2021-2022学年江苏省扬州中学高二下学期6月物理试题 （解析版）

2021——2022学年度第二学期高二物理月考试卷

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意

1. 关于分子动理论，下列说法正确的是

A. 气体扩散的快慢与温度无关

B. 布朗运动是液体分子无规则运动

C. 分子间同时存在着引力和斥力

D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大

【答案】C

【解析】

【详解】A、扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；

B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体小颗粒运动的无规则性，是液体分子运动的无规则性的间接反映，故B错误；

C、分子间斥力与引力是同时存在，而分子力是斥力与引力的合力，分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时，表现为斥力，即引力小于斥力，而分子间距大于平衡位置时，分子表现为引力，即斥力小于引力，但总是同时存在的，故C正确，D错误．

点睛：本题考查了布朗运动、扩散以及分子间的作用力的问题；注意布朗运动和扩散都说明了分子在做永不停息的无规则运动，都与温度有关；分子间的斥力和引力总是同时存在的．

2. 分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能Ep与分子间距离r的关系如图所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是（　　）

A 当r = r0时，分子势能最小 B. 当r = r1时，分子势能最小

C. 当r = r0时，分子力最大 D. 当r = r1时，分子力为0

【答案】A

【解析】

【详解】A．由r0为分子间的平衡位置可知，当r = r0时，分子间的作用力是零，分子势能最小，A正确；

B．由分子势能Ep与分子间距离r的关系图可知，当r = r1时，分子势能是零，B错误；

C． r0为分子间的平衡位置，所以当r = r0时，分子的引力与斥力平衡，所以分子力是零，C错误；

D．由题图可知，当r = r1时，分子势能是零，可分子力不是零，D错误。

故选A

3. 如图所示，2021年12月9日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功进行了“天宫课堂”第一课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（　　）

A. 麦克斯韦证实了电磁波的存在

B. 电磁波可以在真空中传播

C. 电磁波在各种介质中传播的速度都是

D. 电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

【答案】B

【解析】

【详解】A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，A错误；

BC．电磁波可以在真空中传播，在真空中传播速度是m/s，一般在不同的介质中传播的速度不同，C错误，B正确；

D．恒定的电场周围不产生磁场，恒定的磁场周围不产生电场，D错误。

故选B。

4. 麦克斯在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（　　）

A. 电容器正在放电

B. 两平行板间的电场强度E在增大

C. 该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场

D. 两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值

【答案】B

【解析】

【详解】A．电容器内电场方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于充电过程，选项A错误；

B．电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，选项B正确；

C．该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁场逆时针方向（俯视），选项C错误；

D．当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，选项D错误。

故选B。

5. 关于下列实验或现象的说法，正确的是（　　）

A. 图甲说明薄板一定是非晶体

B. 图乙说明气体分子速率分布随温度变化，且T1＞T2

C. 图丙的实验情景可以说明气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关

D. 图丁中的现象说明水黾受到了浮力作用，且浮力与重力平衡

【答案】C

【解析】

【详解】A．图甲是薄板上的蜂蜡熔化成圆形，说明薄板是晶体也可能是非晶体，A错误；

B．图乙说明气体分子速率分布随温度变化而不同，温度下分子速率高的分子数占总分子数之比比温度小，则，B错误；

C．图丙是大量颗粒物体以一定速度撞击称盘，对称盘产生了一个持续的、均匀的压力，这个压力大小与撞击称盘时的颗粒速度、撞击称盘的颗粒数量有关，可以说明气体压强的大小即与分子的动能有关，也与分子的密集程度有关， C正确；   

D．图丁是水黾停留在水面上，说明液体存在表面张力，D错误。   

故选C。

6. 如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（    ）
 

A. 回路的周期为0.02s

B. 回路的电流最大时电容器中电场能最大

C. 时线圈中磁场能最大

D. 时回路中电流沿顺时针方向

【答案】C

【解析】

【详解】A．以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下：

时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为，故A错误；

B．根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B错误；

CD．时，经过，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C正确，D错误。

故选C．

7. 如图所示是指纹识别原理图，其原理是利用光学棱镜的全反射特性，在指纹谷线（凹部），入射光在棱镜界面发生全反射，在指纹脊线（凸部），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，这样，在指纹模块上形成明暗相间的指纹图像。已知水的折射率约为1.33，透明玻璃的折射率约为1.5。下列说法正确的是（　　）

