四川省眉山市眉山县级学校2024-2025学年高二（下）期末联考物理试卷（含解析）

四川省眉山市眉山县级学校2024-2025学年高二（下）期末联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，在某固定绝热容器中，左侧装有一定质量的某种理想气体，右侧为真空，某时刻把隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至达到新的平衡，气体的温度( )
A. 升高 B. 不变 C. 降低 D. 无法确定
2.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则下列关于质点运动的说法中正确的是( )
A. 质点做简谐运动的振幅为 B. 质点做简谐运动的周期为
C. 在时质点有最大速度 D. 在时质点有最大位移
3.如图所示为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是( )
A. 大量处于能级的氦离子，最多可辐射种不同频率的光子
B. 从向能级跃迁，需吸收能量
C. 处于能级的氦离子，吸收的能量能发生电离
D. 用动能为的电子撞击处于能级的氦离子可能使氦离子跃迁到能级
4.振荡电路中电容器极板上电量随时间变化的图像如图所示，由图可知( )
A. 在时刻电路中的磁场能最大 B. 从到，电路中的电流不断变小
C. 从到，电容器不断充电 D. 在到，电路中的电场能不断增大
5.如图所示，一定质量的理想气体用质量可忽略的活塞封闭在导热性能良好的质量的气缸中，活塞的密封性良好，用劲度系数为轻弹簧将活塞与天花板连接。气缸置于水平桌面上，开始时弹簧刚好处于原长。已知活塞与气缸底部的间距为，活塞的横截面积为，外界环境的压强为，温度为，忽略一切摩擦，重力加速度。缓慢降低环境温度，则当气缸刚好要离开水平桌面时环境温度为( )
A. B. C. D.
6.一电阻接到如图甲所示的正弦交流电源上。两端电压的有效值为，消耗的电功率为；若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上，两端电压的有效值为，消耗的电功率为，若甲、乙两图中的、所表示的电压值、周期值是相同的，则下列说法不正确的是( )
A. B. C. D.
7.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律如图所示．下列说法中正确的是
A. 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
B. 时刻通过线圈的磁通量为
C. 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D. 每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为，时刻，一小球从距物块高处自由落下；时，小球恰好与物块处于同一高度。重力加速度的大小取。以下判断正确的是( )
A. B. 简谐运动的周期是
C. 内物块运动的路程为 D. 时，物块与小球运动方向相反
9.如图所示，甲图为沿轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点的振动图像，则下列判断正确的是
A. 该波的传播速率为
B. 该波的传播方向沿轴负方向
C. 该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象
D. 经过时间，质点沿波的传播方向运动
10.如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只灯泡均能正常发光则( )
A. 从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
B. 增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值不变
C. 增大电容器两极板间的正对面积时，灯泡变暗
D. 抽去电感器的铁芯时，灯泡变亮
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.某同学用单摆测重力加速度。
组装单摆时，应在下列器材中选用______；
A.长度为左右的细线
B.长度为左右的细线
C.直径为的塑料球
D.直径为的铁球
如果测得的值偏小，可能的原因是______；
A.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
B.测摆线时摆线拉得过紧
C.开始计时时，停表过迟按下
D.实验时误将次全振动数为次
实验时改变摆长，测出几组摆长和对应的周期的数据，作出图像，如图所示，利用、两点的坐标可求得重力加速度______；
本实验用图像计算重力加速度，______填“能”或“不能”消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。
12.物体是由大量分子组成的，分子非常微小，在用油膜法估测分子大小的实验中，利用许多不溶性的长链脂肪酸在适当溶剂的帮助下能在水面上铺开，会形成厚度为一个分子的表面膜的特性，将微观量的测量转化为宏观量的测量．
实验中，如果油酸酒精溶液体积浓度为，滴油酸酒精溶液的总体积为，如果滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为，则估算油酸分子直径大小的表达式为______．
实验中，把玻璃板盖在浅盘上描出油酸膜的轮廓，如图所示，图中正方形小方格的边长为，则油酸膜的面积是______．
