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山东省部分学校2024-2025学年高二下学期阶段性检测
物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.我国物理学家曾谨言曾说：“世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是( )
A. 普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的
B. 玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径
C. 德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长
D. 爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关
2.关于原子核的相关知识，下列说法正确的是( )
A. 核力普遍存在于原子核与电子之间
B. 氡的半衰期是天，镭的半衰期是年，所以一个确定的氡核一定比一个确定的镭核先发生衰变
C. 核反应生成物质量小于反应物质量
D. 质子、中子、粒子的质量分别是、、，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是
3.对于下列四幅图的说法，正确的是( )
A. 甲图薄板上的蜂蜡融化成圆形区域，说明薄板是非晶体
B. 图乙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C. 丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力
D. 丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体子间距离减小时，分子间斥力会增大
4.正方体密闭容器中有一定质量的某种气体，单位体积内气体分子数为恒量。为简化问题，我们假定：气体分子大小可以忽略；气体分子速率相同，动能均为，与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前、后瞬间，气体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。则气体对容器壁的压强为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，图甲为磁流体发电机、图乙为霍尔元件、图丙为振荡电路、图丁为回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场，、板间产生电势差，板电势高
B. 图乙中，如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将增大
C. 图丙中，电流强度正在增大过程中，则该时刻线圈的自感电动势正在减小
D. 图丁中，随着粒子速度的增大，交变电流的频率也应该增大
6.如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为，电压表的示数为
B. 分钟内定值电阻和内阻产生的总焦耳热
C. 的时间内，通过定值电阻的电荷量为
D. 时，穿过线圈的磁通量变化率最大
7.如图所示，两根相距为的平行金属导轨与水平方向的夹角为，两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为、长为的导体棒，导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，闭合开关，调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流方向相同，大小为和时，导体棒均恰好静止。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A. 端为电源的负极
B. 当通过导体棒的电流为时，摩擦力沿斜面向上
C. 匀强磁场的磁感应强度
D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
8.如图所示，在坐标系内有一半径为的圆形区域，圆心为原点，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为。在直线的上方有一沿轴负方向的矩形匀强电场区域，场强大小为。在处的点有一粒子源，粒子源以某一相同速率垂直于磁场方向朝圆形磁场内持续不断地发射质量为、电荷量为的粒子。已知发射出去的所有粒子在第一次离开圆形磁场后，在电场的作用下又回到圆形磁场，之后均从处的点第二次飞出圆形磁场。整个过程中不计粒子重力，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是( )
A. 粒子进入磁场的初速度为
B. 矩形匀强电场区域的最小面积为
C. 粒子从点运动到点的最短时间为
D. 粒子从点运动到点的整个过程中，洛伦兹力对所有粒子的冲量大小都为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.一定质量的理想气体从状态变化到状态，其过程如图上的线段所示，则( )
A. 状态处的压强与状态处的压强之比为
B. 由变化到的过程中，气体从外界吸热
C. 由变化到，每个气体分子的动能都增大
D. 由变化到，单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的撞击次数变少
10.光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了次实验的结果，由表中数据得出的论断中正确的是( )
组 次 入射光子的能量 相对光强 光电流大小 逸出光电子的最大动能
甲 弱
中
强
乙 弱
中
强
A. 甲、乙两组实验中所用的金属板材质相同
B. 甲组实验所采用的入射光波长更短
C. 甲组实验若入射光子的能量为，逸出光电子的最大动能为
D. 乙组实验若入射光子的能量为，相对光强越强，光电流越大
11.如图所示，在三维直角坐标系中，分布着沿轴正方向的匀强电场和沿轴正方向的匀强磁场，一个带电荷量为、质量为的小球沿轴正方向以一定的初速度抛出后做平抛运动，已知重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 可求小球的初速度大小为
B. 经过时间，球的动能变为初动能的倍
C. 若仅将电场方向变为沿轴正方向，小球可能做匀速圆周运动
D. 若仅将电场撤去，小球可能做匀速直线运动
12.如图所示，足够长的宽度的导轨固定于绝缘水平面上，、间接有一个电动势、内阻的电源，导轨右端接有一个降压限流器件当电路电流大于或等于时相当于一个可变电阻且保持电流恒为，电流小于时相当于电阻为零的导线和一个的定值电阻，其他电阻不计，是分界线且与左右两端足够远，整个导轨间有方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，导轨在点有一个断路小缺口，导体棒的质量，将它从距足够远处由静止释放，在的左侧，导体棒与导轨间的动摩擦因数；在的右侧，它与导轨间无摩擦。已知导体棒到达之前已经在做匀速运动，取重力加速度大小，导体棒越过时，由于缺口的影响导致导体棒的速度立即减为原来的。整个过程中，导体棒与导轨垂直且接触良好，导轨及导体棒的电阻均不计，下列说法正确的是( )
A. 端接电源的正极
B. 导体棒越过后，还能运动的距离为
C. 导体棒越过后，通过降压限流器件上的电荷量为
D. 导体棒越过后，降压限流器件产生的热量为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.在“用研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验中，某同学在环境温度保持不变的情况下，按实验步骤，规范操作。他缓慢压缩注射器内气体的体积，采集数据并绘图线，如图所示其中实线是实验所得图线，虚线为一条双曲线。
同学根据实验所采集数据，描点绘制图像，得到的图像可能是
A. B. C. D.
实验图线所反映的关系与玻意耳定律并不相符，出现这一现象的可能原因是 。
14.山东省有全国最大的温室智能化育苗蔬菜基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度等都很重要。其中光照强度简称照度，可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为勒克斯。蔬菜生长适宜的照度为，为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路，当照度低于时，启动照明系统进行补光。

