2020-2021学年江苏省盐城市东台创新高级中学高二下学期4月份月检测物理试题 解析版

盐城市东台创新高级中学2020-2021学年高二下学期4月份月检测物理试卷

第I卷（选择题）

一、单选题

1．如图所示为一定质量的理想气体状态变化的V-T图像。已知在状态A时的压强为，则（　　）

A．状态B时的压强为 B．状态C时的压强为

C．过程中气体对外做功 D．过程中气体向外界放热

【答案】D

【详解】

A．从A到B温度不变，则

选项A错误；   

B．从B到C体积不变，则状态C时的压强为

选项B错误；

C．过程中体积减小，则外界对气体做功，选项C错误；

D．过程中气体体积不变，则W=0，温度降低，内能减小，即∆U<0，根据热力学第一定可知Q<0，即气体向外界放热，选项D正确。

故选D。

2．为做好新冠肺炎疫情防控，学校用如图所示的压缩式喷雾器对教室走廊等场所进行消杀工作。给储液罐打足气，打开开关就可以让药液喷撒出来。若罐内气体温度保持不变，随着药液的不断喷出，则罐内气体（　　）

A．内能不断减小 B．压强不断减小 C．外界对气体做功 D．气体对外放热

【答案】B

【详解】

A．由于罐内气体温度保持不变，故内能保持不变，A错误；

B．随着药液的不断喷出，气体的体积增大，由理想气体状态方程可知，压强不断减小，B正确；

CD．气体的体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，CD错误。

故选B。

3．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C→D→A循环，该过程每个状态均可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（　　）

A．A→B的过程中，气体对外界放热，内能不变

B．B→C的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数增多

C．C→D的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热

D．D→A的过程中，气体的压强减小，分子的平均动能减小，单位体积内的分子数不变

【答案】D

【详解】

A．A→B的过程中温度不变，内能不变，体积膨胀对外界做功，由热力学第一定律得气体从外界吸热才可能保持内能不变，故A错误；

B．B→C的过程中体积不变，单位体积内的分子数不变，温度升高，分子的平均动能增大，压强增大，故B错误；

C．C→D过程的直线过原点，压强不变，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，气体放热才可能内能减小，故C错误；

D．D→A的过程中气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，温度减小，压强也减小，温度是分子平均动能的标志，故分子的平均动能减小，故D正确。

故选D。

4．下列说法中正确的是（　　）

A．分子间距离时，分子间只存在斥力；时，分子间只存在引力为平衡距离

B．两个达到热平衡的系统具有相同的温度

C．布朗运动就是分子永不停息的无规则运动

D．物体的体积变大，其内能一定变大

【答案】B

【详解】

A．分子间引力和斥力同时存在，分子力指引力和斥力的合力，斥力的变化比引力的变化快，一般情况下，当分子间距离时，分子力表现为斥力，当时，分子力表现为引力，故A错误；

B．处于热平衡的系统一定具有相同的温度，故B正确；

C．布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动，而颗粒是由大量颗粒分子构成的，故布朗运动不是分子永不停息的无规则运动，故C错误；

D．影响内能的因素有质量、温度和状态，故物体的体积变大，其内能不一定变大，故D错误。

故选B。

5．一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做功 7.0×104J，气体内能减小1.3×105J，则此过程（　　）

A．气体从外界吸收热量 2.0×105J B．气体向外界释放热量 2.0×105J

C．气体从外界吸收热量 6.0×104J D．气体向外界释放热量 6.0×104J

【答案】B

【分析】

由题目中“外界对气体做功7.0×104J，气体内能减小1.3×105J”可知，本题考查气体的内能与做功和热传递的关系，根据热力学第一定律分析即可。

【详解】

由热力学第一定律得到

即气体向外界释放的热量，故B正确。

故选B。

【点睛】

运用热力学第一定律进行求解时，应特别注意各个物理量的正负。

6．关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是                                           （   ）

A．任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳

B．空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性

C．由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天

D．一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒

【答案】A

【详解】

第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳，A正确．热传递的方向性是指在没有外界影响的前提下，空调机工作过程掺进了电流做功，显然不满足这个前提，B错误．虽然自然界的能量是守恒的，但存在能量耗散，不同的能量其可利用的品质不同，能源危机不是杞人忧天，C错误．单摆在来回摆动许多次后总会停下来，机械能减少，但由于摩擦等各种因素，变成了其他形式的能量，能量是守恒的，D错误．

