資源簡介

江西省安遠縣第一中學2024-2025學年度第二學期期末考試
高二物理試卷
一、單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分）
1．圖中表示磁場方向、運動電荷速度和洛倫茲力的方向，正確的是（　　）
A．B．C．D．
2．以下是教材中關于傳感器的應用幾幅圖片，說法正確的是（　?。?br/>A．如圖甲，是測量儲罐中不導電液體高度的裝置，當儲罐中液面高度升高時，LC回路中振蕩電流頻率將增大
B．如圖乙，是一種電感式微小位移傳感器，當物體1向左移動時，線圈自感系數變大
C．如圖丙，是電容式話筒的原理示意圖，當膜片向左運動時，A點的電勢比B點的低
D．如圖丁，是霍爾元件工作原理示意圖，在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平
3．如圖甲所示，一理想變壓器給一個小燈泡供電。當原線圈輸入如圖乙所示的交變電壓時，額定功率10W的小燈泡恰好正常發光，已知燈泡的電阻為40Ω，圖中電壓表為理想電表，下列說法正確的是（　?。?br/>A．變壓器輸入電壓的瞬時值表達式為u=220sinπt（V）
B．電壓表的示數為220V
C．變壓器原、副線圈的匝數比為11：1
D．變壓器的輸入功率為110W
4．如圖，大型音樂噴泉廣場的水池中有一種可以根據音樂變換顏色的景觀燈，LED燈泡安裝在防水的燈筒內部，燈筒側面為不透光的金屬材料，光線從其上表面的任意點射出時，可以將該點視為一個新的點光源。已知上表面半徑為，燈筒上表面與水面的距離為，LED燈泡發出黃光時，水面上圓形區域內有光透出，若水對黃光的折射率為，則圓形區域的半徑為（　　）
A．0.6m B．0.7m C．0.8m D．0.9m
5．圖甲為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1m處的質點，Q是平衡位置為x=4m處的質點，圖乙為質點Q的振動圖像，則下列說法正確的是（　　）
A．波沿x軸負方向傳播 B．波速為20m/s
C．質點P的振動方程為 D．t=0.25s時，質點P的位移為cm
6．1892年狄塞爾為描述內燃機熱力學過程建立了定壓加熱循環（狄塞爾循環），如圖為描述狄塞爾循環的p—V圖像，A→B和C→D為絕熱過程，若一定質量的某種理想氣體經歷了A→B→C→D→A循環過程，下列說法正確的是（ ）
A→B氣體的內能不變
B．B→C氣體向外界放熱
C→D氣體的內能增加
D．一個循環過程，氣體從外界吸收熱量
7．如圖所示，在水平向右的勻強磁場中，磁感應強度大小為B，有一邊長為L的正方形導線框，以為軸從圖示位置逆時針勻速轉動，角速度為。軸距為，距為，下列說法正確的是（　?。?br/>A．感應電動勢的最大值為
B．感應電動勢的最大值為
C．從圖示位置開始轉過的過程中，磁通量的變化量為
D．從圖示位置開始轉過的過程中，磁通量的變化量為
二、多選題（本題共3題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對得6分，選對但不全得3分，有選錯得0分。）
8．如圖所示，質量為m、邊長為L、電阻為R的金屬線框abcd靜止在光滑水平面上，平行邊界P、Q間有垂直于水平面向上的勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B，用大小等于mg的水平恒力F拉線框，使線框從靜止開始運動，線框運動過程中ab邊始終與磁場邊界平行，ab邊剛進磁場時線框的加速度為零，線框出磁場的過程中，當cd邊剛要出磁場時的加速度恰好為0，磁場邊界P、Q間的距離為d，則下列判斷正確的是（ ）
A．開始時ab邊與邊界P間的距離為
B．線框進磁場過程中，通過線框截面的電量為
C．從線框cd邊剛進磁場到cd邊剛好出磁場過程中，線框運動的時間為
D．線框穿過磁場過程中，拉力F的沖量大于
9．氫原子的能級示意圖如圖所示（普朗克常量h=6.6310-34J·s，電子電荷量e=-1.610-19C），則氫原子（　　）
A．能級是連續的
B．核外電子的軌道是分立的
C．從n=3能級躍遷n=2能級時電子的動能減小
D．從n=3能級躍遷n=2能級時輻射頻率約為4.561014Hz的光子
10．如圖所示，電阻不計間距為L 的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌左端接有阻值為R的電阻連接，以導軌的左端為原點，沿導軌方向建立x軸，導軌處于豎直向下的磁感應強度大小為B的勻強磁場中．一根電阻也為R，質量為m的金屬桿垂直于導軌放置于 處，不計金屬桿與軌道間的接觸電阻，現給金屬桿沿x軸正方向的初速度 ，金屬桿剛好能運動到處，在金屬桿運動過程中 ( )
