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山东省东营市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
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．下列关于原子的相关知识，说法正确的是（　　）
A．生活中常用“铁哥们”、“老铁”形容关系好，铁的原子结构稳定，是指铁原子核的结合能大
B．原子核发生β衰变时会放出电子，说明原子核内有电子，它和质子统称核子
C．质子、中子、α粒子的质量分别是、、，所以质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是
D．人体骨骼中有以形式存在的放射性物质，它的半衰期和单质的半衰期相同。
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；质量亏损与质能方程；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】A、铁原子核结构稳定，是指其比结合能大，而非结合能大，结合能大的原子核不一定稳定，故 A 不符合题意；
B、β 衰变放出的电子是由原子核内的中子转化为质子时产生的，原子核内并不存在电子，核子仅指质子和中子，故 B 不符合题意；
C、α粒子含2个质子和2个中子，质量亏损应为Δm = (2m1 + 2m2) - m3，释放能量为(2m1+ 2m2 - m3)c2，故C 不符合题意；
D、半衰期由原子核本身性质决定，与原子所处的化学状态（如化合物、单质）和外部环境无关，因此
在中的的半衰期和单质的半衰期相同，故 D符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题考查原子核相关知识，需明确比结合能与结合能的区别、β 衰变的本质、质量亏损与核能计算以及半衰期的影响因素，逐一验证选项。
2．三炮台起源于盛唐，因盛水的盖碗由托盘、喇叭口茶碗和茶盖三部分组成，故又称盖碗。三炮台以茶叶为底，掺有冰糖、玫瑰花、枸杞、红枣、桂圆肉等配料，喝起来香甜可口。冲泡茶水时需向茶碗中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以饮用。已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量一定的理想气体）。下列说法正确的是（　　）
A．用沸水能快速泡出茶色，是因为温度越高所有分子的动能越大
B．放入茶叶后，茶水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
C．温度降低后，杯内气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数减少
D．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大
【答案】C
【知识点】气体压强的微观解释；温度和温标；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A、温度越高，分子的平均动能越大，但并非所有分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小，故 A 不符合题意；
B、茶水颜色由浅变深，是茶叶分子的扩散现象，布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是分子运动，故 B不符合题意；
C、温度降低后，杯内气体压强减小，而气体体积不变，分子数密度不变，因此分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数减少，故 C符合题意；
D、温度降低后，封闭气体的压强减小，外界大气压大于内部气压，因此杯盖拿起来比较费力，并非气体压强变大，故 D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题考查分子动理论和理想气体状态变化，需区分平均动能与单个分子动能、扩散现象与布朗运动，结合温度降低时气体压强的变化，分析分子碰撞次数和杯盖受力情况，逐一验证选项。
3．如图所示，q-t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．b、d两时刻电容器中电场能最大
B．b、d两时刻电路中电流最大
C．时刻，线圈中磁场能在向电场能转化
D．该电路可以有效的把电磁波发射出去
【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁振荡
【解析】【解答】A、b、d 两时刻电容器的电荷量绝对值最大，电场强度最大，因此电场能最大，故 A 符合题意；
B、b、d 两时刻电容器电荷量最大，此时电路中的电流为零，并非最大，故 B 不符合题意；
C、 时刻电容器的电荷量在减小，处于放电过程，此时电场能在向磁场能转化，故 C 不符合题意；
D、LC 振荡电路属于闭合电路，无法有效向外发射电磁波，需要开放电路才能有效发射，故 D 不符合题意；
故答案为：A。
【分析】本题考查 LC 振荡电路的工作过程，明确 q-t 图像中，电荷量最大时电场能最大、电流为零；电荷量减小时为放电过程，电场能转化为磁场能；LC 闭合电路不能有效发射电磁波。
4．一定质量的理想气体从状态a变化到状态c，其过程如p-T图像所示。在该过程中（　　）
A．a到b过程中，气体体积不变
B．a到b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
C．b到c过程中，外界对气体做功
D．b到c过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A、a到b过程中，p-T图像的延长线不过原点，根据理想气体状态方程，可知气体体积发生变化，不是等容过程，故A不符合题意；
B、a到b过程中，气体温度升高，内能增大，气体体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故B符合题意；
C、b到c过程中，温度不变，压强减小，由可知气体体积增大，气体对外界做功，故C不符合题意；
D、b到c过程中，温度不变，内能不变，气体对外界做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用，p-T图像中过原点的直线才是等容线，据此判断a到b过程体积变化；温度是内能的标志，理想气体内能仅与温度有关；结合体积变化判断做功情况，再由热力学第一定律判断吸放热与做功的关系。
5．图甲和图乙中，一个是分子势能与分子间距离的关系图像，另一个是分子间作用力与分子间距离的关系图像，为平衡位置。由图像分析可知（　　）
A．图甲是分子势能与分子间距离的关系图像
B．时，分子势能刚好为零
C．若两分子仅在分子力作用下，由静止开始接近，甲乙分子的动能先增大后减小
D．时，随着分子间距离的增大，分子间作用力逐渐减小
【答案】C
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能
【解析】【解答】A、分子势能图像在平衡位置 r0处势能最小，且通常取无穷远处为零势能点，势能为负值，因此图乙是分子势能图像，图甲是分子间作用力图像，故 A 不符合题意；
B、r = r0时，分子势能最小，并非为零，故 B 不符合题意；
C、两分子由静止开始接近，在 r > r0时分子力表现为引力，做正功，动能增大；在 r < r0时分子力表现为斥力，做负功，动能减小，因此动能先增大后减小，故 C 符合题意；
D、r > r0时，分子间作用力先增大后减小，并非一直减小，故 D 不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题考查分子间作用力与分子势能的图像辨析；分子势能在平衡位置 r0处最小；分子力在 r = r0处为零，r > r0时先增大后减小；结合分子力做功与动能变化的关系分析动能变化规律。
