2021-2022学年陕西省渭南市瑞泉中学高二（下）第二次质量检测物理试题含解析

瑞泉中学2021-2022学年度第二学期第二次质量检测

高二物理试题

第Ⅰ卷  选择题（共48分）

一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）

1. 如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F>0为斥力,F<0为引力.A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是:

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】乙分子的运动方向始终不变，A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B错误；分子动能不可能为负值，故C错误．乙分子从A处由静止释放，分子势能先减小，到C点最小后增大，故D正确；故选D.

2. 下列说法中正确的是（　　）

A. 一定质量的理想气体在膨胀的同时吸收热量，气体分子的平均动能一定减小

B. 第一类永动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律

C. 一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，并不违反热力学第二定律

D. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

【答案】C

【解析】

【详解】A．当理想气体经历等温膨胀的过程中，气体内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量，但此时气体分子的平均动能不变，故A错误；

B．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律，故B错误；

C．一定质量的理想气体在等温膨胀过程中吸收的热量等于对外做的功，该过程可以引产生其他影响，所以并不违背热力学第二定律，故C正确；

D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D错误。

故选C。

3. 一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，AB为一条直线，则气体从状态A到状态B的过程中　　

A. 气体分子平均动能保持不变

B. 气体分子平均动能先增大后减小到初始状态

C. 整个过程中气体对外不做功

D. 气体的密度在不断增大

【答案】B

【解析】

【详解】pV=CT，C不变，pV越大，T越高．状态在（2，2）处温度最高，在A和B状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度，则气体分子平均动能先增大后减小到初始状态，气体的内能先增大后减小，故A错误；B正确；气体膨胀，则气体对外界做功，即W<0，根据热力学第一定律：ΔU=W+Q，可知Q大于零，所以从外界吸收热量，故C错误；气体的体积在不断增大，质量一定，所以气体的密度在不断减小．故D错误．

4. 一横截面积为S的气缸水平放置，固定不动，气缸壁是导热的．两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为5：4，如图所示，在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d，不计活塞与气缸壁之间的摩擦，则活塞B向右移动的距离为（　　）

A. d

B. d

C. d

D. d

【答案】D

【解析】

【分析】温度保持不变，封闭在气缸中的气体发生等温变化，根据玻意耳定律，分别对气室1和气室2列方程，由这两方程可解得活塞B向右移动的距离．

【详解】以活塞为研究对象：初状态 气室1、2的体积分别为 ，、

末状态   气室1、2的体积分别为 ，

在活塞A向右移动d过程中活塞B向右移动的距离为x，因温度不变，分别对气室1和气室2的气体运用玻意耳定律，得：

代入数据可解得：故ABC错误，D正确

故选D．

【点睛】本题关键要确定气体发生何种状态变化，再选择合适的实验定律列式求解．正确确定初末各个状态参量，找出两部分气体的体积关系．

5. 如图所示汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸和活塞是绝热的，汽缸固定不动，一条细线左端连接在活塞上，另一端跨过定滑轮后吊着一个装沙的小桶，开始时活塞静止，某时刻开始小桶中的沙缓慢漏出的过程中，不计活塞与汽缸的摩擦，则下列说法不正确的说法是（　　）

A. 汽缸内的活塞向左运动 B. 汽缸内气体的内能增大

C. 汽缸内气体的压强增大 D. 汽缸内气体的分子平均动能不变

【答案】D

【解析】

【详解】C．令p1表示汽缸内气体的压强，p0表示大气压强，F表示细线对活塞的拉力，开始时，对活塞进行受力分析有

某时刻开始小桶中的沙缓慢漏出的过程中，活塞可认为始终受力平衡，易知F减小，而p0不变，所以p1增大，故C正确；

A．假设汽缸内的活塞向右运动，则缸内气体体积增大，对外做功，又因为汽缸和活塞绝热，即缸内气体吸收热量为零，根据热力学第一定律可知气体内能一定减小，温度降低，分子平均动能减小，而压强与分子数密度和分子平均动能均有关，由此可知气体的压强一定减小，与实际情况不符，故假设不成立；假设汽缸内的活塞仍静止，则缸内气体经历等容变化，压强增大，根据查理定律可知气体温度将升高，内能增大，一定吸热，这仍与实际不符。综上所述，活塞一定向左运动，故A正确；

