2020-2021学年楚州某校高二期中联考_（物理）试卷

这是一份2020-2021学年楚州某校高二期中联考_（物理）试卷，共8页。试卷主要包含了选择题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 下列四幅图分别对应四种说法，正确的是（ ）

A.分子间的距离为r0时，分子间作用力F最小，分子势能也处于最小值
B.微粒运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
C.食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
D.猛推活塞，密闭的气体温度升高，压强变小，外界对气体做正功

2. 如图所示是氧气在0∘C和100∘C两种不同情况下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系，下列说法错误的是（ ）

A.虚线曲线对应的温度为100∘C
B.0∘C的氧气速率大的分子比例较多
C.0∘C和100∘C氧气分子速率都呈现“中间多，两头少”的分布特点
D.在0∘C和100∘C两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等

3. 下列说法正确的是（ ）
A.能量耗散的说法与能量守恒定律是互相矛盾的
B.在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，将势能转化为内能，温度升高
C.彩色液晶显示器利用了液晶的电学性质具有各向异性的特点
D.液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力

4. 如图所示，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球，在O点正下方l2处的P点固定一小钉子．现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动．点B（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A.点B在点A下方B.点B在点A上方
C.小球摆动的周期为2πlgD.小球摆动的周期为π(lg+l2g)

5. 如图所示，一端开口一端封闭的长直玻璃管，灌满水银后，开口端向下竖直插入水银槽中，稳定后管内外水银面高度差为h，水银柱上端真空部分长度为L，现将玻璃管竖直向上提一小段，且开口端仍在水银槽液面下方，则（ ）

A.h变大，L变大B.h变小，L变大C.h不变，L变大D.h变大，L不变

6. 如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点位于S1、S2连线的中垂线上，且ab=bc．某时刻a是两列波波峰的相遇点，c是两列波波谷的相遇点，则（ ）

A.a处质点的振幅为2AB.c处质点始终处于波谷
C.b处质点为振动减弱点D.a处质点的位移不可能为零

7. 物体做简谐运动，振幅为0.4cm，周期为0.5s，计时开始时具有正向最大加速度，它的位移公式是（ ）
A.x=4×10−3sin4πt+π2mB.x=4×10−3sin4πt−π2m
C.x=4×10−3sin2πt+π2mD.x=4×10−3sin2πt−π2m

8. 一列简谐横波某时刻波形如图甲所示．由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示．下列说法正确的是（ ）

A.该横波沿x轴负方向传播
B.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动到N点
C.质点N该时刻向y轴负方向运动
D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同

9. 如图所示，一定质量的气体的状态沿1→2→3→1的顺序循环变化，若用p−V或V−T图象表示这一循环，在图中表示正确的是（ ）

A.B.
C.D.

10. 如图所示，气缸和活塞与外界均无热交换，中间有一个固定的导热性良好的隔板，封闭着两部分气体A和B，活塞处于静止平衡状态．现通过电热丝对气体A加热一段时间，后来活塞达到新的平衡，不计气体分子势能，不计活塞与气缸壁间的摩擦，大气压强保持不变，则下列判断正确的是（ ）

A.气体A吸热，但对外做功，内能不变
B.气体B吸热，对外做功，内能不变
C.气体A和气体B内每个分子的动能都增大
D.气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少

11. 某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成．如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）

A.在状态a和c时的内能可能相等
B.在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C.b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
D.在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
二、实验探究题

某班级做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验．实验前，教师将酒精加入1mL的油酸中配制成1000mL的油酸酒精溶液．

（1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用________将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目．

（2）在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，下列现象或判断正确的是________．
A.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些
B.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定
C.若出现上图的情况，说明油酸油酸浓度太大，需重新配制油酸酒精溶液进行实验
D.若出现上图的情况，可在水面上重新撒上痱子粉，再次滴入油酸酒精溶液进行实验

（3）甲实验小组测得1mL油酸酒精溶液为80滴，通过数1滴溶液在水面稳定后形成的油膜面积对应的正方形的个数得到油膜的面积为250cm2，可估算油酸分子的直径为________m．（计算结果保留一位有效数字）

