精品解析：山东聊城市2025-2026学年高二下学期期末物理试题

2025—2026学年度第二学期期末教学质量抽测 高二物理试题 本试卷满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在物理学的发展过程中，许多重大的发现和重要理论的得出极大地推动了物理学的发展，下列关于物理学的研究和重大发现，表述正确的是（ ） A. 卢瑟福通过α粒子轰击金箔的散射实验，提出并建立了原子核式结构模型 B. 麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言并证实了电磁波的存在 C. 冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律 D. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 2. 我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料PuO2作为发电原材料。PuO2中的元素具有放射性，半衰期约为88年，其通过放射性衰变产生热量，经过热电转换系统为火星车提供电能。该过程的核反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. 该反应是α衰变，X能穿透几十厘米厚的混凝土 B. 比的中子数少4个 C. 如果放射性材料PuO2不慎受潮，半衰期会变短 D. 因为反应放出热量，故反应中存在质量亏损，但是质量数依然守恒 3. 以下图片源于教材，对其描述正确的是（ ） A. 图甲是玻璃管中水银液面的形状，表明水银能浸润玻璃 B. 图乙是电子束穿过某多晶体的衍射图样，表明电子具有波动性 C. 图丙是水中悬浮细微粉笔末运动的位置连线图，表明水分子在短时间内的运动是规则的 D. 图丁是方解石的双折射现象，表明方解石具有光学、热学等物理性质的各向异性 4. 如图甲所示，放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，利用该装置可得到氢原子的光谱，发现氢原子光谱只是一些分立的、不连续的亮线如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 有几条亮线，就对应着氢原子有几个能级 B. 波长最大的亮线，对应光子能量最小 C. 亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光 D. 一个氢原子发生能级跃迁，即可得到全部亮线 5. 一台交流发电机与理想交流电压表、阻值为R=9Ω的定值电阻按图甲连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻r=1Ω，则（ ） A. 交流电压表的示数为0.9V B. 电动势表达式为e=100sin100πt（V） C. 线圈转动一周，回路中产生18J的焦耳热 D. 若线圈的转速提升至原来的两倍，电压表的示数也将变为原来的两倍 6. 图甲为研究自感现象的电路图，其中灯泡的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R2=1.0Ω，A、B间电压U=3.0Ⅴ。闭合开关S，电路处于稳定状态；t=1.0×10-3s时断开开关S，通过线圈L的电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 线圈L的直流电阻为2Ω B. 断开开关瞬间，通过灯泡的电流方向向左 C. 断开开关后，可观察到灯泡逐渐熄灭 D. 断开开关后通过电阻R2的电荷量约为8.2×10-3C 7. 如图所示，是两分子间的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子仅在分子力作用下从x轴正半轴上、距甲分子无穷远处，由静止释放，规定无穷远处分子势能为零。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子在r1处时，加速度最小 B. 乙分子在r2处时，加速度最大 C. 乙分子的运动范围为r≥r1 D. 乙分子的运动范围为r≥r2 8. 如图所示，一竖直放置、内径极小的“U”形玻璃管，各段粗细均匀、上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为20 cm，底部水平管内封闭一段5 cm长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。玻璃管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为75 cm Hg。现在右侧管中再缓慢加入10 cm长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（ ） A. 气柱长度变大 B. 气柱长度变小 C. 两侧水银面最上端高度差为5 cm D. 两侧水银面最上端高度差为7.5 cm 二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 智能停车位下方埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路，如图甲所示。