山东省临沂市蒙阴第一中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

蒙阴一中2024-2025学年高二下学期期中考试 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．下列关于固体、液体的说法正确的是（　　） A．毛细管中出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管 B．晶体在熔化过程中温度保持不变，内能不变 C．液体的表面张力方向总是与液面相切 D．晶体沿不同方向的导电性能一定相同 2．关于气体分子运动的特点表述不正确的是（　　） A．分子的速率分布毫无规律 B．分子的频繁碰撞致使它做无规则的热运动 C．分子沿各方向运动的机会均等 D．分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 3．两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系分别如图甲、乙所示（取无穷远处分子势能Ep=0）。下列说法正确的是（　　） A．甲图表示分子势能与分子间距离的关系 B．当时，分子势能为零 C．两分子从相距开始，随着分子间距离的增大，分子力先减小，然后一直增大 D．两分子在相互靠近的过程中，在阶段，F做正功，分子动能增大，分子势能减小 4．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，则回路中产生两个脉冲电流（如图乙所示），即汽车闯红灯，电子眼立刻拍照。红灯亮时，下列说法正确的是（　　） A．车轮停在感应线上后，电阻R上一直有电流 B．前轮经过感应线的过程中，电容器充电 C．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，一定会被电子眼拍照 D．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大 5．如图甲所示为某小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙所示，两个车辆检测器的电感线圈分别铺设在自动栏杆前、后的地面下，检测器内部的电容器与电感线圈构成LC振荡电路，振荡电流如图丙所示，当汽车接近或离开线圈时，使线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，车辆检测器检测到这个变化就发出电信号，“通知”车牌识别器对车辆身份进行鉴别。然后控制自动栏杆抬起或落下，在图丙中，下列说法正确的是（　　） A．时刻电容器两端电压为最大值 B．时间内，电场能转化为磁场能 C．时间内，电容器上的电荷量增加 D．若汽车靠近线圈时线圈自感系数增大，则振荡电流的频率升高 6．电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量为 B．若永磁铁相对线圈匀速上升，线圈中无感应电流 C．若永磁铁相对线圈减速下降，线圈中感应电流方向为逆时针方向 D．若永磁铁相对线圈下降，则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下 7．如图所示，小越制作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其磁感应强度B的大小待测，不计两极间正对区域以外的磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为；导体棒通以图示方向电流时，测力计的示数为。测得导体棒在两极间的长度为，磁铁始终静止。下列正确的是（　　） A． B． C．若仅使电流方向与图示的电流方向相反，测力计示数将变为 D．若滑动变阻器的滑片向右移动，测力计示数将变大 8．国空间站是中国自主建造的大型载人航天工程，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成，舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱。下图是气闸舱工作示意图。开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则第一次抽出气体的质量和第二次抽出气体的质量之比为（　　） A．1：1 B．11：10 C．1：10 D．100：121 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．一定质量的理想气体状态变化过程如图所示，第1种变化是从状态到状态，第2种变化是从状态到状态。比较这两种变化过程，则（　　） A. 从状态到状态过程中，气体吸收热量较多 B．从状态到状态过程中，气体吸收热量较多 C．两个过程中，气体吸收热量一样 D．两个过程中，气体内能增加量相同 10．如图所示，交流电电压 ，滑动变阻器 （阻值 ）的滑片处于某一位置时，理想交流电压表示数 ，灯泡 （ ）、 （ ）均恰好正常发光。变压器为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．变压器输出电压频率为100Hz B．电阻 C．变压器原副线圈匝数比 D．若将滑动变阻器 触头向 端移动，灯泡 将会变亮 11．