2021-2022学年江苏省盐城市五校高二（下）第二次调研物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年江苏省盐城市五校高二（下）第二次调研

物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.如图中关于传感器的应用，说法正确的是（）

A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的

B.机器人“眼睛”利用了光传感器

C.红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度

D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的

2.关于如图中实验及现象的说法，正确的是（）

A.甲图中薄板是非晶体

B.乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且

C.图丙反映了微粒分子的无规则运动

D.丁图中水电受到了水对其竖直向上的表面张力作用

3.关于电磁波，下列说法中正确的是（）

A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场

B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在

C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播

D.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播

4.如图所示，一定质量的理想气体从状态4经过状态B、C又回到状态4下列说法正确

的是（）

A.4过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增

B.C-4过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少

C.4-B过程中气体吸收的热量大于B-C过程中气体放出的热量

D./-B过程中气体对外做的功小于C-»4过程中外界对气体做的功

5.如图所示是车站、机场等场所用于安全检查的安检门，“门框”内有线

圈，线圈中通有变化的电流。如果金属物品通过安检门，金属中会被感

应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。下

列关于安检门的说法正确的是()

A.安检门能检查出毒贩携带的毒品

B.安检门能检查出旅客携带的金属水果刀n

C.安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理

D.如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作

6.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,电压表和电流表均为理想交

流电表，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小.从某时刻开始在原

线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为%=220或sinlOOTrt(V),贝£)

D.在天逐渐变黑的过程中，电压表⑦的示数变大

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7.如图所示，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系

数足够大且直流电阻可忽略，G为电流传感器。下列说

法正确的是（）

A.S闭合瞬间，4、B同时亮，然后都逐渐变暗最后熄灭

B.S闭合瞬间，B先亮，4逐渐变亮，最后4、B一样亮

C.S断开瞬间，4、B均立即熄灭

D.S断开瞬间，G中电流突然增大，且方向向左

8.如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u-t图象

()

A.J〜今时间内，电路中电流强度不断增大

B.t2〜t3时间内，电场能越来越小

C.t3时刻，磁场能为零

D.t3时刻电流方向要改变

9.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为

机的4、B分子从%轴上的-沏和久0处由静止释放，如图甲所示，其中8分子的速度"

随位置x的变化关系如图乙所示，取无限远处势能为零，下列说法正确的是（）

A.A、B间距离为与时分子力为零

B.A、B间距离为2Qi-%）时分子力为零

C.释放时4B系统的分子势能为诏

D.A、B间分子势能最小值为m谚-mvf

10.关于下列四幅图的说法正确的是（）

图是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图,要想粒子获得的最

大动能增大，可增加电压U

B.图是磁流体发电机的结构示意图，正离子进入后会偏

向B板，故A板电势高于B板电势

上

c.''A图是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线从右侧

*XM■

进入并匀速通过速度选择器的条件是。=5

D

D.图是质谱仪的结构示意图,粒子打在底片上的位置越靠近狭缝

S3说明粒子的比荷越大

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

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11.在“用油膜法估测油酸分子的大小”

(1)四个主要步骤按操作先后顺序排列应是

用符号表示);

川川H曲柑推I

(2)若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸67n3用注射器

测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮

廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为2cm,则油酸薄膜的面积

约为cm2,按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为m(保留一位有

效数字)。

三、计算题(本大题共4小题，共45.0分)

12.篮球运动深受大家喜爱，某次比赛前，篮球在器材室被打入温度为17K的空气后，

球内压强为1.45atm。比赛过程中，篮球内气体的温度升高为37久。比赛中，篮球

被打出场外刺出一小孔开始漏气，换下后置于馆内稳定后温度为27笃，压强为po=

l.OOatmo将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，求：

(1)温度升高至37K时球内气体的压强；

(2)篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值。

13.疫情期间，为保障医院用电安全，供电部门专门为医院/CU病房区设计供电系统以

及输电电路如图所示，发电机的矩形线框力BCD处于磁感应强度大小B的水平匀强

磁场中，线框面积S=0.25加2,匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的

轴00,以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷E、F与升压变压器的原线

圈相连，图中电压表示数为250V,降压变压器原.副线圈的匝数之比为5：1,降压

变压器的副线圈接入到病房区供电，两变压器间的输电线等效电阻R=200,变压

器均为理想变压器。医院有五间标准/CU病房，病房内医疗设备额定工作电压均为

U=220V,每间病房的最大功率为P=4400W。当五间病房均满负荷工作时，求：

(1)磁感应强度B的大小；

(2)升压变压器原、副线圈匝数之比最。

OE

14.如图所示，边长为L的正方形导线框abed,质量为m、....................”