当汽车驶入智能停车位过程中，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数L变大，引起LC振荡电路中电流的频率变化（振荡频率公式）。某次振荡电路中的电流（顺时针为正方向）随时间变化如图乙所示，则（ ） A. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 B. t1～t2过程中，A点的电势低于B点的电势 C. t1～t2过程中，线圈L中磁场能在增大 D. t2～t3过程中，电容器下极板带负电 10. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动产生如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，输电线的总电阻R1为10Ω，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为750kW。下列说法正确的是（ ） A. t=0.01s时穿过线圈的磁通量为零 B. 输电线上损失的功率为9kW C. 若电压表的示数为220V，则降压变压器原副线圈的匝数比为1235∶11 D. 若R2滑片P向下移动，则电压表的示数减小 11. 如图所示，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的p-V图像，虚线T1、T2为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（ ） A. 完成一个循环过程后，气体对外放出热量 B. c→d过程气体压强增大完全是由于气体分子热运动加剧导致的 C. d→a过程向低温热源释放的热量等于b→c过程从高温热源吸收的热量 D. a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功 12. 如图所示，两电阻忽略不计的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，导轨左侧通过单刀双掷开关S可以与电容C或电阻R相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与x轴垂直。若开关S接1，金属棒在外力作用下从O点开始向右匀速运动，通过金属棒的电流为Ⅰ、外力的功率为P；若开关S接2，重复上述过程，电容器始终正常工作，通过金属棒的电荷量为q、施加外力为F。关于Ⅰ、P、q及F随x变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共6个小题，共60分。 13. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤如下： A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为N1个，多于半格不足整格的为N2个 B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C．向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉 D．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 E．在1mL纯油酸中加入酒精，配制一定比例的油酸酒精溶液 F．用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，并记下溶液体积为1mL时滴入的溶液滴数，计算出一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V （1）上述实验步骤的合理顺序是：EF________； （2）以下说法正确的是________； A. 若形成如图所示的油膜形状，是由于撒痱子粉太少 B. 按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用，其余操作均正确，测得油酸分子直径偏大 （3）已知坐标纸每格的面积为S，则油酸分子的直径为________（用V、N1、N2、S表示）。 14. 一物理兴趣小组对某型号机器人使用的压力传感器展开研究。利用如图甲所示的实物电路（导线未连接完全）测量不同压力下该传感器的电阻，电路中各元器件的规格如下：待测压力传感器RF（阻值范围：2 kΩ～25 kΩ）、电源、电流表A（内阻约50 Ω）、电压表V（内阻约20 kΩ）、滑动变阻器R（阻值范围0～100 Ω）。 （1）请根据实验需要用笔画线把实物电路图补充完整________。 （2）闭合开关S之前，滑片P应该调到________（填“左”或“右”）端。 （3）将压力传感器水平放置，在上面放置不同的砝码，测得不同压力下压力传感器的阻值RF，将砝码重力记为F，描绘出RF-F图线如图乙所示。若将RF-F图线的斜率定义为压敏电阻的灵敏度，斜率绝对值越大，灵敏度越高。由此可知在压力小于1.5N的区间内，该型号压力传感器的灵敏度较________（填“高”或“低”）。 （4）将实验中压力传感器接入如图丙所示的电路中，已知E=3.0V，R=4kΩ，电源内阻和电流表内阻均忽略不计。