重庆市第一中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题（原卷版+解析版）

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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。
3．考试结束后，将答题卡交回，试卷自己带走。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 分子间距离越大，分子势能就越大
B. 分子间距离越大，分子力越大
C. 堆煤的墙角，一段时间后墙体变黑，说明分子在不停的运动
D. 布朗运动是液体分子的热运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．分子势能曲线如图所示
由图可知，随着分子间距离增大，分子势能先减小后增大，A错误；
B．分子力曲线如图所示
由图可知，随着分子间距离增大，分子力先减小，后增大，再减小，B错误；
C．堆煤的墙角，一段时间后墙体变黑，是煤炭的分子运动到墙面上，这种现象叫做扩散现象，这种现象说明物质的分子在不停地做无规则运动，C正确；
D．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的热运动，固体微粒运动的无规则性，反映了液体分子运动的无规则性，D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大
B. 两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同
C. 物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大
D. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
【答案】A
【解析】
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大，故A正确；
BD．物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，两个不同的物体，温度和体积相同，内能不一定相同，且温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故BD错误；
C．温度是大量分子热运动的宏观体现，物体的温度越高，全部分子热运动的平均速率越大，但不代表每一个分子热运动的速率一定越大，故C错误。
故选A。
3. 题图是某LC振荡电路，题图2是该电路中平行板电容器a、b两极板间的电压随时间t变化的关系图像。在某段时间内，该回路中的磁场能增大，且b板带负电，则这段时间对应图像中的区间是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】回路中的磁场能增大，且b板带负电，说明此时回路中电流增大，电容器放电，uab减小，且uab＞0，综上所述可知这段时间对应图像中的区间是。
故选B。
4. 健身球是一种新兴、有趣的体育健身器材。如图所示，健身者正在挤压健身球，健身球内的气体视为理想气体且在挤压过程中温度不变，下列说法正确的是（ ）
A. 健身球内的气体向外界释放热量
B. 健身球内的气体对外界做正功
C. 健身球内的气体内能变大
D. 健身球内的气体单位时间、单位面积撞击球壁的分子数不变
【答案】A
【解析】
【详解】B．健身者正在挤压健身球，即外界对气体做正功，故B错误；
C．健身球内的气体视为理想气体，其内能只有分子动能，则内能由温度决定，而温度不变，则健身球内的气体内能不变，故C错误；
A．因外界对气体做正功
气体内能不变
根据热力学第一定律
可得
即气体向外界释放热量，故A正确；
D．气体的温度不变，即所有分子的平均速率不变，而体积变小，则单位体积的分子数变多，由压强的决定式
可知压强变大，则健身球内的气体单位时间，单位面积撞击球壁的分子数变多，故D错误。
故选A。
5. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，把1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出如图所示的油膜形状。已知该溶液浓度为，n滴溶液的体积为V，油膜面积为S，则（ ）

A. 油酸分子直径为
B. 实验中，应先滴溶液后撒爽身粉
C. n滴该溶液所含纯油酸分子数为
D. 计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致所测分子直径偏大
