线圈过图示位置时磁通量最大，感应电动势为零【答案】BD【解析】【详解】A．电压表所测是发电机输出电压的有效值，始终不为零，故A错误；B．线圈转动过程中产生的感应电动势最大值为有效值为回路中消耗的总功率为线圈转动一周的过程中克服安培力做的功等于回路中消耗的总电功，即故B正确；C．线圈从图示位置开始转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量为故C错误；D．线圈过图示位置时正位于中性面，磁通量最大，感应电动势为零，故D正确。故选BD。11.如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ=30°放置，两导轨间距为L=0.5m，M、P两点间接有阻值为R=2Ω的电阻。一根质量为m=0.4kg、电阻为r=1Ω的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，其余电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑，已知ab杆从静止释放到达到最大速度过程中通过R的电量为q=2C，对ab杆的运动过程，下列说法正确的是（）A.ab杆下滑的最大速度vm=6m/sB.该过程中ab杆沿导轨下滑的距离x=6mC.该过程中电阻R产生的焦耳热Q=4.8JD.该过程中ab杆运动的时间t=2.2s【答案】ABD【解析】【详解】A．当ab杆以最大速度下滑时，通过ab杆的电流为根据平衡条件可得BIL=mgsinθ代入数据解得vm=6m/s故A正确；B．ab杆从静止释放到达到最大速度过程中通过R的电量为解得x=6m故B正确；C．根据能量守恒定律可知该过程中系统产生的总焦耳热为根据焦耳定律可得故C错误；D．对ab杆根据动量定理有代入数据解得t=2.2s故D正确。故选ABD。12.如图所示，在直角坐标系xOy第一象限内x轴上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量大小均为m，电荷量大小均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OP＝OS＝d，粒子带负电，粒子重力及粒子间的相互作用均不计，则（）A.粒子的速度大小为B.从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为C.沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为dD.从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为9:4【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．由OP＝OS＝d，可得SP＝2d如图所示，结合“在轨迹圆中，轨迹的直径为最长的弦”和题中“所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点”可知SP是其中一个轨迹的直径，由可得则v＝A正确；B．由几何知识可得从O点射出的粒子，轨迹所对的圆心角为60°，在磁场中的运动时间为t＝＝B正确；C．沿平行x轴正方向射入的粒子，圆心在原点处，运动轨迹为四分之一圆，离开磁场时的位置到O点的距离为d，C错误；D．从x轴上射出磁场的粒子，从原点射出时在磁场中运动时间最短，运动轨迹与x轴相切时运动时间最长tmax＝＝则tmax∶t＝9∶2D错误。故选AB。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。

（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，___________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积；（2）关于该实验，下列说法正确的是___________；A．为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油B．实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．活塞移至某位置时，应快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值（3）若实验过程中气体温度降低，其他条件符合实验要求，实验小组按气体温度不变，测得注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值（数值未给出）后，请你根据所学知识，结合气体实际状态变化情况，以p为纵轴、为横轴，帮助该实验小组作出气体状态变化大致图像。（）【答案】①.不需要②.A③.【解析】【详解】（1）[1]横截面积相同，每一次体积的改变，只需要比较空气柱长度的变化即可，故不需要测量空气柱的横截面积；（2）[2]A．为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是注射器上涂上润滑油防止漏气，故A正确；B．若急速推拉活塞，则有可能造成气体温度变化，故B错误；C．手握紧活塞会导致温度的变化，故C错误；D．活塞移至某位置时，应等状态稳定后，记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故D错误。故选A。（3）[3]p-图线的斜率根据气体温度降低，则斜率减小，图像向下弯曲。

14.某学校物理兴趣小组的同学用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，它由热敏电阻和继电器组成。如图甲所示，将热敏电阻安装在需要探测温度的地方，当测温区温度正常时，某一指示灯亮；当测温区温度达到或超过报警温度时，另一个指示灯亮。图甲中继电器的供电电源电动势，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，线圈电阻为，当线圈中的电流大于等于时，继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。