在机器人的机械手指上安装此传感器，要求五个手指竖直抓起重力为1N的圆柱体不滑落（假设五个手指对圆柱体施加的压力大小相等），如图丁所示。已知手指与圆柱体的最大静摩擦力等于压力的0.2倍。则电流表的示数至少为________μA（结果保留3位有效数字）。 15. 图甲为氢原子能级图，图乙为研究光电效应遏止电压的电路图，用一群处于n=4能级的氢原子跃迁时发出的光，照射图乙中的光电管。已知阴极K材料的逸出功W0=2.75 eV，电子的电荷量为e。求： （1）氢原子跃迁时辐射光子的最大能量； （2）调节图乙中的滑动变阻器，当电流表的示数为0时电压表的示数。 16. 如图甲所示的电路中，螺线管线圈的匝数为n、面积为S0、内阻不计，定值电阻R1=R2=R，电容器的电容为C。穿过螺线管线圈磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示（取向上为正方向）。t=0时闭合开关S，电容器充、放电时间忽略不计。 （1）求0～t0时间内流过R1的电流方向和大小； （2）若t0时断开开关S，求此后流过R1的电荷量。 17. 某种型号的氮气弹簧如图甲所示，竖直放置在水平面上，其内部结构可简化为活塞杆连着活塞在封闭汽缸内上下移动，活塞杆与汽缸交接处不漏气，汽缸的高度为L=10cm，缸内部充满氮气（可视为理想气体），活塞与活塞杆的总质量为m=20g，活塞杆的横截面积为活塞横截面积的一半。如图乙所示，氮气弹簧活塞紧贴汽缸最顶端，此时活塞和汽缸顶端间没有气体，汽缸内气体压强为p1=3p0（p0为大气压强且已知）。现对活塞杆施加一个竖直向下的压缩力（含活塞杆上表面大气压力），使活塞缓慢向下移动压缩氮气，活塞下方气体通过小孔连通到活塞上方。汽缸底部有个泄压阀，当汽缸内气体的压强p≥5p0时泄压阀自动打开，此时活塞自动锁定不动，p≤3p0时泄压阀自动关闭。活塞上小孔的体积、活塞厚度，活塞与汽缸间摩擦均不计，系统导热良好，环境温度恒定，重力加速度g=10m/s2。 （1）求泄压阀即将打开时，活塞距汽缸底部的高度h； （2）求泄压阀即将关闭时，汽缸内剩余气体质量与原有质量的比值； （3）活塞压到泄压阀即将打开的过程中，压缩力做功W=0.009J，求该过程中缸内气体与外界交换的热量Q。 18. 如图所示，光滑平行倾斜金属导轨DE、D′E′电阻不计，其顶端DD′之间接一电阻R1=2Ω，轨道的宽度为L=1m，倾角为θ=37°，导轨DE、D′E′和水平绝缘轨道EFG、E′F′G′在E、E′处平滑连接。在导轨DE、D′E′轨间区域存在垂直于该轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为，水平绝缘轨道EFG、E′F′G′上有一“”形状金属框b，质量为M=1.5kg，电阻为R2=4Ω，三个边长均为L，金属框左侧紧贴F、F′处；在FG、F′G′导轨间存在方向竖直向上的磁场B2，FG=F′G′=3L。将一长度为L的金属棒a平行于EE′放置，已知金属棒a的质量为m=0.5kg，电阻r=1Ω。将a从距离EE′足够远处由静止释放，无机械能损失通过EE′后进入水平轨道，到达FF′时与金属框b相碰并粘连在一起，形成完整的正方形导电金属框ab，沿着轨道继续运动。整个过程中金属框不发生形变，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。 （1）求金属棒a到达EE′时的速度大小； （2）若磁感应强度随时间t的变化为：B2=(2t+0.3)T，金属框ab与导轨FG、F′G′间的动摩擦因数μ=0.1，导轨其余部分光滑，求金属框ab在水平轨道上滑动至停止过程中产生的焦耳热； （3）若水平轨道光滑，以F为原点，沿轨道FG方向建立x轴。磁感应强度随x的变化为：B2=kx（k为大于零的常量，单位是T/m），金属框ab右边运动到磁场边界GG′时恰好速度减为零，求k值的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第二学期期末教学质量抽测 高二物理试题 本试卷满分100分，考试时间90分钟。所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分。 一、单项选择题：本题共8个小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 在物理学的发展过程中，许多重大的发现和重要理论的得出极大地推动了物理学的发展，下列关于物理学的研究和重大发现，表述正确的是（ ） A. 卢瑟福通过α粒子轰击金箔的散射实验，提出并建立了原子核式结构模型 B. 麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，预言并证实了电磁波的存在 C. 冰箱能使热量从低温物体传递到高温物体，因此不遵循热力学第二定律 D. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 【答案】A 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过粒子轰击金箔的散射实验结果，否定了早期的枣糕原子模型，提出并建立了原子核式结构模型，故A正确； B．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论并预言了电磁波的存在，但首次通过实验证实电磁波存在的科学家是赫兹，故B错误； C．