电阻为R,垂直纸面向外的匀强磁场区域宽度为......................口

••••••n

H(H>L),磁感应强度为B.线框竖直上抛，线框ab边.、・・c・・•

向上离开磁场时的速率是de边刚进入磁场时速率的

一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落

下并匀速进入磁场.不计空气阻力，整个运动过程中线框不转动.求线框向上

(l)ab边离开磁场时的速率；

(2)通过磁场过程中安培力所做的功；

(3)完全进入磁场过程中所通过横截面的电荷量.

如图所示，一带负电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一

垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域)，粒子飞

出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场。电场强度大小为E,方向竖直向上。当

粒子穿出电场时速度大小变为原来的加倍。已知带电粒子的质量为TH,电量为q,重力

不计。粒子进入磁场前的速度如图与水平方向成0=60。。求：

(1)粒子在磁场中的运动时间？

(2)粒子离开电场时速度多大？

(3)该圆形磁场区域的面积最小为多少？

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答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：力、干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工作的，故

A错误；

8、遇到障碍物会绕开，说明该机器人“眼睛”“看”到了障碍物，故利用了光传感器，

故B正确；

C、红外测温枪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误；

。、火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的，故。错误.

故选：Bo

明确给出的仪器原理，同时掌握传感器的正确应用即可解答。

本题考查传感器的使用，要注意明确不同的传感器完成不同的功能，要根据各仪器的需

要进行选择。

2.【答案】B

【解析】解：4、图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明

薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；

B、图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的

方向迁移，可知0>△，故B正确；

C、图丙描述的是布朗运动，反映了液体分子的无规则运动，故C错误；

水域停在水面上的原因是水思受到了水的表面张力的作用，但是水的表面张力不是

竖直向上的，故。错误。

故选：B。

多晶体与非晶体都是各向同性；不同温度下相同速率的分子所占比例不同；布朗运动反

映了液体分子的无规则运动；液体表面存在着表面张力。

本题考查晶体与非晶体的性质、气体分子速率的分布、布朗运动和表面张力等内容，要

求能用相关物理规律解释相关的现象。

3.【答案】B

【解析】解：4、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁

场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场，故A错误；

8、麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故

8正确；

C、电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故C错误；

。、各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，均为光速，故。错误。

故选：B。

变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场：麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹

通过电火花实验证实了电磁波的存在；电磁波的传播不需要介质；电磁波在真空中传播

速率相等。

本题考查了电磁波的产生、传播规律，解题的关键是要明确麦克斯韦的电磁场理论，即

变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

4.【答案】C

【解析】解：4、温度是分子平均动能的标志，4TB过程中气体温度升高，气体分子

的平均动能增加，分子对器壁的平均撞击力增大，

根据华=C可知展7图象的斜率不变则p不变，所以单位时间内撞击单位面

积器壁的分子数减少，故A错误；

8、C-A过程中气体的体积减小，所以单位体积内分子数增加，温度不变，则压强增

大，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增大，故8错误；

C、4-B过程中气体体积增大、对外做功W,温度升高、内能增大，气体吸收热量5，

B-C体积不变，温度降低，气体放出热量。2,由于4和C的温度相同，则从4到B到C过

程中内能不变，根据△(/=(21-皿一(22=0可得：Qr=Q2+W,所以4TB过程中气

体吸收的热量大于B-C过程中气体放出的热量，故C正确；

。、4TB过程中气体体积变化等于C-4过程中气体体积变化，当C-4过程中气体平

均压强小于4-B过程中的平均压强，所以4-B过程中气体对外做的功大于C-4过程

中外界对气体做的功，故。错误。

故选：C0

单位时间内撞击单位面积器壁的分子数是由分子数密度和温度决定的；根据热力学第一

定律分析吸收或发出热量的大小；根据皿=P△U分析做功多少。

本题主要是考查理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象的斜率表示的物理

意义以及气体压强的决定因素。

5.【答案】B

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【解析】解：4、安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流

产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交

变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化,从而被探测到，可知，

安检门不能检查出毒贩携带的毒品，故A错误；

8、水果刀是金属制成，安检门能检查出旅客携带的水果刀，故8正确；

C、安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，不是利用电流的热效应原理，故C错误；

。、根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，

故。错误.

