四川省绵阳市2024-2025学年高二下学期期末物理试题（含答案）

第第页四川省绵阳市2024-2025学年高二下学期期末物理试题一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1．如图所示，用一根带绝缘外皮的铜导线制成的闭合“8”字环，交叉位置固定且互相绝缘，左右两侧圆环分别处在以OO'为界的两侧，右侧无磁场，左侧磁场方向垂直纸面向里，在磁场快速减小的过程中（）A．左侧圆环中有顺时针方向的感应电流B．右侧圆环中有顺时针方向的感应电流C．右侧圆环中的电流大小小于左侧圆环的电流大小D．右侧圆环中的电流大小大于左侧圆环的电流大小2．质子11H和氘核12H以相同速度分别从同一位置垂直于边界射入匀强磁场，两条运动轨迹如图中a、b所示，a的半径为r1，bA．轨迹a是氘核的运动轨迹 B．rC．F1:F3．如图所示是风力交流发电机的示意图，已知发电机线圈面积0.5m2，匝数10匝，线圈处在磁感应强度大小为0.8TA．发电机产生电动势的瞬时值表达式为e=200πB．时间1sC．发电机产生电动势的峰值为100D．线圈转动一圈，产生电动势的平均值为1004．某汽缸内封闭有一定质量的理想气体，从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A，其体积V随热力学温度A．从状态A到B的过程中，不从外界吸热B．在状态B时内能可能与在状态D时内能相等C．在状态D时压强等于在状态C时压强的两倍D．从状态D到A的过程中，分子平均动能增大5．如图所示的电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后再断开S，LC电路中将产生电磁振荡。规定电感L中的电流方向从a到b为正，断开开关时刻t=0，下图中能正确表示电感线圈中的电流i随时间t变化规律的是（）A． B．C． D．6．如图所示，在宽度均为L的两个相邻有界区域内，存在着方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一个阻值大小为R，边长为L的等边三角形闭合线框，从图示位置开始以大小为v、方向水平向右的速度匀速通过两个磁场区域。规定逆时针方向为电流正方向，下列能反映线框中电流变化的是（）A． B．C． D．7．已知三角脉冲电压（锯齿波）的峰值是有效值的3倍。现测得一个阻值为1000Ω的电阻的两端电压变化如图所示，其中UA．3.0 mA B．4.5 mA C．5.0 mA8．加速器是使微观粒子获得较大动能的重要装置。如图所示，甲为粒子多级加速器，乙为粒子回旋加速器。现用两种加速器分别对质子11A．用甲加速质子，需要将开关置于c、d端B．甲加速器中只要级数n足够大，质子就可以被加速到任意速度C．用乙加速质子，若交流电压U加倍，则质子获得的最大动能也加倍D．若用乙对α粒子（24二、本题共4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．家用微波炉工作时磁控管产生微波的频率为2450MHzA．磁控管产生微波的频率比紫外线的频率大B．磁控管产生的微波在真空中波长约为0.12C．微波炉加热食物的过程是电能转成内能的过程D．金属罐装的罐头可以直接放在微波炉内加热10．如图所示是分子间的分子力F与分子势能Ep随分子间距离r变化的关系示意图。下利关于分子力F和分子势能EA．当r=r0，F=0，B．当r<rC．当r>r0，随着r的增大，F和D．当r<r0，随着r的减小，F和11．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比是10:1，原线圈接入电压有效值为220 V、频率为50 Hz的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，原线圈上接有熔断电流为A．通过滑动变阻器R的电流频率为100B．电压表的读数约为15.6C．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表读数减小D．若滑动变阻器接入电路的阻值为1.5Ω12．如图所示，两条间距为l且足够长的平行光滑直导轨MN、PQ固定在水平面内，水平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。ab和cd是两根质量均为m、电阻均为R的金属细杆，与导轨垂直且接触良好。cd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过定滑轮悬挂质量为m的重物，轻绳的水平部分与导轨平行。不计一切摩擦和导轨的电阻。重力加速度为g。现将两杆及重物同时由静止释放，则（）A．释放瞬间，cd杆的加速度大小为1B．运动稳定后，回路中的电流大小为mgC．运动稳定后，ab和cd两杆的速度差恒为2mgRD．运动稳定后，cd杆所受安培力的大小为1三、本大题2小题，每空2分，共16分。13．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：（1）估测油酸分子大小的实验原理包括以下内容（）A．油酸在水面上形成一层单分子纯油酸薄膜B．油膜中的油酸分子间没有间隙C．把油酸分子看作立方体D．把油酸分子看作小球（2）用移液管量取0.25mL油酸，加入适量酒精后得到500mL的油酸酒精溶液。