热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，冰箱制冷需要消耗电能对外做功才能实现热量从低温向高温的传递，不属于自发过程，仍然遵循热力学第二定律，故C错误； D．原子核的稳定性由比结合能决定，比结合能越大原子核越稳定。比结合能是指原子核中每个核子平均的结合能，等于原子的结合能除以原子的核子数。核子数很大的原子核，结合能越大，核子数也越多，但比结合能却更小，稳定性更差，故D错误。 故选A。 2. 我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料PuO2作为发电原材料。PuO2中的元素具有放射性，半衰期约为88年，其通过放射性衰变产生热量，经过热电转换系统为火星车提供电能。该过程的核反应方程为，下列说法正确的是（ ） A. 该反应是α衰变，X能穿透几十厘米厚的混凝土 B. 比的中子数少4个 C. 如果放射性材料PuO2不慎受潮，半衰期会变短 D. 因为反应放出热量，故反应中存在质量亏损，但是质量数依然守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，可得为，该反应是α衰变，但α粒子穿透能力极弱，无法穿透几十厘米厚的混凝土，故A错误； B．原子核中子数=质量数-质子数，中子数为 中子数为，二者中子数相差2个，故B错误； C．半衰期由原子核内部属性决定，与外界物理环境、化学状态无关，受潮不会改变的半衰期，故C错误； D．根据质能方程，反应放出热量说明释放能量，因此存在质量亏损，核反应过程中质量数、电荷数均守恒，故D正确。 故选D。 3. 以下图片源于教材，对其描述正确的是（ ） A. 图甲是玻璃管中水银液面的形状，表明水银能浸润玻璃 B. 图乙是电子束穿过某多晶体的衍射图样，表明电子具有波动性 C. 图丙是水中悬浮细微粉笔末运动的位置连线图，表明水分子在短时间内的运动是规则的 D. 图丁是方解石的双折射现象，表明方解石具有光学、热学等物理性质的各向异性 【答案】B 【解析】 【详解】A．浸润液体在玻璃管中液面下凹，不浸润液体液面凸起。图甲中水银液面凸起，说明水银不能浸润玻璃，故A错误； B．图乙为电子束穿过多晶体的衍射图样，衍射是波的特有现象，则说明电子具有波动性，故B正确； C．丙图是布朗运动中悬浮粉笔颗粒不同时刻的位置连线，布朗运动是固体颗粒的无规则运动，间接反映了水分子运动的无规则性，不是规则运动，故C错误； D．方解石的双折射现象只表明了其光学性质的各向异性，并不能说明热学物理性质的各向异性，故D错误。 故选B。 4. 如图甲所示，放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，利用该装置可得到氢原子的光谱，发现氢原子光谱只是一些分立的、不连续的亮线如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 有几条亮线，就对应着氢原子有几个能级 B. 波长最大的亮线，对应光子能量最小 C. 亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光 D. 一个氢原子发生能级跃迁，即可得到全部亮线 【答案】B 【解析】 【详解】A．氢原子的能级是分立的，电子在不同能级之间跃迁时，可能发出不同频率的光。光谱中亮线的条数对应不同跃迁产生的光子频率种类，不等于氢原子的能级数，故A错误； B．光子能量 波长越大，光子能量越小，故B正确； C．氢原子的能级是分立的，电子由较高能级跃迁到较低能级时发出能量确定的光子，因此氢原子光谱是分立的线状谱，并不是因为氢原子有时发光、有时不发光，故C错误； D．一个氢原子每发生一次能级跃迁只能发出一个光子，对应一条谱线；大量氢原子发生不同能级间的跃迁，才能形成多条亮线，故D错误。 故选B。 5. 一台交流发电机与理想交流电压表、阻值为R=9Ω的定值电阻按图甲连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻r=1Ω，则（ ） A. 交流电压表的示数为0.9V B. 电动势表达式为e=100sin100πt（V） C. 线圈转动一周，回路中产生18J的焦耳热 D. 若线圈的转速提升至原来的两倍，电压表的示数也将变为原来的两倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．交流电动势的有效值为 交流电压表的示数为，A错误； B．电动势表达式为，B错误； C．线圈转动一周，回路中产生的焦耳热，C错误； D．电压表的示数为 则若线圈的转速n提升至原来的两倍，电压表的示数U也将变为原来的两倍，D正确。 故选D。 6. 图甲为研究自感现象的电路图，其中灯泡的电阻R1=6.0Ω，定值电阻R2=1.0Ω，A、B间电压U=3.0Ⅴ。闭合开关S，电路处于稳定状态；t=1.0×10-3s时断开开关S，通过线圈L的电流随时间变化的i-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 线圈L的直流电阻为2Ω B. 断开开关瞬间，通过灯泡的电流方向向左 C. 断开开关后，可观察到灯泡逐渐熄灭 D. 断开开关后通过电阻R2的电荷量约为8.2×10-3C 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，断开开关前，通过线圈的电流稳定在。