2023-2024学年江苏省苏州市震泽中学高二（下）第二次调研测试物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年江苏省苏州市震泽中学高二（下）第二次调研测试物理试卷（含解析），共15页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大
B. 相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大
C. 给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的
D. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动
2.下列说法正确的是( )
A. 知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，不可以估算出该气体中分子间的平均距离
B. 液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性
C. 随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象
D. 液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
3.某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止，需要稳定的实验设备悬挂于条形磁铁下方(图中未画出)，当条形磁铁左右摆动或前后转动时，可快速地回到初始的稳定状态，则( )
A. 当条形磁铁向右摆动时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流
B. 当条形磁铁向右摆动时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势
C. 无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈总是同时对磁铁提供排斥力
D. 无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈的感应电流方向总是相反
4.下列说法正确的是( )
A. 气体压强越大，气体分子的平均动能就越大
B. 自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
C. 凡是遵守热力学第一定律的过程都一定能够发生
D. 在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能减少
5.传感器的应用越来越广泛，以下关于传感器在生产生活中的实际应用，说法正确的是( )
A. 宾馆的自动门能“感受”到人走近，主要利用的是声音传感器
B. 电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器
C. 交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
D. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
6.不同用电器正常工作时使用不同类型的电流，手机充电时需要使用直流电，因此充电器中有将交变电流转化为直流电的整流器，图甲为一种将正弦交流电转直流电的电路设计；而金属探测器内部装有直流电源，但使用时需要用到交流电所激发的电磁波，图乙为某金属探测器内的LC振荡电路部分，此时电容器下极板带正电。则( )
A. 甲图中，若输入端的电压有效值为U0，则输出端电压有效值为0.5U0
B. 图乙中，若此时回路中的电流方向为顺时针，则线圈的自感电动势在增加
C. 图乙中，若此时回路中电场能正在转化为磁场能，则电容器上所带电荷正在增加
D. 只有当LC振荡电路中的线圈与外界金属有相对运动时，外界金属才会产生涡流
7.某实验小组用图中所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。关于该实验的操作，下列说法正确的是( )
A. 在柱塞上涂抹润滑油的目的是为了减小摩擦
B. 实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换
C. 实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积
D. 推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下部分，以避免改变气体的温度
8.如图所示为理想气体的Jule循环过程，AB和CD是等压过程，BC和DA是绝热过程．下列说法正确的是( )
A. AB过程中，气体向外界释放热量
B. BC过程中，气体温度不变
C. 一次循环过程中，气体吸收的热量大于释放的热量
D. 状态B和状态D温度可能相等
9.如图所示，竖直玻璃管内用水银封闭了一段空气柱，水银与玻璃管的质量相等．现将玻璃管由静止释放，忽略水银与玻璃管间的摩擦，重力加速度为g，则
A. 释放瞬间，水银的加速度大小为g
B. 释放瞬间，玻璃管的加速度大小为2g
C. 释放瞬间，水银内部各处压强相等
D. 释放后，水银与玻璃管始终以相同速度运动
10.一水力发电厂的发电机输出功率为100kW，输出电压为350V，通过输电线输送给用户的电路图如图所示，已知输电线的总电阻为8Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%，而用户所需要电压为220V，图中n1=70匝，n3=1900匝，下列说法正确的是( )
A. 输电线上损失的电压为300V
B. 升压变压器的副线圈匝数n2为900匝
C. 降压变压器的副线圈匝数n4为110匝
D. 只要输电线路和变压器匝数比确定，无论用户端使用的用电器多少，都可以保证提供给用户的电压为220V
二、实验题：本大题共1小题，共12分。
11.某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，进行了如下操作：
A.将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2mL
B.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉
C.将1mL纯油酸加入酒精中，得到2×103mL的油酸酒精溶液
D.把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积
E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓
F.按照得到的数据，估算出油酸分子的直径
(1)上述操作正确的顺序是_______(填步骤前的字母)；
(2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm，则本次实验测得的油酸分子直径大小约为_______m(结果保留两位有效数字)；
(3)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于________。
A.油酸未完全散开
B.将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
D.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
(4)若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，在测出油酸分子直径d后，还可以继续测出阿伏加德罗常数N=_______(用题中给出的物理量符号表示)。
三、计算题：本大题共4小题，共48分。
12.一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻为R=4Ω，线圈在磁感应强度为B=1πT的匀强磁场中，以10πrad/s的角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示。若从中性面开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的最大值；
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(3)线圈从开始计时经120s的过程中，外接电阻R上产生的热量。
13.如图所示，左端封闭右端开口、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长L=24cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长，已知大气压强p0=75cmHg，初始时封闭气体的热力学温度T1=300K。现将下端阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，左管水银面下降的高度Δh=1cm。
(1)求右管水银面下降的高度ΔH；
(2)关闭阀门S后，若缓慢改变左管内封闭气体的温度，使左管的水银面回到最初高度，求此时左管内气体的热力学温度T2；
(3)关闭阀门S后，若将右端封闭，保持右管内封闭气体的温度不变的同时，对左管缓慢加热，使左管和右管的水银面再次相平，求此时左管内气体的热力学温度T3。
14.如图所示，间距为L=1.0m的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为R=3Ω的电阻，磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为5×10−3m的100匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小随时间均匀变化的匀强磁场B平行，开关K闭合后，质量为m=1×10−2kg电阻值为R=2Ω的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取10m/s。 求∶
(1)金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场B的磁感应强度的变化率；
(2)金属棒ab下落时能达到的最大速度v的大小；
(3)金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热Q。
15.图甲为我国某电动轿车的空气减震器(由活塞、气缸组成，活塞底部固定在车轴上).该电动轿车共有4个完全相同的空气减震器，图乙是空气减震器的简化模型结构图，导热良好的直立圆筒形汽缸内用横截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，并通过连杆与车轮轴连接．封闭气体初始温度T1=300K、长度L1=17cm、压强p1=3.0×106Pa，重力加速度g取10m/s2．
(1)为升高汽车底盘离地间隙，通过气泵向气缸内充气，让气缸缓慢上升ΔL=10cm，此过程中气体温度保持不变，求需向气缸内充入与缸内气体温度相同、压强p0=1.0×105Pa的气体的体积V．
(2)在(1)问情况下，当车辆载重时，相当于在汽缸顶部加一物体A，气缸下降，稳定时气缸内气体长度变为L2=24cm，气体温度变为T2=320K．
①求物体A的质量m．
②若该过程中气体放出热量Q=18J，气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程中气体内能的变化量ΔU．
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、当分子力表现为引力时，随分子间距离增大，分子力做负功，分子势能随分子间距离的增大而增大，故A正确；
B、相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变大，斥力也变大，故B错误；
C、给自行车打气时，气筒压下后反弹是由于气体压强增大造成的，不是由分子斥力造成的，故C错误；
D、布朗运动就悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则热运动，故D错误。
故选：A。
分子间相互作用的引力与斥力随分子间距离增大而减小，随分子间距离减小而增大；分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增加；布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动；根据题意分析答题。
本题是一道热学综合题，涉及的知识点较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习。
2.【答案】C
【解析】A.知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，则气体分子平均所占空间的体积为V=MmlρNA，则分子间的平均距离为d=3V=3MmlρNA，故A错误；
B.液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B错误；