A．通過電阻R的電荷量
B．金屬桿克服安培力所做的功為
C．金屬桿上產生的焦耳熱為
D．金屬桿運動的時間為
三、實驗題（共16分）
11（8分）．在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數的關系”實驗中，利用如圖所示的可拆變壓器能方便地探究原、副線圈的電壓比與匝數比的關系。
(1)為實現探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學探究方法是______。
A．控制變量法 B．等效替代法 C．演繹法 D．理想實驗法
(2)如果把它看成理想變壓器，則左右兩線圈上的交變電流一定相同的是______。
A．電壓 B．電流 C．功率 D．頻率
(3)某次實驗中得到實驗數據如下表所示，表中、分別為原、副線圈的匝數，分別為原、副線圈的電壓，通過實驗數據分析，你的結論是：在誤差允許的范圍內， 。
實驗次數 /匝 /匝
1 1400 400 12.1 3.42
2 800 400 12.0 5.95
3 200 100 11.9 5.92
(4)原、副線圈上的電壓之比是否等于它們的匝數之比呢？發現上述實驗數據沒有嚴格遵從這樣的規律，分析下列可能的原因，你認為正確的是_____。
A．原、副線圈的電壓不同步
B．變壓器線圈中有電流通過時會發熱
C．鐵芯在交變磁場的作用下會發熱
D．原線圈中電流產生的磁場能在向副線圈轉移過程中有損失
12（9分）．如圖，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系．
①實驗中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通過僅測量 （填選項前的符號），間接地解決這個問題．
A．小球開始釋放的高度h
B．小球拋出點距地面的高度H
C．小球平拋運動的射程
②圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影．實驗時，先讓入射小球多次從斜面上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP．然后把被碰小球靜置與軌道水平部分，再將入射小球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復．
接下來完成的必要步驟是 ．（填寫選項前的符號）
A．用天平測量兩小球的質量、
B．測量小球開始釋放的高度h
C．測量拋出點距地面的高度H
D．分別找到、相碰后平均落地點的位置M、N
E．測量平拋射程OM、ON
實驗結果表明，碰撞前、后總動量的比值為 ．
四、解答題（共38分）
13（10分）．如圖所示，內截面積為、足夠高的圓柱形汽缸開口向上豎直放置在水平面上，缸內離底部高為處有一質量為的活塞封住一定質量的理想氣體，氣體溫度為，大氣壓強為，重力加速度為。問：
（1）此時汽缸內氣體的壓強是多少？
（2）若把活塞用銷子固定住，再將氣體溫度升高到，此時缸內氣體的壓強p2為多大？
（3）若在初始條件下，保持氣體溫度不變，把汽缸倒過來，開口向下豎直放置，此時活塞與汽缸底的距離h2為多大？
14（12分）．如圖，質量為的長木板靜止在光滑的水平地面上，現有一質量也為的滑塊以的速度滑上長木板的左端，小滑塊與長木板間的動摩擦因數，小滑塊剛好沒有滑離長木板，求：
（1）小滑塊的最終速度
（2）在整個過程中，系統產生的熱量
（3）以地面為參照物，小滑塊滑行的距離為多少？
15（15分）．如圖所示，PMN和P'M'N'是兩條足夠長、相距為L的平行金屬導軌，MM'左側圓弧軌道表面光滑，右側水平軌道表面粗糙，并且MM'右側空間存在一豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場。在左側圓弧軌道上高為h處垂直導軌放置一導體棒AB，在右側水平軌道上距AB棒足夠遠的地方，垂直導軌放置另一導體棒CD。已知AB棒和CD棒的長均為L，電阻均為R，質量分別為m和2m，AB棒與水平軌道間的動摩擦因數為μ，圓弧軌道與水平軌道平滑連接且電阻不計?，F將AB棒由靜止釋放，讓其沿軌道下滑并進入磁場區域，最終運動到距MM'為d處停下，此過程中CD棒因摩擦一直處于靜止狀態。重力加速度為g，求：