如图所示，为一磁约束装置的原理图，圆心为原点，半径为的圆形区域I内有方向垂直平面向里的匀强磁场，环形区域内（包括其外边界）有方向垂直平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子若以速度由A点沿轴负方向射入磁场区域I，则第一次经过I、II区域边界处的位置为P，P点在轴上，速度方向沿轴正方向。该粒子从A点射入后第5次经过、区域的边界时，其轨迹与边界的交点为连线与轴夹角为（未知）。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A．连线与轴夹角 B． 在I、II区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为 C．粒子从A点运动到点的时间为 D．粒子从A点出发经过若干次偏转后一定能回到A点 12．某科技团队设计了一款磁悬浮列车的电磁制动系统，其简化模型俯视图如图所示。在塑料模型列车底面安装多个相同矩形线圈，列车和线圈的总质量为2kg。每个矩形线圈匝数为50匝，电阻为0.5Ω，ab、bc边的边长分别为0.2m、0.5m，线圈平面与水平滑轨平行。列车以10m/s的初速度沿光滑水平轨道进入方向竖直向下、磁感应强度为0.2T的匀强磁场区域，磁场范围足够大。下列说法正确的是（　　） A．第1个线圈进入磁场的过程中，通过线圈截面的电荷量为2C B．第1个线圈完全进入磁场时，列车的速度降为8m/s C．至少需要10个线圈进入磁场才能使列车停止 D．完全进入磁场的最后1个线圈与进入磁场的第1个线圈产生的热量之比为1：8 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．（6分）如图1所示，小明用一个带有刻度的注射器及压强传感器来探究一定质量气体在温度不变时压强与体积的关系。 (1)实验过程中，下列说法中错误的是______。 A．推拉活塞时，动作要慢 B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞与注射器筒之间要保持润滑又不漏气 (2)在验证玻意耳定律的实验中，如果将实验所得数据在图2所示的图像中标出，可得图2中 线。如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，则根据实验数据将描出图2中 线。（均填“甲”“乙”或“丙”） 14．（8分）某同学查阅资料了解某热敏电阻阻值与温度为线性关系，并通过测量描绘出其R-t图像如图（a）所示。 (1)该热敏电阻阻值与温度之间的函数关系式为 ； (2)利用该热敏电阻制作了如图（b）所示的恒温箱控制器用于孵化某种鸟蛋。已知该鸟蛋孵化最佳温度为，为保证孵化，温度低于36℃就需要加热。继电器线圈中电流大于或等于20mA时，继电器衔铁吸合。为保证正常工作，需将恒温箱加热器连接在 之间（选填“A、B”或“C、D”）。若继电器线圈电阻为150Ω，为继电器线圈供电的电源（内阻不计），为保证孵化，可变电阻应调节为 Ω； (3)为优化孵化率，当恒温箱温度低于38℃时，就需要加热，则需将可变电阻的阻值 （选填“增加”或“减小”）。 15．（8分）中国是瓷器的故乡，瓷器是中国劳动人民的一个重要的创造。瓷器的发明是中华民族对世界文明的伟大贡献，在英文中“瓷器（china）”与中国（China）同为一词。现代瓷器烧制通常采用电加热式气窑，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为，温度为室温7℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体维持压强不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1407℃。求： (1)单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少K； (2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。 16．（8分）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其矩形线框ABCD处于磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动。线框匝数匝，面积，角速度，线框电阻不计。线框通过滑环与理想变压器相连，原、副线圈匝数比，副线圈与的电阻和理想二极管相接，电流表为理想电表。从图示位置开始计时，求： (1)线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)定值电阻R在1s内产生的焦耳热。 17．（14分）如图所示，PM、QN是两根半径为d的光滑的圆弧轨道，其间距为L，O点为PM圆弧的圆心，O、P连线水平，M、N在同一水平高度，轨道电阻不计，水平轨道足够长且光滑。在其上端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现有一根长为L、质量为m、电阻为r的金属棒从轨道的顶端PQ处以一定的初速度开始下滑，由于外力作用，下滑过程中金属棒的速率保持不变，到达圆弧轨道最低点MN时对轨道的压力为2mg，且此时撤去外力，求： (1)金属棒到达最低点MN时的速率； (2)若金属棒由PQ下滑到MN所用时间为t，求时刻金属棒两端的电压； (3)金属棒由PQ下滑到MN过程中电阻R产生的焦耳热； (4)金属棒从MN开始在水平轨道上运动至停止发生的位移大小。 