7．一质点做简谐振动的振动方程是cm，则（　　）

A．在0至0.02s内，速度与加速度方向始终相同

B．在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度

C．在0.035s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向

D．在0.04s时，回复力最大，速度方向沿x轴负方向

【答案】B

【详解】

由振动方程可知，振幅，，初相位，即时，位于正最大位置；

A．在0至0.02s内，前0.01s，速度与加速度方向相同，后0.01s，速度与加速度方向相反，A错误；

B．在0.02s时，质点在负最大位移处，具有正向最大加速度，B正确；

C．在0.035s时，质点从平衡位置向最大位移运动，速度方向沿x轴正方向，加速度方向沿x轴负向，C错误；

D．在0.04s时，质点回到正最大位置，回复力最大，速度为零，无方向，D错误。

故选B。

8．如图表示一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知判断错误的是（　　）

A．让振子做自由振动时，频率可以为、、

B．驱动力频率为时，振子处于共振状态

C．驱动力频率为时，振子的振动频率为

D．假如让振子自由振动，它的频率为

【答案】A

【详解】

B．由题意可知，当驱动力的频率变化时，做受迫振动的弹簧振子的振幅在变化，当驱动力频率为时，受迫振动的振幅最大，即发生共振，故B正确，不符合题意；

C．弹簧振子做受迫振动的频率等于驱动力的频率，故C正确，不符合题意；

AD．假如让振子自由振动，其频率为固有频率，由系统本身决定，应为，故A错误，符合题意；D正确，不符合题意。

故选A。

9．一列沿x轴正方向传播的简谐波，波速为4m/s。某时刻波形如图所示，下列说法正确的是（  ）

A．这列波的振幅为4cm B．这列波的频率为1Hz

C．此时x = 4m处质点沿y轴负方向运动 D．此时x = 8m处质点的加速度为0

【答案】D

【详解】

A．振幅等于y的最大值，由题图可得这列波的振幅为2cm，A错误；

B．由题图得，波长λ = 8m，由

T = = 2s，f = = 0.5Hz

B错误；

C．由“上坡、下坡”法可知，此时x = 4m处的波处于下坡，则质点沿y轴正方向运动，C错误；

D．由波动与振动的关系得，此时x = 8m处的质点正处在平衡位置，故加速度a = 0，D正确。

故选D。

10．一简谐横波在 t＝0 时刻的波形如图所示，质点 a的振动方向在图中已标出．下列说法正确的是(    )

A．该波沿 x轴负方向传播

B．从该时刻起经过一个周期，a、b、c三点经过的路程 c点最大

C．从这一时刻开始，第一次最快回到平衡位置的是 c点

D．若 t＝0.2 s 时质点 c第一次到达波谷；则此波的传播速度为50 m/s

【答案】C

【详解】

A．质点a向上运动，结合波形平移法，波向x轴正方向传播，故A错误；

B．经过一个周期，质点回到原位置，a、b、c三点的路程相等，均为4A，故B错误；

C．结合波形平移法，此刻b点向下运动，故第一次最快回到平衡位置的是c点，故C正确；

D．若t=0.2s时质点c第一次到达波谷，则t=T，解得T=2t=0.4s；故

故D错误；

11．一列简谐横波沿x轴传播．t=0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图像如图乙所示．则该波的传播方向和波速分别是

A．沿x轴负方向，60m/s B．沿x轴正方向，60m/s

C．沿x轴负方向，30m/s D．沿x轴正方向，30m/s

【答案】A

【详解】

由乙图可知：P点下一个时刻位移沿负方向增大，所以P点此时的运动方向向下，得出此波沿x轴负方向传播，由乙图可知：T=0.4s，由甲图可知：λ=24m，故波速为，故A正确，BCD错误。

第II卷（非选择题）

未命名

二、实验题

12．在“利用单摆测重力加速度”的实验中．

（1）以下的做法中正确的是

A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长

B．测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间

C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动；

D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°；

（2）某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用卡尺测得摆球直径如上图所示为___cm,则单摆的摆长为_____cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如上图所示为___s．则单摆的周期为_____s；当地的重力加速度为g=____m/s2.