【答案】C
【解析】
【详解】A．一滴溶液中油酸的体积为
①
油酸分子直径为
②
故A错误；
B．在水面上先撒上爽身粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故B错误；
C．一个油酸分子体积
③
n滴该溶液所含纯油酸分子数为
④
联立①②③④得
故C正确；
D．计算油膜面积时，将不足一格都当作一格计入面积，将导致面积偏大，所测分子直径偏小，故D错误。
故选C。
6. 如图，矩形线框ABCD的匝数为N，面积为S，线框所处匀强磁场的磁感应强度大小为B。线框从图示位置开始绕轴OO以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框通过两个电刷与外电路连接。外电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为k：1，定值电阻R1＝R，R2＝2R，忽略其余电阻。则（ ）
A. 图示位置，线框的磁通量大小为NBS
B. 图示位置，线框的感应电动势大小为NBSω
C. 流过R1、R2电流之比为2k：1
D. 线框输出功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．图示位置，线框的磁通量大小为BS，选项A错误；
B．图示位置，线框的磁通量最大，则磁通量的变化率为零，则此时的感应电动势大小为零，选项B错误；
C．根据
则流过R1、R2的电流之比为
选项C正确；
D．线框产生的感应电动势最大值
有效值
则电阻R1的电流

则R2的电流为
线框的输出功率等于两电阻消耗的功率之和为
选项D错误。
故选C。
7. 空间中存在边界为正方形EFGH、方向垂直纸面向外的匀强磁场，如图所示。两正电离子a、b分别从静止开始经电压为的电场加速后，垂直于EH射入磁场，其中a离子从EH的中点射入经磁场偏转后垂直于HG向下射出。已知正方形边界的边长为R，进入磁场时，两离子间的距离为，a离子的比荷为k，不计重力及离子间的相互作用。则（ ）
A. 若增大，则a离子在磁场中的运动时间变大
B. 磁场的磁感应强度
C. 若b离子的比荷为k，则两离子在边界HG上的出射点间的距离为
D. 若b离子的比荷为，则a、b两离子从同一点射出磁场区域
【答案】C
【解析】
【详解】A．设离子a的质量为，电荷量为q，则在加速电场中加速，根据动能定理有
粒子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力充当向心力有
联立解得粒子在磁场中的轨迹半径为
可见，若增大U0，则a离子在磁场中的运动轨迹半径将增大，做出a离子在磁场中运动的轨迹如图所示
显然，当a离子在磁场中的运动轨迹半径将增大时，其所对应的圆心角将减小，而离子在磁场中运动的周期可知，离子在磁场中运动的周期不变，当所对应的圆心角减小时，粒子在磁场中运动的时间减小，故A错误；
B．根据题意，当a离子垂直EH射入磁场时，从HG变垂直射出，则根据几何关系可得，此种情况下，a离子在磁场中运动的轨迹半径
则有
解得
故B错误；
C．根据
可知，比荷相同，则两粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径相同，做出两离子在磁场中运动的轨迹如图所示
根据几何关系可得，两离子在边界HG上的出射点间的距离为
故C正确；
D．若b离子的比荷为，则根据a离子的半径，可得b离子的轨迹半径
则根据几何关系可得，b离子出射电在HG边上距H点的距离为
可知，当b离子的比荷为，则a、b两离子不从同一点射出磁场区域，故D错误。
故选C。
8. 在学校春季运动会上释放的气球是充有氦气的可降解气球。释放前工作人员用容积为30L、压强为的氢气罐给气球充气（充气过程温度不变），要求充气后气球体积为5L、压强为；气球释放后飘向高空，当气球体积膨胀到8L时就会爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大气温度下降6℃，高度每升高1m，大气压减小11Pa，庆祝现场地面空气温度为27℃，大气压为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，下列说法正确的是（ ）
A. 用一个氦气罐可以充出600个符合要求的气球
B. 当气球发生爆裂时，气球离地面的高度为3846m
C. 用氮气罐给气球充气过程中，氦气放出热量
D. 要降低气球发生爆裂时的高度，在地面充气时可使充气后的气球体积适当减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．设充气前氦气罐的体积和压强分别为、，充气后气球的体积和压强分别为、，根据题意，设用一个氦气罐可以充出n个符合要求的气球，由玻意耳定律有