6．水平桌面上放置梯形导线框与长直导线，二者彼此绝缘，其俯视图如图所示。线框被导线分成左右面积相等的两部分。在MN导线中通入如图所示电流的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．线框有向左运动的趋势
B．线框ab、cd边不受安培力作用
C．因为导线两侧线框面积相等，所以线框中无感应电流产生
D．线框中感应电流方向为a→b→c→d→a
【答案】D
【知识点】安培定则；左手定则—磁场对通电导线的作用；楞次定律
【解析】【解答】AB、线框中产生感应电流后，结合磁场分布和左手定则可知，线框各边所受安培力的合力方向向右，因此线框有向右运动的趋势，且 ab、cd 边会受到安培力作用，A、B 错误；
CD、在 MN 导线中通入图示电流的瞬间，根据安培定则，直导线左侧磁场方向向外、右侧磁场方向向里；由于离导线越近磁感应强度越强，线框被分成的两部分面积虽相等，但左侧向外的磁通量大于右侧向里的磁通量，整体合磁通量向外且增大。根据楞次定律，感应电流产生的磁场需阻碍磁通量的增加，因此感应电流的磁场方向向里，由右手螺旋定则可判断线框中感应电流方向为 a→b→c→d→a，故 D 正确，C 错误；
故答案为：D。
【分析】先根据安培定则判断长直导线两侧磁场的方向与强弱分布，再分析线框合磁通量的变化，利用楞次定律判断感应电流方向和线框受力运动趋势。
7．下图为某同学研究自感现象的电路图，、、为三个相同的灯泡，D为二极管，R为定值电阻，线圈L的自感系数很大，其直流电阻和电源内阻均忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S后，立刻亮起，再逐渐变暗
B．电路稳定后，断开开关S的瞬间，中的电流方向与原来相反
C．电路稳定后，断开开关S的瞬间，立即熄灭，闪亮一下后逐渐熄灭
D．电路稳定后，断开开关S的瞬间，立即熄灭，闪亮一下后逐渐熄灭
【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】A、闭合开关 S 后，A1立刻亮起，再逐渐变暗，A不符合题意；
B、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A1中的电流方向与原来相反，B不符合题意；
C、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A3立即熄灭，A2闪亮一下后逐渐熄灭，C不符合题意；
D、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A2立即熄灭，A3闪亮一下后逐渐熄灭，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】闭合开关时，线圈自感使 A1逐渐变亮，二极管截止，A2不亮，A3立即亮；稳定后，L 相当于导线，A1与 A3电流相同；断开开关时，L 维持原电流方向，A2支路不通，立即熄灭；L、A1、A3形成回路，A3电流从原大小开始减小，会闪亮一下后逐渐熄灭。
8．如图所示，电动公交车进站过程中做匀减速直线运动，摄像机每隔相同时间拍一次照，照片上A、B、C三点为拍照时公交车的位置。经测量，AB间的距离是12m，BC间的距离是1.5m，经过A点时速度为18m/s，则公交车经过B点时的速度为（　　）
A．4m/s B．6m/s C．8m/s D．10m/s
【答案】B
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】先假设公交车在C点刚好停下，根据匀减速直线运动推论，若连续相等时间内位移比应为1：3，而题中CB：BA=1：8，不满足该比例，说明车在C点前已停止。用逆向思维，设加速度为a，BC段时间为t，AB段时间为T，由、、，解得，，则。故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
【分析】 先判断公交车在 C 点前已停止，再用逆向思维结合匀变速直线运动公式，联立求解加速度和 B 点速度。
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，小型发电机线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r=2Ω，发电机的旋转磁极以图中虚线为轴以角速度ω做匀速转动，旋转方向如图所示，旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，从图示位置（线圈平面与磁场垂直）开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R（0~10Ω），变压器原、副线圈匝数比为，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　）
A．将滑动变阻器R的滑片向下滑动，电压表V的示数变大
B．当矩形线圈处于图示位置时，磁通量最大，电流表A示数为零
C．当滑动变阻器阻值R=8Ω时，发电机的输出功率最大
D．矩形线圈产生的感应电动势瞬时值表达式为
【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、滑动变阻器滑片向下滑动，接入电阻增大，副线圈总负载在原线圈侧的等效电阻随之增大，原线圈电流减小。设发电机电动势有效值为E，由 可知，变压器输入电压升高，副线圈电压同步升高，因此电压表V示数变大，A正确；
B、图示位置为中性面，此时磁通量最大、瞬时感应电动势为零，但电流表测量的是电流有效值，不为零，B错误；
C、将副线圈负载等效到原线圈侧，等效电阻为 ，当 时发电机输出功率最大，代入数据可解得 ，C正确；
D、从图示中性面位置开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 ，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】先分析发电机的交变电流产生规律，再用等效电阻法和变压器动态分析，判断电压表示数变化、输出功率最大条件及电动势瞬时值表达式。
10．如图所示，质量、边长、电阻的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角的绝缘斜面上，ab边与斜面底端平行，线框的一半面积处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，已知线框在斜面上始终保持静止，取。下列说法正确的是（　　）
A．在时线框受到的摩擦力大小
B．在时线框受到的摩擦力大小
C．线框中感应电流的有效值
D．线框中感应电流的有效值
【答案】B,C
【知识点】感应电动势及其产生条件；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB、由法拉第电磁感应定律，感应电动势为
感应电流大小为 ，方向为 。
在 时，，线框所受安培力大小为
方向沿斜面向下。线框受力平衡，故摩擦力，A错误，B正确；
CD、分析不同阶段电流：：电流
：电流 ；：感应电动势 ，电流
由有效值定义 ，其中 ，解得 ，C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查电磁感应、力学平衡与交变电流有效值的综合应用；由B-t图像斜率求感应电动势与电流，再结合安培力公式和受力平衡求摩擦力；根据电流的周期性变化，由有效值定义计算感应电流有效值。
11．夏天雨季来临，在许多河道旁建有自动控制泄水闸装置，河道边水位警戒线附近有一细管，管内存在一竖直空气柱，细管导热良好，内置活塞（管壁摩擦不计）用金属杆与固定位置的压力传感器R1相连接。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，控制电路接通，电磁铁吸动衔铁与水闸电路接通。下列说法正确的是（　　）
A．高温天气警戒水位降低
B．减小 R2的阻值可以调低警戒水位
C．若细管中气体发生少量泄漏，警戒水位会降低
D．将电源A的输出电压增大可以调低警戒水位