（4）乙实验小组算得的油酸分子直径偏小，可能是由于________．
A.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B.油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大
C.水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开
D.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴

（5）当结束实验或重复做实验时，需将水从浅盘的一角倒出，在这个角的边缘会遗留少许油酸，为了保持浅盘的清洁，不影响下次使用，应如何处理？
三、解答题

实线和虚线分别是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t1=0和t2=0.06s时刻的波形图．

（1）求该波可能的周期T；

（2）若3T<0.06s<4T ，求该波的波速大小v．

一定质量的理想气体经历了如图所示的状态变化．问：

（1）已知从A到B的过程中，气体的内能减少了300J，则从A到B气体吸收或放出的热量是多少；

（2）试判断气体在状态B、C的温度是否相同．如果知道气体在状态C时的温度TC＝300K，则气体在状态A时的温度为多少．

CD、EF是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示，导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，将一质量为m、阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处，已知导体棒与水平导轨始终接触良好，且动摩擦因数为μ．求：

（1）导体棒刚进入磁场时，导体棒两端的电压U；

（2）整个过程中，流过电阻R的电荷量q；

（3）整个过程中，电阻R中产生的焦耳热Q．

如图甲所示，在直角坐标系0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场，右侧有一个以点(3L，0)为圆心、半径为L的圆形区域，圆形区域与x轴的交点分别为M、N．现有一质量为m、带电量为e的电子，从y轴上的A点以速度v0沿x轴正方向射入电场，飞出电场后从M点进入圆形区域，此时速度方向与x轴正方向的夹角为30∘．不考虑电子所受的重力．