用注射器吸取1mL油酸酒精溶液，逐滴滴出，共100滴。再用滴管取配好的油酸酒精溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜形状稳定后，放在带有正方形方格的玻璃板下观察油膜，如图所示。方格的大小为1cm×1cm。由此估算出油酸分子的直径是m。（保留1位有效数字）（3）下列操作，将导致油酸分子大小测量值偏小的是（）A．将油酸酒精溶液的体积作为油酸的体积进行计算B．水面上痱子粉撒得太多导致油膜没有充分散开C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格D．计算油膜面积时，没有计入散落在水面其它位置的小油膜14．在“探究感应电流方向及规律”实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解答问题：（1）用笔划线代替导线将图1电路连接完整。（2）正确连接电路后，甲同学将线圈A放入线圈B中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持闭合，待电流表指针稳定后，迅速将线圈A从线圈B中拔出，这时电流表指针偏转。（选填“向左”或“向右”或“不”）（3）乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图2所示的“楞次定律演示仪”。正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速向下移动一小段距离，出现的现象是（）A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯不发光、黄灯短暂发光C．红灯、黄灯均不发光 D．两灯交替短暂发光（4）丙同学设计“汽车电磁减震器”。如图3（a），减震器是强磁体，其截面是“E”形，俯视图如图3（b）所示，柱状的内芯与外环之间有磁场。匝数为100、半径为25cm的线圈ab固定在减震器内芯的外面并连接能量回收装置，减震器内芯可在线圈内上下自由移动。汽车运动过程中，内芯上下振动，线圈ab中产生感应电流，既起电磁阻尼作用，减轻驾乘人员颠簸感，又收集振动产生的能量，降低汽车油耗。强磁体磁场方向沿径向，线圈处磁感应强度大小为0.5T；若内芯在某段时间内上下振动图像如图3（c），已知其振动过程中的最大速度为πm/s，则线圈产生的最大感应电动势为V（计算结果保留三位有效数字，π2取10），电动势的表达式e=V。四、本大题3小题，共36分，要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。15．打气筒是一种通过压缩空气为轮胎、球类等充气的工具。如图所示是打气筒的结构示意图，主要包括：储气筒、活塞、单向进气阀（只允许上拉活塞时空气进入储气筒）、单向出气阀（只允许下压活塞时空气排出储气筒）和气嘴。已知储气筒横截面积S=1.25×10-3m2，活塞上下行程H=58cm，标准大气压p0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2。（1）打气筒竖直放置，将活塞拉至最高，然后将气嘴堵住（不漏气），某同学质量M=60kg，利用自身的重力竖直压缩活塞。求能将活塞压到离储气筒底部的最小距离。（输气管较细，内部体积可忽略；活塞重力可忽略；忽略气体温度变化）（2）自行车轮胎容积为2.5L。现将轮胎气压从1.0bar加到3.2bar，求充入标准大气压下空气中气体的体积。已知1.0bar=1.0×105Pa，气体视为理想气体，忽略充气过程中气体温度变化和轮胎体积变化）16．如图所示，足够长光滑平行的金属轨道由倾斜和水平两部分组成，倾斜部分宽L1=1m、倾角θ=37°，水平部分宽L=2m，所在空间分别存在垂直于各自轨道面向上的匀强磁场，磁感应强度大小都为B=1T。两根金属杆ab和cd，长度均为L=2m，质量均为m=1kg，总电阻均为R=2Ω。cd杆放置在水平轨道上距两部分连接处x0=10m处，并在外力作用下固定，ab杆在倾斜轨道上某处由静止释放，当ab杆经过连接处时撤去作用在cd杆上的外力。已知ab杆到达斜面底端前已经做匀速运动，经过连接处速度大小不变，滑上水平轨道恰好不脱离轨道，两杆在运动过程中始终垂直于轨道且与轨道接触良好，没有相碰。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8；重力加速度g=10m/s2。求：（1）ab杆在倾斜轨道上的最大速度；（2）稳定后cd与ab间的距离。17．如图所示，M、N分别是xOy坐标系x、y轴上的两点，三角形OMN区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，斜边MN长度为L，∠OMN=60°，MN边放置一薄挡板，挡板中点处有一小孔K。三角形OMN之外的第一象限区域存在垂直纸面向外、大小未知的匀强磁场B'；第四象限内存在方向沿y轴正方向、大小未知的匀强电场E。位于x轴负半轴上方的粒子发生器与y轴之间存在沿x轴正方向的匀强加速电场，加速电压大小可调。在0<y<3（1）调整加速电压，使粒子垂直挡板射出小孔K。求加速电压U0；（2）调整加速电压，使粒子射出小孔K的速度最小，之后的运动轨迹恰好与x轴相切。求磁感应强度B'的大小；（3）在满足（1）间的条件下，若B'=B，且E=q