【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A、河道水位升高时，细管内气体压强增大，对 R1的压力增大，R1阻值减小，根据串联电路分压规律，R2两端电压 U2增大，与控制电路临界电压 U0的差值 ΔU=U0 U2减小。高温天气会使细管内气体压强增大，R1阻值减小，R2分压 U2增大，ΔU 减小，警戒水位降低，A 正确；
B、减小 R2的阻值，回路电流增大，R1和电源内阻分压增大，R2两端电压 U2减小，ΔU 增大，需更高水位才能使 U2达到临界值，故警戒水位会调高，B 错误；
C、若细管内气体发生少量泄漏，管内水位上升，内外水位差减小，气体压强降低，对 R1的压力减小，R1阻值增大，R2分压 U2减小，ΔU 增大，警戒水位会升高，C 错误；
D、增大电源 A 的输出电压，回路电流增大，R2两端电压 U2增大，ΔU 减小，在较低水位时 U2即可达到临界值，故可调低警戒水位，D 正确；
故答案为：AD。
【分析】结合气体压强变化与串联电路分压规律，分析水位、温度、R2阻值及电源电压变化对 R2分压的影响，判断警戒水位的变化。
12．根据爱因斯坦的光电效应理论，用不同频率的光照射某种金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长λ的关系如图中a所示，直线b为a的渐近线。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能使该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数n=1、2、3…，真空中光速为c，则下列选项正确的是（　　）
A．该金属的逸出功
B．普朗克常量为
C．与氢原子基态能量的关系满足
D．当入射光波长，光电子的最大初动能为
【答案】A,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A、根据光电效应方程 ，当 时，，结合图像渐近线可知 ，A正确；
B、将 代入方程，解得 ，B错误；
C、氢原子从 能级跃迁，仅4→1的光子能使金属发生光电效应，说明 ，且 ，解得 ，C正确；
D、当入射光波长 时，代入光电效应方程，解得 不成立，D错误；
故答案为：AC。
【分析】本题考查光电效应方程与氢原子能级跃迁；利用光电效应方程结合图像渐近线求逸出功和普朗克常量；根据氢原子跃迁的光子能量分布，结合光电效应条件确定逸出功的范围。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．某同学偶然发现，屋檐上滴下的水滴的时间间隔几乎是一样的，于是他想利用手机的拍摄视频功能来测定该地区的重力加速度。他先拍摄了一段水滴下落的视频，然后使用Python程序的opencv模块将视频还原成静态图片，智能手机测得相邻两帧照片之间的时间间隔为。利用图片软件进行编辑，得到逐帧照片合成后的照片如图所示。（结果均保留3位有效数字）
（1）1号水滴此时的速度大小是　 　m/s；
（2）该地的重力加速度大小为　 　；
（3）推算出1号水滴和2号水滴之间距离为　 　cm。
【答案】（1）1.67
（2）9.72
（3）6.10
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则1号水滴此时的速度大小为
故答案为：1.67；
（2）2号水滴此时的速度大小为
则该地的重力加速度大小为
故答案为：9.72；
（3）根据运动学公式可得1号水滴和2号水滴之间距离为
故答案为：6.10；
【分析】（1）利用匀变速直线运动 “中间时刻速度等于平均速度” 的规律，通过相邻两段位移与时间间隔，计算 1 号水滴的瞬时速度。
（2）同理求出 2 号水滴的瞬时速度，再结合速度差与时间间隔，由加速度定义式求解重力加速度。
（3）以 1 号水滴为研究对象，利用匀变速直线运动的位移公式，结合已求的速度和重力加速度，计算两水滴间的距离。
（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则1号水滴此时的速度大小为
（2）2号水滴此时的速度大小为
则该地的重力加速度大小为
（3）根据运动学公式可得1号水滴和2号水滴之间距离为
14．某同学利用图示装置研究一定质量气体等容变化规律。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持C管竖直并再次调节C管高度，使B管水银液面仍处于初始位置，然后记下B、C两管水银液面高度差及烧瓶内气体热力学温度T；
（1）温度稳定后，应将C管　 　（填“向上”或“向下”）调节，才能使B管水银液面处于初始位置；
（2）若温度过高出现漏气现象，则图2中的图像末段应为曲线　 　；（填“①”“②”或“③”）
（3）实验中使烧瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________。
A． B．
C． D．
（4）已知图2中图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b，水银密度为ρ，重力加速度为g，则大气压强　 　，实验室热力学温度　 　。（用k、b、ρ、g表示）
【答案】（1）向上
（2）③
（3）C
（4）ρgb；
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】（1） 将烧瓶浸入热水中，瓶内气体温度升高，压强随之增大；为保持 B 管水银液面位置不变，维持气体体积恒定，需将 C 管向上调节。
故答案为：向上；
（2）若温度过高导致装置漏气，烧瓶内气体质量减少，压强会比理想等容变化的压强小，B、C 两管的压强差随之减小，水银液面高度差 Δh 也会减小，因此图 2 中的图像末段应为曲线③。
故答案为：③；
（3）对于一定质量的气体，等容变化满足查理定律，由此可推导出压强与摄氏温度的关系式：
整理得，故图像斜率为正值，截距也是正值，故选C。
故答案为：C；
（4）初态
末态
由
整理得，又图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。
则，
解得大气压强，实验室热力学温度
故答案为：ρgb；；
【分析】（1）实验中瓶内气体温度升高时，压强会随之增大，为了维持 B 管水银面位置不变（保证气体体积恒定），需要向上调节 C 管，增大 B、C 管间的水银面高度差，以此平衡增大的气体压强，实现等容变化。
（2）当温度过高导致装置漏气时，瓶内气体质量减少，压强增长会变慢，B、C 管水银面高度差的增长速率也随之下降，因此 p-T 图像的末段会偏离直线，呈现为曲线③。
（3）根据查理定律，等容变化中气体压强与热力学温度成正比，结合压强与摄氏温度的线性关系式，可通过图像的斜率和截距特征，选出符合等容变化规律的图像 C。
（4）结合两部分气体的压强关系与查理定律，推导出 B、C 管水银面高度差与温度的线性关系，再利用图像的斜率和截距，即可求解出大气压和实验室的热力学温度。

（1）将烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度升高，压强增大，要使管水银液面处于初始位置，则应将管向上调节。
（2） 若温度过高出现漏气现象，会导致烧瓶中气体压强减小，从而导致、两管压强差减小，因此两管水银液面高度差减小，故图2中的图像末段应为曲线③。
（3）由于是一定质量气体等容变化，则
整理得，故图像斜率为正值，截距也是正值，故选C。
（4）[1][2]初态
末态
由
整理得，又图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。
则，
解得大气压强，实验室热力学温度
15．许多电动汽车都配备了“智驾”系统。当车距小于10m时，汽车主动刹车系统启动预判：车载电脑通过雷达采集数据，汽车经分析计算若保持原有运动状态在0.6秒后发生碰撞，则汽车会主动刹车。某智驾汽车以的速度匀速行驶，在汽车正前方相距L=20m处有一大货车，正以的速度匀速行驶。
（1）经过多长时间，汽车主动刹车；
