四川省遂宁中学高新校区2023-2024学年高二下学期7月月考物理试题（解析版）

这是一份四川省遂宁中学高新校区2023-2024学年高二下学期7月月考物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 矩形导线框ABCD竖直放置，当垂直线框平面向外的磁场的磁感应强度逐渐变大时（ ）
A. 线框中无感应电流
B. 线框中有感应电流，方向为D→C→B→A→D
C. 线框中有感应电流，方向为D→A→B→C→D
D. 无法确定线框中有无感应电流
【答案】C
【解析】
【详解】由楞次定律可知，磁通量增加，线框中感应电流阻碍磁通量增加，由安培定则可知感应电流方向为D→A→B→C→D。
故选C。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 光的偏振现象说明光可以是横波，也可以是纵波
B. 光纤通信是利用光的全反射原理
C. 雨后路面上的彩色条纹是光的衍射形成的
D. X射线在磁场中会受到磁场力作用而偏转
【答案】B
【解析】
【详解】A．偏振光只能是横波，不可以是纵波，A错误；
B．光纤通信是利用光的全反射原理，B正确；
C．雨后路面上的彩色条纹是光的干涉现象形成的，C错误；
D．X射线是电磁波，不带电，只有带电物质才在磁场中偏转，D错误；
故选B。
3. 如图所示，铝制水平横梁两端各固定一个铝环，横梁可以绕中间的支点在水平面内转动。当装置静止不动时，用一磁铁的N极去接近A环，发现横梁绕支点转动。关于该实验，在不考虑金属表面的涡流的情形下，下列说法中正确的是（ ）
A. 磁铁接近A环的过程中，A环将有收缩的趋势
B. 磁铁接近B环的过程中，B环将有扩张的趋势
C. 若用磁铁接近B环，横梁也将绕支点转动
D. 若用陶磁材料制作 A、B环，也可以得到相同的实验效果
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据楞次定律，可知感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。磁铁N极靠近A环时，A环的磁通量变大，则感应电流产生的磁场N极应向外阻碍相对运动，即“来拒去留”，再根据安培定则判断感应电流为逆时针方向，通过左手定则可判断，A环上任意一点的安培力方向都指向圆心，即“增缩减扩”，所以A环还有收缩的趋势。A正确；
B．用磁铁的N极接近B环，由于B环是断开的，无法形成电流，则不受安培力，不会有扩张或收缩的趋势，B错误；
C．用磁铁的N极接近B环，由于B环是断开的，无法形成电流，则不受安培力，因而横梁不会转动。C错误；
D．A环采用绝缘材料时，不会产生感应电流，不受安培力则不会得到相同的实验效果，而B环没有闭合，没有感应电流产生，因而换成绝缘材料时对实验结果没有影响。D错误。
故选A。
4. 如图所示，这是两分子系统的分子势能与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，分子间的作用力为零B. 当时，分子间的作用力表现为引力
C. 当r由变到的过程中，分子力逐渐变大D. 当r由变到的过程中，分子势能增大
【答案】C
【解析】
【详解】由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离。
A．r2是分子的平衡距离，r等于r1时两个分子之间的距离小于平衡距离，可知r=r1时分子力为斥力，故A错误；
B．r2是平衡距离，当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当时，分子间的作用力表现为引力，故B错误；
C．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，分子间距减小，分子力逐渐变大，故C正确；
D．当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能Ep减小，故D错误。
故选C。
5. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快
B. 乙图是氧气分子的速率分布图像，图中温度T1高于温度T2
C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动
D. 丁图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，故A错误；
B．氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多，故温度高于温度，故B错误；
C．布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误；
D．真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故D正确。
故选D。
6. 对于远距离输电，在P一定的情况下，设输电线路中的电流为I，输电线的总电阻为R，为了减少损耗，采用增大电压U输电，下列说法正确的是（ ）
A. 由，知输电线路中的电流变大
B. 由，知输电线路中的电流变小
