資源簡介

2024-2025學年山東省臨沂市高二（下）期末聯考物理試卷
一、單選題：本大題共8小題，共24分。
1.下列說法正確的是( )
A. 花粉顆粒在水中做布朗運動，反映了花粉分子在不停地做無規則運動
B. 分子勢能隨分子間距增大而減小
C. 單晶體和多晶體都表現為各向異性，非晶體則表現為各向同性
D. 第二類永動機不違背能量守恒定律，但違背了熱力學第二定律
2.如圖所示，兩端封閉內徑均勻的玻璃管豎直放置，內有一段水銀柱把玻璃管內空氣分為上下兩段氣柱。現使溫度逐漸升高，則在此過程中玻璃管內的水銀柱( )
A. 會向上移動
B. 會向下移動
C. 不會移動
D. 如何移動跟上下兩部分氣柱的長度有關
3.如圖所示，單刀雙擲開關先打到端讓電容器充滿電。時開關打到端，時回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。若以順時針電流為正方向，則電路中電流隨時間變化的圖像是( )
A. B.
C. D.
4.某自行車所裝車燈發電機如圖所示，其原理結構見圖。繞有線圈的匚形鐵芯開口處裝有磁鐵，車輪轉動時帶動與其接觸的摩擦輪轉動，摩擦輪又通過傳動軸帶動磁鐵一起轉動，從而使鐵芯中磁通量發生變化，線圈兩端、作為發電機輸出端，通過導線與燈泡相連。當車輪勻速轉動時，發電機輸出電壓近似視為正弦交流電。假設燈泡阻值不變，摩擦輪與輪胎間不打滑。在磁鐵從圖示位置勻速轉過的過程中，燈泡中的電流( )
A. 逐漸變大 B. 逐漸變小 C. 先變大后變小 D. 先變小后變大
5.大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到時會引起神經混亂。現有一微波武器，其發射功率。若發射的微波可視為球面波，則引起神經混亂的最遠距離約為( )
A. B. C. D.
6.如圖所示，線圈和線圈繞在同一個鐵芯上，右側整個空間有垂直于紙面向里的勻強磁場，左側面積為的圓形區域內有垂直紙面向外的磁場，圓形磁場區域的磁感應強度隨時間按照是大于的未知常數規律變化，導體棒始終靜止在導軌上，下列說法正確的是( )
A. 線圈中感應電流的方向由到 B. 導體棒受到向左的安培力
C. 導體棒受到的安培力逐漸增大 D. 線圈和線圈相互吸引
7.如圖所示，某質譜儀由加速電場、速度選擇器、電場分析器、磁場分析器組成，速度選擇器中電場的場強大小為，磁場的磁感應強度大小為，電場分析器中電場為均勻輻射電場，磁分析器中勻強磁場的磁感應強度大小也為，它們的方向如圖所示。離子源產生的帶電粒子不計重力經小孔進入加速電場，初速度可忽略不計，經過速度選擇器后，從點進入電場分析器，調節電場分析器中的場強，使粒子恰好沿圓弧運動，并從點垂直磁場進入磁分析器，最終打在膠片上點，已知圓弧上電場強度大小為，圓弧所對應的半徑為。下列說法正確的是( )
A. 粒子的比荷
B. 加速電場中加速電壓
C. 粒子進入電場分析器的速度為
D. 點與點的距離為
8.如圖所示，在以點為圓心、半徑為的圓形區域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，圓形區域外有方向相反、范圍足夠大的勻強磁場，內外磁場的磁感應強度大小都為。一質量為、電荷量為的帶電粒子沿直徑方向從點射入圓形區域。不計重力，則粒子連續兩次由點沿方向射入圓形區域的最小時間間隔為( )
