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山东省临沂市2024-2025学年高二下学期期末联考物理试题
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
B．分子势能随分子间距增大而减小
C．单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性
D．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背了热力学第二定律
2．如图所示，两端封闭内径均匀的玻璃管竖直放置，内有一段水银柱把玻璃管内空气分为上下两段气柱。现使温度逐渐升高，则在此过程中玻璃管内的水银柱（　　）
A．会向上移动 B．会向下移动
C．不会移动 D．如何移动跟上下两部分气柱的长度有关
3．如图所示，单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端，时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。若以顺时针电流为正方向，则LC电路中电流随时间变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
4．某自行车所装车灯发电机如图（a）所示，其原理结构见图（b）。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，线圈两端c、d作为发电机输出端，通过导线与灯泡L1相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中，灯泡L1中的电流（　　）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大后变小 D．先变小后变大
5．大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2时会引起神经混乱。现有一微波武器，其发射功率P=7×107W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱的最远距离约为（　　）
A．100m B．150m C．200m D．250m
6．如图所示，线圈和线圈绕在同一个铁芯上，MN右侧整个空间有垂直于纸面向里的匀强磁场，左侧面积为的圆形区域内有垂直纸面向外的磁场，圆形磁场区域的磁感应强度随时间按照（是大于0的未知常数）规律变化，导体棒ab始终静止在导轨上，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中感应电流的方向由到
B．导体棒ab受到向左的安培力
C．导体棒ab受到的安培力逐渐增大
D．线圈P和线圈相互吸引
7．如图所示，某质谱仪由加速电场、速度选择器、电场分析器、磁场分析器组成，速度选择器中电场的场强大小为，磁场的磁感应强度大小为，电场分析器中电场为均匀辐射电场，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小也为，它们的方向如图所示。离子源产生的带电粒子（不计重力）经小孔进入加速电场，初速度可忽略不计，经过速度选择器后，从点进入电场分析器，调节电场分析器中的场强，使粒子恰好沿圆弧运动，并从点垂直磁场进入磁分析器，最终打在胶片上点，已知圆弧上电场强度大小为，圆弧所对应的半径为。下列说法正确的是（　　）
A．粒子的比荷
B．加速电场中加速电压
C．粒子进入电场分析器的速度为
D．点与点的距离为
8．如图所示，在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，圆形区域外有方向相反、范围足够大的匀强磁场，内外磁场的磁感应强度大小都为B。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子沿直径AC方向从A点射入圆形区域。不计重力，则粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域的最小时间间隔为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
9．气压式电脑升降桌通过汽缸的上下运动来支配桌子升降，其简易结构如图甲所示，可自由移动的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体，在气体从状态的过程中，封闭气体图像如图乙所示，其中BA和CD的延长线均经过原点，AD和BC均与横轴平行，下列说法中正确的是（　　）
A．从A到的过程中，气体等温压缩，对外放热
B．从到的过程中，气体等压升温，对外放热
C．从到的过程中，气体内能不变
D．从到的过程中，气体分子数密度增大
10．图甲是太阳能光伏发电装置，是利用太阳能电池板将太阳光能直接转化为电能的一项新兴技术。如图乙所示为某光伏发电站利用总电阻的线路输电入户的示意图。发电站输出电压为250V，理想升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶20，理想降压变压器的原、副线圈的匝数比为240∶11。则下列说法正确的是（　　）