（1）画出电子从A点到M点的运动轨迹，并求电子运动至M点时的速度大小．

（2）若在圆形区域内加垂直纸面向里的匀强磁场，使电子穿出圆形区域时速度方向垂直于x轴，求所加磁场磁感应强度B的大小．

（3）在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同，请写出磁感应强度B0的大小应满足的关系表达式．
参考答案与试题解析
2020-2021学年楚州某校高二期中联考 (物理)试卷
一、选择题
1.
【答案】
A
【考点】
布朗运动
热力学第一定律
* 晶体和非晶体
分子力曲线
【解析】
布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映分子无规则运动；根据分子力做功分析分子势能；单晶体表现为各向异性；根据热力学第一定律和理想气体状态方程分析压缩气体时各状态参量的变化．
【解答】
解：A．分子间的距离大于r0时，随着距离减小，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的距离小于r0时，随着距离减小，分子力做负功，分子势能增加，由此可知，分子间的距离为r0时，分子势能处于最小值，故A正确．
B．布朗运动是固体颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，故B错误．
C．食盐晶体是单晶体，单晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，具有各向异性，故C错误．
D．猛推活塞，密闭的气体被绝热压缩，故内能增加，温度升高，压强增大，外界对封闭气体做功，故D错误．
故选A．
2.
【答案】
B
【考点】
分子运动速率的统计分布规律
【解析】
温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同．
【解答】
解：A．同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大，所以对应的图像的峰值温度越高，峰值对应的速度越大，故实线为0∘C时情形，虚线为100∘C时情形，故A正确；
B．具有最大比例的速率区间是指曲线峰值附近对应的速率，显然，100∘C时对应的峰值速率大，故B错误；
C．同一温度下，气体分子速率分布总呈“中间多，两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小，故C正确；
D．由题图可知，在0∘C和100∘C两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积相等，故D正确．
本题选错误的，故选B．
3.
【答案】
D
【考点】
分子间的相互作用力
* 液晶
热力学第一定律
能量转化和转移的方向性
【解析】
了解第一类永动机和第二类永动机不能制成的；液晶具有各向异性；表面张力形成的原因；热力却第一定律的内容即可求解．
【解答】
解：A．能量耗散的过程中能量向品质低的内能转变，有方向性，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，所以能量耗散与能量守恒不矛盾，故A错误；
B．在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，对外做功，而热传递很小，则根据热力学第一定律得知：轮胎内气体内能突然减小，温度降低，故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C错误；
D．由表面张力形成的原因可知，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间的相互作用表现为引力，故D正确．
故选D．
4.
【答案】
D
【考点】
机械能守恒的判断
单摆周期公式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，可知两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，即点B与点A等高，故AB错误；
CD．小球从最低点到A点再到最低点的时间为
t1=12T1=πlg，
小球从最低点到B点再到最低点的时间为
t2=12T2=πl2g，
则小球的周期为
t=t1+t2=π(lg+l2g)，故C错误，D正确．
故选D．
5.
【答案】
C
【考点】
“玻璃管封液”模型
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：因为实验中，玻璃管水银柱上端为真空，因此，大气压等于玻璃管中水银柱产生的压强，大气压不变的情况下，向上提起一段距离，管口未离开水银面，水银柱的高度差h不变，产生压强始终等于大气压，管内封闭水银柱长度h不变，真空部分长度L变大，故C正确．
故选C．
6.
【答案】
A
【考点】
波的叠加
【解析】
当质点到两个波源的路程差是半波长的奇数倍时，振动减弱，当路程差是半波长的偶数倍或零时，振动加强。根据波的叠加原理分析．
【解答】
解：ACD．S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，某时刻a是两列波的波峰相遇点，a处质点的振幅为2A，c是两列波的波谷相遇点，再经过T4，a是平衡位置相遇点，c是平衡位置相遇点，位移为零，因此a、c处质点的位移是不断变化的，a、b、c三点到两个波源的路程差都为零，都为振动加强点，故A正确，BCD错误．
故选A．
7.
【答案】
B
【考点】
简谐运动的振幅、周期和频率
【解析】
t=0时刻具有正方向的最大加速度，说明振子的位移是负向最大。由周期求出圆频率山，即可由x=Asinωt+φ0求出简谐振动方程．
【解答】
解：t=0时刻振子具有正向最大加速度，说明此时振子的位移是负向最大，
则在位移公式x=Asinωt+φ0中， φ0=−π2，
根据ω=2πT=2π0.5rad/s=4πrad/s，A=4×10−3m，
故位移公式为x=4×10−3sin4πt−π2m．
故选B．
8.
【答案】
C
【考点】
横波的图象
【解析】
根据质点L的振动图象，从而判定波的传播方向，再依据波的微平移法，则可确定质点N点的振动方向，依据波在传播过程中，质点不随波迁移；最后结合速度与加速度是矢量，是否相等要从大小与方向两角度考虑．
【解答】
解：A．由图乙可知，质点L在该时刻，向y轴正方向振动，依据同侧法可知，该横波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．依据机械波在传播过程中质点并不随波一起迁移，因此质点L经半个周期不会沿x轴正方向移动到N点，故B错误；
C．根据同侧法可知，质点N该时刻向y轴负方向运动，故C正确；
D．因K、M之间间隔半个波长，K、M的步调始终相反，因此该时刻质点K与M的速度、加速度大小相同，方向不同，故D错误．
故选C．
9.
【答案】
B
【考点】
气体状态变化的图象问题
【解析】
根据图示图象分析清楚气体状态变化过程与气体状态参量，然后分析判断哪个图象符合气体状态变化过程．
【解答】
解：在题图p−T图像中，气体在1→2过程发生的是等容变化，且压强、温度均增大，2→3过程发生的是等温变化，且压强减小、体积增大，3→1过程发生的是等压变化，且温度减小，体积减小，结合各过程状态参量变化特点，可知B正确．
故选B．
10.
【答案】
D
【考点】
热力学第一定律
理想气体的状态方程
气体压强的微观意义
【解析】
气体A吸热后温度升高，内能增大，由于热传递，B气体温度也会升高，内能也增大；分子平均动能是大量分子的一种统计规律，分子平均动能增大，并不意味着每个分子的动能都增大；根据气体压强的微观意义判断．
【解答】
解：A．气体A吸热Q>0，体积不变，W=0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W，可知ΔU>0，气体温度升高，不计分子势能，则内能增大，故A错误；
B．对B上方活塞进行受力分析，根据平衡条件可知，B气体的压强不变，由于隔板导热性良好，B气体会吸收热量后温度上升，不计分子势能，则内能增大，再根据理想气体状态方程pVT=C，在压强不变，温度升高的情况下，体积增大，则气体对外做功，故B错误；
C．气体A和气体B温度都上升了，分子的平均动能都增大，分子平均动能是大量分子的一种统计规律，分子的平均动能都增大，并非每一个分子的动能都会增大，故C错误；
D．气体压强与分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数和分子平均动能有关，在压强不变的情况下，气体B的分子平均动能增大，气体B分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少，故D正确．
故选D．
11.
【答案】
B
【考点】
气体状态变化的图象问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．从c到d为绝热膨胀，则Q=0，W<0，ΔU<0，则内能减小，温度降低，从d到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则状态c的温度高于a的温度，选项A错误；
B．在a→b过程中为绝热压缩，外界对气体做功W>0，Q=0，则ΔU=W，即外界对其做的功全部用于增加内能，选项B正确；
CD．从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据p−V图象“面积”即为气体做功大小，可知c到d过程气体做功，图象中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外做的功，整个过程气体内能变为零，则ΔW=ΔQ，即Q吸−Q放=ΔW>0，即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故CD错误．
故选B．
二、实验探究题
【答案】
（1）注射器（或滴管）
A
（3）5×10−10
B
（5）可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗
【考点】
用油膜法估测分子的大小
【解析】
（1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，需要用注射器（或滴管）将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒．
（2）AB．在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，可发现油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些；
CD．若出现如图的情况，说明油酸油酸浓度太低，需重新配制油酸酒精溶液进行实验．
（3）先求出一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积，再根据d=VS求出油酸分子的直径．
（4）根据d=VS进行分析．
（5）可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗．
【解答】
解：（1）在实验时需要测量出一滴油酸酒精溶液的体积，具体的操作是用注射器（或滴管）将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时液滴的数目．
（2）AB．在浅盘的水面撒上痱子粉，将1滴油酸酒精溶液滴入水中后，可发现油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些，选项A正确，B错误；
CD．若出现如图的情况，说明油酸油酸浓度太低，需重新配制油酸酒精溶液进行实验，选项CD错误．
故选A．
（3）一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积V=11000×80×10−6m3，
油酸分子的直径为d=VS=11000×80×10−6250×10−4m=5×10−10m．
（4）根据d=VS可知；
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S测量值偏小，则直径测量值偏大，选项A错误；
B．油酸酒精溶液中酒精挥发，导致油酸浓度变大，则油膜的面积S偏大，则直径测量值偏小，选项B正确；
C．水面上痱子粉撒得较多，油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，则直径测量值偏大，选项C错误；
D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少计了10滴，则一滴油酸酒精溶液中含油酸的体积偏大，则直径的测量值偏大，选项D错误．
故选B．
（5）可以用适量酒精清洗，并用脱脂棉擦去再用清水冲洗．
三、解答题
【答案】
（1）该波可能的周期T=0.244n+3s（n=0，1，2……）．
（2）该波的波速v=75m/s．
【考点】
横波的图象
【解析】