此时线圈所在支路的总电阻为 线圈的直流电阻，故A错误； B．断开开关前，通过线圈的电流方向向右。断开开关瞬间，线圈产生自感电动势，阻碍电流减小，线圈中的电流方向不变，仍向右。此时线圈、和灯泡构成闭合回路，电流从线圈右端流出，经过，从右向左流过灯泡。故B正确； C．断开开关前，通过灯泡的电流 断开开关瞬间，通过灯泡的电流突变为线圈的电流。由于 ，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭。故C错误； D． 图像与时间轴围成的面积表示电荷量。图中一个小格代表的电荷量为  通过观察图乙，后曲线与坐标轴围成的格子数约为35格（30~40格之间），则电荷量约为，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，是两分子间的分子势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。现将甲分子固定在坐标原点O，乙分子仅在分子力作用下从x轴正半轴上、距甲分子无穷远处，由静止释放，规定无穷远处分子势能为零。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子在r1处时，加速度最小 B. 乙分子在r2处时，加速度最大 C. 乙分子的运动范围为r≥r1 D. 乙分子的运动范围为r≥r2 【答案】C 【解析】 【详解】AB．分子力与分子势能的关系为 即图像切线的斜率绝对值表示分子力的大小。在处，图像切线斜率不为零且较大，说明分子力较大。 根据牛顿第二定律可知加速度较大； 在处，分子势能处于最低点，图像切线斜率为零，说明分子力 根据牛顿第二定律可知加速度，即加速度最小，故AB错误； CD．乙分子从无穷远处由静止释放，初始动能，初始势能，故系统总机械能。在运动过程中，只有分子力做功，机械能守恒，可得 由于分子运动时动能，则必须满足。 由图可知，当时，，所以乙分子的运动范围为，故C正确，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一竖直放置、内径极小的“U”形玻璃管，各段粗细均匀、上端均开口。内部左右两侧有水银，水银柱竖直高度均为20 cm，底部水平管内封闭一段5 cm长的气柱，气柱紧贴左侧竖直管。玻璃管导热良好，周围环境温度不变，大气压强为75 cm Hg。现在右侧管中再缓慢加入10 cm长的水银柱，稳定后，下列判断正确的是（ ） A. 气柱长度变大 B. 气柱长度变小 C. 两侧水银面最上端高度差为5 cm D. 两侧水银面最上端高度差为7.5 cm 【答案】C 【解析】 【详解】AB．玻璃管导热良好，周围环境温度不变，气体发生等温变化，初状态下，左、右两侧水银柱竖直高度均为，底部的封闭气柱长，且紧贴左侧竖直管，这意味着左侧竖直管内此时全部是水银，水银面高度为，气柱完全位于底部水平管内，此时气体的压强由左侧液柱决定，即 在右侧管中缓慢加入水银后，气体会受到挤压，假设稳定后气柱被推入左侧竖直管内，气柱上方的原水银柱（高度）被顶起，气柱下方会有新进入的水银柱（设高度为），根据连通器原理和压强平衡，此时气体的压强仅由左侧气柱上方的水银柱决定，即 由于 根据玻意耳定律 可知气柱长度 即气柱长度保持不变，故AB错误； CD．右侧加入的水银中，有用于填补水平管内原气柱占据的空间，剩余的分配给右侧液面升高和左侧底部进入的水银，设右侧水银面升高，左侧底部进入水银高度为，由体积守恒关系得 即 末态右侧水银柱总高度为 根据压强平衡，气体压强又可表示为右侧总压强减去左侧底部水银柱压强 解得 此时左侧水银面最上端高度（相对于水平管底部） 右侧水银面最上端高度 两边水银面最上端高度差为，故C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4个小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 智能停车位下方埋有自感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路，如图甲所示。当汽车驶入智能停车位过程中，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数L变大，引起LC振荡电路中电流的频率变化（振荡频率公式）。某次振荡电路中的电流（顺时针为正方向）随时间变化如图乙所示，则（ ） A. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 B. t1～t2过程中，A点的电势低于B点的电势 C. t1～t2过程中，线圈L中磁场能在增大 D. t2～t3过程中，电容器下极板带负电 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据振荡电路的周期公式，汽车驶入停车位时，插入铁芯使自感系数变大，因此周期变大、频率变小。从图乙可以看出，随时间增加，振荡周期逐渐变大，符合逐渐变大的规律，说明汽车正驶入停车位，故A正确； B．由图可知，过程电流为正（顺时针方向），且电流大小从0增大到正最大值，线圈中电流方向为。