2021-2022学年湖北省荆州市公安县第三中学高二（下）5月物理试题（解析版）

2020级高二下学期5月考试物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共32分）1.下列说法正确的是（）

A.由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低B.由图乙可知，气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能一直增大C.由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力一直减小D.由图丁可知，当分子间的距离由变到的过程中分子力做正功【1题答案】【答案】D【解析】【详解】A．温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率也越大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，A错误；B．由图乙可知状态与状态满足则状态与状态温度相同，由图像的特点可知，温度升高，增大，所以气体由状态变化到的过程中，温度先升高再降低，则气体分子平均动能先增大再减小，B错误；C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，C错误；D．由图丁可知，当分子间的距离由变到的过程中，分子势能一直在减小，故分子力做正功，D正确；故选D。2.下列说法正确的是（）A.扩散现象和布朗运动都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动都是热运动B.物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的C.温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率不相同D.一定质量理想气体压强不变，气体分子单位时间内对器壁单位面积的平均碰撞次数随着温度升高而增大【2题答案】【答案】C【解析】【详解】A．扩散现象和布朗运动都是分子热运动的体现，分子运动又叫做热运动，故扩散运动和布朗运动不是热运动，A错误；B．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动具有一定的统计规律，B错误；C．温度是分子平均动能的量度，温度相同，则分子平均动能相同，但由于分子运动的平均速率与分子质量有关，故氢气分子和氧气分子的平均速率不相同，C正确；D．温度升高，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减小，D错误。故选C。3.如图所示，由波长为和的单色光组成的一束复色光，经半反半透镜后分成透射光和反射光。透射光经扩束器后垂直照射到双缝上并在屏上形成干涉条纹。是两单色光中央亮条纹的中心位置，和分别是波长为和的光形成的距离点最近的亮条纹中心位置。反射光入射到三棱镜一侧面上，从另一侧面和位置出射，则（）A.，M是波长为的光出射位置B.，N是波长为的光出射位置C.，M是波长为的光出射位置D.，N是波长为的光出射位置【3题答案】【答案】B【解析】【详解】AD．双缝干涉的实验结论由图可得xOP1＞xOP2故λ1＞λ2故AD错误；BC．由λ=cT或知，λ越大f越小（f为频率）；由光的色散实验知，频率f越大，穿过三棱镜后偏折越大（或频率f越大，折射率n越大）本题中由于λ1＞λ2故f1＜f2故偏折角小的对应f1，偏折大的对应f2，所以当λ1＞λ2时，M是λ2射出点，N是λ1射出点，故C错误，B正确。故选B。4.如图所示，在中有一垂直纸面向里匀强磁场，质量和电荷量都相等的带电粒子、、以不同的速率从点沿垂直于的方向射入磁场，图中实线是它们的轨迹。已知是的中点，不计粒子重力，下列说法中正确的是（）A.粒子带负电，粒子、带正电B.粒子在磁场中运动的时间最短C.粒子b在磁场中运动的周期最长D.射入磁场时粒子c的速率最小【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据左手定则可知a粒子带正电，b、c粒子带负电，故A错误；BC．由洛伦兹力提供向心力可知周期即各粒子的周期一样，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故BC错误；D．由洛伦兹力提供向心力可知可知射入磁场时粒子c的速率最小，故D正确。故选D。5.某兴趣小组用实验室的手摇发电机和一个可看作理想的小变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速匀速转动时，额定电压为的灯泡正常发光，电压表示数是，已知线圈电阻是，灯泡电阻是，则有（  ）A.