（1）AB棒剛進入磁場時AB棒兩端的電壓大??；
（2）整個過程中AB棒上產生的焦耳熱Q；
（3）若水平軌道也光滑，則從AB棒開始運動到最終處于穩定狀態的過程中，通過AB棒的電荷量q為多少？
參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C B D D B BC BD AB
1．D
【詳解】A．圖中正電荷運動速度方向與磁場方向平行，電荷所受洛倫茲力為0，A錯誤；
B．圖中負電荷運動速度方向與磁場方向平行，電荷所受洛倫茲力為0，B錯誤；
C．圖中正電荷運動速度方向與磁場方向垂直，根據左手定則，可知電荷所受洛倫茲力方向向上，C錯誤；
D．圖中負電荷運動速度方向與磁場方向垂直，根據左手定則，可知電荷所受洛倫茲力方向向右，D正確。
故選D。
2．B
【詳解】A．圖甲中，不導電液體為電介質，儲罐中液面高度升高時，介電常數增大，根據
可知，電容器電容C增大，根據
可知，LC回路中振蕩電流頻率將減小，故A錯誤；
B．圖乙中，當物體1向左移動時，鐵芯插入的長度變大，線圈自感系數變大，故B正確；
C．圖丙中，當膜片向左運動時，膜片與固定電極之間的間距增大，根據
可知電容C減小，由于極板電壓不變，根據
可知，電容器電量減小，電容器放電，通過電阻的電流方向由A到B，則A點的電勢比B點的高，故C錯誤；
D．圖丁中，在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過，故D錯誤。
故選B。
3．C
【詳解】A．由圖像可知
線圈電壓的最大值為V，變壓器輸入電壓的瞬時值表達式為
V
故A錯誤；
B．原線圈輸入電壓為220V，電壓表示數為燈泡的額定電壓
故B錯誤；
C．由B分析，結合變壓比公式得
故C正確；
D．變壓器的輸入功率與輸出功率相等，為10W，故D錯誤。
故選C。
4．B
【詳解】如圖所示光路圖中
全反射臨界角滿足
所以
而
所以光斑半徑
故選B。
5．D
【詳解】A．t=0時Q點向上振動，則可知波沿x軸正方向傳播，選項A錯誤；
B．由圖甲可知，該波的波長為8m，由圖乙可知，周期為0.2s，則波速為
選項B錯誤；
C．根據圖甲可知波動方程為
可知t=0質點P的位移為
設質點P的振動方程為
代入t=0，可得
，或
因P沿y負方向運動，故質點P的振動方程為
選項C錯誤；
D．則t=0.25s時，質點P的位移為
y2=
選項D正確。
故選D。
6．D
【詳解】A．A→B過程絕熱，所以Q不變，氣體體積減小，外界對氣體做正功，即
W > 0
由熱力學第一定律
U = Q＋W
可知，氣體內能增大，A錯誤；
B．B→C過程，氣體溫度升高，即
U > 0
氣體體積增大，氣體對外界做正功，即
W < 0
由熱力學第一定律
U = Q＋W
可知氣體需要從外界吸收熱量，B錯誤；
C．C→D過程絕熱，Q不變，氣體體積增大，即
W < 0
由熱力學第一定律
U = Q＋W
可知氣體內能減小，C錯誤；
D．一個循環過程，溫度不變，即
U = 0
由圖像可知，氣體對外界做正功為圖形面積，即
W < 0
所以氣體會從外界吸熱，D正確。
故選D。
7．B
【詳解】AB．感應電動勢的大小與穿過閉合電路的磁通量改變的快慢有關，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，感應電動勢的最大值
本題中n為１，則感應電動勢的最大值為，故A錯誤，B正確。
C．圖示位置，磁通量為0，轉過時，磁通量為
則從圖示位置開始轉過的過程中，磁通量的變化量為
故C錯誤；
D．圖示位置，磁通量為0，轉過120°時，磁通量為
則從圖示位置開始轉過的過程中，磁通量的變化量為
故D錯誤。
故選B。
8．BC
【詳解】A．由題意，設ab邊剛進磁場時的速度大小為v1，根據動能定理
解得
ab邊剛進磁場時線框的加速度為零，則
解得
故A錯誤；
B．ab邊剛進磁場時線框的加速度為零，則線框進入磁場的過程中做勻速直線運動，線框進磁場過程中，通過線框截面的電量為
故B正確；
CD．ab邊剛進磁場時線框的加速度為零，則線框進入磁場的過程中做勻速直線運動，線框進入磁場的過程中
線框進入磁場后到ab邊剛好出磁場過程中
線框ab邊剛好出磁場到線框離開磁場的過程中
其中
當cd邊剛要出磁場時的加速度恰好為零，則
即
聯立可得從線框cd邊剛進磁場到cd邊剛好出磁場過程中，線框運動的時間
線框穿過磁場過程中，拉力F的沖量
故C正確，D錯誤。
故選BC。
9．BD
【詳解】AB．根據波爾的理論，有軌道量子化，能量量子化，能級量子化，故A錯誤，B正確；
C．從n=3能級躍遷n=2能級時，軌道半徑變小，而庫侖力提供向心力，則有
而動能
聯立得
可知圓周的線速度變大，動能變大，故C錯誤；
D．從n=3能級躍遷n=2能級時，有
解得輻射出的光子頻率為
故D正確。
故選BD。
10．AB
【詳解】整個過程中通過導體截面的電荷量為：q=It=，故A正確；根據動能定理可得，金屬桿克服安培力所做的功等于動能的減小，即W安=mv02，選項B正確；金屬桿克服安培力所做的功為等于整個過程中回路中產生的焦耳熱，即W安=Q=mv02，所以金屬桿上產生的焦耳熱為：Q1= ，故C錯誤；金屬桿運動中所受的安培力，則隨速度的減小，安培力減小，加速度減小，即金屬棒做加速度減小的減速運動，若金屬棒做勻減速運動，則運動時間為，則因為金屬棒做加速度減小的減速運動，可知平均速度小于，運動的時間大于，故D錯誤．
故選AB．
點睛：對于電磁感應問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，重點是分析安培力作用下導體棒的平衡問題，根據平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應現象中的能量轉化問題，根據動能定理、功能關系等列方程求解．
11．(1)A
(2)CD
(3)原、副線圈的電壓比與匝數比相等，即
(4)BCD
【詳解】（1）當一個物理量與多個物理量相關時，應采用控制變量法，探究該物理量與某一個量的關系，如本實驗中，保持原線圈輸入的電壓一定，探究副線圈輸出的電壓與和匝數、的關系。
故選A。
（2）由理想變壓器原理可知，理想變壓器原副線圈兩端的交變電流功率、頻率不變，通過副線圈的電流和副線圈兩端電壓與變壓器原、副線圈的匝數比有關。
故選CD。
（3）通過分析表中數據可得結論，在誤差允許的范圍內，原副線圈的電壓比與匝數比相等，即。
（4）變壓器并非理想變壓器，能量損失主要來源于三個方面，分別是BCD項中的繞制線圈的銅導線發熱損耗（俗稱銅損）、鐵芯中的渦流發熱損耗（俗稱鐵損）、鐵芯對磁場的約束不嚴密損耗（俗稱磁損）。
故選BCD。
12． C ADE
【詳解】①由于本實驗的碰撞是在同一高度，在空中運動時間相同，因而根據小球做平拋運動的射程就可知道碰撞后速度的大小之比，所以選C；
②實驗時，先讓入射球ml多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量平拋射程OP，然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球ml從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復．測量平均落點的位置，找到平拋運動的水平位移，因此步驟中D、E是必須的，而且D要在E之前，至于用天平秤質量先后均可以，所以答案是ADE；
碰撞前、后總動量的比值：
點睛：本題考查驗證動量守恒定律的實驗，要注意明確實驗原理，知道實驗中利用平拋運動進行實驗的基本方法，同時注意實驗中的注意事項和數據處理的基本方法．
13．（1）1.2105Pa；（2）1.5105Pa；（3）12cm
【詳解】（1）對活塞，根據平衡條件
代入數據，解得
（2）若把活塞用銷子固定住，再將氣體溫度升高過程中，封閉氣體做等容變化，根據查理定律得
其中
解得
（3）把汽缸倒過來后，對活塞，根據平衡條件
代入數據，解得
封閉氣體做等溫變化，根據玻意耳定律得
解得
14．（1）；（2）；（3）0.135m
【詳解】（1）小滑塊與長木板系統動量守恒，規定向右為正方向
由動量守恒定律得：，解得最終速度為：；
（2）由能量守恒定律得，代入數據解得熱量為Q=0.072J；
（3）對小滑塊，應用動能定理：
代入數據解得距離為S=0.135m
15．（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）AB棒下滑到MM'處，根據機械能守恒得
此時感應電動勢為
AB棒兩端的電壓為
（2）AB棒進入磁場后，根據動能定理得
回路中產生的焦耳熱
又因兩導體棒電流相同，電阻相同，則AB棒上產生的焦耳熱
（3）若水平導軌光滑，根據系統動量守恒定律得
對AB棒，由動量定理可得
而通過AB棒的電荷量
聯立解得

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