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.驾驶员驾驶一满载救援物资的汽车从甲地到达发生冰灾的乙地后，发现汽车的某个轮胎内气体的压强有所下降假设轮胎内气体的体积不变，且不漏气，于是驾驶员在乙地给该轮胎充入压强与大气压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到从甲地出发时的压强。已知该轮胎内气体的体积为，从甲地出发时，该轮胎内气体的热力学温度，乙地的热力学温度，假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且保持不变，将空气视为理想气体。求：
在乙地时，充气前该轮胎内气体的压强；
充进该轮胎的空气的体积。
14.如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度，直导轨分别在点和点接阻值和的定值电阻，导轨的曲线方程为，金属棒长，以速度水平向右匀速运动端始终在轴上，设金属棒始终与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除两定值电阻外，其余电阻均不计。求：
金属棒在导轨上运动时阻值为的定值电阻的最大功率；
金属棒在导轨上运动时，从运动到的过程中，外力做的功。
15.如图所示，两个质量均为，横截面积为的完全相同的绝热活塞、把竖直放置的绝热汽缸分成体积相等的三部分，在汽缸顶部和处有固定卡环，分别限制活塞向上、向下运动。初始状态下，甲、乙两部分气体的压强相等，温度均为，活塞与汽缸壁间的摩擦不计，现用电热丝对甲部分气体缓慢加热。重力加速度，大气压强为求：
初始状态甲中气体压强是多少；
当甲气体的温度达到多少摄氏度时，活塞恰好要上升；
当活塞恰好上升到最高点时，甲、乙两部分温度差是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】气体自由膨胀，气体体积变大但并不对外做功；由热力学第一定律的表达式
气体不对外界做功
容器绝热可知内能为
即温度不变。
故选B。
本题考查热力学第一定律，要注意正负值的物理意义。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了简谐运动的描述；解决本题的关键掌握简谐运动的表达式为，知道为振幅，为圆频率．根据可求周期．
简谐运动的表达式为，为振幅，为圆频率；根据，可求出周期。
【解答】
根据简谐运动的表达式为，知振幅为，周期，故AB错误；
C.在时可得位移，平衡位置速度最大，故C正确，D错误。
3.【答案】
【解析】【分析】
根据数学组合公式求解释放不同频率光子的种数；能级间跃迁释放或吸收的能量等于两能级间的能级差；依据电离的条件判断．
解决本题的关键知道能级间跃迁能级差与光子能量的关系，以及知道从高能级向低能级跃迁，释放光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子．
【解答】
A、大量处在的氦离子向低能级跃迁的过程中，辐射的光子种类为，故A错误；
B、根据玻尔理论可知，氦离子从能级跃迁到能级，将向外辐射能量，故B错误；
C、因为，处于能级的氦离子，可以吸收至少的能量才能发生电离，故C错误；
D、用动能为的电子撞击处于能级的氦离子，由于该光电子的能量大于与能级的能量差值，可能使氦离子跃迁到能级，故D正确．
故选：。
4.【答案】
【解析】A.在 时刻电路中电容器电荷量最大，此时电容器两端的电压最大，两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能量最小，故A错误；
B.从 到 ，电容器的电量逐渐减小，电场能逐渐减小，根据能量守恒可知此时磁场能量逐渐增大，电路中的电流不断变大，故B错误；
C.从 到 ，电容器两端的电量逐渐增大，电容器不断充电，故C正确；
D.在 到 ，电容器两端的电量逐渐减小，电路中的电场能不断减小，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】【分析】本题考查气缸类问题，此类问题一般要选择封闭气体为研究对象，分析理想气体发生的是何种变化，根据平衡条件分析初末状态的压强，并结合题意分析初末状态气体的体积、温度，利用理想气体状态方程或者气体实验定律列等式求解。
【解答】当气缸刚好要离开水平桌面时，弹簧的弹力为，则，
解得弹簧伸长量为，
则当气缸刚好要离开水平桌面时，活塞与气缸底部的间距为
，
当气缸刚好要离开水平桌面时，气缸内气体压强为
，
对气缸内气体由理想气体状态方程得，
解得当气缸刚好要离开水平桌面时环境温度为，
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查交变电流的有效值，求交变电流有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。
根据有效值的定义直接计算即可，求热量、电能、功率等均使用电流的有效值。
【解答】
由图象可知，正弦式交流电压最大值为，所以有效值为，则电阻消耗的功率为，故AC正确；
B.根据交变电流的有效值定义有，解得，故B错误；
D.根据选项B可知，则，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
7.【答案】
【解析】解：、时刻感应电动势最大，线圈通过与中性面垂直位置，磁通量最小，故A错误；
B、由图时刻，感应电动势为零，线圈位于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故B错误；
C、时刻感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C正确；
D、每当电流转换方向时，线圈与磁场垂直，处于中性面，故D错误；
故选：。
矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变。而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大。