电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，因此电动势方向与电流方向相反，为；线圈相当于电源，电源内部电流从低电势流向高电势，因此，即A点电势高于B点，故B错误； C．LC振荡电路中，磁场能与电流大小正相关，电流越大磁场能越大。过程电流逐渐增大，属于放电过程，电场能转化为磁场能，因此磁场能在增大，故C正确； D．过程电流方向仍为顺时针，电流大小从正向最大值减小到0，属于充电过程。顺时针电流流过电容器时，电流方向为从上极板流向下极板，正电荷积累到下极板，因此电容器下极板带正电，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动产生如图乙所示的交流电，并通过两理想变压器远距离给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，输电线的总电阻R1为10Ω，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为750kW。下列说法正确的是（ ） A. t=0.01s时穿过线圈的磁通量为零 B. 输电线上损失的功率为9kW C. 若电压表的示数为220V，则降压变压器原副线圈的匝数比为1235∶11 D. 若R2滑片P向下移动，则电压表的示数减小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，时感应电动势为0，此时线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A错误； B．由图乙得交流电最大值，因此升压变压器原线圈电压有效值 根据变压比，得升压副线圈电压 输电电流 输电损失功率，故B正确； C．降压变压器原线圈电压 已知电压表读数（降压副线圈电压），根据变压比得，故C正确； D．滑片向下移动，滑动变阻器​接入电路的阻值减小，总负载电阻减小，则输电电流增大，输电线损失电压增大，而升压变压器保持不变，因此降压变压器原线圈电压减小，副线圈电压（电压表示数）​减小，故D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的p-V图像，虚线T1、T2为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（ ） A. 完成一个循环过程后，气体对外放出热量 B. c→d过程气体压强增大完全是由于气体分子热运动加剧导致的 C. d→a过程向低温热源释放的热量等于b→c过程从高温热源吸收的热量 D. a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．完成一个循环过程后，气体回到原来的状态，则内能不变，因图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，可知从a点开始到回到a点时，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体对外放出热量，A正确； B．c→d过程气体体积减小，气体的数密度增加；气体的温度升高，气体分子的平均速率变大，可知c→d过程气体压强增大是由于气体分子热运动加剧以及气体分子对器壁的碰撞次数增加共同导致的，B错误； C．d→a过程气体温度不变，内能不变，则该过程中向低温热源释放的热量等于外界对气体做功，数值上等于图形的面积大小；而b→c过程温度不变，内能不变，则该过程中从高温热源吸收的热量等于气体对外做功，数值上等于图形的面积大小；而图形的面积大小大于图形的面积大小，可知d→a过程向低温热源释放的热量大于b→c过程从高温热源吸收的热量，C错误； D．a→b过程气体绝热，内能减小，根据热力学第一定律可知 c→d过程气体绝热，内能增加，根据热力学第一定律可知 而，可知，可知a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功，D正确。 故选AD。 12. 如图所示，两电阻忽略不计的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨间距最窄处为一狭缝（狭缝宽度不计），取狭缝所在处O点为坐标原点，狭缝右侧两导轨与x轴夹角均为θ，导轨左侧通过单刀双掷开关S可以与电容C或电阻R相连，导轨上有一足够长且不计电阻的金属棒与x轴垂直。若开关S接1，金属棒在外力作用下从O点开始向右匀速运动，通过金属棒的电流为Ⅰ、外力的功率为P；若开关S接2，重复上述过程，电容器始终正常工作，通过金属棒的电荷量为q、施加外力为F。关于Ⅰ、P、q及F随x变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由几何关系得，金属棒在位置处的有效切割长度 感应电动势 电流 可见，为过原点的倾斜直线，故A错误； B．匀速运动时外力等于安培力 功率 可见，为过原点开口向上的抛物线，故B正确； C．电容器电压等于感应电动势 电容器带电量 可见，为过原点的倾斜直线，故C正确； D．充电电流 电流为恒定值，外力等于安培力 可见，为过原点的倾斜直线，不是抛物线，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共6个小题，共60分。 13. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤如下： A．