18．（16分）如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内充满着沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小，第三象限内充满着垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电量为q的带正电粒子以初速度从y轴上点垂直射入匀强磁场，从x负半轴进入第二象限，接着从y轴上点与y轴正方向成角进入第一象限，最后从x轴上的D（图中未画出）点射出电场。不计粒子重力，求： (1)磁感应强度的大小； (2)粒子从A点运动到C点所用的时间； (3)D点的位置坐标。 蒙阴一中2024-2025学年高二下学期期中考试物理答案 1.【答案】C【解析】毛细现象的产生与液体是否浸润毛细管无关。浸润时液体在毛细管中上升（如水在玻璃管中），不浸润时液体下降（如水银在玻璃管中），两者均属于毛细现象，故A错误；晶体熔化时虽然温度保持不变（熔点），但需要持续吸收热量，内能增加。内能包括分子势能和动能，温度不变说明平均动能不变，则总动能不变，但熔化过程中分子间距增大，势能增加，因此内能增大，故B错误；表面张力的方向始终与液面相切，并垂直于液面边界的任意线段。例如，表面张力使液滴收缩成球形，其作用方向沿液面切线方向，故C正确;单晶体具有各向异性，不同方向的导电性能可能不同（如石墨沿层状结构和垂直方向的导电性差异）；多晶体因晶粒排列无序，导电性各向同性。因此“一定相同”的表述不准确，故D错误. 2.【答案】A【解析】气体分子做无规则运动时，气体分子速率按一定的规律分布，表现为“中间多，两头少”，选项A错误。B．气体分子的运动是杂乱无章的，由于气体分子的频繁碰撞，使气体分子的速度大小和方向具有不确定的特点，选项B正确；气体分子可以自由运动，造成气体分子沿各方向运动的机会相等，选项C正确；气体分子间的相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动，分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间里自由移动，选项D正确；此题选择不正确的，故选A。 3.【答案】D【解析】当时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙表示分子势能与分子间距离的关系，故AB错误；由题图甲可知，两分子从相距开始，随着分子间距离的增大，分子力先增大，然后一直减小，故C错误；在阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力F做正功，分子动能增大，分子势能减小，故D正确。 4.【答案】C【解析】汽车停在感应线上后，汽车对压电薄膜的压力不变，电压恒定，电路中没有电流，故A错误；前轮经过感应线的过程中，对压电薄膜的压力先变大后变小，则电压先变大后变小，电容器先充电后放电，故B错误；车轮经过感应线的过程中，如图乙所示，电阻R上的电流先变大后变小，再反向变大最后变小，故D错误；汽车前轮刚越过感应线，又倒回线内，有两个脉冲电流，会被电子眼拍照，故C正确。 5.【答案】C【解析】时刻振荡电流最大，说明电容器放电完毕，电容器不带电，两端电压为零，故A错误；时间内，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能转化为电场能，故B错误；汽车靠近线圈；相当于给线圈加铁芯，自感系数增大，由，知频率减小，故D错误；时间内电流在减小，说明电容器在充电，电荷量增加，故C正确。 6.【答案】D【解析】根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈有相对运动时就有磁通量变化，则匀速上升时线圈中有恒定电流，故B错误；永磁体相对线圈下降即线圈相对磁体上升，根据右手定则线圈中感应电流方向为顺时针方向，故C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则判断线框上下边所受安培力均向下，则线圈在竖直方向上受到的安培力合力向下，故D正确。 7.【答案】D【解析】由电路可知，通电后导体棒受安培力竖直向上，据牛顿第三定律磁铁受到导体棒对磁铁向下的作用力，则测力计示数增加，由平衡可知可得选项AB错误；若滑动变阻器的滑片向右移动，电流变大，则导体棒受向上的安培力变大，则测力计示数将变大，选项D正确；若仅使电流方向与图示的电流方向相反，则导体棒受向下的安培力，大小为 测力计示数将变为选项C错误。 8.【答案】B【解析】第一次抽取气体后，抽出气体质量与气闸舱内剩余气体的质量m的比值为； 第二次抽取气体后，抽出气体的质量与第一次抽取后气闸舱内剩余气体的质量m的比值为；故第一次抽出气体的质量和第二次抽出气体的质量之比为11:10。 9.【答案】BD【解析】在图中，等容线是过原点的倾斜直线，由题图可知， 故过程中，气体对外做功，过程中，外界对气体做功，由可知两过程中气体内能增量相同，根据可知，过程中，气体吸收热量较多。 10.【答案】BD【解析】变压器输出电压频率为选项A错误；变压器次级电压为U2=100V，变压器原副线圈匝数比 次级电流初级电流则解得电阻 选项B正确，C错误；变压器等效电阻若将滑动变阻器 触头向 端移动，则次级电阻变大，等效电阻变大，则初级电流减小，R1电压减小，变压器初级电压变大，次级电压变大，则灯泡 将会变亮，选项D正确。 