A. 指纹模块接收光线较暗的部位是指纹谷线

B. 指纹模块接收光线较亮的部位是指纹谷线

C. 没有手指放入时，若光源正常发光，指纹模块会接收到全暗图像

D. 手指湿润时，指纹识别率低，是因为光在棱镜界面不能发生全反射

【答案】B

【解析】

【详解】AB．在指纹凸部（脊线），入射光的某些部分被吸收或者漫反射到别的地方，指纹模块接收到光线较暗，在指纹凹部（谷线），入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块接收到光线较亮，因此指纹模块接收光线较暗的部位是指纹脊线，较亮的部位是指纹谷线，选项A错误，选项B正确；

C．没有手指放入时，若光源正常发光，入射光在棱镜界面发生全反射，指纹模块上会接收到全亮图像，选项C错误；

D．因透明玻璃的折射率大于水的折射率，因此，手指湿润时，棱镜界面仍然有部分光能发生全反射，也可能有部分光无法发生全反射，使得指纹识别率低，选项D错误。

故选B

8. 如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值

可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。

故选C。

9. 一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为    (　  　)

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】中子的动量

氘核的动量

对撞后形成的氚核的动量

所以氚核的德布罗意波波长为

故A正确，BCD错误；

故选A．

【点睛】任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波，分别写出中子和氘核的动量的表达式，然后根据动量守恒定律得出氚核的动量，代入公式即．

10. 如图所示，将一根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，电阻为R，它通过两个小金属环与电阻不计的长直金属杆导通，图中a、b间距离为L，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是d，已知该金属导线与ab段金属杆围成的面积为，右边虚线范围内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于弯曲导线所在平面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为L，现在外力作用下导线沿杆以恒定的速度v向右运动，时刻a环刚从O点进入磁场区域，则下列说法错误的是（　　）

A. 时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向

B. 从到时间内，流过导线横截面的电荷量为

C. 时刻，回路中的感应电动势的大小为Bdv

D. 从到时间内，回路产生的电热为

【答案】A

【解析】

【详解】A．由右手定则判断可知时刻前，ab中感应电流方向由a到b；时刻后，ab中感应电流方向由b到a，则知时刻，回路中的感应电流第一次开始改变方向，故A错误，符合题意；

B．从到时间内，流过导线横截面的电荷量为

故B正确，不符合题意；

C．时刻，有效切割长度为d，回路中的感应电动势为Bdv，故C正确，不符合题意；

D．从到时间内，电动势的最大值为

有效值为

回路产生的电热为

故D正确，不符合题意。

故选A。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第13题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 小明同学为了测量某长方体透明物质的折射率，用黑纸制作了一个顶角为60°的圆锥形纸筒，在顶点固定一发光二极管（可看成点光源），用支架悬挂在桌面上方，如图所示。然后进行了如下操作：

A．用游标卡尺测量出待测长方体的厚度d

B．在桌面上铺一张白纸，接通电源使二极管发光，用铅笔描出在白纸上被照亮的光斑边缘；

C．把被测长方体平放在白纸上，调整支架使圆锥纸筒上下移动，直到照在白纸上的光斑再次充满已经描下的区域，测量出圆锥纸筒移动的距离，记为h

D．计算出该材料的折射率n

E．改变初始时圆锥纸筒距离白纸的高度，重复步骤B、C、D，求出折射率的平均值。

根据上述实验过程，回答下列问题：

（1）用游标卡尺测量厚度时，卡尺的示数如图所示，则透明长方体的厚度为d=______cm。

（2）在步骤C中，为了达到实验要求，应该向______（选填“上”或“下”）调整圆锥纸筒。

【答案】    ①. 1.230    ②. 下

【解析】

【详解】（1）[1]根据游标卡尺的读数规则可得，透明长方体的厚度为

（2）[2]由于光通过透明长方体会发生折射，则应增大入射角，故应该向下调整圆锥纸筒。

12. 某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积。

实验步骤：

①将石块装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器连接；

②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积，同时记录对应的传感器数据；

③建立直角坐标系。

（1）在实验操作中，下列说法正确的是：__________；

A. 图甲中，传感器为压强传感器

B. 在步骤①中，将注射器与传感器连接前，应把注射器活塞移至注射器最右端位置

C. 操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变

D. 若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应立即将活塞插入注射器继续实验

（2）为了在坐标系中获得直线图像，若取轴为，则轴为__________（选填“”或“”）；

（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石块的体积为____________；若考虑该误差影响，测得软管容积为，则石块的体积为___________。

