精品解析：江苏省江阴市某校2023-2024学年高二下学期5月学情调研物理试题

2023-2024学年春学期5月学期调研试卷 高二物理 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 传感器在生活生产中有着非常重要的应用，下列器件可作为传感器的是（　　） A. 蓄电池 B. 电阻箱 C. 干簧管 D. 发光二极管 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动为热运动 B. 分子间的作用力越大，分子势能越小 C. 液体的表面张力使液体的表面有扩张的趋势 D. 常见的金属不显示各向异性，但有确定的熔点 3. 利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A. B. C. D. 4. 湖面有一只小昆虫在水面跳来跳去却不沉下去，是因为小昆虫（　　） A. 重力太小可以忽略 B. 受到浮力 C. 受到液体表面张力 D. 受到液面对它的弹力 5. 为保证自行车夜间骑行安全，在自行车上安装了尾灯，其电源为固定在后轮的交流发电机，如图甲所示。交流发电机的原理图如图乙所示，线圈在车轮的带动下绕轴转动，通过滑环和电刷保持与尾灯连接，矩形线圈ABCD的面积为，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为10T的匀强磁场中，尾灯灯泡电阻为3Ω，当线圈转动角速度为8rad/s时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈从图乙所示位置开始计时，其转动过程中产生的电动势为 B. 线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 C. 线圈从图乙所示位置转过过程中产生的电动势的平均值为 D. 线圈从图乙所示位置转过过程中流过尾灯电流的平均值为 6. 下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（　　） A. 图甲水平放置的圆形线圈正上方通有逐渐减小的电流，圆线圈中没有感应电流 B. 图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，正方形线圈中不会有感应电流 C. 图丙中的闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都可以产生感应电流 D. 图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路一定会产生感应电流 7. 如图所示，L是自感系数为0.1H的线圈，其电阻不计，C是电容为40μF的电容器。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开S。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开S的时刻，则（　　） A. 时电容器两极板间的电场方向水平向右 B. 时电容器的电荷量为零 C. 时线圈的自感电动势为零 D. 时线圈中的电流方向为正 8. 活塞式抽气机汽缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气，抽气机抽动三次（抽气过程可视为等温变化），容器内剩余气体压强是原来的（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示是电磁波发射的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电。则以下说法正确的是（　　） A. 该时刻电路中的电流减小 B. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 C. 线圈中的磁场向上且正在减弱 D. 电容器中的电场向上且正在增强 10. 如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是 A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等 C. 各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D. 密闭气体的体积可直接从注射器上读出 11. 磁流体发电技术原理如图所示，已知等离子体射入的初速度为，匀强磁场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为，不计离子的重力及离子间的相互作用。下列说法正确的是（  ） A. 电流从金属板A流经电阻R返回金属板B B. 将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻 C. 电流表的读数为 D. 将金属板A、B水平面内旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长度为a的边两端，电流表的读数变小 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤： ①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。 ③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。 ④将8mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 （1）上述步骤中，正确的顺序是④①___________（填写步骤前面的数字，前两步已给出）； （2）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是（　　） A. 将油酸分子视为球形 B. 油膜中分子沿直线排列 C. 将油膜看成单分子层 D. 油酸分子紧密排列无间隙 （3）在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是（　　）（用序号字母填写） A. 理想模型法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （4）油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为128格（已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径约为___________m（此空保留一位有效数字）； （5）实验后，某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是（　　） A. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了 C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 三、计算题：本大题共4小题，共41分(10分+10分+9分+12分)。 13. 已知阿伏加德罗常数为NA，氢气分子的质量为m，在标准状况下氢气的密度为ρ、体积为V，求： （1）氢气的摩尔质量M和氢气的分子数N； （2）标准状况下氢气分子间的平均距离d。 14. 如图所示，当开关断开时，用光子能量为的一束光照射阴极，发现电流表读数不为。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为。求：（计算结果用为单位） （1）此时光电子的最大初动能的大小； （2）该阴极材料的逸出功。 15. 如图所示，一导热汽缸固定在水平面上，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分。初始时，A、B的体积均为V，压强均为大气压强p0，连在活塞和汽缸右侧的轻弹簧处于原长。现把B中的气体缓慢抽出变成真空，活塞向右移动距离为x，此时弹簧弹性势能为Ep，已知活塞的质量为m，横截面积为S。 （1）求B被抽成真空后A中气体的压强p； （2）打开阀门D后，B中的气体压强即为大气压强，A中的气体温度保持不变，活塞向左运动的最大速度为v。求： ①活塞速度最大时气体A的体积VA； ②从打开阀门D到活塞速度最大的过程中，气体A放出的热量Q。 16. 如图甲所示的竖直平面坐标系xOy内，存在正交的匀强电场和匀强磁场，已知电场强度E=2.010-3N/C，方向竖直向上；磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B大小为0.5T，方向随时间按图乙所示规律变化（开始时刻，磁场方向垂直纸面向里）。t=0时刻，有一带正电的微粒以v0=1.0103m/s的速度从坐标原点O沿x轴正向进入场区，恰做匀速圆周运动，g取10m/s2。试求： （1）带电微粒的比荷； （2）带电微粒从开始时刻起经多长时间到达x轴，到达x轴上何处； （3）带电微粒能否返回坐标原点？如果可以，则经多长时间返回原点？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年春学期5月学期调研试卷 高二物理 一、单选题：本大题共11小题，共44分。 1. 传感器在生活生产中有着非常重要的应用，下列器件可作为传感器的是（　　） A. 蓄电池 B. 电阻箱 C. 干簧管 D. 发光二极管 【答案】C 【解析】 【详解】A．蓄电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不属于传感器，故A不符合题意； B．电阻箱不属于敏感元件，不可以作为传感器，故B不符合题意； C．干簧管是磁控元件，属于敏感元件，可以作为传感器，故C符合题意； D．发光二极管不能将信号转化为电信号，不属于传感器，故D不符合题意。 故选C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动为热运动 B. 分子间的作用力越大，分子势能越小 C. 液体的表面张力使液体的表面有扩张的趋势 D. 常见的金属不显示各向异性，但有确定的熔点 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是物质分子的无规则热运动，故A错误； B．当分子间作用力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力先增大后减小，分子力一直做负功，分子势能一直增大，故B错误； C．液体的表面张力使液体的表面有收缩的趋势，故C错误； D．常见的金属为多晶体，不显示各向异性，但有确定的熔点，故D正确。 故选D。 3. 利用分光技术和热电偶等设备，可以测出黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况，1700K和1500K两种温度下的黑体，其辐射强度按波长分布的情况是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，随着温度升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。 故选B。 4. 湖面有一只小昆虫在水面跳来跳去却不沉下去，是因为小昆虫（　　） A. 重力太小可以忽略 B. 受到浮力 C. 受到液体表面张力 D. 受到液面对它的弹力 【答案】D 【解析】 【详解】由于液体表面张力的作用，使液面绷紧，小昆虫受到液面对它的弹力，故不沉下去，故选D。 5. 为保证自行车夜间骑行安全，在自行车上安装了尾灯，其电源为固定在后轮的交流发电机，如图甲所示。交流发电机的原理图如图乙所示，线圈在车轮的带动下绕轴转动，通过滑环和电刷保持与尾灯连接，矩形线圈ABCD的面积为，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为10T的匀强磁场中，尾灯灯泡电阻为3Ω，当线圈转动角速度为8rad/s时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈从图乙所示位置开始计时，其转动过程中产生的电动势为 B. 线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 C. 线圈从图乙所示位置转过过程中产生的电动势的平均值为 D. 线圈从图乙所示位置转过过程中流过尾灯电流的平均值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈在乙图中为中性面位置，产生的电动势为 可得 故A错误； B．电动势有效值为 通过尾灯的电流有效值为 线圈每转一圈，尾灯产生的焦耳热为 故B错误； C．根据 可知 故C正确； D．由闭合电路欧姆定律，可得 故D错误。 故选C。 6. 下列给出了与感应电流产生条件相关的四幅情景图，其中判断正确的是（　　） A. 图甲水平放置的圆形线圈正上方通有逐渐减小的电流，圆线圈中没有感应电流 B. 图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，正方形线圈中不会有感应电流 C. 图丙中的闭合导线框以其任何一条边为轴在磁场中旋转，都可以产生感应电流 D. 