BD．根据前面分析可知，活塞向左运动，则外界对气体做功，而气体与外界无热交换，则根据热力学第一定律可知气体内能增大，温度升高，缸内气体分子平均动能增大，故B正确，D错误。

本题选不正确的，故选D。

6. 如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，那么下述结论中正确的是（　　）

A. 它一定是单晶体 B. 它一定是多晶体

C. 它一定是非晶体 D. 它不一定是非晶体

【答案】D

【解析】

【详解】非晶体和多晶体表现为各向同性，单晶体表现为各向异性，所以如果某个固体在某一物理性质上表现出各向同性，如果这个物理性质和单晶体的各向异性性质不一样，它可能是单晶体，可能是多晶体或者非晶体，故ABC错误，D正确。

故选D。

7. 关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果

B. 乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果

C. 丙图中毛细管中液面高于管外液面的毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象

D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象

【答案】B

【解析】

【详解】A．因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；

B．将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；

C．浸润液体情况下容器壁对液体的吸引力较强，附着层内分子密度较大，分子间距较小，故液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体呈凹液面，不浸润液体呈凸液面都属于毛细现象，故C错误；

D．玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误。

故选B。

8. 如图所示，一定质量的理想气体，由状态a经过ab过程到达状态b，再经过bc过程到达状态c，然后经过ca过程回到状态a．设气体在状态a、状态b和状态c的温度分别为、和，下列说法正确的是（　　）

A. Tb>Tc，整个过程吸收热量 B. Tb>Tc，整个过程放出热量

C. Ta=Tc，整个过程吸收热量 D. Ta=Tc，整个过程放出热量

【答案】D

【解析】

【详解】从a到b是等容变化，由查理定律得

解得

从b到c等压变化，由盖吕萨克定律得

解得

由此可知

由状态a到b经过c再回到a，可知内能不变，根据p-V图线与坐标轴所围的面积表示功，可知由b到c气体对外做功

W1=-pV0

由c到a外界对气体做功

由此可知外界对气体为

根据热力学第一定律

ΔU=Q+W

可知整个过程放出热量，故D正确，ABC错误。

9. 某同学采用如图甲所示的装置研究光电效应现象，分别用a、b、c三束单色光照射图甲中的光电管的阴极，得到光电管两端的电压与相应的光电流的关系如图乙所示，其中a、c两束光照射时对应的遏止电压相同，均为Ua，则下列论述正确的是（　　）

A. a、c两束光的光强相同

B. a、c两束光的频率相同

C. b光束光子的能量最小

D. b光束的波长最长，遏止电压最大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由图可知，a的饱和电流最大，因此a光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，A错误；

BCD．当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据

的频率越高，对应的遏止电压U越大。a光、c光的遏止电压相等，所以a光、c光的频率相等，而b光的频率大，能量大，且对应的波长最小， CD错误B正确。

故选B。

10. 用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为11eV的光照射光电管的阴极K。电流表检测到有电流，调节滑动变阻器滑片，当电流表的示数恰好为零时，电压表的示数为6V。下列说法正确的是（　  ）