11.【答案】ACD【解析】由牛顿第二定律得可得在I、II区域内粒子做圆周运动的轨迹圆的半径之比为故B错误；粒子每次从II区域返回I区域通过两区域边界时速度偏角都为、为图中所示角，如图所示 由几何关系得解得则该粒子从A点射入后第4次经过I、II区域的边界时，即第二次从II区域返回I区域通过两区域边界，此时速度偏离A点入射速度60°，此后在I区域转过圆周，即从A点射入第5次经过I、II区域边界处的位置为Q，如图 由几何关系可知，OQ连线与x轴夹角故A正确；粒子从A点运动到Q点的时间为，故C正确；粒子每次通过边界，偏角都为30°，要重新回到A点，偏转次数为故D正确。 12.【答案】AB【解析】第1个线圈进入磁场的过程中，通过线圈截面的电荷量为，故A正确；设向右为正方向，当第1个线圈恰好完全进入磁场时设所用时间为t，此时列车的速度大小为,由动量定理可得整理得解得，故B正确；由以上分析可知，每一个线圈进入磁场后，列车的速度减小量为则有，至少5个线圈进入磁场才能使列车停止，故C错误；根据能量守恒定律，进入磁场的第1个线圈产生的热量完全进入磁场的最后1个线圈，即第5个线圈产生的热量 所以完全进入磁场的最后1个线圈与进入磁场的第1个线圈产生的热量之比为1：9，故D错误。 故选AB。 13.（6分）（每空2分）【答案】(1) C (2) 乙 甲 【解析】（1）实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，避免因推拉活塞过快使封闭气体温度升高，故A正确，不符合题意；推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，否则会使气体温度升高，故B正确，不符合题意；压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体的质量发生了变化，如立即重新接上，继续实验，将出现较大误差，故C错误，符合题意；为了防止摩擦生热及气体质量变化，活塞与注射器筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，不符合题意。故选C。 （2）[1]根据理想气体状态方程可得实验中不变，可知与成正比，故可得图2中的乙线。 [2]如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，由上述分析可知，图线的斜率将变大，故将得到图2中的甲线。 14.（8分）（每空2分）【答案】(1) (2) A、B 7.6 (3) 增加 【解析】（1）由图（a）可知代入数据，可得，解得， 即 （2）由图可知，当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与A、B部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端。 [2]当温度达到36℃时，加热电路就要闭合，此时的继电器的衔铁要被放开，即控制电路的电流要到达20mA，根据闭合电路欧姆定律可得当温度达到36℃时，解得 （3）若恒温箱内的温度保持在更高的数值，则可变电阻的值应增加，会导致R电阻变小，从而实现目标。 15.（8分）【答案】(1)(2) 【解析】（1）以封闭在气窑内的气体为研究对象，排气前体积不变，则有初态压强，温度（1分） 末态，由查理定律可得（1分） 代入数据解得（1分） （2）开始排气后，气窑内气体维持压强不变，则有（1分） 设排出压强的气体体积为，排出气体质量为，由盖—吕萨克定律可得（1分） 解得（1分） 由于气体的密度不变，则有（1分） 代入数据解得（1分） 16.（8分）【答案】(1)(2) 【解析】（1）线圈中感应电动势的峰值（1分） 感应电动势的瞬时值表达式为（1分） （2）感应电动势的有效值为（1分） 副线圈两端电压（1分） 副线圈电流为  （1分） 解得 副线圈中电流的峰值为（1分） 因为存在二极管，单向导电，所以定值电阻R在1s内产生的焦耳热  （1分） 解得（1分） 17.（14分）【答案】(1)(2)(3)(4) 【解析】（1）在轨道的最低点MN处， 根据牛顿第三定律知轨道对金属棒的支持力大小（1分） 根据牛顿第二定律（1分） 解得（1分） （2）时刻，PQ棒做匀速圆周运动转过的圆心角为45°。 切割磁感线的水平分速度为（1分） 又（1分） （1分） 解得（1分） （3）下滑过程中，金属棒切割磁感线产生正弦式交流电，其有效值（1分） 回路中产生的焦耳热（1分） 电阻R产生的热量为（1分） （4）对导体棒，在向左运动的过程中由动量定理得（1分） 又（1分） （1分） 解得（1分） 18.（16分）【答案】(1)(2)(3) 【解析】（1）根据几何关系知（1分） 解得（1分） 根据洛伦兹力提供向心力（1分） 联立解得（1分） （2）粒子在磁场中偏转的圆心角为，故运动时间为（2分） 在第二象限做匀速直线运动，位移大小为（1分） 故运动时间为（1分） 粒子从A点运动到C点所用的时间为（1分） （3）粒子在第一象限做类斜抛运动，根据牛顿第二定律（1分） 解得（1分） 竖直方向初速度大小为（1分） 根据运动学规律（1分） 解得（负值舍去）（1分） 水平方向匀速运动，故（1分） 故D点的位置坐标为（1分） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$