【解答】
解：（1）根据波形图有n+34T=0.06s（n=0，1，2……），
解得T=0.244n+3s（n=0，1，2……）．
（2）由3T<0.06s<4T，
n+34T=0.06s，
有n=3，T=0.016s，
则v=λT=．
【答案】
（1）从A到B气体放出的热量，放出的热量为1200J；
（2）气体在状态A时的温度为1200K．
【考点】
气体状态变化的图象问题
【解析】
(ⅰ)利用等压过程做功公式W＝p△V求出做功，再根据题给内能的改变量，根据热力学第一定律，即可求出从A到B气体吸收或放出的热量；
(ⅱ)根据玻意耳定律即可判断出气体在状态B、C的温度是否相同；利用理想气体的状态方程，即可求出在状态C时的温度TC＝300K时，气体在状态A时的温度．
【解答】
解：（1）从A到B，外界对气体做功：W＝pΔV＝15×104×(8−2)×10−3J＝900J，
根据热力学第一定律：ΔU＝W+Q，
所以：Q＝ΔU−W＝−1200J，
故气体放热1200J；
（2）由图可知：pBVB＝pCVC，所以：TB=TC，
根据理想气体状态方程有：pAVATA=pCVCTC，
代入图中数据可得：TA＝1200K．
【答案】
（1）导体棒刚进入磁场时，导体棒两端的电压U为BL2gh2．
（2）整个过程中，流过电阻R的电荷量q=BLd2R；
（3）整个过程中，电阻R中产生的焦耳热Q=12mgh−μd．
【考点】
单杆切割磁感线
电磁感应中的能量问题
【解析】