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内正方形的个数，整格的为N1个，多于半格不足整格的为N2个 B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上 C．向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉 D．用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径 E．在1mL纯油酸中加入酒精，配制一定比例的油酸酒精溶液 F．用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，并记下溶液体积为1mL时滴入的溶液滴数，计算出一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为V （1）上述实验步骤的合理顺序是：EF________； （2）以下说法正确的是________； A. 若形成如图所示的油膜形状，是由于撒痱子粉太少 B. 按图示油膜面积进行计算，测得油酸分子直径偏大 C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用，其余操作均正确，测得油酸分子直径偏大 （3）已知坐标纸每格的面积为S，则油酸分子的直径为________（用V、N1、N2、S表示）。 【答案】（1）CBAD （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]配制油酸酒精溶液并测出一滴溶液所含纯油酸的体积后，应先在浅盘中装水并撒痱子粉，再滴入一滴溶液，待油膜稳定后描出轮廓，最后估算油膜面积并计算油膜厚度即油酸分子的直径，因此E、F之后的顺序为CBAD。 【小问2详解】 [2] A．痱子粉撒得过多会阻碍油膜充分扩展，可能形成图示的不规则形状，故A错误； B．图示油膜未充分扩展，测得的油膜面积偏小，根据 可知测得的油酸分子直径偏大，故B正确； C．油酸酒精溶液放置时间过长，酒精挥发使溶液浓度增大，一滴溶液实际所含纯油酸的体积大于按原浓度计算的，油膜面积偏大，而计算时使用的偏小，根据 可知测得的油酸分子直径偏小，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 [3] 估算油膜面积时，多于半格不足一格的格子按一格计，故油膜面积为 把油膜看成单分子层，由体积关系 整理得 14. 一物理兴趣小组对某型号机器人使用的压力传感器展开研究。利用如图甲所示的实物电路（导线未连接完全）测量不同压力下该传感器的电阻，电路中各元器件的规格如下：待测压力传感器RF（阻值范围：2 kΩ～25 kΩ）、电源、电流表A（内阻约50 Ω）、电压表V（内阻约20 kΩ）、滑动变阻器R（阻值范围0～100 Ω）。 （1）请根据实验需要用笔画线把实物电路图补充完整________。 （2）闭合开关S之前，滑片P应该调到________（填“左”或“右”）端。 （3）将压力传感器水平放置，在上面放置不同的砝码，测得不同压力下压力传感器的阻值RF，将砝码重力记为F，描绘出RF-F图线如图乙所示。若将RF-F图线的斜率定义为压敏电阻的灵敏度，斜率绝对值越大，灵敏度越高。由此可知在压力小于1.5N的区间内，该型号压力传感器的灵敏度较________（填“高”或“低”）。 （4）将实验中压力传感器接入如图丙所示的电路中，已知E=3.0V，R=4kΩ，电源内阻和电流表内阻均忽略不计。在机器人的机械手指上安装此传感器，要求五个手指竖直抓起重力为1N的圆柱体不滑落（假设五个手指对圆柱体施加的压力大小相等），如图丁所示。已知手指与圆柱体的最大静摩擦力等于压力的0.2倍。则电流表的示数至少为________μA（结果保留3位有效数字）。 【答案】（1） （2）左 （3）高 （4）250 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器阻值远小于待测压力传感器，采用分压式接法；待测电阻，为大电阻，电流表采用内接法，连线如图 【小问2详解】 分压式接法闭合开关前，需使待测部分初始电压为0，因此滑片应调到左端。 【小问3详解】 灵敏度为图线斜率的绝对值，压力小于时，图线更陡，斜率绝对值更大，因此灵敏度较高。 【小问4详解】 不滑落时满足静摩擦力平衡重力：设每个手指压力大小为，总最大静摩擦力 代入数据得 从图乙得，时 根据闭合电路欧姆定律得 15. 图甲为氢原子能级图，图乙为研究光电效应遏止电压的电路图，用一群处于n=4能级的氢原子跃迁时发出的光，照射图乙中的光电管。已知阴极K材料的逸出功W0=2.75 eV，电子的电荷量为e。求： （1）氢原子跃迁时辐射光子的最大能量； （2）调节图乙中的滑动变阻器，当电流表的示数为0时电压表的示数。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 氢原子跃迁时，辐射光子的能量等于两能级的能级差，从能级直接跃迁到能级时能级差最大，辐射光子能量最大 【小问2详解】 电流表读数为0时，电压表的示数为遏止电压​。根据光电效应方程 代入得 16. 如图甲所示的电路中，螺线管线圈的匝数为n、面积为S0、内阻不计，定值电阻R1=R2=R，电容器的电容为C。