（3）下表是另一同学在实验中获得的有关数据

①利用上述数据，在坐标图中描出L—T2图象

②利用图象，求出的重力加速度为g=_______m/s2

（4）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径．具体作法如下：第一次量得悬线长L1，测得振动周期为T1；第二次量得悬线长L2，测得振动周期为T2，由此可推得重力加速度为g=_______．

【答案】C    2.125    98.49    99.8    2.0    9.71       

【解析】

【详解】

（1）A、测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离．故A错误．
B、测量周期时，选取平衡位置作为计时起点与终止点，因为摆球通过平衡位置时速度最大，相等的距离误差时，引起的时间误差较小，测量的周期精确．故B错误．
C、要保证单摆在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆．故C正确．
D、单摆摆动时，对摆角的大小有要求，摆角的大小不超过5°．故D错误．

（2）根据图像可知，主尺刻度为21mm，游标刻度为0.05mm5=0.25mm，所以直径为21.25mm=2.125cm．摆线长为 ；秒表读数：90+9.8=99.8s，单摆的周期： ，根据单摆公式可得： ．

（3）①描点，如图所示：

②根据周期公式 ，有： ，故斜率： ，解得： ．

（4）根据周期公式，有：，故 ，解得： ．

三、解答题

13．一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比。在初始状态A时，体积为V0，压强为p0，温度为T0，已知此时其内能为U0。该理想气体从状态A经由一系列变化，最终还回到原来状态A，其变化过程的p-T图如图所示，其中CA延长线过坐标原点，BA在同—竖直直线上。求：

(1)从状态B到状态C的体积变化量；

(2)从状态B经由状态C，最终回到状态A的过程中，气体与外界交换的热量是多少。

【答案】(1)；(2) 2p0V0

【详解】

(1) 由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体压强为p1=3p0，设体积为V1，由玻意耳定律有 

解得  

由图可知，从状态B到状态C气体压强为为等压变化过程，状态C时气体温度为T2=3 T0，设体积为V2，由等压变化有

解得

V2=V0

从状态B到状态C的体积变化量

(2) 从状态B到状态C，设外界对气体做功为

从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，对状态B经状态C回到状态A，内能增加量为△U=0，气体从外界吸收的热量为△Q，内能增加量为△U，由热力学第一定律

△U=△Q+△W

解得

△Q=2p0V0

即气体从外界吸收热量2p0V0。

14．如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸高度为L、底面积为S，缸内有一质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体．现用绳子系住汽缸底将汽缸倒过来悬挂，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为、温度为。已知重力加速度为g，大气压强为，不计活塞与缸体的厚度及它们间的摩擦．若采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，求此过程：

（1）活塞与汽缸脱离时气体的温度；

（2）缸内气体对活塞做的功；

（3）若缸内气体的内能增加量为 ，则气体吸收的热量为多少。

【答案】(1) ；(2) ；(3)

【详解】

(1)气体等压变化，由盖吕萨克定律得

解得

(2)对活塞，由平衡条件得

气体做功

解得

(3)由热力学第一定律

气体吸收的热量

15．图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在x=1.5m处质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。求：

(1)波的传播方向及波速；

(2)前2s内质点P运动的路程。

【答案】（1）波的传播方向为负x轴方向，波速为0.5m/s；（2）8cm

【详解】

(1)由图可知，在t=2s时刻x=1.5m处的质点向下振动，可知波沿x轴负方向传播。

该简谐横波的波长为λ=2m，周期为T=4s，则波的传播速度为

(2)前2s内质点P运动的路程为

s=2A=2×4cm=8cm

16．一列简谐横波在t1＝0时刻的波形图如图所示，已知该波沿x轴正方向传播，在t2＝0.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，求：

（1）波速v；

（2）x＝6m处的Q点第一次出现波谷的时刻t3．

（3）若振幅为0.1m，求t1＝0时刻开始P点的振动图像方程

【答案】(1)5m/s；(2)0.8s；(3)

【详解】

(1)由于质点P在0时刻向下振动，在t2＝0.7s末时，质点P刚好第二次出现波峰，故满足

解得T=0.4s，波长，波速为

(2)波从P传播到Q历时

起振方向向下，再经过

到达波谷，故Q点第一次出现波谷的时刻

t3=0.7s+0.1s=0.8s

(3)振幅为0.1m，t1＝0时刻开始P点的振动图像方程为