A. 金属板的逸出功为6eV

B. 若用能量为6eV的光子照射阴极K，不能发生光电效应

C. 将滑片调至滑动变阻器的最左端，此时电流表示数为饱和光电流

D. 电子的最大初动能为6eV

【答案】D

【解析】

【详解】AD．电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为6V，根据动能定理得

再根据光电效应方程知

故A错误，D正确；

B．若用能量为6eV的光子照射阴极K，其能量大于逸出功，满足光电效应发生条件，因此能发生光电效应，故B错误；

C．将滑片调至滑动变阻器的最左端，此时光电管两端电压为零，则光电子不再受到电场阻力，但电流表示数不为饱和光电流，故C错误。

故选D。

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

11. 在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，为自感系数较大而直流电阻可以忽略的线圈，为固定电阻，为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（　　）

A. 合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮

B. 合上开关，b先亮，a后亮；稳定后a比b亮一些

C. 断开开关，b立即熄灭、a闪亮后再渐渐熄灭

D. 断开开关，b闪亮后再与a一起渐渐熄灭

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．灯b与电阻R串联，当电键S闭合时，灯b立即发光，通过线圈L的电流实然增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，a逐渐亮起来，所以b比a先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，a灯电流大于b灯的电流，所以稳定后a比b亮一些，故A错误，B正确；

CD．稳定后当电键断开后，由于自感效应，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡a、b和电阻R构成闭合回路放电，由于稳定时a灯的电流大于b灯泡的电流，故a逐渐变暗，b先闪亮一下，最后一起熄灭，故C错误，D正确。

故选BD。

12. 如图所示，正方形金属线框静止在水平面上，其右侧有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，计时开始，在垂直于磁场边界的水平外力作用下，线框以恒定加速度进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场。其中电流、外力随时间变化的关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．设线框的边长为L，电阻为R，线框的加速度大小为a，则t（0≤t≤t1）时刻线框的速度大小为

产生的感应电动势大小为

线框中电流大小为

所以I随t成正比例关系，I-t图像为过原点的倾斜直线，故A错误，B正确；

CD．根据前面分析可知，t（0≤t≤t1）时刻线框所受安培力大小为

设线框质量为m，对线框根据牛顿第二定律有

解得

所以F-t图像为纵截距大于零的倾斜直线，故C错误，D正确。

故选BD。

13. 电阻为1Ω的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，现把交变电流加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是(　　)

A. 线圈转动的角速度为100rad/s

B. 在0～0.005s时间内，通过电热丝的电荷量为C

C. 电热丝两端的电压为180

D. 电热丝的发热功率为1800W

【答案】BD

【解析】

【详解】A．周期为0.02s，角速度为

故A错误；

B．在0～0.005s时间内，磁通量变化量为BS，交变电压峰值为200V，由则

BS=

电量

q=It=

故B错误；

C．电热丝两端电压

故C错误；

D．电热丝的发热功率

故D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷  非选择题（共52分）

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

14. 有同学在做“DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，获得以下实验结果。

（1）仔细观察不难发现，栏中的数值越来越大，造成这一现象的可能原因是______；

A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大

B．实验时手握在注射器有气体的部分上

C．实验时外界大气压强发生了变化

（2）为了准确判断与之间的关系，可让计算机描绘出______图像，可发现该图像为正比例函数图线。

【答案】    ①. B    ②. ##

【解析】

【详解】（1）[1]AC．使用DIS系统做实验时，传感器直接测量注射器内部气体的压强，气体体积直接由注射器上刻度值读取，pV值的增大和活塞与筒壁间的摩擦力大小无关，也和外界大气压强无关，故AC不符合题意；

B．实验时手握在注射器有气体的部分上，使气体温度升高，从而使pV值变大，故B符合题意。

故选B；

（2）[2]由于pV值一定，所以为直观描述p与V之间的关系，可让计算机描绘出图像，从而使图像为正比例函数图线。

15. （1）如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________（用符号表示）。

（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。

A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数

（3）用油膜法测出油酸分子直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的________。

A.摩尔质量    B.摩尔体积    C.质量    D.体积

【答案】    ①. cadb    ②. AC##CA    ③. B

【解析】

【详解】（1）[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：首先配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例），然后测出一滴酒精油酸溶液的体积，再准备一个浅水盘，撒上痱子粉，再将1滴此溶液滴在浅盘里的水面上，等待形状稳定形成油膜，然后用记号笔在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。把玻璃板放在格子纸上，数出格子数计算出面积，最后根据计算出分子直径。所以操作先后顺序排列应是cadb。

