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山东省泰安市2024-2025学年度
高二下学期期中考试 物理模拟练习一
（试题内容：人教2019版 选择性必修二 第二至第五章；选择性必修三 前三章； ） 2025.04.01
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．下列说法不正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先减小后增大
D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
2．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动（如图甲），穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为．则（　　）
A．在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B．在时，线圈中的磁通量为零，但磁通量的变化率最大
C．在时间内，通过线圈导线截面的电荷量为零
D．从图甲所示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值表达式为
3．一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环，其p—V图像如图所示，其中A→B过程气体分子的平均动能不变，下列说法错误的是（　　）
A．A→B过程，气体的压强与体积乘积是一个定值
B．B→C过程，气体放出的热量比外界对气体做功多
C．C→A过程，气体分子碰撞单位面积器壁的平均作用力减小
D．再次回到A状态时，气体内能不变
4．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒、，的左边有一闭合电路，当在外力的作用下运动时，向左运动，则所做的运动可能是（　　）
A．向右匀速运动 B．向左加速运动
C．向右减速运动 D．向左减速运动
5．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　）
A．LC振荡电路的周期
B．当时，线圈中产生的自感电动势正在增大
C．当时，LC电路中的磁场能正转化为电场能
D．当时，电容器上极板带负电
6．如图是电熨斗的结构图，下列说法不正确的是（　　）
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
7．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（，100W）、（50V，50W）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，灯泡将会变暗
8．如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L1、L2、L3、L4，在L1、L2之间，L3、L4之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1 T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈abcd，宽度cd＝L＝0.5 m，质量为0.1 kg，电阻为2 Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L1重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，t1时刻cd边与L2重合，t2时刻ab边与L3重合，t3时刻ab边与L4重合，已知t1~t2的时间间隔为0.6 s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度g取10 m/s2）。则下列说法中不正确的是（　　）
A．在0~t1时间内，通过线圈的电荷量为0.25 C
B．线圈匀速运动的速度大小为8 m/s
C．线圈的长度为1 m
D．0~t3时间内，线圈产生的热量为1.8 J
多项选择题：本题共4小题，每小题4分共16分。每小题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．如图，MN、PQ为两条水平固定且平行的光滑金属导轨，导轨的右端与接有定值电阻R0=1Ω的理想变压器的原线圈连接，变压器副线圈上接有最大阻值为10Ω的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比。导轨宽L=1m，质量m=2kg，电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力F作用下，在两虚线范围内做往复运动，其速度随时间变化的规律是，虚线范围内有垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度B=3T，导体棒ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨和导线电阻均不计，下列说法正确的是（　　）
A．ab棒中产生的电动势的表达式为
B．若R=8Ω，在t=0到t1=0.025s的时间内，外力F所做的功为8.3J
C．若R=8Ω，电阻R0两端电压的有效值为3V
D．若R=4Ω，变压器输出功率最大且为9W
10．如图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R1上，R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R2两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准，下列说法正确的是（　　）
A．压力越小，R1越小
B．调节R2的大小可以改变筛选苹果的标准
C．若电源电动势变大，会降低分拣标准m0
D．若电源内阻变小，会提高分拣标准m0
11．图为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至离容器底部处的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度保持为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，不计摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）
A．刚好触发超重预警时所挂重物的质量为
B．刚好触发超重预警时所挂重物的质量为
C．刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.65L
D．刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.76L
12．如图，两根足够长的光滑平行金属直导轨与水平面夹角倾斜放置，下端连接一阻值的电阻，整个装置处于方向垂直于导轨平面向上，磁感应强度大小为的匀强磁场中。现将一质量的金属棒从导轨上端由静止释放，经过一段时间后做匀速运动。在运动过程中，金属棒与导轨始终垂直且接触良好（、为接触点），已知金属棒接入电路阻值为，导轨间距为，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。则（ ）
A．金属棒运动过程中电流方向由指向
B．静止释放时金属棒的加速度大小为
C．金属棒做匀速运动的速度大小为
D．金属棒做匀速运动之前合力的冲量大于
三、非选择题：本小题共6小题，共60分。
13．（6分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。
（1）单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。
（2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。
（3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。
（4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。
（5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。