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】AB．在磁场快速减小的过程中，左侧圆环的磁通量减小，根据楞次定律，左侧圆环中有顺时针方向的感应电流，右侧圆环中有逆时针方向的感应电流，A正确，B错误；CD．左右两侧圆环是串联在同一闭合电路中的，串联电路中电流处处相等，因此右侧圆环电流大小等于左侧圆环电流大小，CD错误。故答案为：A。

【分析】本题核心思路是利用楞次定律判断感应电流方向，结合电路串联特点分析电流大小。2．【答案】B【解析】【解答】A．根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有Bqv=m解得带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为r=质子11H的质量数为1，电荷量为e；氘核12B．r1为质子11H做圆周运动的轨迹半径，r2为氘核12C．根据洛伦兹力公式F=Bqv，因为质子11H和氘核12H的电量q1=qD．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为T=质子11H氘核12H所以t1故答案为：B。

【分析】本题核心思路是利用带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径、周期公式，结合洛伦兹力公式，分别计算质子和氘核的物理量比值，逐一验证选项。3．【答案】A【解析】【解答】AC．发电机产生电动势的瞬时值表达式为e=NBSωω=2πn=2π×E解得e=200πsinB．T=2πD．根据法拉第电磁感应定律，线圈转一圈E=故答案为：A。

【分析】本题核心思路是先计算线圈转动的角速度，再求出电动势最大值，得到瞬时值表达式；然后根据周期判断电流方向改变次数；最后用法拉第电磁感应定律计算电动势平均值。4．【答案】C【解析】【解答】A．从状态A到B的过程中，气体温度升高，则气体内能增大；气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故A错误；B．由题图可知，状态B的温度小于状态D的温度，则气体在状态B的内能小于与在状态D的内能，故B错误；C．从状态C到D的过程中，气体的温度不变，则有p可得pDD．从状态D到A的过程中，气体的温度降低，所以分子平均动能减小，故D错误。故答案为：C。

【分析】本题核心思路是结合理想气体状态方程pV=nRT、热力学第一定律ΔU=Q+W5．【答案】A【解析】【解答】开关断开前，线圈中电流方向从a到b，为正值；开关断开的瞬间，线圈中产生感应电动势，线圈与电容的回路中产生感应电流。根据楞次定律，感应电流的方向与原来电流的方向相同，方向从a到b。开关断开的瞬间，线圈中的磁场能最大，感应电流最大。综上所述，开关断开的瞬间，t=0时刻，感应电流为正最大。故答案为：A。

【分析】本题核心思路是分析开关断开前后电感电流的初始状态和LC振荡的规律：开关稳定时，电感L与电阻R串联，电流从a到b（为正），电容器C无电荷；断开开关瞬间，电感电流因自感不能突变，初始电流为正向最大值，随后对电容器充电，电流逐渐减小，方向先保持正向，之后反向振荡。6．【答案】A【解析】【解答】在0≤x≤L2感应电流I=当x=L2当L2≤x≤L感应电流I=当x=L时，I=0当L≤x≤3L2感应电流I=当x=3L2当3L2≤x≤2L感应电流I=当x=2L时，I=0当2L≤x≤5L2感应电流I=当x=5L2当5L2≤x≤3L感应电流I=当x=3L时，I=0故答案为：A。

【分析】本题核心思路是分阶段分析线框通过磁场时的有效切割长度、感应电动势大小及电流方向，结合楞次定律判断电流正负，再对比选项图像。7．【答案】B【解析】【解答】电压的有效值满足U该电阻上的电流有效值为I=代入数据解得I≈4.5故答案为：B。

