江苏省2020-2021高二下学期3月月考物理试题（Word版附解析）

江苏省 2020-2021 学年度第二学期月考 高二物理试卷 2021.03 考试时间：75 分钟 满分：100 分 一、单项选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一个选项符合题意。 1．关于布朗运动下列说法正确的是（ ） A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动 B．布朗运动是液体分子的无规则运动 C．液体温度越低，布朗运动越剧烈 D．悬浮微粒越大，布朗运动越剧烈 【答案】A 【解析】布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是分子的运动，但布朗运动说明了 液体分子不停的做无规则运动，故 A 正确，B 错误；液体的温度越高，液体分子运动越剧烈， 则布朗运动也越剧烈，故 C 错误；悬浮微粒越小，受到水分子的撞击越不规则，布朗运动越 剧烈，故 D 错误。 2．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近。在此过程中， 下列说法正确的是（ ） A．分子间的斥力先减小后增大 B．分子的加速度先减小后增大 C．分子力先做负功后做正功 D．分子势能先减小后增大 【答案】D 【解析】分子间的斥力随分子间距离减小而增大，所以分子间的斥力一直增大，故 A 错误； 两分子从相距较远处靠近过程中，分子力先增大后减小再增大，由牛顿第二定律可知，分子 的加速度先增大后减小再增大，故 B 错误；当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力 时，随着距离的减小，分子力做正功，而小于平衡位置时，分子间为斥力，随着距离的减小， 分子力做负功，则分子力先做正功后做负功，故 C 错误；由功能关系可知，由于分子力先做 正功后做负功，所以分子势能先减小后增大，故 D 正确。 3．关于热力学温度和摄氏温度，下列说法正确的是( ) A．某物体摄氏温度为 10℃，即热力学温度为 10K B．热力学温度升高 1K 等于摄氏温度升高 1℃ C．摄氏温度升高 10℃，对应热力学温度升高 283K D．热力学温度和摄氏温度的温标不同，两者表示的温度无法比较 【答案】B 【解析】由 273.15T t K  得某物体摄氏温度为 10℃时，热力学温度为 273 10 283T K   ， T t   ，即热力学温度升高 1K 等于摄氏温度升高 1℃，摄氏温度升高 10℃，对应热力学温 度升高 10K，B 正确． 4．下列说法正确的是（ ） A．彩色液晶显示器利用了液晶光学各向异性的特点 B．天然水晶是晶体，熔化后再凝固成的水晶（即石英玻璃）还是晶体 C．云母沿不同方向的导热性能不同，是因为组成它的微粒是无规则排列的 D．昆虫可以停在水面上，是因为液体表面会产生垂直于液面向上的表面张力 【答案】A 【解析】液晶具有晶体的各向异性，可以利用对光的通过性质不同，而制造出液晶显示器， 故 A 正确；天然水晶是晶体，天然水晶熔化后再凝固成的水晶（即石英玻璃）不再是晶体， 故 B 错误；云母沿不同方向的导热性能不同，是因为组成它的微粒按一定规律排成有序阵列， 在各方向上微粒的排列情况不同，故 C 错误；昆虫可以停在水面上，是因为昆虫所处位置比 周围水面稍下陷，水面向下发生弯曲，液体表面层具有收缩的趋势给了昆虫向上的支持力， 故 D 错误。 5．如图，竖直放置、开口向上的试管内用水银封闭一段气体，若试管自由下落，管内的封闭 气体（ ） A．压强增大，体积增大 B．压强增大，体积减小 C．压强减小，体积增大 D．压强减小，体积减小 【答案】C 【解析】设竖直放置、开口向上的试管保持静止时，试管内封闭气体压强为 P ， 大气压 强为 0P ，水银对试管内气体产生压强为 P ，则有 0P P P  ，当试管自由下落时，水银完 全失重， 0P P ，所以试管内气体压强减小，试管自由下落可看做是等温过程 ，由 =PV C 可 知气体的体积增大，ABD 错误，C 正确。 6．如图所示，三根相同的粗细均匀玻璃管，管内有水银柱封住一部分空气在闭端，水银柱高 度 h 甲V 丙, 管内气体初 温相同。若使管内气体升高相同的温度，管内水银柱向上移动最多的是（ ） A．