（2）若刹车时汽车的加速度大小为，通过计算判断是否会与货车相撞？若不会相撞，求两车之间的最小距离。
【答案】（1）已知反应时间为 0.6s，在此期间两车的相对位移为
设两车从相距20m到相距6m经过的时间为，有
解得
（2）设汽车刹车后，经过时间t2与货车速度相等
在时间内，汽车前进距离
货车做匀速直线运动的位移为
计算得，所以会相撞。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）先通过匀减速运动公式算出两车的安全刹车距离，再结合初始间距与安全距离的差值，利用匀速追及的相对速度关系，求出公交汽车开始刹车前的追及时间。
（2）先确定两车速度相等的临界时间，再分别计算这段时间内两车的位移，通过对比位移差与初始间距的大小关系，判断两车是否会相撞。

（1），当两车相距时公交汽车开始主动刹车，
设两车从相距20m到相距6m经过的时间为，有
解得
（2）设经过时间汽车与货车速度相同
在时间内，汽车前进距离
货车前进距离
计算得，所以会相撞。
16．今年越来越多的人选择电动汽车作为出行工具。家庭充电桩用正弦交流电为汽车动力电池充电，原理图如图所示，配电设施的输出电压为，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩“慢充”时的额定功率为7kW，额定电压为，频率为50Hz。
升压变压器降压变压器动力电池
（1）t=0时刻，充电桩的电压，写出交流电压随时间t变化的表达式；
（2）输电线的总电阻r为多少；
（3）配电设施的输出功率P为多少。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）频率为50Hz，则
的峰值
随时间t变化的方程
（2）“慢充” 状态下，先由充电桩功率与电压求出电流有效值
配电设施的输出电压为
又，
，得
又
输电线的总电阻
（3）输电线上的电流 ， 结合升压变压器的变压比
配电设施的输出功率为
【知识点】变压器原理；电能的输送；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）已知交流电压的频率与有效值，先通过频率求出角速度，再由有效值计算出电压峰值，进而写出交流电压的瞬时值表达式。
（2）先根据功率和电压的关系求出慢充时的电流，再结合变压器的变压比、变流比规律，以及输电线上的电压损失，联立求解输电线的总电阻。
（3）结合变压器原副线圈的电流关系，利用配电设施的输出电压与电流，计算其输出功率。

（1）交流电压频率为50Hz，则
交流电压的峰值
交流电压随时间t变化的方程
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值
配电设施的输出电压为
又，
，得
又
输电线的总电阻
（3）通过输电线的电流，又
配电设施的输出功率为
17．如图所示是我们家庭常用的软木塞暖水瓶。在某次装入适量热水，水温87℃，盖上软木塞，瓶内气体和热水温度始终相同。将木塞视为圆柱形，木塞的横截面面积为，质量忽略不计，忽略木塞与内胆之间的摩擦及热胀冷缩的影响，若室温为27℃，暖水瓶和水的质量m=1.3kg，大气压强，暖水瓶中气体可视为理想气体，重力加速度。求：
（1）若木塞气密性良好，经过一段时间后，捏住木塞上提，恰能提起暖水瓶，计算此时瓶内的水温；
（2）若木塞气密性较差，当水温降到室温时，从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值。
【答案】（1）根据题意可知，木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有
对整体，受力平衡得F=mg
对木塞有
其中
代入题中数据，解得
即此时瓶内温度
（2）根据题意可知，木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有
解得进入瓶中的气体在室温下的体积为
瓶中原有气体在室温下的体积
从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）以瓶内气体为研究对象，结合查理定律与木塞的受力平衡条件，联立求解瓶内的温度。
（2）以瓶内原有气体和进入的外界气体整体为研究对象，利用盖 - 吕萨克定律分析等压降温过程，计算进入瓶内气体与原有气体的质量比值。
（1）木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有
对整体，受力平衡得F=mg
对木塞有
其中
代入题中数据，解得
即此时瓶内温度
（2）木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有
解得进入瓶中的气体在室温下的体积为
瓶中原有气体在室温下的体积
从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值
18．如图，平行光滑金属导轨固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距L，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触，不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响）。求：
（1）第一根导体棒进入磁场时流经导体棒的电流I；
（2）第二根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，导体棒的位移大小x；
（3）第三根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，通过电阻R的电荷量；
（4）从第一根导体棒进入磁场到第n根导体棒锁定，求此过程中右端定值电阻R上产生的总热量。
【答案】（1）解：当第一根导体棒进入磁场时，切割磁感线产生的感应电动势为，
可得
（2）对第二根导体棒进入磁场到速度减为 0 的过程，应用动量定理：安培力的冲量等于动量的变化，即 其中
即
可得
（3）对第三根导体棒进入磁场到速度减为 0 的过程应用动量定理，安培力的冲量
可得
通过电阻R的电荷量
（4）根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为
第一根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第二根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第三根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第n根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
所以
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）先由导体棒切割磁感线的规律写出感应电动势，再结合闭合电路欧姆定律，计算第一根导体棒进入磁场过程中的感应电流。
（2）以第二根导体棒为研究对象，利用动量定理结合安培力冲量的微元形式，配合电路的等效总电阻，求出导体棒的位移。
（3）对第三根导体棒应用动量定理，先得到通过回路的总电荷量，再根据并联电路的分流规律，求出通过电阻 R 的电荷量。
（4）根据能量守恒得到每根导体棒对应的总焦耳热，再结合电路的电阻分配关系，推导出单根导体棒在电阻 R 上的热量表达式，最后通过数列求和计算出电阻 R 上的总热量。
（1）对第一根导体棒进入到锁定过程，
可得
（2）对第二根导体棒进入到锁定过程，由动量定理得其中
即
可得
（3）对第三根导体棒进入到锁定过程研究，由动量定理得
可得
通过电阻R的电荷量
（4）根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为
第一根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第二根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第三根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第n根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