穿过螺线管线圈磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示（取向上为正方向）。t=0时闭合开关S，电容器充、放电时间忽略不计。 （1）求0～t0时间内流过R1的电流方向和大小； （2）若t0时断开开关S，求此后流过R1的电荷量。 【答案】（1），电流方向为从左向右。 （2） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为 由闭合电路欧姆定律得电流大小 电流方向：原磁场向上均匀增大，根据楞次定律，感应电流的磁场向下，由右手螺旋定则可得，流过​的电流方向为从左向右。 【小问2详解】 S闭合稳定时，电容器并联在两端，电容器两端电压等于的电压 此时电容器带电量​ 时刻断开S后，电路断路，电流为0，​无电压降，电容器两端电压等于螺线管的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 因此电容器带电量​ 电容器充电，增加的电荷量即为流过​的电荷量​ 【点睛】 17. 某种型号的氮气弹簧如图甲所示，竖直放置在水平面上，其内部结构可简化为活塞杆连着活塞在封闭汽缸内上下移动，活塞杆与汽缸交接处不漏气，汽缸的高度为L=10cm，缸内部充满氮气（可视为理想气体），活塞与活塞杆的总质量为m=20g，活塞杆的横截面积为活塞横截面积的一半。如图乙所示，氮气弹簧活塞紧贴汽缸最顶端，此时活塞和汽缸顶端间没有气体，汽缸内气体压强为p1=3p0（p0为大气压强且已知）。现对活塞杆施加一个竖直向下的压缩力（含活塞杆上表面大气压力），使活塞缓慢向下移动压缩氮气，活塞下方气体通过小孔连通到活塞上方。汽缸底部有个泄压阀，当汽缸内气体的压强p≥5p0时泄压阀自动打开，此时活塞自动锁定不动，p≤3p0时泄压阀自动关闭。活塞上小孔的体积、活塞厚度，活塞与汽缸间摩擦均不计，系统导热良好，环境温度恒定，重力加速度g=10m/s2。 （1）求泄压阀即将打开时，活塞距汽缸底部的高度h； （2）求泄压阀即将关闭时，汽缸内剩余气体质量与原有质量的比值； （3）活塞压到泄压阀即将打开的过程中，压缩力做功W=0.009J，求该过程中缸内气体与外界交换的热量Q。 【答案】（1） （2） （3），负号表示缸内气体向外界放出的热量。 【解析】 【小问1详解】 设活塞横截面积为，则活塞杆横截面积为​。初始状态：压强，气体体积 泄压阀即将打开时，压强，气体总体积为活塞下方体积加活塞上方连通的气体体积 由玻意耳定律 代入得 解得 【小问2详解】 泄压过程活塞锁定不动，不变，泄压阀关闭时缸内压强，剩余气体体积仍为 假设没有漏气，压强为状态下体积设为，由玻意耳定律得 最后只剩的气体，因此 代入得 【小问3详解】 理想气体温度不变，内能变化。活塞向下移动距离，压缩力做功，重力对活塞做功 因此外界对气体做的总功为 由热力学第一定律 得，负号表示缸内气体向外界放出的热量。 18. 如图所示，光滑平行倾斜金属导轨DE、D′E′电阻不计，其顶端DD′之间接一电阻R1=2Ω，轨道的宽度为L=1m，倾角为θ=37°，导轨DE、D′E′和水平绝缘轨道EFG、E′F′G′在E、E′处平滑连接。在导轨DE、D′E′轨间区域存在垂直于该轨道平面向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为，水平绝缘轨道EFG、E′F′G′上有一“”形状金属框b，质量为M=1.5kg，电阻为R2=4Ω，三个边长均为L，金属框左侧紧贴F、F′处；在FG、F′G′导轨间存在方向竖直向上的磁场B2，FG=F′G′=3L。将一长度为L的金属棒a平行于EE′放置，已知金属棒a的质量为m=0.5kg，电阻r=1Ω。将a从距离EE′足够远处由静止释放，无机械能损失通过EE′后进入水平轨道，到达FF′时与金属框b相碰并粘连在一起，形成完整的正方形导电金属框ab，沿着轨道继续运动。整个过程中金属框不发生形变，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。 （1）求金属棒a到达EE′时的速度大小； （2）若磁感应强度随时间t的变化为：B2=(2t+0.3)T，金属框ab与导轨FG、F′G′间的动摩擦因数μ=0.1，导轨其余部分光滑，求金属框ab在水平轨道上滑动至停止过程中产生的焦耳热； （3）若水平轨道光滑，以F为原点，沿轨道FG方向建立x轴。磁感应强度随x的变化为：B2=kx（k为大于零的常量，单位是T/m），金属框ab右边运动到磁场边界GG′时恰好速度减为零，求k值的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒从足够远处静止释放，最终匀速运动，合力为零，重力分力等于安培力。感应电动势 总电阻 由闭合电路欧姆定律可得电流 安培力 由平衡条件得 代入数据解得 【小问2详解】 a与b碰撞过程动量守恒 代入数据得 由法拉第电磁感应定律，得感生电动势 框总电阻 则感应电流，定值为恒定电流。 整个框左右安培力合力为零，合力仅为摩擦力 由牛顿第二定律可得加速度 匀减速到0的运动时间 焦耳热 【小问3详解】 设框左边界位置为时速度为，则感应电动势 电流 安培力合力 由动量定理，累积可得 即 其中 代入整理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $