武威七中2024年春学期高二年级期末考试试卷
物理
满分100分，考试时间75分钟
一、选择题（1—7为单选，每小题4分，共28分；8—10为多选，每小题5分，共15分，全选对得5分，少选得3分，错选得0分）
1．两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图所示。若将甲分子固定在坐标原点O，乙分子从r=r2处由静止释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．从r= r2到r=r0，分子间引力、斥力都在增大
B．从r= r2到r=r1，分子力的大小先减小后增大
C．从r= r2到r= r0，分子势能先减小后增大
D．从r= r2到r=r1，分子动能先减小后增大
2．如图所示，一定质量的理想气体经历状态变化，其中A、B间的虚线是一条等温线。下列说法正确的是（ ）
A．过程中气体放出热量
B．过程中气体的内能不变
C．过程中单位体积内气体分子数减少
D．过程中气体分子平均动能增加
3．如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴，顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则（ ）
A．线圈转动的快慢不会影响回路中电流的大小
B．当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为ABCD
C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最小
D．穿过线圈的最大磁通量为
4．匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），单匝线圈电阻，则在内线圈产生的焦耳热为（ ）
A．80J B．85J
C．90J D．125J
5．如图所示是研究自感现象的电路图，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为零，两个灯泡A、B完全相同，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合瞬间，灯B不亮
B．电路稳定时，灯A、B一样亮
C．开关断开瞬间，流过灯B的电流向左
D．开关断开瞬间，灯A、B同时熄灭
6．如图甲，某理想变压器原线图接入如图乙所示的交流电源，副线圈所接的滑动变阻器的最大阻值为，电压表和电流表均为理想电表，原、副线圈的匝数比为6∶1。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为 B．副线圈两端的电压为
C．原线圈所加电压的频率为 D．电流表的最小示数为
7．如图所示，某小型水电站发电机输出的电功率，发电机的输出电压为，经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻为，最后通过降压变压器将电压降为220V向用户供电。若两个变压器均为理想变压器，则下列升压变压器降压变压器说法正确的是（ ）
A．用户端交流电的频率为100Hz
B．用户得到的功率为20kW
C．输电线上损失的功率为500W
D．降压变压器原、副线圈的匝数比
8．下列关于以下四幅插图的说法正确的是（ ）
A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，但是磁铁转得更快
B．图乙是真空冶炼炉，耐火材料制成的冶炼锅外的线圈通入高频交流电时，被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化
C．图丙是速度选择器示意图，带电粒子能够从N向M沿直线匀速通过
D．如图丁，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动
9．如图所示，a、b两束单色光沿相同方向从同一点P沿圆心O射入半圆形玻璃砖，其中b光刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，a、b两束单色光在玻璃砖下表面的入射角均为37°。取。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对b光的折射率为
B．玻璃对b光的折射率为
C．在真空中，a光的频率大于b光的频率
D．玻璃对a光的折射率小于玻璃对b光的折射率
10．一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确的是（ ）
A．在t＝4×10－2s时，质点速度达到最大值
B．振幅为2×10－3m，频率为50Hz
C．质点在0到1×10－2s的时间内，其速度和加速度方向相同
D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos（50πt）cm
二、实验题（每空2分，共14分）
11．在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积；
②将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
③根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径；
④用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
⑤往浅盘里倒入约.2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确实验步骤的排列顺序是 （填写步骤前面的数字）；
(2)某同学在实验中将1mL的油酸溶于酒精，制成2000mL的油酸酒精溶液，测得该1mL的油酸酒精溶液有50滴。则每滴所含纯油酸的体积为 m3。油膜面积如图所示，已知坐标纸中每一个正方形小格的边长为1cm，由此估算出油酸分子的直径为 m。（结果保留1位有效数字）
12．实验组进行“用双缝干涉测量光的波长”实验时所用实验装置如图甲所示，实验时：
(1)从目镜中观察到毛玻璃屏上光很弱，其原因可能是（ ）
A．灯丝与单缝、双缝不共轴 B．测量头与遮光筒不共轴 C．单缝和双缝不平行
(2)若未加滤光片，观察到的条纹是（ ）
A．等间距的黑白相间的条纹
B．不等间距的黑白相间的条纹，中央条纹为白色且最宽
C．中央为白色亮条纹，其余各级亮条纹都是彩色的
(3)加上红色滤光片后进行实验，移动测量头上的转轮，把分划线对准最左边的第1条干涉亮条纹中心，此时转轮上的示数如图乙所示，其示数为 mm，然后转动转轮，把分划线移向右边，并对准第7条亮条纹中心，这时转轮上的读数为3.050mm，已知双缝间距，测得双缝到屏的距离，可求得所测红光的波长为 nm（结果保留三位有效数字）。
三、解答题（12+14+17，共43分）
13．如图所示，足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积为，汽缸内有质量m=2kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好，不计摩擦。开始时活塞被销子K固定于如图位置，离缸底，此时汽缸内被封团气体的压强为，温度为。外界大气压为，。
（1）现对密闭气体加热，当温度升到，其压强多大？
（2）若在此时拔去销子K，活塞开始向上运动，当它最后静止在某一位置时，汽缸内气体的温度降为，则这时活塞离缸底的距离为多少？
如图所示，在xOy平面内，y≥0的区域有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电荷量的绝对值为q的粒子从原点O沿与x轴正方向成60°角方向以v0射入，粒子的重力不计，求（1）带电粒子在磁场中运动的时间
（2）带电粒子离开磁场时的位置。
15．如图所示，足够长的平行导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角为，导轨间距为d，导轨上端连接有阻值为R的定值电阻，空间存在垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将质量为m、电阻为r、长也为d的导体棒AC垂直放在导轨上并由静止释放，导体棒运动过程中始终与导轨垂直并且接触良好，导体棒能达到的最大速度为，导轨电阻不计，导体棒与导轨间的粗糙程度不变，重力加速度大小为g。求：
（1）回路中的最大电流I；
（2）导体棒向下运动时受到的摩擦力大小f；
（3）导体棒与导轨间的动摩擦因数；
（4）当导体棒的速度大小为时的加速度大小a试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
答案第1页，共2页高二物理参考答案：
1．A
【详解】A．从r= r2到r=r0，分子之间间距减小，分子间引力、斥力都在增大，故A正确；
B．从r= r2到r=r1，分子力的大小先增大后减小，最后增大，故B错误；
C．从r= r2到r= r0，分子力做正功，分子势能一直减小，故C错误；
D．从r= r2到r=r1，分子力先做正功后做负功，则分子动能先增大后减小，故D错误。
故选A。
2．C
【详解】A．因为A、B间的虚线是一条等温线，所以AB两状态气体温度相同，则内能相同，而过程中，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律
可知，过程中，气体吸收热量，故A错误；
B．过程中，气体压强不变，体积增大，根据
可知，气体的温度增大，即气体的内能增大，故B错误；
C．过程中，气体质量不变，气体分子数不变，体积增大，所以单位体积内气体分子数减少，故C正确；
D．过程中，气体体积不变，压强减小，根据
可知，气体的温度降低，即气体分子的平均动能减小，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．根据
又
解得
可知线圈转动的快慢会影响回路中电流的大小。故A错误；
B．当线圈转到题图示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向为ABCD。故B正确；
C．当线圈转到题图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。故C错误；
D．由
得
故D错误。
故选B。
4．B
【详解】根据有效值的定义方法可知
解得
总电阻为
则10s内产生的焦耳热
故选B。
5．C
【详解】A．开关闭合瞬间，线圈L相当于电源，根据楞次定律，线圈L左端正极，右端负极，灯A和灯B同时亮，A错误；
B．电路稳定时，线圈L相当于导线，灯B被短路，灯B不亮，灯A亮，B错误；
CD．开关断开瞬间，线圈L相当于电源，给灯B供电，B灯闪亮一下再熄灭，A灯立即熄灭；根据楞次定律，线圈L的右端为正极，流过灯B的电流向左，C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．电压表的示数应是该交流电原线圈两端电压的有效值，应为
A错误；
B．根据变压器的原理可知
所以，副线圈两端的电压
B正确；
C．由乙图可知，交流电的频率
C错误；
D．电流表的最小示数应是滑动变阻器接入电路中的阻值最大时，故由
D错误。
故选B。
7．D
【详解】A．由发电机的输出电压
则
所以交流电的频率
故A错误；
BC．由
可知升压变压器原线圈的电压
根据升压变压器原副线圈变压比有
解得
升压变压的输入功率等于输出功率有
解得
则输电线上损耗的功率
降压变压器得到的功率
则用户得到的功率为
故BC错误；
D．输电线上的电压为
则降压变压器原线圈的电压
降压变压器原副线圈匝数比
故D正确。
故选D。
8．ABD
【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，磁铁比铝框转得快，A正确；
B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中产生很强涡流，金属块中产生大量热量，从而冶炼金属，B正确；
C．图丙中假设粒子带正电，从N向M运动，电场力的方向向下，洛伦兹力方向也向下，无法平衡，则不能做匀速直线运动，C错误；
D．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，D正确。
故选ABD。
9．AD
【详解】AB．b光刚好发生全反射，即b光在玻璃中发生全反射的临界角，根据可知，玻璃对b光的折射率为
故A正确，B错误；
CD．b光在玻璃砖下表面刚好发生全反射，a光由玻璃砖下表面射出，则在玻璃中b光的临界角小于a光的临界角，由公式可知，玻璃对b光的折射率大于玻璃对a光的折射率，即，所以在真空中，b光的频率大于a光的频率，故C错误，D正确。
故选AD。
10．CD
【详解】
A．由图可知在t＝4×10－2s时，质点位于最大位移处，速度为0，故A错误；
B．由题图可以读出振幅为2×10－3m，周期为4×10－2s，则
f＝＝25Hz
故B错误
C．根据角速度公式可知
ω＝2πf＝50πrad/s
则振动方程为
x＝0.2cos（50πt）cm
故D正确；
D．在0到1×10－2s时间内，质点的位移在减小，速度方向和加速度方向都与取定的正方向相反，故速度和加速度方向相同，故C正确。
故选CD。
11．(1)⑤④②①③
(2)
【详解】（1）该实验按步骤可简化为准备浅水盘、形成油膜、描绘油膜边缘、测量油膜面积、计算分子直径，所以顺序为⑤④②①③。
（2）[1]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
[2] 油酸面积为
油酸分子的直径为
12．(1)AB
(2)C
(3) 1.130 667
【详解】（1）毛玻璃屏上的光很弱或不亮可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致；单缝和双缝不平行是干涉条纹不清晰的主要原因之一。
故选AB。
（2）未加滤光片观察到的条纹是白光的干涉条纹，是彩色干涉条纹，其特征是：中央为一条白色亮条纹，称为零级亮条纹；其余各级亮条纹都是彩色的，彩色条纹的排列以零级亮条纹为中心左右对称。
故选C。
（3）[1]螺旋测微器的固定刻度读数为1mm，可动刻度读数为
所以最终读数为1.130mm；
[2]由题知第7条亮纹中心线读数为3.050mm，则相邻两亮条纹中心间距
根据双缝干涉条纹间距公式
可得
13．（1）；（2）
【详解】（1）气体发生等容变化，由查理定律得
解得
（2）最后静止在某一位置时，封闭气体压强为
由理想气体状态方程得
解得
14．、或、
【详解】由洛伦兹力提供向心力，有
解得
，
当带电粒子带正电时，轨迹如图中OAC所示，
故粒子在磁场中运动的时间
粒子在C点离开磁场
OC＝2Rsin 60°＝
故离开磁场的位置为（，0）
当带电粒子带负电时，轨迹如图中ODE所示，故粒子在磁场中的运动时间
粒子在E点离开磁场
OE＝2Rsin 60°＝
故离开磁场时的位置为（，0）。
15．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）导体棒达到最大速度后开始做匀速直线运动，设此时回路产生的电动势为E，回路中产生的感应电流为I，导体棒受到的安培力大小为F，则有
解得
（2）根据
解得
（3）根据
解得
（4）当导体棒的速度大小为时，根据牛顿第二定律可得
解得
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