A．降压变压器输出电压为220V时，导线上损失的电压为100V
B．降压变压器输出电压为220V时，发电站的输出功率为100kW
C．开关均闭合的前提下，线路老化导致增大，则电流表的示数增大
D．若先让开关保持闭合状态，然后闭合开关，则电压表的示数减小
11．如图所示的平面内有边界相互平行的区域I、II，区域I的宽度为，磁场方向分别垂直图示平面向里和向外，区域II内磁场磁感应强度大小为区域I内磁场磁感应强度大小的2倍。一质量为、电荷量绝对值为的带负电粒子以垂直于边界向右的初速度从区域I左边界上的点进入磁场，从区域II右边界上的点垂直边界射出，偏转量（O、P两点竖直方向上的距离）为，不计粒子重力，忽略边界效应，则下列判断正确的是（　　）
A．区域II的宽度为
B．区域I内磁场磁感应强度大小为
C．粒子在区域I、II中运动时间之比为1∶1
D．粒子在区域I、II中运动时间之比为2∶1
12．如图所示，足够长的光滑水平导轨间距为，电源电动势为、内阻不计，定值电阻，水平导轨处在磁感应强度大小为、方向竖直向下的匀强磁场中，质量为、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为的圆环，水平静止放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属环与导轨始终接触良好，开关S先打到1，当金属环达到稳定状态后，再把开关打到2，则（　　）
A．开关S打到1瞬间，金属环的加速度大小为
B．金属环达到稳定状态后的速度为
C．开关打到2后，金属环运动的距离为
D．开关打到2后，定值电阻产生的焦耳热为
三、实验题
13．某同学在实验室用油膜法估测油酸分子直径，其实验方法及步骤如下：
①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；
③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)该实验中没有应用到的理想化假设是___________（填正确答案标号）。
A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑相邻油酸分子的间隙
C．不考虑各油酸分子间的相互作用力 D．将油酸分子看成球形
(2)一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 （结果保留一位有效数字）；
(3)已知小方格的边长为，可计算出油酸分子的直径 m（结果保留一位有效数字）。
14．如图甲所示为水果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同的水果，按一定质量标准自动分拣为大果和小果。该装置的托盘秤压在一个以为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器上，的阻值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准（0.1kg）的大果经过托盘秤时，杠杆对的压力为1N。调节电阻箱，可改变两端的电压比，使质量等于分拣标准的大果通过托盘秤时，两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，此电压叫做放大电路的激励电压。该放大电路中包含保持电路，能够确保大果在衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。（已知电动势，内阻不计，放大电路的激励电压为）
(1)自动分拣装置正常工作时，大果通过 （填“通道A”、“通道B”）；
(2)为使该装置达到上述分拣目的，电阻箱的阻值应调为 ；
(3)某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，利用一块电压表测出每个水果的质量，要求电压表的示数随水果质量的增大而增大，则电压表应该并联在电阻 （填“”、“”或“”）两端；
(4)若要分拣另一种水果，需提高分拣标准到0.22kg，仅将的阻值调为 即可实现。（提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比）
四、解答题
15．某家用燃气灶点火装置有两节1号电池供电，如图甲所示为该家用燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于3000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，求：
(1)图中开关闭合时电压表的示数（保留三位有效数字）；
(2)变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关系才能实现点火？
16．将密闭文物储存柜内的空气部分抽出，然后充入惰性气体，制造柜内低压、低氧的环境，可以有效抑制氧化、虫害及微生物的滋生，是一种常见的文物保护技术。如图所示，某文物储存柜的容积为，文物放入时柜内压强为。关闭柜门后，通过抽气孔抽气，抽气筒的容积为，每次均抽出整筒空气。已知第一次抽气后柜内压强变为。不考虑抽气过程中气体温度的变化，储存柜内空气可看作理想气体。求：
(1)柜内文物的体积；
(2)要使储存柜内的压强小于，至少需要抽气几次；
(3)当抽气10次时，储存柜内的压强。