所以
1 / 1山东省东营市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题
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．下列关于原子的相关知识，说法正确的是（　　）
A．生活中常用“铁哥们”、“老铁”形容关系好，铁的原子结构稳定，是指铁原子核的结合能大
B．原子核发生β衰变时会放出电子，说明原子核内有电子，它和质子统称核子
C．质子、中子、α粒子的质量分别是、、，所以质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是
D．人体骨骼中有以形式存在的放射性物质，它的半衰期和单质的半衰期相同。
2．三炮台起源于盛唐，因盛水的盖碗由托盘、喇叭口茶碗和茶盖三部分组成，故又称盖碗。三炮台以茶叶为底，掺有冰糖、玫瑰花、枸杞、红枣、桂圆肉等配料，喝起来香甜可口。冲泡茶水时需向茶碗中倒入足够多的沸水，使得盖上杯盖后茶水漫过杯盖，然后静置一段时间就可以饮用。已知盖上杯盖后，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质量一定的理想气体）。下列说法正确的是（　　）
A．用沸水能快速泡出茶色，是因为温度越高所有分子的动能越大
B．放入茶叶后，茶水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
C．温度降低后，杯内气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数减少
D．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为封闭气体的压强变大
3．如图所示，q-t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．b、d两时刻电容器中电场能最大
B．b、d两时刻电路中电流最大
C．时刻，线圈中磁场能在向电场能转化
D．该电路可以有效的把电磁波发射出去
4．一定质量的理想气体从状态a变化到状态c，其过程如p-T图像所示。在该过程中（　　）
A．a到b过程中，气体体积不变
B．a到b过程中，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功
C．b到c过程中，外界对气体做功
D．b到c过程中，气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
5．图甲和图乙中，一个是分子势能与分子间距离的关系图像，另一个是分子间作用力与分子间距离的关系图像，为平衡位置。由图像分析可知（　　）
A．图甲是分子势能与分子间距离的关系图像
B．时，分子势能刚好为零
C．若两分子仅在分子力作用下，由静止开始接近，甲乙分子的动能先增大后减小
D．时，随着分子间距离的增大，分子间作用力逐渐减小
6．水平桌面上放置梯形导线框与长直导线，二者彼此绝缘，其俯视图如图所示。线框被导线分成左右面积相等的两部分。在MN导线中通入如图所示电流的瞬间，下列说法正确的是（　　）
A．线框有向左运动的趋势
B．线框ab、cd边不受安培力作用
C．因为导线两侧线框面积相等，所以线框中无感应电流产生
D．线框中感应电流方向为a→b→c→d→a
7．下图为某同学研究自感现象的电路图，、、为三个相同的灯泡，D为二极管，R为定值电阻，线圈L的自感系数很大，其直流电阻和电源内阻均忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S后，立刻亮起，再逐渐变暗
B．电路稳定后，断开开关S的瞬间，中的电流方向与原来相反
C．电路稳定后，断开开关S的瞬间，立即熄灭，闪亮一下后逐渐熄灭
D．电路稳定后，断开开关S的瞬间，立即熄灭，闪亮一下后逐渐熄灭
8．如图所示，电动公交车进站过程中做匀减速直线运动，摄像机每隔相同时间拍一次照，照片上A、B、C三点为拍照时公交车的位置。经测量，AB间的距离是12m，BC间的距离是1.5m，经过A点时速度为18m/s，则公交车经过B点时的速度为（　　）
A．4m/s B．6m/s C．8m/s D．10m/s
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，小型发电机线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r=2Ω，发电机的旋转磁极以图中虚线为轴以角速度ω做匀速转动，旋转方向如图所示，旋转磁极产生的磁场近似看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，从图示位置（线圈平面与磁场垂直）开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻和滑动变阻器R（0~10Ω），变压器原、副线圈匝数比为，所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（　　）
A．将滑动变阻器R的滑片向下滑动，电压表V的示数变大
B．当矩形线圈处于图示位置时，磁通量最大，电流表A示数为零
C．当滑动变阻器阻值R=8Ω时，发电机的输出功率最大
D．矩形线圈产生的感应电动势瞬时值表达式为
10．如图所示，质量、边长、电阻的正方形单匝金属线框abcd，置于倾角的绝缘斜面上，ab边与斜面底端平行，线框的一半面积处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化，已知线框在斜面上始终保持静止，取。下列说法正确的是（　　）
A．在时线框受到的摩擦力大小
B．在时线框受到的摩擦力大小
C．线框中感应电流的有效值
D．线框中感应电流的有效值
11．夏天雨季来临，在许多河道旁建有自动控制泄水闸装置，河道边水位警戒线附近有一细管，管内存在一竖直空气柱，细管导热良好，内置活塞（管壁摩擦不计）用金属杆与固定位置的压力传感器R1相连接。R1所受压力越大阻值越小，当R2两端电压超过某一值时，控制电路接通，电磁铁吸动衔铁与水闸电路接通。下列说法正确的是（　　）
A．高温天气警戒水位降低
B．减小 R2的阻值可以调低警戒水位
C．若细管中气体发生少量泄漏，警戒水位会降低
D．将电源A的输出电压增大可以调低警戒水位
12．根据爱因斯坦的光电效应理论，用不同频率的光照射某种金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长λ的关系如图中a所示，直线b为a的渐近线。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能使该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数n=1、2、3…，真空中光速为c，则下列选项正确的是（　　）
A．该金属的逸出功
B．普朗克常量为
C．与氢原子基态能量的关系满足
D．当入射光波长，光电子的最大初动能为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．某同学偶然发现，屋檐上滴下的水滴的时间间隔几乎是一样的，于是他想利用手机的拍摄视频功能来测定该地区的重力加速度。他先拍摄了一段水滴下落的视频，然后使用Python程序的opencv模块将视频还原成静态图片，智能手机测得相邻两帧照片之间的时间间隔为。利用图片软件进行编辑，得到逐帧照片合成后的照片如图所示。（结果均保留3位有效数字）
（1）1号水滴此时的速度大小是　 　m/s；
（2）该地的重力加速度大小为　 　；
（3）推算出1号水滴和2号水滴之间距离为　 　cm。