【分析】本题核心思路是利用电流有效值的定义（一个周期内交变电流与恒定电流通过相同电阻产生相同热量），结合题目给出的三角脉冲电压峰值与有效值的关系，分段计算电压有效值，再求出电流有效值。8．【答案】D【解析】【解答】A．若将开关置于c、d端，多级加速器的左极板与直流电源的负极相连，多级加速器的右极板与直流电源的正极相连。多级加速器内电场强度方向向左，正电荷所受电场力向左，不能加速质子，A错误。B．质子可以被加速到任意速度的说法是错误的，根据相对论，光速是宇宙速度的极限，任何物体的速度都不会超过光速，B错误；C．质子的最大动能为E当质子的运动半径等于回旋加速器半径时，质子的速度最大，为q解得E质子获得的最大动能与交流电压U无关，与回旋加速器的半径有关。用乙加速质子，若交流电压U加倍，质子获得的最大动能不变，C错误；D．质子在磁场中运动的周期为T=交流电源的周期为T交流电源的频率为f加速质子时交流电源的频率为f加速24He解得fH故答案为：D。

【分析】本题核心思路是分别分析多级加速器和回旋加速器的工作原理，结合相对论效应、最大动能公式和周期频率公式逐一判断选项。9．【答案】B,C【解析】【解答】A．微波频率为2450MHz（即2.45×109Hz），而紫外线的频率范围为10¹5~10¹7Hz，远高于微波频率，故A错误。B．根据公式λ=cf，代入数据解得C．微波炉通过磁控管将电能转化为微波（电磁能），微波被食物吸收后使分子振动产生热能，最终电能转化为内能，故C正确；D．微波炉中不能使用金属容器，如果使用金属容器，微波的不能穿透金属容器，能量不能被食品吸收，会越积越多，损害微波炉，故D错误。故答案为：BC。

【分析】本题核心思路是结合电磁波的频率、波长公式，能量转化规律以及微波炉的使用安全常识，逐一分析各选项。10．【答案】B,D【解析】【解答】A．根据图像可知，当r=r0时，分子力F为0，分子势能B．分子间引力和斥力同时存在，当r<rC．当r>r0时，随着距离r的增大，F可能先增大后减小，也可能逐渐减小，D．当r<r0时，随着距离r的减小，F逐渐增大，故答案为：BD。

【分析】本题核心思路是结合分子力F与分子势能Ep随分子间距r11．【答案】B,D【解析】【解答】A．变压器不改变电流的频率，所以通过滑动变阻器R的电流频率为50 HzB．根据理想变压器电压与匝数成正比，有U可得副线圈两端电压为U2=22V由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知U解得电压表的读数约为U=112C．将滑动变阻器滑片向上滑动时，次级阻值变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故C错误；D．由上可知电压表两端电压U2=112V，则若滑动变阻器接入电路的阻值为1.5Ω，则通过滑动变阻器的电流为I根据理想变压器电流与匝数成反比，有n解得I所以保险丝将熔断，故D正确。故答案为：BD。

【分析】本题核心思路是结合理想变压器变压规律、二极管单向导电性（有效值计算）、动态电路分析及功率守恒来逐一判断选项。12．【答案】A,C【解析】【解答】A．释放重物瞬间，ab杆和cd杆均不受安培力，设重物的加速度大小为a1，则对重物，有mg−对cd杆，有T联立解得a1BD．最终ab杆、cd杆和重物三者的加速度大小相等，设其为a，对重物，有mg−对cd杆，有T对ab杆，有BIl=ma联立解得a=13则运动稳定后，回路中的电流大小为mg3Bl，cd杆所受安培力的大小为FC．设最终两杆速度差为Δv，回路中感应电动势满足E=BlΔv联立解得Δv=故答案为：AC。

【分析】本题核心思路是分释放瞬间和稳定运动两个阶段，对ab杆、cd杆和重物分别受力分析，结合牛顿第二定律、电磁感应规律求解加速度、电流、速度差和安培力。13．【答案】（1）A；B；D（2）8×10-10（3）C【解析】【解答】（1）本实验中认为油酸在水面上形成一层单分子纯油酸薄膜，且油膜中的油酸分子间没有间隙，同时应将油酸分子看作小球。故答案为：ABD。（2）根据不足半格舍去，超过半格的计一格，估算出油膜面积约63格。油酸分子直径为d=VS=（3）A．将油酸酒精溶液的体积作为油酸的体积进行计算，使得V增大，则d的测量值偏大，故A错误；B．水面上痱子粉撒得太多导致油膜没有充分散开，则S偏小，d偏大，故B错误；C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，则S偏大，d偏小，故C正确；D．计算油膜面积时，没有计入散落在水面其它位置的小油膜，则S偏小，d偏大，故D错误。故答案为：C。