（6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。
（7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。
①油膜的面积为 （结果保留两位有效数字）；
②油酸分子的直径约为 m（结果保留两位有效数字）；
③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是 。
A．油酸在水面未完全散开时即描线
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内
C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数
14．（8分）某同学设计了一个加速度计，如图所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。这个装置实际上是一个加速度传感器。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中仪表的读数，可以得知加速度的大小。
已知两个电池E的电动势相同，均为，内阻可以忽略不计；滑块的质量为，两弹簧的劲度系数均为，电阻器的全长，被测物体可能达到的最大加速度为（此时弹簧仍为弹性形变），电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表），零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零右侧偏转。当被测物体的加速度为零时，电压表的示数为零；当被测物体的加速度达到最大时，电压表的示数为满偏量程。
(1)当加速度为零时，应将滑动片调到距电阻器左端 cm处（结果保留两位有效数字）；
(2)当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点 （填“左”、“右”）侧偏转；
(3)所给电压表量程为 V；
(4)若将电压表的表盘换成直接表示加速度的刻度盘，只需满足关系式 （用字母m，E，k，L表示，各量均采用国际单位）
15．（10分）如图甲所示，用活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内，气体从状态完成一次循环，其状态变化过程的图像如图乙所示。已知该气体在状态时的温度为600K，求：
(1)气体在状态和状态时的温度为多少K；
(2)气体从状态的过程中，气体对外做的功；
(3)已知气体从状态的过程中，外界对气体做的功，试说明全过程中气体是吸热还是放热并求吸收（或放出）了多少热量。
16．（10分）某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个光滑薄壁汽缸C、D通过质量、厚度均不计的活塞a、b封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，系统静置在水平面上。已知汽缸的质量为M，气柱A的初始高度为L，初始环境温度为T0，轻弹簧的劲度系数为k，原长为L0，大气压强为p0，重力加速度为g，活塞的横截面积为S，弹簧形变始终在弹性限度内，活塞始终未脱离汽缸。
(1)求初始时气体A的压强；
(2)求初始时气柱B的高度；
(3)若环境温度缓慢降至0.8T0，求稳定后座椅的高度。
17．（12）如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈abcd的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V 8.8kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻不可忽略。求：
（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；（计算结果可以保留根号）
（2）输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求升压变压器原线圈两端的电压。
18．（14）如图所示，两根光滑平行导轨由半径为的四分之一绝缘圆弧部分与不计电阻的水平金属部分组成，圆弧部分与水平部分平滑连接并固定在水平地面上，导轨间距为，水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为的金属棒静置于水平导轨与圆轨道的连接处，另一质量为、电阻为的金属棒从圆弧最高处静止释放，下滑至水平轨道后与棒发生弹性正碰。若金属棒与金属棒始终垂直于金属导轨并接触良好，水平轨道足够长，重力加速度为，求：
(1)金属棒滑到轨道底部与棒碰撞前，导轨对金属棒的支持力；
(2)金属棒进入磁场后运动的最大速度及整个过程中棒产生的热量；
(3)若在金属棒达到最大速度时两棒间距为，给金属棒施加一水平向右的恒力，当两棒运动稳定后两棒间距与时间的关系。
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C B C D B A B C ABD BC BD BD
13． BC
【详解】[1]根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约140格，故油膜面积为
[2]一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为
油酸分子的直径约为
[3]A．油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误；
B．计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确；
C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。
故选BC。
14．(1)4.0 (2)左 (3)9 (4)
【详解】（1）加速度为零时，滑块应处于电阻器的中央，电阻器全长8.0cm，应将滑动片调到距电阻器左端4.0cm处。
（2）当物体具有图示方向的加速度a时，滑块所受的弹簧的拉力的合力向右，滑块向左移动，根据顺着电流方向电势降低，可知P端的电势低于Q点的电势，则电压表的指针将向零点左侧偏转。
（3）设加速度最大时，滑块向左移动的距离为，根据牛顿第二定律得
解得 此时电压表的读数为 故电压表的量程应为9V。
（4）设加速度为时，电压表的读数为，则 又 联立解得
15．(1)， (2) (3)气体放热
【详解】（1）对于理想气体：过程，由查理定律有 得
过程，由盖—吕萨克定律有 得
（2）而过程是等容变化，气体对外不做功；过程中气体体积膨胀对外做的功，即从状态到状态气体对外做的功
（3）全过程从状态又回到状态，根据
得， 解得 气体放热。
16．(1) (2) (3)
【详解】（1）设弹簧的弹力为F，所以
所以对A分析，设气体A的压强为pA，对汽缸C有 解得
（2）设气体B的压强为pB，对活塞b有 解得
对气体A、B在初始时 解得
（3）B气体等压变化，则有 解得
由胡克定律得 解得 A气体等压变化，则有 解得
稳定后座椅的高度
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得
（2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则解得
根据理想变压器的变流规律有 解得
输电线路上损耗的电功率为 解得
（3）根据理想变压器的变压规律有 解得
升压变压器副线圈两端电压为 解得
根据理想变压器的变压规律有 解得
18．(1) (2) (3)
【详解】（1）金属棒cd在圆弧轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律得
在最低点，由牛顿第二定律得 联立求解得
（2）两棒发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得
联立求解得，
金属棒cd在圆轨道上做往返运动后以等速率进入磁场，之后当两棒共速运动时cd棒的速度最大，在这个过程中，由动量守恒和能量守恒可得 ab棒产生的热量为
（3）当两棒共速时，金属棒cd达到最大速度，再给金属棒ab施加恒力F，两棒均做加速运动，当两棒的加速度相等时，即速度差恒定，两棒运动稳定，对回路有
两棒分别由牛顿第二定律得对cd棒 对ab棒
联立求解得 又因为 所以，两棒间距与时间的关系为

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