智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学如图乙连接各元件，测量光敏电阻在不同照度时的电阻，则在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到 选填“”或“”端；请根据图乙在虚线框内画出对应的电路图 ；

通过测量得出了电阻随照度变化的规律如图丙所示，由图可判断光敏电阻的阻值与照度 反比例函数关系选填“满足”或“不满足”；
该同学用上述光敏电阻连接成图甲所示的控制电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调节范围是，光敏电阻的电压增加到时光照系统开始工作，为了使光敏电阻在照度降低到时，自动控制系统开始补光，电阻箱的阻值应该调节为 ；
该光控装置使用较长时间后电源内阻变大，使得自动控制系统正常工作时的最小照度 选填“大于”“小于”或“等于”。
四、计算题：本大题共4小题，共34分。
15.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动．一小型发电机的线圈共匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“、”的电动机正常工作，需在发电机的输出端、与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
发电机输出电压的有效值；
变压器原、副线圈的 匝数比；
交流电流表的示数．
16.如图，左边是某款气压式升降椅，通过活塞上下运动来改变椅子的上下位置，右边为汽缸柱放大结构图，汽缸里充入一定量的密闭气体，圆柱形汽缸内部横截面积为，和底座一起固定，室内温度为，活塞上端被汽缸上端卡环卡住，此刻汽缸内部气体柱长，外部大气压为，汽缸内部气体压强，活塞、连接杆、椅子面总质量为，不计任何摩擦，气体视为理想气体。
若椅子上放了一个快递，活塞对气体做功，一段时间后汽缸内气体温度不变，判断缸内气体是吸热还是放热，求出该热量的大小。
若椅子上不放任何东西，求活塞对卡环的作用力
某同学刚坐在椅子上不久，椅子高度下降，平衡后某时刻缸内气体温度为，求该同学质量。
17.如图所示，两组宽度均为的平行金属导轨，左侧导轨倾角为，右侧导轨水平放置且足够长。两组导轨用绝缘物质、平滑连接。一半径为的水平光滑金属圆环，其上一电阻为的金属棒绕竖直轴，以角速度逆时针匀速转动。圆环内存在竖直向上的匀强磁场。转轴及圆环边缘通过电刷与倾斜导轨下端相连。两组导轨分别存在垂直导轨平面向下的磁感应强度均为匀强磁场。金属棒和静置于倾斜和水平导轨上且与导轨垂直，质量均为，电阻均为。已知金属棒与两组导轨动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。闭合开关后，金属棒向上运动到斜面顶端前已经匀速，并以此速度大小不变进入水平轨道，整个运动过程棒与两导轨始终接触，其他电阻忽略不计，，，。求：
闭合开关瞬间导体棒的电势差；
导体棒的最大速度；
导体棒进入水平轨道后，当导体棒达到最大速度时两棒的相对位移保留两位有效数字。
18.如图所示，竖直平面内的直角坐标系，轴上方存在竖直向下的匀强电场，轴下方存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，在轴上的点有一个放射源，里面的镭核发生衰变，放射出质量为、电荷量为的粒子，沿轴正方向以初速度射入匀强电场中，粒子经过轴上的点进入磁场区域，并从点再次进入电场区域，若距离，距离为，不计粒子重力，求：
电场强度；
磁感应强度；
粒子从点开始运动到第次射出磁场的总时间；
若去掉场边界限制，在整个空间同时存在上述匀强磁场和匀强电场的叠加场，粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入复合场中，试讨论粒子此后能否到达轴？若能，求出此时粒子的速度？若不能，求粒子离轴的最近距离？
参考答案
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4.
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8.
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13.
实验过程中出现了漏气现象或记录气体体积时，漏记了连接注射器与压强传感器的软管容积

14.
不满足
小于

15.解：线圈转动产生的电动势最大值为：，输出电压的有效值为， ， ；
变压器的电压关系得： ， 可得
，
解得。
16.根据热力学第一定律
可得
可得缸内气体放热，放热。
活塞静止不动处于平衡状态
根据牛顿第三定律得到
活塞对卡环的力方向竖直向上
根据理想气体状态方程有
得到
活塞静止不动处于平衡状态
解得

17.解：金属棒绕竖直轴匀速转动时其边缘线速度大小为，
转动切割磁感线产生的感应电动势为，
根据闭合电路的欧姆定律可得回路中的感应电流为，
则可得闭合开关瞬间导体棒的电势差
当金属棒速度达到最大值时，其加速度为零，此时金属棒达到平衡状态，则有
此时回路中的感应电动势
而由闭合电路的欧姆定律可得回路中的感应电流
联立以上各式解得
设棒速度最大值时，速度为，速度为，设水平向右为正方向，当棒速度最大值时根据平衡条件有
而
解得
对导体棒，由动量定理有
对导体棒由动量定理有
联立以上各式解得
而
联立可得
代入数据解得
18.由题意可得粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子在匀强电场中运动时间为，加速度为，粒子经过点的速度与轴正方向夹角为，由牛顿第二定律和运动学公式可得， ，
到达点时的竖直速度
则点的速度
速度方向与轴正向夹角满足
解得 ， ， ，
由题意可知粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，可得
由几何关系
解得
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为，运动时间为，由题意可得
解得
采用配速法：要让洛伦兹力与电场力方向相反，二力平衡，配速 方向必须向轴负方向。
根据
所以粒子一边以 沿着轴负方向匀速前进，则另一个分速度为，方向沿着轴正方向开始做匀速圆周运动。由
解得
可知粒子转半周时 ，恰好到达轴。此时的合速度为，方向沿着轴负方向。

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