【分析】(1)油膜法估测分子大小的核心假设是：油酸在水面形成单分子薄膜，分子视为小球且紧密排列无间隙。(2)先计算1滴溶液中纯油酸的体积，再数出油膜面积，由d=V(3)分析各操作对V、S的影响，结合d=V（1）本实验中认为油酸在水面上形成一层单分子纯油酸薄膜，且油膜中的油酸分子间没有间隙，同时应将油酸分子看作小球。故选ABD。（2）根据不足半格舍去，超过半格的计一格，估算出油膜面积约63格。油酸分子直径为d=（3）A．将油酸酒精溶液的体积作为油酸的体积进行计算，使得V增大，则d的测量值偏大，故A错误；B．水面上痱子粉撒得太多导致油膜没有充分散开，则S偏小，d偏大，故B错误；C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格，则S偏大，d偏小，故C正确；D．计算油膜面积时，没有计入散落在水面其它位置的小油膜，则S偏小，d偏大，故D错误。故选C。14．【答案】（1）（2）向左（3）B（4）250；250【解析】【解答】（1）线圈A应与电源相连，线圈B与灵敏电流计相连，电路图如图所示（2）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，若开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转；

故答案为：向左（3）条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。故答案为：B。（4）线圈产生的最大感应电动势为E电动势的表达式e=Emsinωt=250sin(2)闭合开关时磁通量增加，指针右偏；拔出线圈A时磁通量减少，感应电流方向相反，指针左偏。(3)磁铁向下移动，由楞次定律判断感应电流方向，结合二极管单向导电性，确定黄灯发光、红灯不发光。(4)线圈切割径向磁场，由Em（1）线圈A应与电源相连，线圈B与灵敏电流计相连，电路图如图所示（2）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，若开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转；（3）条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。故选B。（4）[1]线圈产生的最大感应电动势为E[2]电动势的表达式e=15．【答案】（1）解：设活塞压到离储气筒底部最小距离h时，活塞下方气体的压强为p1，活塞平衡，则p储气筒内气体被压缩过程时等温变化，则p解得h=10（2）解：以轮胎气压为3.2bar时轮胎内气体为研究对象，设充入标准大气压下气体的体积为V，气体初状态体积为V则p其中p2=3.2解得V=5.5【解析】【分析】(1)气体做等温变化，先计算压缩后气体的压强，再由玻意耳定律列方程求解活塞离底部的最小距离。(2)轮胎内气体和充入气体整体做等温变化，由玻意耳定律列方程求解充入气体在标准大气压下的体积。（1）设活塞压到离储气筒底部最小距离h时，活塞下方气体的压强为p1，活塞平衡，则p储气筒内气体被压缩过程时等温变化，则p解得h=10（2）以轮胎气压为3.2bar时轮胎内气体为研究对象，设充入标准大气压下气体的体积为V，气体初状态体积为V则p其中p2=3.2解得V=5.516．【答案】（1）解：ab杆在倾斜轨道上的最大速度时有mgsin37°=BI联立解得v（2）解：当ab杆滑入水平轨道后，根据动量守恒定律可得m设稳定后cd与ab间的距离为x，对cd，根据动量定理有BIL⋅联立解得x=1【解析】【分析】(1)ab杆在倾斜轨道匀速时受力平衡，重力分力与安培力相等，结合感应电动势、安培力公式求解最大速度。(2)ab杆滑上水平轨道后，两杆组成的系统动量守恒，最终共速；再通过动量定理结合电磁感应规律，求出稳定后两杆的间距。（1）ab杆在倾斜轨道上的最大速度时有mgsin37°=BI联立解得v（2）当ab杆滑入水平轨道后，根据动量守恒定律可得m设稳定后cd与ab间的距离为x，对cd，根据动量定理有BIL⋅联立解得x=117．【答案】（1）解：粒子经过加速电场垂直y轴进入三角形OMN区域，又垂直挡板射出小孔，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心为N，设粒子做圆周运动的速度大小为v，半径为r，则r=L2粒子在电场中加速过程有q联立