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四川省眉山市眉山縣級學校2024-2025學年高二(下)期末聯考物理試卷(含解析)

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四川省眉山市眉山縣級學校2024-2025學年高二(下)期末聯考物理試卷(含解析)

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四川省眉山市眉山縣級學校2024-2025學年高二(下)期末聯考物理試卷
一、單選題:本大題共7小題,共28分。
1.如圖所示,在某固定絕熱容器中,左側裝有一定質量的某種理想氣體,右側為真空,某時刻把隔板抽掉,讓左側氣體自由膨脹到右側直至達到新的平衡,氣體的溫度( )
A. 升高 B. 不變 C. 降低 D. 無法確定
2.某質點做簡諧運動,其位移隨時間變化的關系式為,則下列關于質點運動的說法中正確的是( )
A. 質點做簡諧運動的振幅為 B. 質點做簡諧運動的周期為
C. 在時質點有最大速度 D. 在時質點有最大位移
3.如圖所示為氦離子的能級圖,根據玻爾原子理論,關于氦離子能級躍遷,下列說法正確的是( )
A. 大量處于能級的氦離子,最多可輻射種不同頻率的光子
B. 從向能級躍遷,需吸收能量
C. 處于能級的氦離子,吸收的能量能發生電離
D. 用動能為的電子撞擊處于能級的氦離子可能使氦離子躍遷到能級
4.振蕩電路中電容器極板上電量隨時間變化的圖像如圖所示,由圖可知( )
A. 在時刻電路中的磁場能最大 B. 從到,電路中的電流不斷變小
C. 從到,電容器不斷充電 D. 在到,電路中的電場能不斷增大
5.如圖所示,一定質量的理想氣體用質量可忽略的活塞封閉在導熱性能良好的質量的氣缸中,活塞的密封性良好,用勁度系數為輕彈簧將活塞與天花板連接。氣缸置于水平桌面上,開始時彈簧剛好處于原長。已知活塞與氣缸底部的間距為,活塞的橫截面積為,外界環境的壓強為,溫度為,忽略一切摩擦,重力加速度。緩慢降低環境溫度,則當氣缸剛好要離開水平桌面時環境溫度為( )
A. B. C. D.
6.一電阻接到如圖甲所示的正弦交流電源上。兩端電壓的有效值為,消耗的電功率為;若該電阻接到如圖乙所示的方波交流電源上,兩端電壓的有效值為,消耗的電功率為,若甲、乙兩圖中的、所表示的電壓值、周期值是相同的,則下列說法不正確的是( )
A. B. C. D.
7.一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定轉軸勻速轉動,線圈中產生的感應電動勢隨時間的變化規律如圖所示.下列說法中正確的是
A. 時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大
B. 時刻通過線圈的磁通量為
C. 時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大
D. 每當電流方向變化時,線圈平面就會與中性面垂直
二、多選題:本大題共3小題,共18分。
8.如圖,輕彈簧上端固定,下端連接一小物塊,物塊沿豎直方向做簡諧運動。以豎直向上為正方向,物塊簡諧運動的表達式為,時刻,一小球從距物塊高處自由落下;時,小球恰好與物塊處于同一高度。重力加速度的大小取。以下判斷正確的是( )
A. B. 簡諧運動的周期是
C. 內物塊運動的路程為 D. 時,物塊與小球運動方向相反
9.如圖所示,甲圖為沿軸傳播的一列簡諧橫波在時刻的波動圖像,乙圖為參與波動的質點的振動圖像,則下列判斷正確的是
A. 該波的傳播速率為
B. 該波的傳播方向沿軸負方向
C. 該波在傳播過程中若遇到的障礙物,能發生明顯衍射現象
D. 經過時間,質點沿波的傳播方向運動
10.如圖所示,單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的邊以角速度勻速轉動,其線圈中感應電動勢的峰值為,閉合回路中兩只燈泡均能正常發光則( )
A. 從圖中位置開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為
B. 增大線圈轉動角速度時,感應電動勢的峰值不變
C. 增大電容器兩極板間的正對面積時,燈泡變暗
D. 抽去電感器的鐵芯時,燈泡變亮
三、實驗題:本大題共2小題,共12分。
11.某同學用單擺測重力加速度。
組裝單擺時,應在下列器材中選用______;
A.長度為左右的細線
B.長度為左右的細線
C.直徑為的塑料球
D.直徑為的鐵球
如果測得的值偏小,可能的原因是______;
A.擺線上端懸點未固定,振動中出現松動,使擺線長度增加了
B.測擺線時擺線拉得過緊
C.開始計時時,停表過遲按下
D.實驗時誤將次全振動數為次
實驗時改變擺長,測出幾組擺長和對應的周期的數據,作出圖像,如圖所示,利用、兩點的坐標可求得重力加速度______;
本實驗用圖像計算重力加速度,______填“能”或“不能”消除因擺球質量分布不均勻而造成的測量誤差。
12.物體是由大量分子組成的,分子非常微小,在用油膜法估測分子大小的實驗中,利用許多不溶性的長鏈脂肪酸在適當溶劑的幫助下能在水面上鋪開,會形成厚度為一個分子的表面膜的特性,將微觀量的測量轉化為宏觀量的測量.