17．如图所示，间距为的两条足够长的平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，倾斜轨道的倾角，水平导轨左端连接电动势为（未知）、内阻为的电源。整个导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，两根长度为的相同金属棒a、b分别垂直导轨放置于导轨的倾斜部分和水平部分，每根金属棒的质量为，每根金属棒接入导轨间的电阻均为，锁定导体棒使其固定不动，闭合开关，导体棒恰好静止在倾斜导轨上，不计一切摩擦和导轨电阻，重力加速度为。
(1)求电源的电动势；
(2)断开开关，导体棒由静止开始运动，求达到的最大速度；
(3)断开开关，同时解除导体棒的锁定，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，两导体棒达到稳定运动状态后，两棒的加速度大小。
18．如图所示，以为坐标原点建立坐标系，轴正方向水平向右，轴正方向竖直向上，轴正方向垂直纸面向外（图中未画出），在xOy平面内，以为圆心、半径为的圆形区域内存在磁感应强度大小为（未知）、方向垂直纸面向里的匀强磁场，区域内有磁感应强度大小为（未知）、方向垂直纸面向外的匀强磁场，已知，，区域内有磁感应强度大小为（未知）、方向沿轴负方向的匀强磁场。xOy平面内有一平行于轴、宽度为的线状电子源，电子源中心与等高，在轴上放置足够长的薄收集板，收集板的、处有小孔，电子源沿轴正方向均匀发射质量为、电荷量绝对值为、速度为的电子，电子源中心发射的电子经圆形磁场区域后从点小孔射入磁场，打到收集板上，忽略电子重力和电子间相互作用。
(1)求电子源中心发射的电子在磁场中运动的时间；
(2)要求通过小孔的电子在磁场中运动通过点（图中未画出），求磁感应强度的最小值；
(3)磁感应强度取（2）问中的最小值，求电子在磁场内运动过程中距轴的最大距离。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C A B C D B AC BD
题号 11 12
答案 ABD BC
13．(1)C
(2)
(3)
14．(1)通道
(2)15
(3)
(4)12
【详解】（1）[1]大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到放大电路的激励电压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道B。
（2）[1]质量等于分拣标准（0.1kg）的大果经过托盘秤时，杠杆对的压力为1N，此时
为使该装置达到上述分拣目的，根据题意知
解得
（3）[1]随着苹果质量增大，R阻值减小，分压减小，电源电动势不变，分压增大，为了满足电压表的示数随苹果质量的增大而增大，需要将电压表并联在两端。
（4）[1]根据
可知分拣标准到0.22kg时，压力为2.2N，此时R的阻值为
根据题意知
的阻值应该调至12k。
15．(1)3.54V
(2)变压器原、副线圈的匝数满足
【详解】（1）电压表测量的是交流电压的有效值
代入数据可得
因此开关闭合时，电压表的示数为3.54V。
（2）副线圈电压最大值为，根据理想变压器电压与匝数成正比，有
解得
因此当变压器原、副线圈的匝数满足时才能实现点火。
16．(1)
(2)3次
(3)
【详解】（1）第一次抽气过程，由玻意耳定律得
解得
（2）第二次抽气过程，由玻意耳定律得
解得
第三次抽气过程，由玻意耳定律得
解得
故要使压强小于至少要抽气3次
（3）由以上求解可得
所以抽气10次时，储存柜内的压强
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设棒电流为，对导体棒受力分析
由电路的关系
解得
（2）设棒匀速运动时速度为，棒中电流为，此时匀速运动，可得
感应电动势
由电路关系
解得
（3）设棒中电流为，对导体棒受力分析
对导体棒受力分析
电流
稳定后电流恒定，有，即
解得
18．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）电子在圆形区域磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力列向心力方程有
根据几何关系可知
所以解得
若电子在磁场中运动的周期为，则有
设电子在磁场中运动的时间为，由几何关系可得
同理电子在磁场中做圆周运动有
由可得
若电子在磁场中运动的周期为，则有
设电子在磁场中运动的时间为，由几何关系可得
所以电子源中心发射的电子在磁场中运动的时间为
（2）根据几何关系可知，电子通过小孔的速度方向与轴正方向的夹角为或与轴负方向的夹角为。沿着轴正方向电子将做匀速直线运动，其速度为
设经过时间电子经过点，则有
解得
电子在平面内以做匀速圆周运动，根据几何关系有
向心力方程为
设电子做圆周运动的周期为，则有
联立解得
当电子经过点时应满足
解得
由电子在磁场中做匀速圆周运动有
解得电子在磁场中做圆周运动的半径为
由于电子在磁场中要做完整的圆周运动，所以应满足
代入数据解得
综合解得当时，有最小值，其最小值为
（3）根据
代入数据解得
根据几何关系可得电子在磁场内运动过程中距轴的最大距离为
解得

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