丙管 B．甲管和乙管 C．乙管和丙管 D．三管一样多。 【答案】B 【解析】若使管内气体升高相同的温度，三个玻璃管内气体的压强没有变化，由盖•吕萨克定 律得 1 2 1 2 V V T T  变形得： 2 1 2 1 1 1 1 1 ΔΔ T T TV V V V VT T     因为 V 甲=V 乙>V 丙所以ΔV 甲=ΔV 乙>ΔV 丙管内水银柱向上移动最多的是甲管和乙管。 7．一只小船质量为 M，船上人的质量为 m。船原来以速度 v0 行驶，当船上的人以相对地面的 水平速度 v0 与船行反方向跳离船时，不计水的阻力，则船的速度大小变为（ ） A．v0 B． m M v0 C． M m M  v0 D． 2M m M  v0 【答案】D 【解析】当车上的人以相对地面的水平速度 v0 与车行反方向跳离车时，小车和人组成的系统 动量守恒，以小车原来的速度方向为正方向，根据动量守恒定律得：（M+m）v0=m（-v0）+Mv 解得：v= 2 M m M  v0，故 D 正确。 8．某人站在与电脑连接的力传感器上做原地纵向摸高训练，图甲是他做下蹲、起跳和回落动 作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是电脑上显示的力传感器所受压力随时间变 化的图象，已知重力加速度 g=10m/s2，空气阻力不计，则根据图象分析可知 A．b 到 c 的过程中，人始终处于超重状态 B．人从起跳到双脚离开力传感器的过程中，重力的冲量大小为 240N·s C．人跳起的最大高度为 1.8m D．起跳过程中人做的功大于 360J 【答案】D 【解析】由图乙可知 b 到 c 的过程中，人先处于失重状态后处于超重状态，故 A 错误；0.3～ 0.7s，力传感器示数小于人的重力，人处于失重状态，即人在加速下蹲，1.0s 时力传感器示数 为 0，人离开力传感器，则人从起跳到双脚离开力传感器的过程对应时间少于 0.3s ，人的重力 为800N ，起跳过程重力的冲量大小小于 240N s ，故 B 错误；由图乙可知人跳起后在空中运 动的时间为 0.6s ，人跳起的最大高度为： 2 2 m 10 0.31 1= =2 m 0  452 . mh gt    故 C 错误；人 离开力传感器时的速度： 10 0.3m/s 3m/sv gt    人离开力传感器时获得的动能 2 k 1=  =360J2E mv 起跳过程中重心升高了一定高度，所以起跳过程中人做的功大于 360J ，故 D 正确。 9．如图，小车由光滑的弧形段 AB 和粗糙的水平段 BC 组成，静止在光滑水平面上，当小车 固定时，从 A 点由静止滑下的物体到 C 点恰好停止．如 果小 车不固定，物体仍从 A 点静止滑下，则( ) A．仍滑到小车上的 C 点停住 B．滑到小车上的 BC 间某处停住 C．会冲出 C 点落到车外 D．小车向左运动，其位移与物体在水平方向的位移大小一定相等 【答案】 A 【解析】当小车固定时，物体运动过程中重力和摩擦力做功，最终物体静止，则物体的重力 势能完全转化为内能，当小车不固定时，小车和物体组成的系统水平方向动量守恒，初动量 为零，故系统的末动量也为零，假设物块不会从车上滑下来，根据系统水平方向动量守恒可 知最终小车和物块均静止，小球的重力势能完全转化为克服摩擦力而产生的内能，两种情况 下克服摩擦力做功相同，故物体仍滑到小车上的 C 点停住，A 正确 BC 错误；因为小车和物体 的质量关系未知，所以不能判断速度关系，故也不能判断两者的位移大小关系，D 错误。 10．两个完全相同、质量均为 m 的滑块 A 和 B，放在光滑水平面上，滑块 A 与轻弹簧相连， 弹簧另一端固定在墙上，当滑块 B 以 0v 的初速度向滑块 A 运动，如图所示，碰到 A 后不再 分开，下述说法中正确的是（ ） A．两滑块相碰和以后一起运动过程，系统动量均守恒 B．两滑块相碰和以后一起运动过程，系统机械能均守恒 C．弹簧最大弹性势能为 2 0 1 2 mv D．弹簧最大弹性势能为 2 0 1 4 mv 【答案】D 【解析】两滑块只在相碰时系统动量才守恒，在以后一起运动过程中，由于受到弹簧的弹力 作用，故系统动量不守恒，选项 A 错误；两滑块在相碰时系统机械能减小，在以后一起运动 过程中，两滑块的动能转化弹簧的弹性势能，系统机械能不守恒，选项 B 错误；两物体相碰 时 0 2mv mv ，弹簧的最大弹性势能选项 D 正确，C 错误。 