實驗中,如果油酸酒精溶液體積濃度為,滴油酸酒精溶液的總體積為,如果滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積為,則估算油酸分子直徑大小的表達式為______.
實驗中,把玻璃板蓋在淺盤上描出油酸膜的輪廓,如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為,則油酸膜的面積是______.
四、計算題:本大題共3小題,共42分。
13.駕駛員駕駛一滿載救援物資的汽車從甲地到達發生冰災的乙地后,發現汽車的某個輪胎內氣體的壓強有所下降假設輪胎內氣體的體積不變,且不漏氣,于是駕駛員在乙地給該輪胎充入壓強與大氣壓相同的空氣,使其內部氣體的壓強恢復到從甲地出發時的壓強。已知該輪胎內氣體的體積為,從甲地出發時,該輪胎內氣體的熱力學溫度,乙地的熱力學溫度,假設充氣過程中,輪胎內氣體的溫度與環境相同,且保持不變,將空氣視為理想氣體。求:
在乙地時,充氣前該輪胎內氣體的壓強;
充進該輪胎的空氣的體積。
14.如圖所示,勻強磁場方向垂直紙面向里,磁感應強度,直導軌分別在點和點接阻值和的定值電阻,導軌的曲線方程為,金屬棒長,以速度水平向右勻速運動端始終在軸上,設金屬棒始終與導軌接觸良好,摩擦不計,電路中除兩定值電阻外,其余電阻均不計。求:
金屬棒在導軌上運動時阻值為的定值電阻的最大功率;
金屬棒在導軌上運動時,從運動到的過程中,外力做的功。
15.如圖所示,兩個質量均為,橫截面積為的完全相同的絕熱活塞、把豎直放置的絕熱汽缸分成體積相等的三部分,在汽缸頂部和處有固定卡環,分別限制活塞向上、向下運動。初始狀態下,甲、乙兩部分氣體的壓強相等,溫度均為,活塞與汽缸壁間的摩擦不計,現用電熱絲對甲部分氣體緩慢加熱。重力加速度,大氣壓強為求:
初始狀態甲中氣體壓強是多少;
當甲氣體的溫度達到多少攝氏度時,活塞恰好要上升;
當活塞恰好上升到最高點時,甲、乙兩部分溫度差是多少?
答案和解析
1.【答案】
【解析】氣體自由膨脹,氣體體積變大但并不對外做功;由熱力學第一定律的表達式
氣體不對外界做功
容器絕熱可知內能為
即溫度不變。
故選B。
本題考查熱力學第一定律,要注意正負值的物理意義。
2.【答案】
【解析】【分析】
本題考查了簡諧運動的描述;解決本題的關鍵掌握簡諧運動的表達式為,知道為振幅,為圓頻率.根據可求周期.
簡諧運動的表達式為,為振幅,為圓頻率;根據,可求出周期。
【解答】
根據簡諧運動的表達式為,知振幅為,周期,故AB錯誤;
C.在時可得位移,平衡位置速度最大,故C正確,D錯誤。
3.【答案】
【解析】【分析】
根據數學組合公式求解釋放不同頻率光子的種數;能級間躍遷釋放或吸收的能量等于兩能級間的能級差;依據電離的條件判斷.
解決本題的關鍵知道能級間躍遷能級差與光子能量的關系,以及知道從高能級向低能級躍遷,釋放光子,從低能級向高能級躍遷,吸收光子.
【解答】
A、大量處在的氦離子向低能級躍遷的過程中,輻射的光子種類為,故A錯誤;
B、根據玻爾理論可知,氦離子從能級躍遷到能級,將向外輻射能量,故B錯誤;
C、因為,處于能級的氦離子,可以吸收至少的能量才能發生電離,故C錯誤;
D、用動能為的電子撞擊處于能級的氦離子,由于該光電子的能量大于與能級的能量差值,可能使氦離子躍遷到能級,故D正確.