本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：线圈与磁场垂直位置，及线圈与磁场平行位置。
8.【答案】
【解析】【分析】
由振动公式可明确振动的周期、振幅及位移等；再结合自由落体运动的规律即可求得高度；根据周期明确小球经历时的运动方向。
本题考查简谐运动的位移公式，要掌握由公式求解简谐运动的相关信息，特别是位移、周期及振幅等物理量。
由题给表达式可知物块做简谐运动的周期为，因为，所以时，物块位于负向最大位移处，则根据运动学公式可得，解得，故A错误，B正确；
C.根据前面分析可知，内物块运动的路程为，故C正确；
D.因为，所以时物块正通过平衡位置竖直向下运动，与小球运动方向相同，故D错误。
9.【答案】
【解析】【分析】
由波动图象读出波长，由振动图象读出周期，求出波速；在乙图上读出时刻质点的振动方向，在甲图上判断出波的传播方向；根据波长与障碍物尺寸的关系分析能否发生明显的衍射现象；机械波传播的过程中，质点只在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移。
【解答】
A、由题图甲可知，，由题图乙可知，，则，选项A正确
B、由题图乙知，时在平衡位置，接下来会向轴正方向运动，由上下坡法，知在题图甲中必处于下坡位置，则该波的传播方向沿轴正方向，选项B错误
C、由于该波的波长为，则该波在传播过程中若遇到的障碍物，能发生明显衍射现象，选项C正确
D、只会在平衡位置上下移动，不会随波迁移，选项D错误。
10.【答案】
【解析】【分析】
本题关键记住交流发电机的最大值求解公式，同时掌握瞬时表达式书写，及正弦曲线还是余弦曲线，最后理解影响容抗与感抗的因素。
矩形线圈中产生交变电流，线圈处于中性面位置时电动势最小，为零；当线圈与磁场垂直时，电动势最大，；电感线圈对交流电有阻碍作用，交流电的频率越大，自感系数越大，阻碍作用越大，而电容器对交流的阻碍，交流电频率越大，电容越大，阻碍越小。
【解答】
解：题图位置即中性面，所以感应电动势的瞬时值表达式为，故A正确；
B.感应电动势的峰值，增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值将增大，故B错误；
C.增大电容器两极板间的正对面积时，电容增大，容抗减小，灯泡变亮，故C错误；
D.抽去电感器的铁芯时，自感系数减小，感抗减小，灯泡变亮，故D正确。
故选AD。
11.【答案】 能
【解析】解：摆线应适当长些，以减小摆长测量的相对误差，故A正确，B错误；
摆球应选择体积适当小些，质量适当大些的铁球，以减小空气阻力对实验的影响，故C错误，D正确。
根据单摆周期公式可得
A.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，即摆长的测量值较真实值偏小，会造成的测量值偏小，故A正确；
B.测摆线时摆线拉得过紧，从而使摆长的测量值较真实值偏大，会造成的测量值偏大，故B错误；
C.开始计时时，停表过迟按下，则所测值偏小，会造成的测量值偏大，故C错误；
D.实验时误将次全振动数为次，则所测值偏小，会造成的测量值偏大，故D错误；
根据中表达式变形可得
所以图线斜率为
解得：
摆球质量分布不均匀对实验的影响在于摆长的测量误差，根据中表达式可知，在利用图线斜率计算时，选取图线上两点的纵坐标作差时可以将摆长的误差消去，从而消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差。
故答案为：；；；能
根据误差产生的原因结合单摆测量重力加速度的实验要求进行分析；
根据单摆周期公式结合图线的斜率进行解答；
根据单摆周期公式得到重力加速度的表达式结合四个选项进行分析；
根据单摆周期公式推导出重力加速度的表达式进行分析。
解决本题的关键掌握实验的原理，掌握单摆周期公式，通过周期公式得出图线的斜率的物理意义。
12.【答案】
【解析】解：纯油酸体积为：，
油膜面积为：，油酸分子直径．
面积超过正方形一半的正方形的个数为个，则可取为个，
则油膜的面积；
故答案为：；．
求出油酸的体积与油膜的面积，可以求出油膜的厚度，即油酸分子的直径；
采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积，从而即可求解．
本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验步骤和数据处理，难度不大，是一道基础题，熟练掌握基础知识即可正确解题；解题时要注意，应该是纯油的体积，不是酒精油酸溶液的体积，同时掌握通过累积的方法将微小量转换成较大的量再进行测量，以减小相对误差．
13.【答案】解：根据查理定律有：，
解得：；
根据玻意耳定律有，
解得
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：金属棒匀速运动，位移为
金属棒在两导轨间的感应电动势为
当时，感应电动势达到最大，最大值为
阻值为 的定值电阻的最大功率为
解得
两电阻的并联值为
外力做功等于回路产生的焦耳热，即
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：对活塞受力分析可知
所以
当活塞恰好要上升时，对活塞受力分析可知
所以
对甲气体研究：状态一 ，
状态二 ，
由查理定律可知
解得
即
对乙气体研究：当活塞恰好到达顶点时，系统乙内气体状态未发生变化，即
此时，对甲气体研究：状态三 ，
由状态二到状态三，由盖吕萨克定律可知
解得
甲、乙两部分温度差

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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