11．晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状（横截面为圆形） 晶体．现有一根铁质晶须，直径为 d，用大小为 F 的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的 圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为 M，阿伏加德罗常数为 NA，则拉断过程中相邻铁 原子之间的相互作用力是（ ） A． 1 3 2 ( ) A F M d pN B． 1 3 2 6( ) A F M d pN C． 2 3 2 6( ) A F M d pN D． 2 3 2 ( ) A F M d pN 【答案】C 【解析】铁的摩尔体积 MV  单个分子的体积 0 A MV N 又，分子的最大截面积，铁质晶须 的横截面上的分子数 2 0 4 d n S   拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力 2 3 0 2 6( ) A F F MF n d pN  ，故 C 正确。 二、填空题：本题共 1 小题，每空 3 分，共 12 分。 12．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知每 2000mL 油酸酒精溶液中含有纯油酸 1mL，用注射器测得每 100 滴这样的溶液为 1mL，把 一滴 这样的溶液滴入撒有痱子粉的盛水浅盘里，把玻璃板盖 在浅 盘上并描画出油酸膜轮廓，如图所示。 (1)图中正方形小方格的边长为 0.6cm，则油酸膜的面积 为 _________cm2，油酸分子直径大小 d=_________m（此 处保 留一位有效数字）； (2)实验中采用油酸的酒精溶液，而不直接用油酸，其目的是_____________； (3)某同学在实验中，计算出的分子直径偏小，可能是由于_________。 A．油酸分子未完全散开 B．油酸酒精溶液浓度低于实际浓度 C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL 的溶液滴数多计了几滴 【答案】37.8(36－40 均可) 91 10 油膜尽可能散开形成单分子层 BD 【解析】(1)[1]油膜面积约占 105 小格，则油酸膜的面积约为 2 2106 0.6 0.6cm 38.16cmS     由于误差 36－40cm2 均可； [2]每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为 12 31 1 mL 5 10 m2000 100V     油酸分子的直 径 12 9 4 5 10 m 1 10 m38.16 10 Vd S        ； (2)[3]实验中要让油膜尽可能散开，目的是形成单分子油膜 (3)[4]计算油酸分子直径的公式是 Vd S  ，V 是纯油酸的体积，S 是油膜的面积。油酸未完全 散开，S 偏小，故得到的分子直径 d 将偏大，故 A 错误；计算时油酸酒精溶液浓度低于实际浓 度，则油酸的实际体积偏小，则直径将偏小，故 B 正确；计算油膜面积时舍去了所有不足一 格的方格，S 将偏小，故得到的分子直径将偏大，故 C 错误；求每滴体积时，lmL 的溶液的滴 数误多计了几滴，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故 D 正确。 三、计算题：本题共 4 小题，共 44 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（8 分）某学校物理组进行安全教育啦：爱护生命，注意安全，避免高空抛物。假设一个 质量为 2kg 的花盆，从 7.2 米的楼上自由落下，（取 g=10 m/s2）求： （1）花盆落地速度的大小； （2）若碰撞时间 t=0.04s，碰撞过程中花盆对地面的平均作用力 F 的大小。 【答案】(1) 12m/s；(2)620N 【详解】（1）根据 2 2v gh 解得 12m/sv  （2）设向下为正，碰撞过程，对花盆，由动量定理可得 ( ) 0mg F t mv   解得 620NF  由 牛顿第三定律可得，花盆对草坪的平均作用力为 620N。 