故選:。
4.【答案】
【解析】A.在 時刻電路中電容器電荷量最大,此時電容器兩端的電壓最大,兩極板之間的電場最強,電場能最大,根據能量守恒可知此時磁場能量最小,故A錯誤;
B.從 到 ,電容器的電量逐漸減小,電場能逐漸減小,根據能量守恒可知此時磁場能量逐漸增大,電路中的電流不斷變大,故B錯誤;
C.從 到 ,電容器兩端的電量逐漸增大,電容器不斷充電,故C正確;
D.在 到 ,電容器兩端的電量逐漸減小,電路中的電場能不斷減小,故D錯誤。
故選C。
5.【答案】
【解析】【分析】本題考查氣缸類問題,此類問題一般要選擇封閉氣體為研究對象,分析理想氣體發生的是何種變化,根據平衡條件分析初末狀態的壓強,并結合題意分析初末狀態氣體的體積、溫度,利用理想氣體狀態方程或者氣體實驗定律列等式求解。
【解答】當氣缸剛好要離開水平桌面時,彈簧的彈力為,則,
解得彈簧伸長量為,
則當氣缸剛好要離開水平桌面時,活塞與氣缸底部的間距為
,
當氣缸剛好要離開水平桌面時,氣缸內氣體壓強為
,
對氣缸內氣體由理想氣體狀態方程得,
解得當氣缸剛好要離開水平桌面時環境溫度為,
故選B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本題考查交變電流的有效值,求交變電流有效值方法:是將交流電在一個周期內產生熱量與將恒定電流在相同時間內產生的熱量相等,則恒定電流的值就是交流電的有效值。
根據有效值的定義直接計算即可,求熱量、電能、功率等均使用電流的有效值。
【解答】
由圖象可知,正弦式交流電壓最大值為,所以有效值為,則電阻消耗的功率為,故AC正確;
B.根據交變電流的有效值定義有,解得,故B錯誤;
D.根據選項B可知,則,故D正確。
本題選不正確的,故選B。
7.【答案】
【解析】解:、時刻感應電動勢最大,線圈通過與中性面垂直位置,磁通量最小,故A錯誤;
B、由圖時刻,感應電動勢為零,線圈位于中性面位置,通過線圈的磁通量最大,故B錯誤;
C、時刻感應電動勢最大,磁通量的變化率最大,故C正確;
D、每當電流轉換方向時,線圈與磁場垂直,處于中性面,故D錯誤;
故選:。
矩形線圈中產生正弦式電流,當線圈通過中性面時,磁通量最大,感應電動勢為零,電動勢方向發生改變。而當線圈與磁場平行時,磁通量為零,感應電動勢最大,磁通量的變化率最大。
本題考查交變電流產生過程中,感應電動勢與磁通量、磁通量變化率的關系,關鍵抓住兩個特殊位置:線圈與磁場垂直位置,及線圈與磁場平行位置。
8.【答案】
【解析】【分析】
由振動公式可明確振動的周期、振幅及位移等;再結合自由落體運動的規律即可求得高度;根據周期明確小球經歷時的運動方向。
本題考查簡諧運動的位移公式,要掌握由公式求解簡諧運動的相關信息,特別是位移、周期及振幅等物理量。
由題給表達式可知物塊做簡諧運動的周期為,因為,所以時,物塊位于負向最大位移處,則根據運動學公式可得,解得,故A錯誤,B正確;
C.根據前面分析可知,內物塊運動的路程為,故C正確;
D.因為,所以時物塊正通過平衡位置豎直向下運動,與小球運動方向相同,故D錯誤。
9.【答案】
【解析】【分析】
由波動圖象讀出波長,由振動圖象讀出周期,求出波速;在乙圖上讀出時刻質點的振動方向,在甲圖上判斷出波的傳播方向;根據波長與障礙物尺寸的關系分析能否發生明顯的衍射現象;機械波傳播的過程中,質點只在自己平衡位置附近振動,而不隨波遷移。
【解答】
A、由題圖甲可知,,由題圖乙可知,,則,選項A正確
B、由題圖乙知,時在平衡位置,接下來會向軸正方向運動,由上下坡法,知在題圖甲中必處于下坡位置,則該波的傳播方向沿軸正方向,選項B錯誤
C、由于該波的波長為,則該波在傳播過程中若遇到的障礙物,能發生明顯衍射現象,選項C正確
D、只會在平衡位置上下移動,不會隨波遷移,選項D錯誤。
10.【答案】
【解析】【分析】
本題關鍵記住交流發電機的最大值求解公式,同時掌握瞬時表達式書寫,及正弦曲線還是余弦曲線,最后理解影響容抗與感抗的因素。