变压器输入电压的瞬时值是B.变压器的匝数比是C.电流表的示数是D.线圈中产生的电动势最大值是【5题答案】【答案】C【解析】【详解】A．线圈以较大的转速n匀速转动时，所以变压器输入电压的最大值所以变压器输入电压的瞬时值故A错误；B．电压与匝数成正比，所以变压器原副线圈的匝数比是，故B错误；C．理想变压器的输入功率和输出功率相等，灯泡正常发光时电功率为所以输入功率为电流表的示数是故C正确；D．由于线圈有内阻r，故线圈中产生的电动势有效值大于，最大值也就大于，故D错误。故选C6.一列简谐横波沿直线由向传播，相距的两处的质点振动图象如图中所示，下列说法正确的（）A.该波的振幅可能是B.该波的波长可能是C.该波的波速可能是D.该波由传播到可能历时【6题答案】【答案】C【解析】【详解】A．由图读出，该波的振幅为，故A错误；B．由图看出，在时刻，质点经过平衡位置向上运动，质点位于波谷，波由向传播，结合波形得到、间距离与波长的关系为得到波长为代入，解得，不符题意，故B错误；C．波速为当时，解得，故C正确；D．该波由传播到的时间为代入=11s，解得n=2.5，不符题意，故D错误。故选C。7.如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN，PQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨右端接有阻值为R的电阻．一根质量为m，电阻为r的金属棒垂直导轨放置．并与导轨接触良好．现使金属棒以某初速度水平向左运动．它先后经过位置a、b后，到达位置c处刚好静止．已知磁场的磁感应强度大小为B，金属棒经过a、b处的速度分别为、，a、b间距离等于b、c间距离，导轨电阻忽略不计．下列说法中正确的是（）A.金属棒运动到a处时的加速度大小为B.金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由N指向QC.金属棒在a→b过程中通过电阻R的电荷量是b→c的2倍D.金属棒在a处的速度是其在b处速度的2倍【7题答案】【答案】D【解析】【详解】金属棒运动到a处时，有E=BLva，，安培力：F=BIL=，由牛顿第二定律得加速度：，故A错误．金属棒运动到b处时，由右手定则判断知，通过电阻的电流方向由Q指向N，故B错误．金属棒在a→b过程中，通过电阻的电荷量，同理，在b→c的过程中，通过电阻的电荷量，由于△Φ1=△Φ2，可得q1=q2．故C错误．在b→c的过程中，对金属棒运用动量定理得：-∑∆t=0-mv2，而∑v△t=lbc，解得：，同理，在a→c的过程中，对金属棒运用动量定理得：-∑∆t′=0-mv1，而∑v△t′=lac，解得：，因lac=2lbc，因此v1=2v2，故D正确．故选D．【点睛】解决本题的关键是推导出安培力表达式、感应电荷量表达式．对于非匀变速运动，研究速度可根据动量定理求解．二、多选题（本大题共6小题，共24分）8.关于振动和波的现象，下列说法正确的有（）A.物体做受迫振动，驱动力频率越高，物体振幅越大B.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高C.在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大D.泊松亮斑是光的衍射现象，增透膜是应用光的干涉现象【8题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．物体做受迫振动，驱动力频率与物体固有频率越接近，物体振幅越大，故驱动力频率越高，物体振幅不一定越大，故A错误；B．根据多普勒效应可知，火车鸣笛向我们驶来，我们听到的笛声频率比声源发声的频率高，故B正确；C．在干涉现象中，振动加强点的位移也会出现位移为零的情况，并不是振动加强点的位移总比减弱点的位移要大，故C错误；D．泊松亮斑是光的衍射现象，增透膜是应用光的干涉现象，故D正确。故选BD。9.竖直平面内有一粗细均匀的玻璃管，管内有两段水银柱封闭两段空气柱、，各段水银柱高度如图所示，大气压强为，，，，下列说法正确的是（）A.空气柱的压强为B.空气柱的压强为C.空气柱的压强为D.空气柱的压强为【9题答案】【答案】BC【解析】【详解】因同种液体等高处压强相等，而理想气体压强处处相等，以水银柱h2下边（h2-h1）部份为研究对象，依题意空气柱b的压强为以水银柱h3为研究对象，可知空气柱a的压强为故AD错误，BC正确。故选BC。10.如图所示，为一等腰直角棱镜的横截面，其材料的折射率为，同一颜色的光线1、2、3都平行入射到面，经面反射后都能从面射出。不考虑光在棱镜内的多次反射，则下列叙述错误的是（）