14．某同学利用图示装置研究一定质量气体等容变化规律。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时，B、C内的水银面等高。将烧瓶浸入热水中，待烧瓶中气体温度稳定后，保持C管竖直并再次调节C管高度，使B管水银液面仍处于初始位置，然后记下B、C两管水银液面高度差及烧瓶内气体热力学温度T；
（1）温度稳定后，应将C管　 　（填“向上”或“向下”）调节，才能使B管水银液面处于初始位置；
（2）若温度过高出现漏气现象，则图2中的图像末段应为曲线　 　；（填“①”“②”或“③”）
（3）实验中使烧瓶内气体的体积不变，多次改变气体温度，用表示气体升高的摄氏温度，用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________。
A． B．
C． D．
（4）已知图2中图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b，水银密度为ρ，重力加速度为g，则大气压强　 　，实验室热力学温度　 　。（用k、b、ρ、g表示）
15．许多电动汽车都配备了“智驾”系统。当车距小于10m时，汽车主动刹车系统启动预判：车载电脑通过雷达采集数据，汽车经分析计算若保持原有运动状态在0.6秒后发生碰撞，则汽车会主动刹车。某智驾汽车以的速度匀速行驶，在汽车正前方相距L=20m处有一大货车，正以的速度匀速行驶。
（1）经过多长时间，汽车主动刹车；
（2）若刹车时汽车的加速度大小为，通过计算判断是否会与货车相撞？若不会相撞，求两车之间的最小距离。
16．今年越来越多的人选择电动汽车作为出行工具。家庭充电桩用正弦交流电为汽车动力电池充电，原理图如图所示，配电设施的输出电压为，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩“慢充”时的额定功率为7kW，额定电压为，频率为50Hz。
升压变压器降压变压器动力电池
（1）t=0时刻，充电桩的电压，写出交流电压随时间t变化的表达式；
（2）输电线的总电阻r为多少；
（3）配电设施的输出功率P为多少。（结果保留三位有效数字）
17．如图所示是我们家庭常用的软木塞暖水瓶。在某次装入适量热水，水温87℃，盖上软木塞，瓶内气体和热水温度始终相同。将木塞视为圆柱形，木塞的横截面面积为，质量忽略不计，忽略木塞与内胆之间的摩擦及热胀冷缩的影响，若室温为27℃，暖水瓶和水的质量m=1.3kg，大气压强，暖水瓶中气体可视为理想气体，重力加速度。求：
（1）若木塞气密性良好，经过一段时间后，捏住木塞上提，恰能提起暖水瓶，计算此时瓶内的水温；
（2）若木塞气密性较差，当水温降到室温时，从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值。
18．如图，平行光滑金属导轨固定在水平绝缘桌面上，导轨间距为L，右端连接阻值为R的定值电阻。水平导轨上足够长的矩形区域MNPQ存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。某装置从MQ左侧沿导轨水平向右发射第1根导体棒，导体棒以初速度进入磁场，速度减为0时被锁定；从原位置再发射第2根相同的导体棒，导体棒仍以初速度进入磁场，速度减为0时被锁定，以此类推，直到发射第n根相同的导体棒进入磁场。已知导体棒的质量为m，电阻为R，长度恰好等于导轨间距L，与导轨接触良好（发射前导体棒与导轨不接触，不计空气阻力、导轨的电阻，忽略回路中的电流对原磁场的影响）。求：
（1）第一根导体棒进入磁场时流经导体棒的电流I；
（2）第二根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，导体棒的位移大小x；
（3）第三根导体棒从进入磁场到速度减为0的过程中，通过电阻R的电荷量；
（4）从第一根导体棒进入磁场到第n根导体棒锁定，求此过程中右端定值电阻R上产生的总热量。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；质量亏损与质能方程；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】A、铁原子核结构稳定，是指其比结合能大，而非结合能大，结合能大的原子核不一定稳定，故 A 不符合题意；
B、β 衰变放出的电子是由原子核内的中子转化为质子时产生的，原子核内并不存在电子，核子仅指质子和中子，故 B 不符合题意；
C、α粒子含2个质子和2个中子，质量亏损应为Δm = (2m1 + 2m2) - m3，释放能量为(2m1+ 2m2 - m3)c2，故C 不符合题意；
D、半衰期由原子核本身性质决定，与原子所处的化学状态（如化合物、单质）和外部环境无关，因此
在中的的半衰期和单质的半衰期相同，故 D符合题意；
故答案为：D。
【分析】本题考查原子核相关知识，需明确比结合能与结合能的区别、β 衰变的本质、质量亏损与核能计算以及半衰期的影响因素，逐一验证选项。
2．【答案】C
【知识点】气体压强的微观解释；温度和温标；气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】A、温度越高，分子的平均动能越大，但并非所有分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小，故 A 不符合题意；
B、茶水颜色由浅变深，是茶叶分子的扩散现象，布朗运动是悬浮颗粒的运动，不是分子运动，故 B不符合题意；
C、温度降低后，杯内气体压强减小，而气体体积不变，分子数密度不变，因此分子单位时间内碰撞器壁单位面积的次数减少，故 C符合题意；
D、温度降低后，封闭气体的压强减小，外界大气压大于内部气压，因此杯盖拿起来比较费力，并非气体压强变大，故 D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题考查分子动理论和理想气体状态变化，需区分平均动能与单个分子动能、扩散现象与布朗运动，结合温度降低时气体压强的变化，分析分子碰撞次数和杯盖受力情况，逐一验证选项。
3．【答案】A
【知识点】电磁波的发射、传播与接收；电磁振荡
【解析】【解答】A、b、d 两时刻电容器的电荷量绝对值最大，电场强度最大，因此电场能最大，故 A 符合题意；
B、b、d 两时刻电容器电荷量最大，此时电路中的电流为零，并非最大，故 B 不符合题意；
C、 时刻电容器的电荷量在减小，处于放电过程，此时电场能在向磁场能转化，故 C 不符合题意；
D、LC 振荡电路属于闭合电路，无法有效向外发射电磁波，需要开放电路才能有效发射，故 D 不符合题意；
故答案为：A。
【分析】本题考查 LC 振荡电路的工作过程，明确 q-t 图像中，电荷量最大时电场能最大、电流为零；电荷量减小时为放电过程，电场能转化为磁场能；LC 闭合电路不能有效发射电磁波。
4．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A、a到b过程中，p-T图像的延长线不过原点，根据理想气体状态方程，可知气体体积发生变化，不是等容过程，故A不符合题意；
B、a到b过程中，气体温度升高，内能增大，气体体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故B符合题意；
C、b到c过程中，温度不变，压强减小，由可知气体体积增大，气体对外界做功，故C不符合题意；
D、b到c过程中，温度不变，内能不变，气体对外界做功，根据热力学第一定律，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】本题考查理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用，p-T图像中过原点的直线才是等容线，据此判断a到b过程体积变化；温度是内能的标志，理想气体内能仅与温度有关；结合体积变化判断做功情况，再由热力学第一定律判断吸放热与做功的关系。
5．【答案】C
【知识点】分子间的作用力；分子动能；分子势能
【解析】【解答】A、分子势能图像在平衡位置 r0处势能最小，且通常取无穷远处为零势能点，势能为负值，因此图乙是分子势能图像，图甲是分子间作用力图像，故 A 不符合题意；
B、r = r0时，分子势能最小，并非为零，故 B 不符合题意；