C.随着科技的进步，我国绝大部分品牌的冲锋衣都可实现面料不沾雨水功能，该功能体现了不浸润现象，故C正确；
D.液体表面张力的方向与液面相切，且与分界线垂直，故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查楞次定律的应用。由楞次定律可知感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，根据增反减同，增缩减扩，来拒去留分析即可正确求解。
【解答】
A.条形磁铁向右摆动时，穿过右侧线圈向右的磁通量增加，根据楞次定律可知，右侧线圈将产生向左的感应磁场，从右往左看为顺时针的电流，故 A错误；
B.条形铁向右摆动时，穿过右侧线圈的磁通量增加，根据楞次定律，右侧线圈有收缩的趋势，穿过左侧线圈的磁通量减少，左侧线圈有扩张的趋势，故B错误；
C.条形磁铁摆动时，靠近线圈时会受到排斥力作用，远离线圈时会受到吸引力作用，故两侧线圈总是一个提供排斥力，一个提供吸引力，故 C错误；
D.条形磁铁摆动时，两侧线圈的磁通量总是朝同一方向且一个增加一个减少，故线圈内会产生反方向的感应磁场，从而形成反方向的感应电流，故 D正确。
4.【答案】B
【解析】A.温度是分子平均动能的标志，所以温度的高低决定分子平均动能的大小与压强无关，故A错误；
B.自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故B正确；
C.满足热力学第一定律并不一定满足热力学第二定律，即凡是遵守热力学第一定律的过程都不一定都能够发生，故C错误；
D.由 ΔU=W+Q 可知，绝热 Q=0 ，当外界对气体做功时W为正，故内能一定增加，故D错误。
故选B。
5.【答案】B
【解析】.B
【详解】A.宾馆的自动门能“感受”到人走近，是因为安装了红外线传感器，从而能感知红外线，导致门被打开，A错误；
B.通过压力传感器，可以使电梯判断是否超出负载，即电梯能对超出负载作出“判断”，主要利用的是力传感器，B正确；
C.酒精测试仪是气敏传感器，是靠化学反应来工作的，故C错误；
D.红外测温枪是通过接受人体向外辐射的红外线，从而测量人体温度，D错误。
故选B。
6.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查交变电流的有效值、LC振荡电路以及涡流。根据电流热效应求解交流电的有效值；在LC振荡电路中，当电容器充电时，电容器所带电量增加，线圈中的电流减小，电流的变化率增大，磁场能转化为电场能，电容器放电时，电容器所带电量减小，线圈中的电流增大，电流的变化率减小，电场能转化为磁场能；金属处于变化的磁场中时会产生涡流，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.设输出端的电阻为R，根据电流热效应有U02R×T2=U2R×T，解得输出端电压有效值为U= 22U0，故A错误；
B.图乙中，若此时回路中的电流方向为顺时针，则此时电容器正在充电，线圈中的电流在减小，电流的变化率在增大，由E=LΔIΔt，可知线圈的自感电动势在增加，故B正确；
C.图乙中，若此时回路中电场能正在转化为磁场能，说明此时电容器正在放电，则电容器上所带电荷正在减小；
D.由于探测器中的电流是交变电流，其产生的磁场是变化的，故探测过程中，无论金属探测器与外界金属处于相对静止状态，还是相对运动状态，都能产生涡流，故D错误。
7.【答案】D
【解析】A.为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是注射器柱塞上涂上润滑油，防止漏气或进气，因压强计可直接测出压强，故摩擦力对测量基本无影响，故A错误；
B.实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误；
C.实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故C错误；
D.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下部分，以避免改变气体的温度，选项D正确。
故选D。
8.【答案】C
【解析】【分析】
根据图像分析出气体温度的变化和体积的变化，结合热力学第一定律分析出气体的吸放热情况；
根据p−V图像与V轴所围的面积表示气体做功，分析一个循环过程中气体所做的总功；
由各个过程的特点和热力学第一定律分析整个过程的吸、放热情况和温度变化情况。
【解答】
A.AB过程中，压强不变，体积增大，对外做功；根据理想气态方程pVT=C可知温度升高，内能增加，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，A错误；
B.BC过程中，压强减小，体积增大，对外做功，BC是绝热过程，根据热力学第一定律可知，内能减小，则气体温度减小，B错误；
C.BC和DA是绝热过程，不吸热也不放热，AB和CD是等压过程，CD压缩体积的程度大于AB体积增大的程度，故一次循环过程中气体吸收的热量大于释放的热量，C正确；
D.根据理想气态方程pVT=C，由图像可知B点时的pV大于C点时的pV，由于公式中C为常数，可知B点温度大于C点温度，D错误。
故选C。
9.【答案】B
【解析】解：A.释放瞬间，水银的运动状态不变，加速度为零，故A错误；
B.对玻璃管，根据牛顿第二定律有
mg+p1S−p0S=ma
对水银，有
mg+p0S=p1S
联立解得
a=2g
故B正确；
C.释放瞬间，水银内部各处压强不相等，故C错误；
D.释放后，由于玻璃管和水银加速度不同，所以二者运动的速度不相等，故D错误。
故选B。
对水银柱和玻璃管分别受力分析，然后根据牛顿第二定律分析即可。
本题关键在释放瞬间，水银的运动状态不变，分别对水银柱和玻璃管受力分析，根据牛顿第二定律判断加速度变化情况，不难。
10.【答案】C
【解析】A.发电机的输出功率 P=100kW ，由P损=5%P=I22R，代入数据解得输出电线上的电流为I2=25 A，输电线损失的电压为U损=I2R=200V，故A错误；
B.升压变压器的输出电压为U2=PI2=1×10525 V=4000 V，升压变压器的原、副线圈匝数比为n1n2=U1U2=350V4000V=780，可得n2=800 匝，故B错误；
C.降压变压器的输入电压为U3=U2−U损=4000 V−200 V=3800 V，降压变压器的原、副线圈匝数比为n3n4=U3U4=3800V220V=19011，则n4=110 匝，故C正确；
D.当用户端使用的用电器增多时，输电线上电流增大，输电线上电压损失增大，用户端的电压会降低，故D错误。