14．（12 分）空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器（铜管）液化成水，经排水 管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥。某空调工作一段时间后，排出液化水的体积 V=1.0×103cm3。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3、摩尔质量 M=1.8×10－2kg/mol，阿伏加德罗常 数 NA=6.0×1023mol－1。试求：（结果均保留一位有效数字） （1）该液化水的质量； （2）该液化水中含有水分子的总数 N； （3）一个水分子的直径 d。 【答案】（1）1kg ；（2） 253 10 个；（3） 104 10 m 【解析】（1）根据 m V 代入数据可得该液化水的质量 1kgm  （2）V=1.0×103cm3 水的摩尔数为 n m M  水分子数 N=nNA 联立并代入数据解得 253 10N   个 （3）建立水分子的球模型，设其直径为 d，则可得每个水分子的体积为 0 VV N  又 3 0 1 6V d 联立并代入数据得水分子直径 104 10d   m 15．（12 分）如图所示是某热学研究所实验室的热学研究装置，绝热气缸 A 与导热气缸 B 均 固定于桌面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩 擦，两 活塞之间为真空，气缸 B 活塞面积为气缸 A 活塞面积的 2 倍。两 气缸内装有理想气体，两活塞处于平衡状态，气缸 A 的体积为 V0，压强为 p0，温度为 T0， 气缸 B 的体积为 2V0，缓慢加热 A 中气体，停止加热达到稳定后，A 中气体压强为原来的 2 倍。设环境温度始终保持不变，气缸 A 中活塞不会脱离气缸 A，求： （1）加热前气缸 B 中气体的压强； （2）加热达到稳定后气缸 B 中气体的体积 VB； （3）加热达到稳定后气缸 A 中气体的温度 TA． 【答案】① 0 2B pp  ② 0BV V ③ 03AT T 【解析】①气缸 A 末态压强为 02p ，气缸 B 活塞的面积为气缸 A 活塞的面积有 2 倍，初状态 选两活塞为研究对象，根据平衡条件 0 A B Bp S p S ，解得 0 2B pp  ②末状态选两活塞为研究对象，根据平衡条件 02 A B Bp S p S  ，解得 0Bp p 气缸 B 中气体， 初末温度不变，根据玻意耳定律得： 02B B Bp V p V  解得气缸 B 中气体体积 0BV V ③两活塞移动的距离相同，气缸 B 活塞面积为气缸 A 活塞面积的 2 倍，气缸 B 活塞体积减小 了 0V ，则气缸 A 体积增加 0 2 V ，则加热后气缸 A 体积为 03 2A VV  根据理想气体状态方程得 0 0 0 0 2 A A p V p V T T  解得 03AT T 16．（12 分）某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如图所示，光滑轨 道中间部分水平，右侧为位于竖直平面内半径为 R 的半圆，在最低点与直轨道相切。5 个大 小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分，球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次 为 0、1、2、3、4，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为 k（k＜1）。将 0 号球向左拉至左侧轨道距水平高 h 处，然后由静止释放，使其与 1 号球碰撞，1 号球再与 2 号球碰撞…所有碰撞皆为无机械能损失的正碰（不计空气阻力，小球可视为质点，重力加速 度为 g）。 （1） 0 号球与 1 号球碰撞后，1 号球的速度大小 v1； （2） 若已知 h=0.1m，R=0.64m，要使 4 号球碰撞后能过右侧轨道的最高点，问 k 值应满足 什么条件？ 【答案】（1） 1 2 21v ghk   (2) 【详解】(1)0 号球碰前速度为 v0， 碰撞过程： 解得： （2）同理 故： 4 号球从最低点到最高点： 4 号球在最高点： 解得：