C、两分子由静止开始接近，在 r > r0时分子力表现为引力，做正功，动能增大；在 r < r0时分子力表现为斥力，做负功，动能减小，因此动能先增大后减小，故 C 符合题意；
D、r > r0时，分子间作用力先增大后减小，并非一直减小，故 D 不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题考查分子间作用力与分子势能的图像辨析；分子势能在平衡位置 r0处最小；分子力在 r = r0处为零，r > r0时先增大后减小；结合分子力做功与动能变化的关系分析动能变化规律。
6．【答案】D
【知识点】安培定则；左手定则—磁场对通电导线的作用；楞次定律
【解析】【解答】AB、线框中产生感应电流后，结合磁场分布和左手定则可知，线框各边所受安培力的合力方向向右，因此线框有向右运动的趋势，且 ab、cd 边会受到安培力作用，A、B 错误；
CD、在 MN 导线中通入图示电流的瞬间，根据安培定则，直导线左侧磁场方向向外、右侧磁场方向向里；由于离导线越近磁感应强度越强，线框被分成的两部分面积虽相等，但左侧向外的磁通量大于右侧向里的磁通量，整体合磁通量向外且增大。根据楞次定律，感应电流产生的磁场需阻碍磁通量的增加，因此感应电流的磁场方向向里，由右手螺旋定则可判断线框中感应电流方向为 a→b→c→d→a，故 D 正确，C 错误；
故答案为：D。
【分析】先根据安培定则判断长直导线两侧磁场的方向与强弱分布，再分析线框合磁通量的变化，利用楞次定律判断感应电流方向和线框受力运动趋势。
7．【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】A、闭合开关 S 后，A1立刻亮起，再逐渐变暗，A不符合题意；
B、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A1中的电流方向与原来相反，B不符合题意；
C、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A3立即熄灭，A2闪亮一下后逐渐熄灭，C不符合题意；
D、电路稳定后，断开开关 S 的瞬间，A2立即熄灭，A3闪亮一下后逐渐熄灭，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】闭合开关时，线圈自感使 A1逐渐变亮，二极管截止，A2不亮，A3立即亮；稳定后，L 相当于导线，A1与 A3电流相同；断开开关时，L 维持原电流方向，A2支路不通，立即熄灭；L、A1、A3形成回路，A3电流从原大小开始减小，会闪亮一下后逐渐熄灭。
8．【答案】B
【知识点】平均速度；匀变速直线运动的速度与时间的关系
【解析】【解答】先假设公交车在C点刚好停下，根据匀减速直线运动推论，若连续相等时间内位移比应为1：3，而题中CB：BA=1：8，不满足该比例，说明车在C点前已停止。用逆向思维，设加速度为a，BC段时间为t，AB段时间为T，由、、，解得，，则。故ACD错误，B正确。
故答案为：B。
【分析】 先判断公交车在 C 点前已停止，再用逆向思维结合匀变速直线运动公式，联立求解加速度和 B 点速度。
9．【答案】A,C,D
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、滑动变阻器滑片向下滑动，接入电阻增大，副线圈总负载在原线圈侧的等效电阻随之增大，原线圈电流减小。设发电机电动势有效值为E，由 可知，变压器输入电压升高，副线圈电压同步升高，因此电压表V示数变大，A正确；
B、图示位置为中性面，此时磁通量最大、瞬时感应电动势为零，但电流表测量的是电流有效值，不为零，B错误；
C、将副线圈负载等效到原线圈侧，等效电阻为 ，当 时发电机输出功率最大，代入数据可解得 ，C正确；
D、从图示中性面位置开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 ，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】先分析发电机的交变电流产生规律，再用等效电阻法和变压器动态分析，判断电压表示数变化、输出功率最大条件及电动势瞬时值表达式。
10．【答案】B,C
【知识点】感应电动势及其产生条件；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB、由法拉第电磁感应定律，感应电动势为
感应电流大小为 ，方向为 。
在 时，，线框所受安培力大小为
方向沿斜面向下。线框受力平衡，故摩擦力，A错误，B正确；
CD、分析不同阶段电流：：电流
：电流 ；：感应电动势 ，电流
由有效值定义 ，其中 ，解得 ，C正确，D错误；
故答案为：BC。
【分析】本题考查电磁感应、力学平衡与交变电流有效值的综合应用；由B-t图像斜率求感应电动势与电流，再结合安培力公式和受力平衡求摩擦力；根据电流的周期性变化，由有效值定义计算感应电流有效值。
11．【答案】A,D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】A、河道水位升高时，细管内气体压强增大，对 R1的压力增大，R1阻值减小，根据串联电路分压规律，R2两端电压 U2增大，与控制电路临界电压 U0的差值 ΔU=U0 U2减小。高温天气会使细管内气体压强增大，R1阻值减小，R2分压 U2增大，ΔU 减小，警戒水位降低，A 正确；
B、减小 R2的阻值，回路电流增大，R1和电源内阻分压增大，R2两端电压 U2减小，ΔU 增大，需更高水位才能使 U2达到临界值，故警戒水位会调高，B 错误；
C、若细管内气体发生少量泄漏，管内水位上升，内外水位差减小，气体压强降低，对 R1的压力减小，R1阻值增大，R2分压 U2减小，ΔU 增大，警戒水位会升高，C 错误；
D、增大电源 A 的输出电压，回路电流增大，R2两端电压 U2增大，ΔU 减小，在较低水位时 U2即可达到临界值，故可调低警戒水位，D 正确；
故答案为：AD。
【分析】结合气体压强变化与串联电路分压规律，分析水位、温度、R2阻值及电源电压变化对 R2分压的影响，判断警戒水位的变化。
12．【答案】A,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A、根据光电效应方程 ，当 时，，结合图像渐近线可知 ，A正确；
B、将 代入方程，解得 ，B错误；
C、氢原子从 能级跃迁，仅4→1的光子能使金属发生光电效应，说明 ，且 ，解得 ，C正确；
D、当入射光波长 时，代入光电效应方程，解得 不成立，D错误；
故答案为：AC。
【分析】本题考查光电效应方程与氢原子能级跃迁；利用光电效应方程结合图像渐近线求逸出功和普朗克常量；根据氢原子跃迁的光子能量分布，结合光电效应条件确定逸出功的范围。
13．【答案】（1）1.67
（2）9.72
（3）6.10
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则1号水滴此时的速度大小为
故答案为：1.67；
（2）2号水滴此时的速度大小为
则该地的重力加速度大小为
故答案为：9.72；
（3）根据运动学公式可得1号水滴和2号水滴之间距离为
故答案为：6.10；
【分析】（1）利用匀变速直线运动 “中间时刻速度等于平均速度” 的规律，通过相邻两段位移与时间间隔，计算 1 号水滴的瞬时速度。
（2）同理求出 2 号水滴的瞬时速度，再结合速度差与时间间隔，由加速度定义式求解重力加速度。
（3）以 1 号水滴为研究对象，利用匀变速直线运动的位移公式，结合已求的速度和重力加速度，计算两水滴间的距离。
（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则1号水滴此时的速度大小为
（2）2号水滴此时的速度大小为
则该地的重力加速度大小为
（3）根据运动学公式可得1号水滴和2号水滴之间距离为
14．【答案】（1）向上
（2）③
（3）C
（4）ρgb；
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【解答】（1） 将烧瓶浸入热水中，瓶内气体温度升高，压强随之增大；为保持 B 管水银液面位置不变，维持气体体积恒定，需将 C 管向上调节。