（1）当测温区温度升高时，继电器的磁性将__________（均选填“减小”、“不变”或“增大”）；（2）如果要使报警电路在测温区温度超过报警，需要把可变电阻的阻值调节为__________；当测温区温度超过时，指示灯____________亮（选填“A”或“B”）；（3）若要设置报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是___________。A.适当增大电源电动势B.适当减小电源电动势C.适当调大可变电阻的阻值D.适当调小可变电阻的阻值【答案】①.增大②.90③.A④.BC##CB【解析】【详解】（1）[1]电磁铁电路是一个串联电路，根据串联电路中总电阻与各个电阻阻值之间的关系，当环境温度升高时，从坐标图中可以看出R1阻值变小，总电阻也变小，电源电压不变，通过电磁铁的电流变大，因此继电器的磁性会增强。（2）[2]由图乙可知测温区温度时，热敏电阻的阻值由闭合电路欧姆定律可得解得可变电阻的阻值[3]当测温区温度超过时，继电器的衔铁将被向上吸合，指示灯A亮。（3）[4]若要设置报警电路在更高的温度报警，热敏电阻阻值更小，而报警电流为50mA不变，由可知应适当降低值或增大的值，故BC正确，AD错误。故选BC。15.如图所示，质量为m的活塞将体积为V0，温度为T0的某种理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内，活塞横截面积为S。现将汽缸内气体的温度缓慢升高，气体体积增大到2V0。已知大气压强为，气体内能U与温度T的关系为U=kT（k为常量），重力加速度为g。求∶(1)该过程中气体的压强p；(2)气体体积为2V0时的温度T2；(3)该过程中气体吸收的热量Q。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)对活塞受力分析得解得(2)加热过程中气体等压膨胀，由解得(3)该过程中气体内能增加解得因气体体积增大，故此过程中气体对外做功解得由热力学第一定律有解得该过程中气体吸收的热量16.如图所示，两足够长、阻值不计、间距为的光滑平行固定金属导轨、水平放置，两导轨间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量均为、阻值均为的导体棒、静止于导轨上，两导体棒与两导轨垂直，两棒间距也为，并与导轨保持良好接触。现给导体棒一个水平向右的瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度。求：（1）从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量；（2）稳定时、两导体棒之间距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）两导体棒组成的系统水平方向不受外力，竖直方向合力为零。则系统动量守恒，且最终两导体棒会以相同的速度做匀速运动。以的方向为正方向，由动量守恒得解得稳定时、两导体棒速度为对棒由动量定理有即又联立解得，从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量为（2）设两棒间的相对位移为，则解得则最终稳定时，、两导体棒之间的距离为17.如图所示，两导电性良好的光滑平行导轨倾斜放置，与水平面夹角为，间距为L。导轨中段正方形区域内存在垂直于轨道面向上的匀强磁场。电阻相等的金属棒a和b静止放在斜面上，a距磁场上边界为L。某时刻同时由静止释放a和b，a进入磁场后恰好做匀速运动；a到达磁场下边界时，b正好进入磁场，并匀速穿过磁场。运动过程中两棒始终保持平行，两金属棒与导轨之间导电良好，不计其他电阻和摩擦阻力，导轨足够长。求：（1）a、b通过磁场区域的时间之比为多少？（2）a、b质量之比为多多少？（3）从a进入磁场到b棒离开磁场，a、b中产生的热量之比为多少？（4）a、b棒穿过磁场后，能否发生碰撞，请你说明结论和分析判断的理由。【答案】（1）；（2）；（3）1：1；（4）能，理由见解析【解析】【详解】（1）某时刻同时由静止释放a、b，a进入磁场后恰好做匀速运动，刚进入磁场前，由动能定理，得知a到达磁场下边界时，b正好进入磁场，并匀速穿过磁场b到达磁场上边界的时间此时b匀速穿过磁场时间a、b通过磁场区域的时间之比为（2）由闭合电路欧姆定律得a处于平衡态，受力分析可知得由于b匀速穿过磁场，则得故（3）a、b棒串联，电阻相等，由焦耳定律可知，两棒产生的热量之比为1:1（4）两棒能发生碰撞。以金属棒刚出磁场计算，先以速度为做匀速直线运动，后以初速度为做加速度为的匀加速直线运动，当b刚出磁场时，a的速度为此后以初速度为做加速度为的匀加速直线运动，故、能发生碰撞。18.1930年，劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器。加速器在核物理和粒子物理研究中发挥着巨大的作用，回旋加速器是其中的一种。如图是某回旋加速器的结构示意图，D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆型金属盒