故选：Bo

6.【答案】B

【解析】解：4原线圈中的输入电压最大值为220鱼U，因其为正弦式交流电，故其有

效值为220人由£=£可得，副线圈中电压表的示数为22叭电压表的读数为有效值。

为22乙故A错误；

BD.输入的电压不变，变压器的匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，在天逐渐变

黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于原副线圈两端电压均不变，所以电流表4的示

数变小，故B正确，。错误；

C、由B选项知电流表4的示数变小，由0=竽得原线圈中电流表4的示数变小，故C

12

错误；

故选：Bo

根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、再根据电压与匝数成正比即可求得结论,

根据光照的变化明确电阻的变化，从而分析电压和电流的变化规律。

本题考查变压器中的电路的动态变化的分析，先找准不变的物理量，然后再根据物理量

之间的关系分析计算即可。

7.【答案】D

【解析】解：AB.S闭合瞬间，电源的电压同时加到两灯上，4、B同时亮，且亮度相

同；随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，4逐渐被短路

直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，B变亮，故AB错误：

CD、S断开瞬间，8立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过4灯，

力闪亮一下后熄灭，G中电流方向向左，故C错误，。正确。

故选：Do

8.【答案】B

【解析】解：4、在时间内，极板间的电压增大，极板电量增大，所以为充电过

程，电流强度减小.故A错误；

BCD、在t2到£3时刻极板电压减小，极板电量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，

磁场能增大，电场能减小；J时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最

大；之后将是对电容器充电，且电流方向不变，故B正确，CD错误.

故选：B.

电路中由L与C构成的振荡电路，在电容器充放电过程过程中电容器的电压、电量和电

场强度和电场能的变化规律分析即可求解.

据图象判断LC电路的充放电是解题的关键，注意相关物理量的周期性的变化规律，题目

中的物理量较抽象，需借助图象分析.

9.【答案】D

【解析】解：AB,由图乙可知，B分子在通〜%1过程中做加速运动，说明开始时两分子

间作用力为斥力，在不处速度最大，加速度为0,即两分子间的作用力为0,根据运动的

对称性可知，此时4、B分子间的距离为2%，故A8错误；

C.由图乙可知，两分子运动到无穷远处的速度为以，在无穷远处的总动能为：2谚=

mvl，由题意可知，无穷远处的分子势能为0,由能量守恒可知，释放时4、B系统的分

子势能为小嘘，故C错误；

"由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能

为：Epmin=mv2-2X|mvl~mv2~mvl,故。正确。

故选：D。

在X1处速度最大，加速度为零，分子力为零，根据运动的对称性，此时4B分子间的

距离为2%1；从与到距离无穷远，根据能量守恒定律，系统势能的减小量等于动能的增

加量；根据能量守恒定律，系统动能最大时，小B间分子势能最小值。

本题考查了分子势能、分子间的相互作用力等知识点。以4、B为系统，分子势能和分

子动能之和不变，系统势能的减小量等于动能的增加量，我们可以类比机械能守恒定律

来理解。

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10.【答案】D

2

【解析】解：4、甲图中，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力quB=my

可知》=处:，粒子获得的最大动能为5,=-mv2=-m(^)2=造之，所以要想粒子

v7

m77122m2m

获得的最大动能增大，可增加。形盒的半径R和增大磁感应强度B,增加电压U不能增大

最大初动能，故A错误；

8、乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，4极

板是发电机的负极，低于B板电势，故8错误；

C、丙图中，假如带正电的粒子从右向左运动通过复合场时，电场力竖直向下，根据左

手定则，洛伦兹力方向也向下所以不可能沿直线通过复合场，故C错误；

D、由=可知5=荒，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝$3则R越小，说明粒

子的比荷越大，故B正确。

故选：D„

粒子想利用回旋加速器获得更大的动能，需要增大盒子半径，磁流体发电机就是利用带

电粒子受洛伦兹力原理，速度选择器是因为达到某一速度的粒子受力平衡做匀速直线运

动，质谱仪应采取分段分析的方法，即粒子加速阶段，速度选择阶段，在磁场中运动阶

段，一般用来分析同位素。

解答此题的关键是明白各种仪器的工作原理以及用途，根据粒子的受力情况结合带电粒

子在电场、磁场中的运动的规律进行分析。

11.【答案】dacb2883xIO-10

【解析】解：(1)先要测出油酸酒精溶液的浓度，再将1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水

面稳定后作玻璃板盖在水槽上，画出油酸轮廓的形状，估算油膜的面积，从而算出油酸

分子直径，因此四个主要步骤按操作先后顺序排列应是dacb。

(2)1滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积U=1mLxx羔匕=8x1(T6mzi=8x