故答案为：向上；
（2）若温度过高导致装置漏气，烧瓶内气体质量减少，压强会比理想等容变化的压强小，B、C 两管的压强差随之减小，水银液面高度差 Δh 也会减小，因此图 2 中的图像末段应为曲线③。
故答案为：③；
（3）对于一定质量的气体，等容变化满足查理定律，由此可推导出压强与摄氏温度的关系式：
整理得，故图像斜率为正值，截距也是正值，故选C。
故答案为：C；
（4）初态
末态
由
整理得，又图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。
则，
解得大气压强，实验室热力学温度
故答案为：ρgb；；
【分析】（1）实验中瓶内气体温度升高时，压强会随之增大，为了维持 B 管水银面位置不变（保证气体体积恒定），需要向上调节 C 管，增大 B、C 管间的水银面高度差，以此平衡增大的气体压强，实现等容变化。
（2）当温度过高导致装置漏气时，瓶内气体质量减少，压强增长会变慢，B、C 管水银面高度差的增长速率也随之下降，因此 p-T 图像的末段会偏离直线，呈现为曲线③。
（3）根据查理定律，等容变化中气体压强与热力学温度成正比，结合压强与摄氏温度的线性关系式，可通过图像的斜率和截距特征，选出符合等容变化规律的图像 C。
（4）结合两部分气体的压强关系与查理定律，推导出 B、C 管水银面高度差与温度的线性关系，再利用图像的斜率和截距，即可求解出大气压和实验室的热力学温度。

（1）将烧瓶浸入热水中，烧瓶中气体温度升高，压强增大，要使管水银液面处于初始位置，则应将管向上调节。
（2） 若温度过高出现漏气现象，会导致烧瓶中气体压强减小，从而导致、两管压强差减小，因此两管水银液面高度差减小，故图2中的图像末段应为曲线③。
（3）由于是一定质量气体等容变化，则
整理得，故图像斜率为正值，截距也是正值，故选C。
（4）[1][2]初态
末态
由
整理得，又图像直线段的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。
则，
解得大气压强，实验室热力学温度
15．【答案】（1）已知反应时间为 0.6s，在此期间两车的相对位移为
设两车从相距20m到相距6m经过的时间为，有
解得
（2）设汽车刹车后，经过时间t2与货车速度相等
在时间内，汽车前进距离
货车做匀速直线运动的位移为
计算得，所以会相撞。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系；追及相遇问题
【解析】【分析】（1）先通过匀减速运动公式算出两车的安全刹车距离，再结合初始间距与安全距离的差值，利用匀速追及的相对速度关系，求出公交汽车开始刹车前的追及时间。
（2）先确定两车速度相等的临界时间，再分别计算这段时间内两车的位移，通过对比位移差与初始间距的大小关系，判断两车是否会相撞。

（1），当两车相距时公交汽车开始主动刹车，
设两车从相距20m到相距6m经过的时间为，有
解得
（2）设经过时间汽车与货车速度相同
在时间内，汽车前进距离
货车前进距离
计算得，所以会相撞。
16．【答案】（1）频率为50Hz，则
的峰值
随时间t变化的方程
（2）“慢充” 状态下，先由充电桩功率与电压求出电流有效值
配电设施的输出电压为
又，
，得
又
输电线的总电阻
（3）输电线上的电流 ， 结合升压变压器的变压比
配电设施的输出功率为
【知识点】变压器原理；电能的输送；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）已知交流电压的频率与有效值，先通过频率求出角速度，再由有效值计算出电压峰值，进而写出交流电压的瞬时值表达式。
（2）先根据功率和电压的关系求出慢充时的电流，再结合变压器的变压比、变流比规律，以及输电线上的电压损失，联立求解输电线的总电阻。
（3）结合变压器原副线圈的电流关系，利用配电设施的输出电压与电流，计算其输出功率。

（1）交流电压频率为50Hz，则
交流电压的峰值
交流电压随时间t变化的方程
（2）“慢充”时，充电桩电流的有效值
配电设施的输出电压为
又，
，得
又
输电线的总电阻
（3）通过输电线的电流，又
配电设施的输出功率为
17．【答案】（1）根据题意可知，木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有
对整体，受力平衡得F=mg
对木塞有
其中
代入题中数据，解得
即此时瓶内温度
（2）根据题意可知，木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有
解得进入瓶中的气体在室温下的体积为
瓶中原有气体在室温下的体积
从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】（1）以瓶内气体为研究对象，结合查理定律与木塞的受力平衡条件，联立求解瓶内的温度。
（2）以瓶内原有气体和进入的外界气体整体为研究对象，利用盖 - 吕萨克定律分析等压降温过程，计算进入瓶内气体与原有气体的质量比值。
（1）木塞气密性良好，气体做等容变化，由查理定律有
对整体，受力平衡得F=mg
对木塞有
其中
代入题中数据，解得
即此时瓶内温度
（2）木塞气密性较差，在气体降温过程中，做等压变化，设初始气体体积，温度，进入的气体体积为V，温度为T，对全部气体，由盖吕萨克定律有
解得进入瓶中的气体在室温下的体积为
瓶中原有气体在室温下的体积
从外界进入瓶内的气体质量与原有气体质量的比值
18．【答案】（1）解：当第一根导体棒进入磁场时，切割磁感线产生的感应电动势为，
可得
（2）对第二根导体棒进入磁场到速度减为 0 的过程，应用动量定理：安培力的冲量等于动量的变化，即 其中
即
可得
（3）对第三根导体棒进入磁场到速度减为 0 的过程应用动量定理，安培力的冲量
可得
通过电阻R的电荷量
（4）根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为
第一根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第二根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第三根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第n根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
所以
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）先由导体棒切割磁感线的规律写出感应电动势，再结合闭合电路欧姆定律，计算第一根导体棒进入磁场过程中的感应电流。
（2）以第二根导体棒为研究对象，利用动量定理结合安培力冲量的微元形式，配合电路的等效总电阻，求出导体棒的位移。
（3）对第三根导体棒应用动量定理，先得到通过回路的总电荷量，再根据并联电路的分流规律，求出通过电阻 R 的电荷量。
（4）根据能量守恒得到每根导体棒对应的总焦耳热，再结合电路的电阻分配关系，推导出单根导体棒在电阻 R 上的热量表达式，最后通过数列求和计算出电阻 R 上的总热量。
（1）对第一根导体棒进入到锁定过程，
可得
（2）对第二根导体棒进入到锁定过程，由动量定理得其中
即
可得
（3）对第三根导体棒进入到锁定过程研究，由动量定理得
可得
通过电阻R的电荷量
（4）根据能量守恒，每根导体棒进入磁场后产生的总热量均为
第一根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第二根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第三根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
第n根导体棒进入到锁定过程中，右端定值电阻R上产生的热量
所以
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