解得
故A错误；
B．当气球发生爆裂时，气球体积膨胀到8L，设此时气球离地面高度为h，则爆裂时气体的压强和温度分别是
由理想气体方程有
其中
解得
故B正确；
C．对充入气球内的氦气，从氦气罐内到气球内的过程，体积增大，对外做功，不计温度变化，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体吸热，故C错误；
D．由B中分析可以推导出h与的函数关系式为
可知，越小，h越大，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列说法中正确的是（ ）
A. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温使分子无规则热运动加剧的缘故
B. 把地面的土壤锄松，有助于保存地下的水分
C. 某种液体是否浸润固体，仅由液体性质决定，与固体的性质无关
D. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性
【答案】BD
【解析】
【详解】A．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于熔化的玻璃在表面张力的作用下使表面收缩为弧面的缘故，故A错误；
B．土壤里有许多毛细管，地下水可以沿着它们上升到地面蒸发，将地面的土壤锄松，破坏了土壤表面的毛细管，减少了水分蒸发，有助于保存土壤的水分，故B正确；
C．某种液体是否浸润固体，与液体和固体的性质均有关，故C错误；
D．液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，故D正确。
故选BD。
10. 如图（a）所示，一定质量的理想气体从状态A→状态B→状态C。图（b）为状态A、C下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的曲线（对应关系未知）。下列说法正确的是（ ）
A. 气体在状态A和状态C时温度相等
B. 图（b）中的曲线M与状态A相对应
C. 气体从状态A→状态B的过程中，分子热运动的平均动能逐渐减小
D. 气体从状态B→状态C的过程中，吸收的热量大于气体对外做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据理想气体的状态方程应有
根据理想气体的状态图像可得
，，，
解得
故A错误；
B．根据图（b）可知，曲线M、N比较后表明，曲线N反应了速率大的分子数占比较多，因此可知曲线N表示的气体温度较高，而由以上分析可知，气体在A状态的温度高于在C状态的温度，则图（b）中的曲线N应与状态A相对，故B错误；
C．根据理想气体的状态图像可得
，
根据理想气体的状态方程应有
解得
可知理想气体在状态A时的温度高于在状态B时的温度，因此气体从状态A→状态B的过程中，分子热运动的平均动能逐渐减小，故C正确；
D．根据理想气体状态方程应有
解得
可知气体从状态B→状态C的过程中温度升高，而根据热力学第一定律
气体从状态B→状态C的过程中体积增加，气体对外做功，，但状态C的温度高于状态B的温度，即，因此可知气体从状态B→状态C的过程中，吸收的热量大于气体对外做的功，故D正确。
故选CD。
11. 如图甲（俯视图）所示，水平面内固定放置面积为，电阻为1Ω的单匝线圈，线圈内充满垂直水平面向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间t变化关系如图乙所示，线圈两端点M、N与相距的粗糙平行金属导轨相连，导轨置于垂直水平面向上的磁感应强度大小的匀强磁场中。一根总长为，质量为，阻值为9Ω的金属杆置于导轨上，且与导轨始终接触良好。一根劲度系数为的轻弹簧右端连接在固定挡板上，左端与金属杆相连，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为，金属杆静止时弹簧伸长量为。在时刻闭合开关S，金属杆在内始终保持静止，g取，忽略平行导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 内金属杆中电流方向为
B. 金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为0.45
C. 内通过金属杆电荷量为
D. 内整个回路产生焦耳热
【答案】BD
【解析】
【详解】A．在单匝线圈线圈中内磁感应强度在变大，根据楞次定律可得，线圈上电流逆时针流动，在金属杆中电流流向是，A错误；
B．线圈产生的电动势为
由闭合电路欧姆定律得电流为
金属杆受到的安培力为