A. B. C. D.
二、多選題：本大題共4小題，共16分。
9.氣壓式電腦升降桌通過汽缸的上下運動來支配桌子升降，其簡易結構如圖甲所示，可自由移動的汽缸與活塞之間封閉一定質量的理想氣體，在氣體從狀態的過程中，封閉氣體圖像如圖乙所示，其中和的延長線均經過原點，和均與橫軸平行，下列說法中正確的是( )
A. 從到的過程中，氣體等溫壓縮，對外放熱
B. 從到的過程中，氣體等壓升溫，對外放熱
C. 從到的過程中，氣體內能不變
D. 從到的過程中，氣體分子數密度增大
10.圖甲是太陽能光伏發電裝置，是利用太陽能電池板將太陽光能直接轉化為電能的一項新興技術。如圖乙所示為某光伏發電站利用總電阻的線路輸電入戶的示意圖。發電站輸出電壓為，理想升壓變壓器原、副線圈的匝數比為，理想降壓變壓器的原、副線圈的匝數比為。則下列說法正確的是( )
A. 降壓變壓器輸出電壓為時，導線上損失的電壓為
B. 降壓變壓器輸出電壓為時，發電站的輸出功率為
C. 開關均閉合的前提下，線路老化導致增大，則電流表的示數增大
D. 若先讓開關保持閉合狀態，然后閉合開關，則電壓表的示數減小
11.如圖所示的平面內有邊界相互平行的區域、，區域的寬度為，磁場方向分別垂直圖示平面向里和向外，區域內磁場磁感應強度大小為區域內磁場磁感應強度大小的倍。一質量為、電荷量絕對值為的帶負電粒子以垂直于邊界向右的初速度從區域左邊界上的點進入磁場，從區域右邊界上的點垂直邊界射出，偏轉量、兩點豎直方向上的距離為，不計粒子重力，忽略邊界效應，則下列判斷正確的是( )
A. 區域的寬度為
B. 區域內磁場磁感應強度大小為
C. 粒子在區域、中運動時間之比為
D. 粒子在區域、中運動時間之比為
12.如圖所示，足夠長的光滑水平導軌間距為，電源電動勢為、內阻不計，定值電阻，水平導軌處在磁感應強度大小為、方向豎直向下的勻強磁場中，質量為、電阻為的均勻金屬絲制成一個半徑為的圓環，水平靜止放置在兩直導軌上，其圓心到兩直導軌的距離相等。忽略導軌的電阻、所有摩擦以及金屬環的可能形變，金屬環與導軌始終接觸良好，開關先打到，當金屬環達到穩定狀態后，再把開關打到，則( )
A. 開關打到瞬間，金屬環的加速度大小為
B. 金屬環達到穩定狀態后的速度為
C. 開關打到后，金屬環運動的距離為
D. 開關打到后，定值電阻產生的焦耳熱為
三、非選擇題：本大題共6小題，共60分。
13.某同學在實驗室用油膜法估測油酸分子直徑，其實驗方法及步驟如下：
向體積的油酸中加酒精，直至總量達到；
用注射器吸取中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當滴入滴時，測得其體積恰好是；
先往淺盤里倒入深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上；
用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形狀穩定后，將事先準備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；
將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，如圖所示，數出輪廓范圍內小方格的個數。
根據以上信息，回答下列問題：
該實驗中沒有應用到的理想化假設是 填正確答案標號。
A.將油膜看成單分子層油膜 不考慮相鄰油酸分子的間隙
C.不考慮各油酸分子間的相互作用力 將油酸分子看成球形
一滴油酸酒精溶液中含有油酸的體積為 結果保留一位有效數字；
已知小方格的邊長為，可計算出油酸分子的直徑 結果保留一位有效數字。
14.如圖甲所示為水果自動分揀裝置的示意圖，該裝置把大小不同的水果，按一定質量標準自動分揀為大果和小果。該裝置的托盤秤壓在一個以為轉動軸的杠桿上，杠桿末端壓在壓力傳感器上，的阻值隨壓力變化的曲線如圖乙所示。調節托盤秤壓在杠桿上的位置，使質量等于分揀標準的大果經過托盤秤時，杠桿對的壓力為。調節電阻箱，可改變兩端的電壓比，使質量等于分揀標準的大果通過托盤秤時，兩端的電壓恰好能使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，此電壓叫做放大電路的激勵電壓。該放大電路中包含保持電路，能夠確保大果在銜鐵上運動時電磁鐵始終保持吸動狀態。已知電動勢，內阻不計，放大電路的激勵電壓為