矩形線圈中產生交變電流,線圈處于中性面位置時電動勢最小,為零;當線圈與磁場垂直時,電動勢最大,;電感線圈對交流電有阻礙作用,交流電的頻率越大,自感系數越大,阻礙作用越大,而電容器對交流的阻礙,交流電頻率越大,電容越大,阻礙越小。
【解答】
解:題圖位置即中性面,所以感應電動勢的瞬時值表達式為,故A正確;
B.感應電動勢的峰值,增大線圈轉動角速度時,感應電動勢的峰值將增大,故B錯誤;
C.增大電容器兩極板間的正對面積時,電容增大,容抗減小,燈泡變亮,故C錯誤;
D.抽去電感器的鐵芯時,自感系數減小,感抗減小,燈泡變亮,故D正確。
故選AD。
11.【答案】 能
【解析】解:擺線應適當長些,以減小擺長測量的相對誤差,故A正確,B錯誤;
擺球應選擇體積適當小些,質量適當大些的鐵球,以減小空氣阻力對實驗的影響,故C錯誤,D正確。
根據單擺周期公式可得
A.擺線上端懸點未固定,振動中出現松動,使擺線長度增加了,即擺長的測量值較真實值偏小,會造成的測量值偏小,故A正確;
B.測擺線時擺線拉得過緊,從而使擺長的測量值較真實值偏大,會造成的測量值偏大,故B錯誤;
C.開始計時時,停表過遲按下,則所測值偏小,會造成的測量值偏大,故C錯誤;
D.實驗時誤將次全振動數為次,則所測值偏小,會造成的測量值偏大,故D錯誤;
根據中表達式變形可得
所以圖線斜率為
解得:
擺球質量分布不均勻對實驗的影響在于擺長的測量誤差,根據中表達式可知,在利用圖線斜率計算時,選取圖線上兩點的縱坐標作差時可以將擺長的誤差消去,從而消除因擺球質量分布不均勻而造成的測量誤差。
故答案為:;;;能
根據誤差產生的原因結合單擺測量重力加速度的實驗要求進行分析;
根據單擺周期公式結合圖線的斜率進行解答;
根據單擺周期公式得到重力加速度的表達式結合四個選項進行分析;
根據單擺周期公式推導出重力加速度的表達式進行分析。
解決本題的關鍵掌握實驗的原理,掌握單擺周期公式,通過周期公式得出圖線的斜率的物理意義。
12.【答案】
【解析】解:純油酸體積為:,
油膜面積為:,油酸分子直徑.
面積超過正方形一半的正方形的個數為個,則可取為個,
則油膜的面積;
故答案為:;.
求出油酸的體積與油膜的面積,可以求出油膜的厚度,即油酸分子的直徑;
采用估算的方法求油膜的面積,通過數正方形的個數:面積超過正方形一半算一個,不足一半的不算,數出正方形的總個數乘以一個正方形的面積,近似算出油酸膜的面積,從而即可求解.
本題考查“用單分子油膜估測分子大小”實驗的實驗步驟和數據處理,難度不大,是一道基礎題,熟練掌握基礎知識即可正確解題;解題時要注意,應該是純油的體積,不是酒精油酸溶液的體積,同時掌握通過累積的方法將微小量轉換成較大的量再進行測量,以減小相對誤差.
13.【答案】解:根據查理定律有:,
解得:;
根據玻意耳定律有,
解得
【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
14.【答案】解:金屬棒勻速運動,位移為
金屬棒在兩導軌間的感應電動勢為
當時,感應電動勢達到最大,最大值為
阻值為 的定值電阻的最大功率為
解得
兩電阻的并聯值為
外力做功等于回路產生的焦耳熱,即
解得

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
15.【答案】解:對活塞受力分析可知
所以
當活塞恰好要上升時,對活塞受力分析可知
所以
對甲氣體研究:狀態一 ,
狀態二 ,
由查理定律可知
解得

對乙氣體研究:當活塞恰好到達頂點時,系統乙內氣體狀態未發生變化,即
此時,對甲氣體研究:狀態三 ,
由狀態二到狀態三,由蓋呂薩克定律可知
解得
甲、乙兩部分溫度差

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
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