方向水平向右，所以金属杆刚好不滑动时力是平衡的
代入数据求得
金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为0.45，B正确；
C．根据可知内通过金属杆电荷量为，C错误；
D．内与产生的电流相等，因此内整个回路产生焦耳热
D正确。
故选BD。
12. 如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压，、为相同的灯泡，其电阻均为且恒定不变，定值电阻的阻值为灯泡阻值的一半。当滑片P处于如图所示位置时，AB端与PB端匝数比为，、闭合时，两灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡正常发光的电流为1A
B. 灯泡正常发光的电功率为27.5W
C. 、均闭合时，将P沿顺时针方向转动，一定变暗
D. 断开，闭合，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），定值电阻消耗的电功率一定是先变大后变小
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据题中条件可知左端输入正弦交流电电压有效值为
根据理想变压器电压与线圈匝数关系有
设灯泡正常发光时的电流为，对原线圈电路有
对副线圈电路有
联立解得
故A正确；
B．灯泡正常发光电功率为
故B错误；
C．、均闭合时，将P沿顺时针方向转动，副线圈的线圈匝数减少，等效电阻为
等效电阻增大，故原线圈中电流减小，功率减小，一定变暗，故C正确；
D．断开，闭合，副线圈电路的总电阻为
此时的等效电阻
将P沿逆时针方向转动，副线圈的匝数增大，则变小，当P转动到A端时，最小为1，则等效电阻由减小到，将的电阻看作正弦交流电电源的内电阻，根据电源的输出功率与外电阻的关系可知，当时，的电功率最大，故由减小到的过程中，消耗的电功率一定是先变大后变小，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本小题共6小题，共60分。
13. 某实验小组欲将电流表G（量程为0~3mA）改装为欧姆表。实验器材如下：
电动势为的干电池1节、滑动变阻器（阻值范围为）。将它们按如图甲所示连接。
（1）将图甲中接线柱________（填“P”或“Q”）接红表笔。
（2）将图甲中P、Q两接线柱短接，调节滑动变阻器使电流表G满偏，则欧姆表的内阻________。
（3）保持滑动变阻器不动，在P、Q间接入一电阻，电流表示数如图乙所示，此电阻的阻值为________。
【答案】 ①. P ②. 500 ③. 1000
【解析】
【详解】（1）[1]电流从红表笔进入从黑表笔流出，所以接线柱P接红表笔；
（2）[2]欧姆表的内阻
（3）[3]由
电阻的阻值为
14. 我国清洁能源设备生产规模居世界首位。太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的特性。所用的器材包括：太阳能电池板，电源、电流表、电压表V、滑动变阻器、开关及导线若干。该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的图像。
（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的图______（填“”或“”）。
（2）已知电压表的量程为3V、内阻为，若要将该电压表改装成量程为4V的电压表，该电表需串联一个______的电阻。
（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，若把它与阻值为的电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是______。（结果保留两位有效数字）
（4）由图乙可知，太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的伏安特性曲线，太阳能电池板没有光照时（没有储存电能）用符号表示，将两个这样同规格的电池板接入电路如丁图所示，已知电源电动势，内阻，定值电阻，可得每个电池板消耗的功率______（保留三位有效数字）。
【答案】 ①. a ②. 10 ③. 80（78~82） ④. 2.62（2.55~2.70）
【解析】
【详解】（1）[1]根据特性曲线可知，电流需要从零开始，因此滑动变阻器采用分压式接法，可知，实验电路应选用图甲中的图a。
（2）[2]将小量程电压表改装成大量程电压表，需要串联一个分压电阻，则有
解得
（3）[3]在图丙中，作出电阻的图像，如图所示
交点为工作状态，则电池板效率
（4）[4]把电阻与电源等效为一个新电源，则等效内电阻