10-127n3

估算油膜的面积：面积大于等于正方形一半的正方形的个数为72个，则油酸膜的面积约

为S=72x2x2cm2=288cm2=2.88x10-2m2

把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子的直径d=2=等三m«

S2.88x10

3x10-10m

故答案为：(l)dacb；(2)288,3x

(1)根据实验原理确定实验步骤。本实验的基本原理是把1滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅

盘里，形成单分子层油酸，根据纯油酸的体积和油膜面积之比求油酸分子直径。

(2)根据浓度按比例算出纯油酸的体积；采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形

的个数：面积大于等于正方形一半的算一个，不足一半的舍去，数出正方形的总个数乘

以一个正方形的面积，近似算出油膜的面积。把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的

空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由d=(求出油酸分子直径。

本实验的模型是把油酸分子看成球形，不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面

积，实验肯定存在误差，但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行。

12.【答案】解：(1)由题意可知，漏气前以篮球内气体为研究对象，初状态气体的状态

参量为：

Pi=1.45atm,7\=(273+17)K=290K,

末状态：T2=(273+37)K=310K,

篮球的体积保持不变，球内气体体积不变，气体发生等容变化，

由查理定律得：7=?

12

代入数据解得温度升高至久时球内气体的压强为：；

37p2x1.55atm

(2)以比赛前篮球内的气体为研究对象，由题意可知换下后置于馆内稳定后：

总体积设为匕；

p3=p0=l.OOatm,T3=(273+27)K=300K,

由理想气体状态方程得：黑=竽

<113

则漏掉的空气的体积为：△/=%-%,

由于在相同温度和相同压强下，质量之比等于体积之比，可得：黑=竽

7721<3

代入数据解得篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值为：”=X

m3

答：⑴温度升高至37。(：时球内气体的压强为1.55atm；

(2)篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值为(

【解析】(1)在赛球时温度升高到37K的过程中球中气体做等容变化，根据查理定律列

式求解即可；

(2)以原来球内所有气体为研究对象，根据理想气体状态方程列式求解即可。

本题主要是考查了理想气体的状态方程；解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三

个状态参量，分析理想气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解。

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13.【答案】解：(1)图中电压表示数为为=2501/,则发电机的矩形线框产生的感应电

动势最大值为：Em=>/2Uv=250V21Z

线圈转动的频率为：f=3000r/min=50Hz

线圈转动的角速度为：3=2nf=100Tirad/s

根据最大值的计算公式可得：Em=nBS3,解得：8=包；

107T

(2)当五间病房均满负荷工作时，降压变压器副线圈的电流为：〃=*=啜2A=1002

降压变压器原,副线圈的匝数之比为％：n4=5：1

设输电电流为七，则晟=最，解得：h=20A

降压变压器原线圈的电压3==：X220V=1100U

7I4.L

升压变压器副线圈的电压U2=U3-I3R=1100V-20x20V=700V

升压变压器原、副线圈匝数之比皆=生=黑=2。

7l2l>2/UU14

答：(1)磁感应强度B的大小为今；

(2)升压变压器原、副线圈匝数之比为5。

【解析】(1)根据g„求解电动势最大值，电压表读数为有效值，据此求解磁感

应强度大小；

(2)根据变压比公式列式求解输电线上的电流，根据输电线路电压之间的故选求解副线

圈上的电压，由此求出升压变压器的匝数之比。

此题考查了远距离高压输电，以及正弦式交变电流的产生规律，解题的关键是明确两个

变压器的功率关系、电压关系、电流关系。

14.【答案】(1)线框落下并匀速进入磁场时合力为零，则mg=8几

_BLv

一R

解得：〃=鬻

因为从线框向上离开磁场到再次进入磁场的过程中合外力做功为零，所以ab边离开磁场

时的速率"与线框匀速进入磁场时的速率u相等.即力=u=鬻

/2z2

(2)此过程中由动能定理有+L)+WA=|mv-|7n(2u)

M=mg(H+L)-嘴并

(3)通过横截面的