C. 由，知输电线路消耗功率增大
D. 由，知不会影响输电线路中的电流
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据
可知输电线上消耗的电压不等于输电电压，根据
可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，故A错误，B正确；
CD．根据
可知采用增大电压U输电，输电线路中的电流变小，输电线路消耗功率减小，故增大电压U输电会影响输电线路中的电流，故CD错误。
故选B。
7. 如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，下列说法正确的是（ ）
A. 若a光束为蓝光，b光束可能是红光
B. a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大
C. 玻璃对a光的折射率为
D. 用a光和b光分别照射同一狭缝，观察衍射现象，a光的中央亮条纹更窄
【答案】B
【解析】
【详解】A．由光路图可知，a光、b光射入玻璃柱体时，入射角相同，a光的折射角大于b光的折射角，根据折射定律
可知a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率小于b光的频率，若a光束为蓝光，b光束不可能是红光，故A错误；
B．根据
由于a光的折射率小于b光的折射率，可知a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光大，故B正确；
C．根据折射定律，玻璃对a光的折射率为
故C错误；
D．用a光和b光分别照射同一狭缝，观察衍射现象，由于a光的频率小于b光的频率，a光的波长大于b光的波长，则a光的中央亮条纹更宽，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，一定质量的理想气体经历状态变化，其中A、B间的虚线是一条等温线。下列说法正确的是（ ）
A. 过程中气体放出热量
B. 过程中气体的内能不变
C. 过程中单位体积内气体分子数减少
D. 过程中气体分子平均动能增加
【答案】C
【解析】
【详解】A．因为A、B间的虚线是一条等温线，所以AB两状态气体温度相同，则内能相同，而过程中，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律
可知，过程中，气体吸收热量，故A错误；
B．过程中，气体压强不变，体积增大，根据
可知，气体温度增大，即气体的内能增大，故B错误；
C．过程中，气体质量不变，气体分子数不变，体积增大，所以单位体积内气体分子数减少，故C正确；
D．过程中，气体体积不变，压强减小，根据
可知，气体的温度降低，即气体分子的平均动能减小，故D错误。
故选C。
二、多选题（4×4=16分）
9. 如图所示，L是一自感系数很大的线圈，其自身电阻为R0，A和B是两个完全相同的灯泡，R是一定值电阻，其阻值大于R0。下列说法中正确的是（ ）
A. S闭合时，A逐渐变亮，B立即亮，稳定后两灯泡亮度不同
B. S闭合时，A逐渐变亮，B立即亮，稳定后两灯泡亮度相同
C. S断开后，A逐渐熄灭，B先闪亮一下，然后逐渐熄灭
D. S断开后，通过电阻R的电流与其原来的电流方向相同
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．S闭合时，B立即亮，A所在支路由于线圈自感电动势阻碍电流的增加，可知A灯逐渐变亮，稳定后因两支路的电阻不同，A所在支路电阻小，则电流较大，A灯较亮，即两灯泡亮度不同，选项A正确，B错误；
CD．S断开后，通过B灯原来的电流立即消失，而A灯所在支路由于线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，则L相当电源，在A灯、B灯和R中重新组成回路，则A逐渐熄灭，由于原来A支路电流较大，电流通过B灯时使B先闪亮一下，然后逐渐熄灭，此时通过电阻R的电流与其原来的电流方向相反，选项C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图，均匀磁场中有一个半径为r的半圆弧及其直径构成的导线框，线框总电阻为R，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线从如图所示位置，绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动，在线框中产生感应电流。下列说法正确的是（ ）
A. 线框转动一周产生的感应电动势有效值为
B. 线框从起始位置到转动180°的过程中，经过线框的电荷量为
C. 若将线框改为绕过直径的轴转动，线框转动一周产生的感应电动势有效值为
D. 若将线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．线框转动过程中，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为
故A错误；
B．线框从起始位置到转动180°的过程中，平均感应电动势为
经过线框的电荷量
故B正确；