等效电源电动势为
设每个两端的电压为，每个电流为，由闭合电路欧姆定律可得
则有
作出等效电源的图像，如图所示
可得，每个电池板消耗的功率约为
15. 如图所示，一足够长的玻璃管竖直放置，开口向上，用长20cm的水银封闭一段长为20cm的空气柱，大气压强为75cmHg，环境温度为300K，则：
（1）若气体温度变为360K时，空气柱长度变为多少；
（2）若保持气体温度一直为360K，将玻璃管缓慢旋转至水平，稳定后空气柱长度是多少？
【答案】（1）24cm；（2）30.4cm
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，气体做等压变化，设玻璃管的横截面积为S，当气体温度变为360K时，由盖吕萨克定律得
代入数据得
（2）根据题意可知，气体做等温变化，初状态压强
末状态压强
由玻意耳定律得
代入数据得
30.4cm
16. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：
（1）输电线上损失的功率；
（2）发电机输出电压的有效值。
【答案】（1）200W；（2）240V
【解析】
【详解】（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为、得
由变压器电压与匝数之比的关系有
得
由变压器电流与匝数之比的关系有
根据功率的公式有
（2）升压变压器原、副线圈电压为、
由
得
17. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面内存在着两个边长均为L的相邻正方形区域abef和bcde，在正方形区域abef内存在着沿fa方向的匀强电场，电场强度大小为E，在矩形区域acdf内存在着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。在cd右侧紧挨着cd边的某矩形区域内（含边界）存在着竖直方向上的另一匀强磁场（未画出）。现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从af的中点O以初速度（大小未知）沿ab方向水平射人abef区域，小球在该区域内沿直线运动，进入bcde区域后从d点离开，并进入cd右侧的另一磁场区域中，小球在该磁场中偏转，经过一段时间后，恰从C点回到bcde区域中。。求：
（1）小球的初速度大小；
（2）小球从O点运动到d点的时间；
（3）cd右侧矩形区域磁场的最小面积。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由带电小球进入区域后沿直线运动可知
得
（2）带电粒子从中点进入区域后做匀速圆周运动，画出带电粒子在区域内的运动轨迹图像，如图所示
轨迹圆心为，根据几何关系有
解得
由数学知识可知
得
小球在磁场里运动的周期为
（3）带电粒子从点离开正方形磁场区域，进入右侧的匀强磁场后，又从点进入磁场区域。由分析可知，右侧的磁场方向竖直向下，根据对称性可知，粒子在右侧区域内的运动轨迹如图所示，轨迹圆心为点，由数学知识可知
矩形磁场的最小面积为
18. 在水平面上固定有两光滑平行金属导轨，如图（a）所示。虚线MN左侧存在着竖直向下匀强磁场，导体棒a、b、c垂直静止在导轨上且接触良好，导体棒b、c用轻质绝缘杆相连，三根导体棒的长度以及导轨宽度均为。现固定导体棒b、c，对导体棒a施加一个与其垂直的力F，使导体棒a做匀加速直线运动，F随导体棒a的速度v的变化图像如图（b）所示，经时间撤去拉力，同时释放导体棒b、c。经过一段时间三根导体棒运动状态达到稳定，此时a棒仍未出磁场，导体棒a、b间的距离，已知三根导体棒质量相同，均为，电阻相同，均为，其余电阻不计。求：
（1）磁场的磁感应强度和撤去拉力时导体棒a的速度；
（2）从撤去F到运动状态达到稳定过程中导体棒b上产生的焦耳热；
（3）导体棒b穿出磁场瞬间的速度和此时轻杆对导体棒b拉力的大小（忽略磁场的边界效应）。
【答案】（1）0.5T，6m/s；（2）0.2J；（3）1m/s，0.15N
【解析】
【详解】（1）设导体棒任意时刻速度为，根据法拉第电磁感应定律有
根据欧姆定律，电流为
设a棒的加速度为，根据牛顿第二定律有
整理得
结合图（b）有
解得
则时导体棒的速度
（2）设导体棒撤去拉力后达到的稳定状态时速度为，根据动量守恒定律有
解得
回路中产生的总焦耳热为，根据功能关系有
解得
导体棒上产生的焦耳热
（3）把导体棒、看成一根棒，设导体棒穿出磁场时速度为，穿出磁场后，在任意极短时间内，对导体棒、根据动量定理有
对从穿出磁场到穿出磁场整个过程有
解得
此时导体棒切割磁感线产生的电动势
电流
对导体棒、整体设加速度为，则
轻杆对导体棒的拉力
解得