【解答】
解：（1）对导体棒，下滑过程中，由动能定理有：
mgh=12mv2−0，
导体棒刚进入磁场时产生的电动势为： E=BLv，
I=E2R，
导体棒两端的电压为路端电压：U=IR=BL2gh2．
（2）对导体棒在磁场中运动的全过程： ΔΦ=BLd，
E=ΔΦt，I=E2R，
流过R的电荷量：q=It=BLd2R．
（3）由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为：
Q总=mgh−μmgd，
电阻R中产生的焦耳热为：Q=12Q总=12mgh−μd．
【答案】
（1）电子从A点到M点的运动轨迹如解答图所示，电子运动至M点时的速度大小v=233v0．
（2）所加磁场磁感应强度B=23mv03eL．
（3）磁感应强度B0的大小应满足的关系表达式为B0=3nmv0eL (n＝1，2，3…)．
【考点】
带电粒子在电场与磁场的组合场中的运动
带电粒子在有界磁场中的圆周运动
【解析】
（1）带电粒子先在电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动从M点射入磁场，由于知道速度的方向以及进入电场的速度，则由速度的合成就能求得离开电场的速度，即进入磁场的速度。
（2）由题意知，当与水平x轴成30∘进入磁场时又竖直向上穿出磁场时，粒子恰好偏转60∘，由几何关系知道带电粒子做匀速圆周运动的半径恰好等于磁场区域的半径，由洛仑兹力提供向心力可以求得磁感应强度。
（3）若在电子刚进入圆形区域时，在圆形区域内加上图乙所示变化的磁场（以垂直于纸面向外为磁场正方向），最后电子从N点处飞出，速度方向与进入磁场时的速度方向相同，根据题目要求大致找出带电粒子在正负磁场里做匀速圆周运动的半径和周期关系，从而画出最简单的轨迹图，再从一般情况去考虑多解情况，从而可以求得磁感应强度及周期的表示式
【解答】
解：（1）电子在电场中作类平抛运动，射出电场后做匀速直线运动到M，其轨迹如图所示：
由速度关系可得：v0v=csθ，
解得：v=233v0．
（2）电子在磁场的运动轨迹如图所示：
根据几何知识可知，电子做匀速圆周运动的半径R＝L，
根据牛顿第二定律：qvB＝mv2R，
解得：B=23mv03eL．
（3）电子在在磁场中最简单的情景如图所示：
在磁场变化的前三分之一个周期内，电子的偏转角为60∘，设电子运动的轨道半径为r，运动周期T0，粒子在x轴方向上的位移恰好等于r；
在磁场变化的后三分之二个周期内，因磁感应强度减半，电子运动周期T′＝2T0，故粒子的偏转角度仍为60∘，电子运动的轨道半径变为2r，粒子在x轴方向上的位移恰好等于2r；
综合上述分析，则电子能到达N点且速度符合要求的空间条件是：
3rn＝2L(n＝1，2，3…)，
而：r=mveB0，
解得：B0=3nmv0eL (n＝1，2，3…)．