C．若将线框改为绕过直径的轴转动，线圈转动产生的最大感应为
根据有效值的定义
联立可得
故C错误；
D．由欧姆定律得感应电流为
当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得
又
根据欧姆定律得感应电流为
由题设知
得
解得
故D正确。
故选BD。
11. 利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为λ的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为Δx，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（ ）
A. 条纹方向平行于CD
B. 金属丝的直径为
C. 当金属丝向右移动少许时，变小
D. 在同一位置换用更细的金属丝时，变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误；
B．设金属丝直径d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有
当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为
由几何关系有
则
则
故B正确；
CD．根据
可得
当金属丝向右移动少许时，即L增大，则变大；在同一位置换用更细的金属丝时，L不变，d减小，则变大；故C错误，D正确。
故选BD。
12. 一定质量的理想气体从状态A开始，经A→B、B→C、C→A三个过程后回到初始状态A，其图像如图所示。已知O、A、C三点在一条直线上，。下列说法正确的是（ ）
A. 状态B时气体的温度为500K
B. 在A→B的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量
C. 在B→C的过程中，气体对外做功
D. 在A→B→C→A一个循环过程中，气体向外界释放的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由盖-吕萨克定律得，A→B过程
解得状态B时气体的温度
故A正确；
B．由于在A→B的过程中温度升高，气体的内能增加，即；又体积增大，气体对外界做功，即。结合热力学第一定律可得
故B错误；
C．由图可得状态C时的体积，在B→C的过程中，气体对外做功大小为B→C的过程中图像所围成的面积，所以
故C错误；
D．A→B的过程中气体对外做功大小
C→A过程外界对气体做功大小
由热力学第一定律可得，在A→B→C→A一个循环过程中，外界对气体做功大小
在一个循环过程中，气体内能改变量为零，所以气体放出的热量与外界对气体做功的大小相等，为。故D正确。
故选AD。
三、实验题（每空2分共计16分）
13. 一同学用以下装置探究光的干涉现象：
（1）如图1所示，对双缝实验装置进行调节并观察实验现象：
①图2中甲、乙图是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______。（选填“甲”或者“乙”）
②在实验中，仅将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变______。（选填“宽”或者“窄”）
（2）如图3所示，为观察白光薄膜干涉的演示实验，竖直放置的铁丝圈上覆有一层肥皂薄膜，观察者可以观测到肥皂膜上有明暗相间的彩色条纹。
①为了更好地观察干涉条纹，光源应该在______。
A.观察者同侧 B.观察者的对面侧
②下列对实验结论说法正确的是______。
A.若缓慢旋转铁丝圈，观察者看到的条纹将跟着旋转
B.若将铁丝圈水平放置，肥皂膜上的条纹图样不会变化
C.若发现条纹是等间距的，说明肥皂膜是等厚的
D.若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的
【答案】（1） ①. 甲 ②. 宽
（2） ①. A ②. D
【解析】
【小问1详解】
[1]双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等两度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距，由此可知甲图是干涉条纹。
[2]将滤光片由蓝色换成红色，频率减小，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式
可知，则干涉条纹间距变宽。
【小问2详解】
[1]光源发出的光射入薄膜，薄膜的前后表面两列反射光发生干涉，形成干涉条纹，所以光源应与观察者在同侧。
故选A。
[2]A．旋转铁丝圈，薄膜从上到下处的厚度不变，由干涉原理可知干涉条纹不会发生变化，A错误；
B．若将铁丝圈水平放置，薄膜的厚度从内到外变厚，则产生干涉条纹的间距由内向外越来越小，B错误；
CD．如果发现条纹是等间距的，可知肥皂膜的厚度从上到下均匀增加；同理，若发现条纹是上疏下密的，说明肥皂膜从上往下变厚是越来越快的，C错误；D正确。
故选D。
14. 下列说法中正确的是（ ）
A. 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动