A.三条光线都在面上发生全反射B.三条光线在面上射出后仍平行C.从射出后，光线从上到下的顺序为1、2、3D.若光线3绕入射点逆时针转过一小角度，则可能从面射出棱镜【10题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．光线射到AB面上的折射角为则因临界角则而射到AB面上的入射角为,则三条光线都在BC面上发生全反射，A正确；

B．由几何关系可知，光线射到AC面上的入射角仍为30°，从AC射出时的折射角仍为45°，则三条光线在AC面上射出后仍平行BC，B正确；

C．根据光路图可知，光线1射到BC边上时的位置离C点最近，则从AC射出后离C点最近，则从AC射出后光线从上到下的顺序为3、2、1，C错误；

D．若光线3绕入射点逆时针转过一小角度，则在AB面上的入射角变大，折射角变大，光线射到BC边上的入射角大于75°，仍能在BC边发生全反射，不可能从BC面射出棱镜，D错误。

故选CD。11.如图所示，一个边长为L的正方形导线框，其电阻为R，线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域，磁感应强度为B。如果以x轴的正方向作为安培力的正方向，线框在图示位置的时刻开始计时，则b、c两点间的电势差和线框所受的安培力随时间的变化图像为（）A. B.C. D.【11题答案】【答案】BC【解析】【分析】【详解】当时，线框未进入磁场，安培力为感应电动势，则bc之间的电势差为当时，bc边切割磁感线，得安培力由楞次定律得知安培力方向向左，将bc看成电源，由右手定定则知，b点电势高于c点，则bc之间的电势差为当时，线圈全部进入磁场，bc棒和ad棒产生的感应电动势抵消，感应电流为零，所以安培力由于bc棒在切割磁感线，所以bc之间的电势差为感应电动势当时，是线圈离开磁场的过程，ad边切割磁感线，安培力为由楞次定律得知安培力方向向左，ad边切割磁感线，将ad边看成电源，电流方向为顺时针，所以b点电势高于c点电势，则bc之间的电势差为综上可得BC正确，AD错误。故选BC。三、实验题（本大题共2小题，共15分）12.某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，其中传感器可以记录光强度随时间的变化情况。将传感器固定在悬点正下方，当小球摆到最低点时遮挡光线，计算机采集数据后得到的光强－时间图像如图乙所示。(1)此传感器是将光信号转化为______信号的装置；(2)由图乙可得，第1次光强最小到第N次光强最小的时间为t，则该单摆的周期可表示为T1=______；（用N、t表示）(3)该同学测出小球直径D，绳长L，若已知重力加速度g，则单摆周期公式可表示为T2=______。（用D、L、g表示）。在误差允许范围内T1=T2，即可验证公式正确。【12题答案】【答案】①.时间②.③.【解析】【分析】【详解】(1)[1]此传感器是将光信号转化为时间信号装置；(2)[2]该单摆的周期可表示为(3)[3]由单摆周期公式可得13.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸，用注射器测得上述溶液有滴，把滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为。（1）下列有关该实验的说法正确的_________A.本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量B.本实验将油膜看成单分子油膜C.本实验忽略了分子的间隙D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去（2）按以上实验数据估测出油酸分子的直径为_______m（保留一位有效数字）。（3）油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，然后根据测量的数据算出分子直径，结果将____________（偏大、偏小、不变）。【13题答案】【答案】①.BC②.③.偏大【解析】【详解】（1）[1]A．本实验不可以直接将纯油酸滴水面上测量，如果不稀释，则在水面形成的油膜不是单分子油膜，故A错误；BC．测量分子的直径时，假设的前提是将油分子看成球形分子，忽略分子的间隙，并且把油膜看成单分子油膜，故BC正确；D．测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，超过一半的算一格，不够半个的舍去，故D错误。故选BC。（2）[2]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积根据坐标纸可得油酸膜的面积是则油酸分子的直径（3）[3]油酸酒精溶液滴入浅盘的水中后，迅速用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，这样油酸可能没有完全展开，使得测得的面积偏小，根据测量的数据算出分子直径，结果将偏大。四、计算题（本大题共3小题，共41分）14.如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上，用轻质活塞封闭着体积为V0的理想气体，外界大气压强为p0，轻质活塞横截面积为S，与汽缸之间的摩擦不计。现在活塞上面放一质量为m的物块，活塞缓慢下移，并最终静止在某一位置，环境温度保持不变。重力加速度为g。求：(1)活塞静止时，缸内气体的压强；(2)静止时活塞离汽缸底端的距离；【14题答案】【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)对活塞受力分析有解得(2)被封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律可得，解得则15.x轴上的波源分别位于和处，t=0时刻两波源同时开始振动，产生的两列简谐横波沿s1、s2连线相向传播，时两列波的图像如图所示。质点M的平衡位置位于处，求：（1）两列波传播速度的大小；（2）M点的起振方向；（3）质点M，从t=0到时间内运动的路程。【15题答案】【答案