自動分揀裝置正常工作時，大果通過 填“通道”、“通道”；
為使該裝置達到上述分揀目的，電阻箱的阻值應調為 ；
某同學想在托盤秤壓在杠桿上的位置不變的情況下，利用一塊電壓表測出每個水果的質量，要求電壓表的示數隨水果質量的增大而增大，則電壓表應該并聯在電阻 填“”、“”或“”兩端；
若要分揀另一種水果，需提高分揀標準到，僅將的阻值調為 即可實現。提示：托盤秤壓在杠桿上的位置不變的情況下，壓力傳感器受到的壓力與蘋果的質量成正比
15.某家用燃氣灶點火裝置由兩節號電池供電，如圖甲所示為該家用燃氣灶點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數分別為，電壓表為交流電表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體，求：
圖中開關閉合時電壓表的示數保留三位有效數字；
變壓器原、副線圈的匝數滿足怎樣的關系才能實現點火。
16.將密閉文物儲存柜內的空氣部分抽出，然后充入惰性氣體，制造柜內低壓、低氧的環境，可以有效抑制氧化、蟲害及微生物的滋生，是一種常見的文物保護技術。如圖所示，某文物儲存柜的容積為，文物放入時柜內壓強為。關閉柜門后，通過抽氣孔抽氣，抽氣筒的容積為，每次均抽出整筒空氣。已知第一次抽氣后柜內壓強變為。不考慮抽氣過程中氣體溫度的變化，儲存柜內空氣可看作理想氣體。求：
柜內文物的體積；
要使儲存柜內的壓強小于，至少需要抽氣幾次；
當抽氣次時，儲存柜內的壓強。
17.如圖所示，間距為的兩條足夠長的平行金屬導軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成，傾斜軌道的傾角，水平導軌左端連接電動勢為未知、內阻為的電源。整個導軌處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為，兩根長度為的相同金屬棒、分別垂直導軌放置于導軌的傾斜部分和水平部分，每根金屬棒的質量為，每根金屬棒接入導軌間的電阻均為，鎖定導體棒使其固定不動，閉合開關，導體棒恰好靜止在傾斜導軌上，不計一切摩擦和導軌電阻，重力加速度為。
求電源的電動勢；
斷開開關，導體棒由靜止開始運動，求達到的最大速度；
斷開開關，同時解除導體棒的鎖定，兩導體棒在運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好，導軌足夠長，兩導體棒達到穩定運動狀態后，兩棒的加速度大小。
18.如圖所示，以為坐標原點建立坐標系，軸正方向水平向右，軸正方向豎直向上，軸正方向垂直紙面向外圖中未畫出，在平面內，以為圓心、半徑為的圓形區域內存在磁感應強度大小為未知、方向垂直紙面向里的勻強磁場，區域內有磁感應強度大小為未知、方向垂直紙面向外的勻強磁場，已知，，區域內有磁感應強度大小為未知、方向沿軸負方向的勻強磁場。平面內有一平行于軸、寬度為的線狀電子源，電子源中心與等高，在軸上放置足夠長的薄收集板，收集板的、處有小孔，電子源沿軸正方向均勻發射質量為、電荷量絕對值為、速度為的電子，電子源中心發射的電子經圓形磁場區域后從點小孔射入磁場，打到收集板上，忽略電子重力和電子間相互作用。
求電子源中心發射的電子在磁場中運動的時間；
要求通過小孔的電子在磁場中運動通過點圖中未畫出，求磁感應強度的最小值；
磁感應強度取問中的最小值，求電子在磁場內運動過程中距軸的最大距離。
答案解析
1.【答案】
【解析】A.布朗運動是花粉顆粒受到液體分子無規則撞擊產生的運動，反映的是液體分子的無規則運動，而非花粉分子本身的運動，故A錯誤；
B.分子勢能隨分子間距的變化并非單調。當分子間距從小于平衡距離增大到時，分子勢能減小；當間距從繼續增大時，分子勢能反而增大。選項B未說明具體范圍，表述片面，故B錯誤；
C.單晶體具有各向異性，但多晶體由大量隨機排列的小晶粒組成，宏觀表現為各向同性；非晶體也表現為各向同性，故C錯誤；
D.第二類永動機不違背能量守恒定律熱力學第一定律，但違背了熱力學第二定律無法從單一熱源吸熱全部轉化為功而不引起其他變化，故D正確。
故選D。
2.【答案】
【解析】設升溫后上下部分氣體體積不變，則由查理定律可得