【答案】    ①. AC    ②.     ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]A．该气体发生等温变化，从注射器的刻度上读出体积，因此传感器为压强传感器，A正确；

B．在步骤①中，将注射器与传感器连接前，应把使注射器封住一定量的气体，因此不必将活塞移至注射器最右端，B错误；

C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，C正确；

D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，气体的量发生变化，因此以上数据全部作废，应从新做实验，D错误。

故选AC。

（2）[2]做出图像为一条直线，根据玻意耳定律

因此x轴应为

（3）[3]设石子体积为V1，对一定量的气体，根据玻意耳定律可得

整理得

因此可得

[4] 软管容积为不能忽略，则表达式为

整理得

可知

故

13. 如图所示，在含光电管的电路中，照射到光电管阴极K上的单色光的功率为P。当变阻器的滑片B左移至a时，电流表示数恰变为零，电压表示数的大小为U1.当B右移至b时，电流表示数为I且不再变化，当B在处时，电压表示数的大小为U2.设普朗克常量为h，电子电量为e，平均每N个光子能产生一个光电子。求：

(1)B右移到d时，到达A极的光电子的最大动能；

(2)此光电管阴极区的截止频率。

【答案】(1)； (2)。

【解析】

【详解】（1）电子从K极射出时的最大初动能为

故电子到达A极时的最大初动能为

（2）由光电效应方程有

又

解得截止频率

14. 如图所示，一阻值为、质量为、边长为的匀质正方形闭合导体线框位于竖直平面内，其下方存在一系列宽均为的强磁场区，磁场方向与线框平面垂直，各磁场区的上下边界及线框边均水平。线框边到第1磁场区上边界的距离为。线框从静止开始下落，在通过每个磁场区时均做匀速运动，且通过每个磁场区的速度均为通过其上一个磁场速度的2倍。重力加速度人小为，不计空气阻力。求：

（1）第10个磁场区磁感应强度的大小（用表示）与第1个磁场区磁场强度的大小（用表示）所满足的关系。

（2）线框穿过第1磁场区产生的焦耳热。

（3）从线框开始下落至边到达第11磁场区上边界的过程中，线框下落的高度及线框产生的总热量。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设线框在第个和第个磁场区的速度大小分别为、，则感应电动势为

感应电流为

安培力为

由平衡条件得

，

又有

联立解得

则

（2）根据题意可知线框匀速穿过，根据能量守恒定律可知，损失的机械能转化为电能，有

（3）设边加速下落的总距离为，匀速下落的总距离为，由运动学公式得

，，

又有

联立解得

穿过每个磁场的过程中产生焦耳热，因匀速穿过，焦耳热和重力势能相互转化，因此穿过每个磁场焦耳热相同，由能量守恒定律得

15. 回旋加速器的工作原理如图甲所示。D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与盒面垂直。A处粒子源产生质量为m、电荷量为的带电粒子。加在两盒狭缝间的交变电压随时间t的变化规律如图乙所示，电压的峰值为U，周期。一束粒子在时间内均匀的飘入两盒间狭缝，初速度忽略不计。不计带电粒子所受重力和粒子间的相互作用。

（1）若忽略带电粒子通过两盒间狭缝的时间。求：

a.带电粒子经过1次加速后的速度大小；

b.带电粒子获得的最大动能。

（2）若带电粒子通过两盒间狭缝的时间不可忽略，且能够射出的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动。现要求飘入狭缝的带电粒子中至少有99%可以射出，则狭缝的间距d最大应该为多少？

【答案】（1） a.，b.；（2）

【解析】

【详解】（1）a.根据动能定理

解得

b.设带电粒子获得最大速度为，粒子所受洛伦兹力提供向心力

解得

（2）带电粒子在狭缝运动的运动过程列牛顿第二定律

带电粒子的加速度

带电粒子射出之前n次经过狭缝，且经过狭缝的总时间为t，则有

，

只有在时间内飘入的带电粒子才能每次均被加速，则

解得

即狭缝的间距d最大为。