故选C。
11.【答案】(1)CABEDF
(2) 8.3×10−10
(3)AD
(4) 6Mρπd3

【解析】(1)用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，操作正确的顺序是：将1mL纯油酸加入酒精中，得到 2×103mL 的油酸酒精溶液；将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积为2m；向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地撒入痱子粉；把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓；把玻璃板放在坐标纸上，计算出薄膜的面积；按照得到的数据，估算出油酸分子的直径。故操作正确的顺序是CABEDF。
(2)图中油膜中大约有60个小方格，则油膜面积为
S=60×22cm2=2.4×10−2m2
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
V0=12×103×250×10−6m3=2×10−11m3
则本次实验测得的油酸分子直径大小约为
d=V0S=2×10−112.4×10−2m≈8.3×10−10m
(3)A.油酸未完全散开，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故A正确；
B.若油酸酒精溶液长时间敞口放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误；
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，根据公式
V=V总n
可知，一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小，这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值，油酸分子的直径计算结果偏小，故C错误；
D.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，导致S偏小，油酸分子的直径计算结果偏大，故D正确。
故选AD。
(4)纯油酸的摩尔体积为
V=Mρ
一个油酸分子的体积为
V1=43π(d2)3=πd36
则阿伏加德罗常数为
N=VV1=6Mρπd3
12.【答案】解：(1)角速度ω=10πrad/s，线圈中感应电动势的最大值Em=NBSω=100×1π×0.05×10π V=50V
(2)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从中性面开始计时产生的感应电动势的瞬时值为
e=Emsinωt
所以e=50sin10πt V。
(3)由(1)可得E=25 2V
根据团合电路队定律，有I=ER+r=5 2A
由Q=RI2t
得Q=10J
【解析】(1)根据Em=nBSω，求出感应电动势的最大值Em
(1)从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt
(2)根据闭合电路欧姆定律得到电流的有效值，再有由Q=RI2t求出线圈从开始计时经120s的过程中，外接电阻R上产生的热量。
解决本题要知道在交流电路中闭合电路欧姆定律同样适用，只不过电动势与电流要注意对应关系，瞬时值对应瞬时值，最大值对应最大值。
13.【答案】解：(1)由于初始状态左右两侧液面相平，根据“等压面”法可知，初始状态封闭气体的压强等于 p0 ，设U形细玻璃管的横截面积为 S ，液面下降后封闭气体的压强为 p1 ，
根据波意耳定律定律有p0SL=p1S(L+Δh)，
解得p1=72cmHg，
设此时左右两管的液面差为 h ，则有p1+ρgh=p0，
解得h=3cm，
由此可知右管水银面下降的高度ΔH=h+Δh=4cm；
(2)使左管的水银面回到最初高度，则右管液面将下降 Δh ，
则此时左管内气体压强p2=p0−ρg(h+2Δh)=70cmHg，
根据理想气体状态方程有p1S(L+Δh)T1=p2SLT2，
解得T2=280K；
(3)液面再次相平时左右两管内气体压强相同，设为 p3 ，
对左管中气体由理想气体状态方程有p1S(L+Δh)T1=p3S(L+Δh+h2)T3，
对右管中的气体有波意耳定律有p0S(L+ΔH)=p3S(L+ΔH−h2)，
联立解得T3=350K。

【解析】(1)对左侧气体根据等温变化列方程可求解；
(2)根据几何关系集合左侧气体做等容变化可列方程求解；
(3)首先根据右侧气体做等温变化求得右侧气体压强，再根据左侧气体应用一定质量的理想气体状态方程，列方程求解。
该题考查学生对一定质量的理想气体做等温、等容变化的考查，变化过程较多时该题的难点，在求解过程中，要把每个变化过程分清，找到对应的变化根据不同的状态方程求解。
14.【答案】(1)0.8T/s；(2)2m/s；(3)0.072J
【解析】金属棒保持静止，根据平衡条件得
mg=B1I1L
可得
I1=0.2A
则线圈产生的感应电动势为
E1=I1R2=0.4V
由电磁感应定律可知
E1=NΔΦΔt=NSΔB2Δt
解得
ΔB2Δt=0.8T/s
(2)断开开关K后，金属棒向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度是0(即合外力是0)时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得
mg=B1I2L
此时金属棒中产生的感应电动势为
E2=B1Lv
根据闭合电路欧姆定律得
I2=E2R1+R2
联立解得金属棒的最大速度为
v=2m/s
(3)金属棒从开始下落到最大速度的过程中，根据动能定理得
mgh−W克安=12mv2−0
金属棒产生的焦耳热
Q=R2R1+R2W克安=0.072J
15.【答案】解：(1)设充入的气体体积为V，则有
p1L1S+p0V=p1(L1+△L)S
解得：V=p1S△Lp0=6.0×10−3m3
(2) ①由理想气体状态方程有：
p1S(L1+△L)T1=p2SL2T2
解得p2=3.6×106Pa
(p2−p1) S=mg
解得m=120kg
②外界对气体做功： W=p1+p22S(L1+ΔL−L2)
解得：W=198J
由热力学第一定律有：ΔU=W−Q=198J−18J=180J
【解析】【分析】本题考查气体实验定律和理想气体状态方程、热力学第一定律的综合应用。解决问题的关键是弄清楚汽缸内气体的状态参量及其变化，利用气体实验定律和理想气体状态方程、热力学第一定律分析求解。