整理得
由于 、 都相等，且 ， ，可知 ，所以隨室溫逐漸升高過程中玻璃管內的水銀柱會向上移動，故選A。
3.【答案】
【解析】單刀雙擲開關先打到 端讓電容器充滿電。 時開關打到 端，在一個周期內，電容器充電兩次，放電兩次， 時回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值，此時經歷了充放電各一次，故回路的周期為 ，故AB錯誤；
時回路中電流方向為逆時針，若以順時針電流為正方向，電流為負，故C正確，D錯誤。
故選C。
4.【答案】
【解析】由圖可知，開始階段，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，轉動后，磁通量減小，磁通量的變化率增大，當轉過時，穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，可知轉動過程中中的電流逐漸變大。
故選A。
5.【答案】
【解析】微波以球面波傳播，單位面積接收的功率為
解得
代入數據可得引起神經混亂的最遠距離約為
故選B。
6.【答案】
【解析】根據法拉第電磁感應定律，圓形區域 中產生的感應電動勢
所以圓形區域中產生的感應電動勢越來越大，感應電流也越來越大，根據楞次定律可知線圈中產生感應電流，且方向在線圈 中從左向右看為順時針，對導體棒，根據左手定則，可以判斷出導體棒受到向右的安培力，且根據 ，安培力逐漸增大，故B錯誤，C正確；
根據右手螺旋定則，可以判斷出線圈 中磁通量向右增大，根據楞次定律，線圈 中感應電流的方向由 到 ，且線圈 和線圈 相互遠離，故AD錯誤。
故選C。
7.【答案】
【解析】C.在速度選擇器中有 ，有 ，故C錯誤；
A.在輻向電場中帶電粒子圓周運動，電場力充當向心力，有
可得到 ，故A錯誤；
B.在電場中加速，列動能定理
整理后有 ，故B錯誤；
D.在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力充當向心力
，故D正確。
故選D。
8.【答案】
【解析】在圓形勻強磁場區域內，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出的；粒子連續兩次由點沿方向射入圓形區域的最小時間間隔的軌跡如圖所示
由圖可知最小時間間隔為
故選B。
9.【答案】
【解析】A.根據理想氣體狀態方程有
變形得
由于和的延長線均經過原點，則這兩個過程溫度均不變，內能不變，從到 的過程中，體積減小，外界對氣體做功，根據熱力學第一定律可知，氣體對外放熱，故A正確；
B.從 到 的過程中，氣體壓強一定，根據蓋呂薩克定律可知，體積減小，則溫度降低，外界對氣體做功，氣體內能減小，根據熱力學第一定律可知，氣體對外放熱，故B錯誤；
C.從 到 的過程中，結合上述可知，溫度不變，則氣體內能不變，故C正確；
D.從 到 的過程中，體積增大，氣體分子分布密集程度減小，則D錯誤。
故選AC。
10.【答案】
【解析】根據 ，可得升壓變壓器副線圈輸出電壓為
降壓變壓器輸出電壓為時，則降壓變壓器輸入電壓為
則導線上損失的電壓為
導線上的電流為
則升壓變壓器原線圈電流為
發電站的輸出功率為 ，故A錯誤，B正確；
C.設降壓變壓器副線圈回路的總電阻為 ，將降壓變壓器和副線圈負載看成一個等效電阻，則
線路老化導致 增大，根據歐姆定律可得
可知導線上的電流 減小，則電流表的示數減小，故C錯誤；
D.若先讓開關 、 保持閉合狀態，然后閉合開關 ，可知降壓變壓器副線圈回路的總電阻為 變小，根據
可知導線上的電流 增大，則導線上損失的電壓增大，降壓變壓器輸入電壓 減小，根據 可知，降壓變壓器副線圈輸出電壓 減小，即電壓表的示數減小，故D正確。
故選BD。
11.【答案】
【解析】A.粒子運動的軌跡如圖所示
設在區域中粒子偏轉角度為 ，粒子圓周運動的半徑為 ，在區域中的運動半徑為 ，在區域出射時速度方向與入射的方向相同，可知在區域中偏轉角度也為
由洛倫茲力充當向心力，有 與
由于 ，可知
由幾何關系可知
所以區域的寬度 ，故A正確；
B.從入射點到出射點的豎直方向高度為
代入半徑關系與數據可求得 ，故B正確；
在磁場中運動的周期為
根據磁場大小關系，可知