B. 气体的温度升高，每个气体分子运动的速率都增加
C. 一定量的100℃水变成100℃水蒸气，其分子势能增加
D. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动，故A正确；
B．气体的温度升高，分子的平均动能增加，并非每个气体分子运动的速率都增加，故B错误；
C．一定量的100℃水变成100℃水蒸气，因吸收热量，分子动能不变，故其分子势能增加，故C正确；
D．温度是分子平均动能的标志，减弱气体分子热运动的剧烈程度，则气体的温度可以降低，故D正确。
故选ACD。
15. 用油膜法估测分子直径实验步骤如下：
A.向浅盘中倒入适量的水，并向水面均匀地散入痱子粉
B.将1mL纯油酸加入酒精中，得到的油酸酒精溶液
C.把玻璃板放在方格纸上，计算出薄膜的面积S
D.将配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下50滴溶液的体积
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）上述步骤中，正确的顺序是__________（填步骤前的字母）。
（2）如图所示为描出的油膜轮廓，坐标纸中正方形小方格的边长为20mm，油膜的面积约为__________。
（3）已知50滴溶液的体积为2mL，估算油酸分子的直径约为__________m（保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BDAECF ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]上述步骤中，正确的顺序是BDAECF。
（2）[2][3]根据描出的油膜轮廓，计算得出共有55格，则油膜面积为
1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为
油酸分子直径为
四、解答题
16. 如图所示，横截面为直角三角形的玻璃砖ABC。其中∠C=30°，AB边长为L。一束单色光从AB边的中点D垂直射入玻璃砖，恰好在AC面发生全反射，最后从BC边上的F点（图中未标出）射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）求单色光在玻璃砖中传播的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由题意，作出光路图如图所示
由几何关系可得，光在AC面上的入射角
由于光恰好在AC面发生全反射，故临界角为
全发射临界角满足
解得玻璃砖的折射率为
（2）单色光在玻璃砖中传播路程为
单色光在玻璃砖中传播速度为
单色光在玻璃砖中传播的时间
17. 如图所示，在水平方向的匀强磁场中，矩形线圈绕竖直轴匀速转动，线圈通过滑环和电刷与一个电阻和一个理想交流电流表相连接。已知电阻，磁场的磁感应强度，线圈匝数匝，长，宽，线圈电阻，线圈转动的角速度，求：
（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势；
（2）写出从图示位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈从图示位置转过过程中通过的电量。
【答案】（1）6V；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）线圈转到图示位置时，线圈中的电动势最大为
（2）从图示位置为中性面的垂面开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式为
（3）线圈从图示位置转过过程，有
则流过截面的电量为
联立可得
18. 如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨、固定在水平桌面上，其间矩形区域内有方向竖直向上、磁感应强度的匀强磁场。水平导轨左侧平滑连接有倾角、动摩擦因素的倾斜金属导轨，倾斜导轨最上端接有一个阻值的电阻。水平导轨右侧平滑连接竖直放置的光滑半圆弧导轨，圆弧半径。现有一质量为、接入阻值的金属棒在倾斜导轨上离水平桌面高处静止释放，最终恰好能沿圆弧轨道通过半圆弧最高点。已知重力加速度，导轨间距均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，运动过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）金属棒刚进入磁场时受到安培力F的大小；
（2）金属棒整个运动过程中电阻R产生的焦耳热；
（3）矩形磁场沿导轨方向的长度。
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】
【详解】（1）根据动能定理有
根据法拉第电磁感应定律有
根据欧姆定律有
金属棒刚进入磁场时受到安培力
（2）设金属棒在位置的速度为，则有
金属棒从位置运动到位置的过程，由动能定理得
又
，
故
（3）设金属棒穿过磁场区域时速度为，金属棒从该位置运动到位置的过程，由动能定理得
金属棒穿过磁场区域的过程，由动量定理得
又有
解得