（2）[2]

A．因为滴入的油酸酒精溶液体积包含了油酸体积和酒精体积，所以若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，则计算时所用体积数值偏大，根据知，会导致计算结果偏大，故A正确；

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，计算时仍用初始浓度值，则导致计算出的油酸体积比实际值偏小，根据知，会导致计算结果偏小，故B错误；

C．计算油膜面积时，若只数了完整方格数，则导致所用面积比实际面积偏小，根据知，会导致计算结果偏大，故C正确。

故选AC。

（3）[3]设一个油酸分子的体积为，则

由

可知，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的摩尔体积。

故选B。

四、计算题（16题8分，17、18题10分，19题12分，共40.0分）

16. 当波长的紫外线照射到金属上时，逸出的光电子最大初动能。已知普朗克常量，光在真空中的传播速度。求：

（1）紫外线的频率；

（2）金属的逸出功。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据波长与频率的关系可得

（2）根据光电效应方程

得金属的逸出功

17. 如图所示，汽缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部d/2的高度，外界大气压强为1.0×105Pa，温度为27℃，现对气体加热．求：

①当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度．

②气体温度达到387℃时气体的压强．

【答案】（1）600 K（2）1.1×105 Pa．

【解析】

【详解】试题分析：①以封闭气体为研究对象：P1=P0，，T1=300K

设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口，此时：P2=P0，V2=Sd

根据理想气体状态方程：

解得T2=600K

②T3=387℃=660K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化

所以：

此时有V3=Sd，T3=660K

由理想气体状态方程：

解得P3=1.1×105Pa

考点：理想气体的状态变化方程

【名师点睛】此题是对理想气体的状态变化方程的考查；关键要确定气体状态变化过程，找出状态参量，再选择合适的规律求解，同时要挖掘隐含的临界状态进行判断．

18. 如图所示，有甲、乙两个储气钢瓶，甲的体积V1=8L，乙的体积V2=4L，甲中有压强为的理想气体，乙中有压强为的同种理想气体。将甲和乙通过细管连通，甲给乙充气，直到两罐中气体压强相等，充气过程中甲、乙中气体温度相等且温度不变，细管中气体体积忽略不计。求：

（1）稳定时乙储气钢瓶中气体压强p；

（2）甲储气罐中剩余气体质量与充气前甲中气体总质量的比值。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据克拉伯龙方程得

其中

解得

（2）对于甲储气罐，等温膨胀到压强为时，有

解得

甲储气罐中剩余气体质量与充气前甲中气体总质量的比值为

解得

19. 如图所示，两端开口的U型管粗细均匀，左右两管竖直，底部的直管水平，水银柱的长度如图中标注所示，水平管内两段空气柱a、b的长度分别为10cm、5cm．在左管内缓慢注入一定量的水银，稳定后右管的水银面比原来高h=10cm．已知大气压强P0=76cmHg，求向左管注入的水银柱长度．

【答案】21cm

【解析】

【详解】初态ab两部分空气柱的压强

p1=90cmHg

因右管水银面升高的高度10cm<12cm，故b空气柱仍在水平直管内，末状态ab两部分空气柱的压强

p2=100cmHg

设末状态ab两部分空气柱的长度分别为La2、Lb2，对a，由玻意耳定律

p1La1S= p2La2S

对b，由玻意耳定律

p1Lb1S= p2Lb2S

代入数据可得

La2=9cm

Lb2=4.5cm

左管注入的水银柱的长度

L=2h+(La1+Lb1)- (La2+Lb2)

解得

L=21.5cm