兩個區域內速度方向改變的角度都相同，所以時間有 ，故C錯誤，D正確。
故選ABD。
12.【答案】
【解析】A.幾何關系可知金屬環在導軌間的左右兩邊電阻均為，開關打到瞬間，金屬環有效電阻為 ，則通過金屬環的總電流
對金屬環，由牛頓第二定律有
聯立解得
故A錯誤；
B.開關先打到，當金屬環達到穩定狀態后有
解得
故B正確；
C.規定向右為正方向，開關打到后，對金屬環，由動量定理有
因為
聯立解得
故C正確；
D.由能量守恒，可知定值電阻 產生的焦耳熱
聯立解得
故D錯誤。
故選BC。
13.【答案】

【解析】在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，所做的理想化假設為油膜是單分子層，把油酸分子看成球形，相鄰分子之間沒有空隙，沒有討論是否有分子間作用力，故C項符合題意。
一滴油酸酒精溶液中所含有的油酸體積為
根據數出的輪廓所含的格子數量大約為個，油膜的面積為
分子直徑約為 。
14.【答案】通道

【解析】大蘋果通過托盤秤時， 兩端的電壓達到放大電路的激勵電壓，使放大電路中的電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵，大蘋果進入下面的通道。
質量等于分揀標準的大果經過托盤秤時，杠桿對 的壓力為，此時
為使該裝置達到上述分揀目的，根據題意知
解得
隨著蘋果質量增大，阻值減小，分壓減小，電源電動勢不變， 分壓增大，為了滿足電壓表的示數隨蘋果質量的增大而增大，需要將電壓表并聯在 兩端。
根據
可知分揀標準到時，壓力為，此時的阻值為
根據題意知
的阻值應該調至 。
15.【答案】解：電壓表測量的是交流電壓的有效值
代入數據可得
因此開關閉合時，電壓表的示數為。
副線圈電壓最大值為 ，根據理想變壓器電壓與匝數成正比，
有
解得
因此當變壓器原、副線圈的匝數滿足 時才能實現點火。

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
16.【答案】解：第一次抽氣過程，由玻意耳定律得
解得
第二次抽氣過程，由玻意耳定律得
解得
第三次抽氣過程，由玻意耳定律得
解得
故要使壓強小于 至少要抽氣次
由以上求解可得
所以抽氣次時，儲存柜內的壓強

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
17.【答案】解：設 棒電流為 ，對導體棒 受力分析
由電路的關系
解得
設 棒勻速運動時速度為 ，棒中電流為 ，此時勻速運動，可得
感應電動勢
由電路關系
解得
設棒中電流為 ，對導體棒 受力分析
對導體棒 受力分析
電流
穩定后電流恒定，有 ，即
解得

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
18.【答案】解：電子在圓形區域磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力列向心力方程有
根據幾何關系可知
所以解得
若電子在 磁場中運動的周期為 ，則有
設電子在 磁場中運動的時間為 ，由幾何關系可得
同理電子在磁場 中做圓周運動有
由 可得
若電子在 磁場中運動的周期為 ，則有
設電子在 磁場中運動的時間為 ，由幾何關系可得
所以電子源中心發射的電子在磁場中運動的時間為
根據幾何關系可知，電子通過小孔 的速度方向與 軸正方向的夾角為 或與 軸負方向的夾角為 。沿著 軸正方向電子將做勻速直線運動，其速度為
設經過時間 電子經過點 ，則有
解得
電子在 平面內以 做勻速圓周運動，根據幾何關系有
向心力方程為
設電子做圓周運動的周期為 ，則有
聯立解得
當電子經過點 時應滿足
解得
由電子在磁場 中做勻速圓周運動有
解得電子在磁場 中做圓周運動的半徑為
由于電子在磁場 中要做完整的圓周運動，所以應滿足
代入數據解得
綜合解得當 時， 有最小值，其最小值為
根據
代入數據解得
根據幾何關系可得電子在磁場 內運動過程中距 軸的最大距離為
解得

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
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