图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路一定会产生感应电流 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲水平放置的圆形线圈正上方通有逐渐减小的电流，因穿过圆线圈的磁通始终为零，则圆线圈中没有感应电流，选项A正确； B．图乙正方形金属线圈绕竖直虚线转动的过程中，穿过正方形线圈的磁通量会发生变化，线圈中会有感应电流，选项B错误； C．图丙中的闭合导线框若以竖直轴转动，则磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误； D．图丁金属杆在F作用下向右运动过程中，若磁场减弱，回路中磁通量可能不变，则此时不会产生感应电流，选项D错误。 故选A。 7. 如图所示，L是自感系数为0.1H的线圈，其电阻不计，C是电容为40μF的电容器。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开S。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开S的时刻，则（　　） A. 时电容器两极板间的电场方向水平向右 B. 时电容器的电荷量为零 C. 时线圈的自感电动势为零 D. 时线圈中的电流方向为正 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意，电路达到稳定状态后断开S，电容器与电感线圈组成振荡电路，时线圈开始对电容器充电，电容器极板上所带电荷量为零，则两极板间的电场为零，故A错误； B．根据振荡电路周期公式，可得该振荡电路周期为 则 时，线圈对电容器充电完毕，电容器上的电荷量达最大，故B错误； C．当 时，电容器放电完毕，电容器两端电压为0，放电电流达最大，但回路中电流的变化率为零，则线圈的自感电动势为零，故C正确； D．当 时，线圈对电容器反向充电，线圈中的电流方向为，为负，故D错误。 故选C。 8. 活塞式抽气机汽缸容积为V，用它给容积为2V的容器抽气，抽气机抽动三次（抽气过程可视为等温变化），容器内剩余气体压强是原来的（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设容器内原来的压强为，抽气机抽动一次后，根据玻意耳定律可得 解得 抽气机抽动两次后，根据玻意耳定律可得 解得 抽气机抽动三次后，根据玻意耳定律可得 解得 可知容器内剩余气体压强是原来的。 故选D。 9. 如图所示是电磁波发射的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电。则以下说法正确的是（　　） A. 该时刻电路中的电流减小 B. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 C. 线圈中的磁场向上且正在减弱 D. 电容器中的电场向上且正在增强 【答案】B 【解析】 【详解】A．电容器处于放电过程，电场能减弱，磁场能增强，则该时刻电路中的电流增大，故A错误； B．根据若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数L增大，根据 可知，发射电磁波的频率变小，故B正确； C．电容器处于放电状态，则电场能减小，磁场能增大，根据安培定则可知，线圈中的磁场方向向上，即线圈中的磁场向上且正在增强，故C错误； D．由于电容器的上极板带负电，自由电子定向移动方向与电流方向相反，可知上极板失电子，即极板所带电荷量减小，电容器正处于放电过程，由于极板电荷量减小，则电容器中的电场向上且正在减弱，故D错误。 故选B。 10. 如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是 A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等 C. 各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D. 密闭气体的体积可直接从注射器上读出 【答案】D 【解析】 【详解】A.为防止漏气，在活塞上涂油，以保证气体质量不变，缓慢的推，拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变，不能用石蜡密封，故A错误； BC.气体的状态方程的使用的条件是一定质量的气体，实验中发现各组同学的气体压强与体积的乘积值不完全相等，就是因为不同的同学做实验时封闭气体的质量是不同的，故BC错误； D.密闭气体的体积可直接从注射器上读出，气体的压强是用压强传感器通过计算机系统得到的，故D正确。 故选D。 11. 磁流体发电技术原理如图所示，已知等离子体射入的初速度为，匀强磁场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为，不计离子的重力及离子间的相互作用。下列说法正确的是（  ） A. 电流从金属板A流经电阻R返回金属板B B. 将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻 C. 电流表的读数为 D. 将金属板A、B水平面内旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长度为a的边两端，电流表的读数变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，电流从金属板B流经电阻R返回金属板A，故A错误； B．将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻 故B错误； C．电路中的电流稳定后，电荷受到的洛伦兹力和电场力大小相等，即 整个回路的电流 联立解得 故C正确； D．由 可知，电流的大小只与金属板的面积有关，故将金属板A、B水平面内旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长度为a的边两端，电流表的读数不变，故D错误。 故选C。 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤： ①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。 ③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。 ④将8mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL。 ⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 （1）上述步骤中，正确的顺序是④①___________（填写步骤前面的数字，前两步已给出）； （2）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是（　　） A. 将油酸分子视为球形 B. 油膜中分子沿直线排列 C. 将油膜看成单分子层 D. 油酸分子紧密排列无间隙 （3）在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是（　　）（用序号字母填写） A. 理想模型法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （4）油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为128格（已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径约为___________m（此空保留一位有效数字）； （5）实验后，某小组发现自己所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的可能原因是（　　） A. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了 C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 【答案】（1）②⑤③ （2）B （3）A （4）6×10-10 （5）BD 【解析】 【小问1详解】 “油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液④→准备浅水盆，撒上痱子粉①→滴入油酸酒精溶液，形成油膜②→描绘油膜边缘⑤→测量油膜面积，计算分子直径③，故正确顺序为：④①②⑤③。 【小问2详解】 该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；不需要考虑分子间隙，把形成油膜的分子看作紧密排列的球形分子；将油酸分子视为球体模型。 故选B。 【小问3详解】 在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是理想模型法。 故选A。 【小问4详解】 一滴油酸酒精溶液的体积为 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为 面积超过正方形一般的正方形个数为128个，故油膜的面积为 油酸分子的直径为 【小问5详解】 A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，故A错误； B．求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，故B正确； C．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，故C错误； D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D正确。 故选BD。 三、计算题：本大题共4小题，共41分(10分+10分+9分+12分)。 13. 已知阿伏加德罗常数为NA，氢气分子的质量为m，在标准状况下氢气的密度为ρ、体积为V，求： （1）氢气的摩尔质量M和氢气的分子数N； （2）标准状况下氢气分子间的平均距离d。 【答案】（1）NAm，；（2） 【解析】 【详解】（1）氢气的摩尔质量为 氢气的质量 氢气的分子数 （2）每个氢分子所占空间体积为 氢气分子间的平均距离 14. 如图所示，当开关断开时，用光子能量为的一束光照射阴极，发现电流表读数不为。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为。求：（计算结果用为单位） （1）此时光电子的最大初动能的大小； （2）该阴极材料的逸出功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设用光子能量为的光照射时，光电子的最大初动能为，阴极材料逸出功为，当反向电压达到 以后，具有最大初动能的光电子刚好达不到阳极，因此 解得 （2）由光电效应方程 解得 15. 如图所示，一导热汽缸固定在水平面上，光滑活塞将其中的气体分为A、B两部分。初始时，A、B的体积均为V，压强均为大气压强p0，连在活塞和汽缸右侧的轻弹簧处于原长。现把B中的气体缓慢抽出变成真空，活塞向右移动距离为x，此时弹簧弹性势能为Ep，已知活塞的质量为m，横截面积为S。 （1）求B被抽成真空后A中气体的压强p； （2）打开阀门D后，B中的气体压强即为大气压强，A中的气体温度保持不变，活塞向左运动的最大速度为v。求： ①活塞速度最大时气体A的体积VA； ②从打开阀门D到活塞速度最大的过程中，气体A放出的热量Q。 【答案】（1）；（2）①V，② 【解析】 【详解】（1）A气体等温变化，有 解得 （2）①设活塞向左运动的加速度为a，此时A中气体压强为p1，弹簧弹力为F，则 因为初始状态气体A的压强为p0，因此，当弹簧弹力为零时，气体A的压强为p0，活塞的加速度为零，此时活塞的速度最大，即活塞回到初始状态，此时 ②对活塞，有 对气体A，有 解得 16. 如图甲所示的竖直平面坐标系xOy内，存在正交的匀强电场和匀强磁场，已知电场强度E=2.010-3N/C，方向竖直向上；磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B大小为0.5T，方向随时间按图乙所示规律变化（开始时刻，磁场方向垂直纸面向里）。t=0时刻，有一带正电的微粒以v0=1.0103m/s的速度从坐标原点O沿x轴正向进入场区，恰做匀速圆周运动，g取10m/s2。试求： （1）带电微粒的比荷； （2）带电微粒从开始时刻起经多长时间到达x轴，到达x轴上何处； （3）带电微粒能否返回坐标原点？如果可以，则经多长时间返回原点？ 【答案】（1）；（2）先逆时针偏转，再顺时针偏转，后逆时针偏转，到达x轴上P点；（3）微粒能返回坐标原， t总=2.410-3πs 【解析】 【详解】（1）带电微粒在场区做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，由 Eq=mg 可得 （2）微粒做圆周运动时，由 可得 R=0.4m 又 微粒先逆时针偏转，再顺时针偏转， 后逆时针偏转，到达x轴上P点 （3）微粒能返回坐标原点，如图所示，则 t总=3T=2.410-3πs 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $