江西省上进联考2024-2025学年高二下学期6月期末物理试卷（含答案）

江西省2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷
一、单选题
1．电磁波的发现和使用极大地改变了人类的生活。下列说法正确的是（ ）
A．与机械波相同，电磁波的传播也需要介质，不可以在真空中传播
B．无线电波广泛应用于通信、广播及其他信号传输
C．夜视仪是利用较热的物体发射紫外线的原理制成的
D．红外线具有高的能量，可以用来灭菌消毒
2．半导体掺杂是通过在纯净半导体材料（如硅）中掺入特定的其他元素，改变其电学性质的关键技术。掺杂过程中，若一个硅基分子固定于原点O，另一个掺杂分子从远处（大于10r0）向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。规定无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）
A．由远处至r0，分子间作用力F先减小后增大
B．由远处至r0，分子间的作用力表现为斥力
C．由远处至r0，分子间的作用力先做正功后做负功
D．由远处至r0，系统的分子势能一直减小
3．如图甲为安装在室内房顶的家用烟雾报警器，其简化原理图如图乙，电源电动势为E（内阻不计），R0为定值电阻，电流表A、电压表V均视为理想电表，光敏电阻RG的阻值随光照强度的增大而减小。闭合开关S，随着烟雾浓度的增大，电流表A、电压表V的示数变化情况分别为（　　）
A．减小，减小 B．增大，增大
C．减小，增大 D．增大，减小
4．如图，长度、质量的金属棒通以由到、大小为恒定电流，用两根等长的平行绝缘细线悬挂在点，静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。重力加速度大小取，则磁感应强度的大小为（ ）
A． B． C． D．
5．如图，容器内一定质量的理想气体经完成一次循环过程，其中和均为等温过程，和均为等容过程。下列说法正确的是（ ）
A．
B．过程，气体吸收热量等于其对外做的功
C．状态和状态相比，容器中单位时间内、单位面积上气体分子与器壁碰撞的平均作用力变大
D．经一次循环过程，气体放出热量
6．将一根铜丝顺次绕成如图所示的线圈，大、小圆半径分别为和，线圈的总电阻为为其两端点。线圈内存在垂直线圈平面向里匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化关系为（，均为常量）。忽略线圈连接处的间隙，则两点电势差为（ ）
A． B． C． D．
7．高能粒子对撞是研究物质本质、推动科技发展的重要手段。如图，在竖直向下的匀强磁场中，同一水平面内，电荷量为、动量大小为的粒子从点水平射出，电荷量为、动量大小为的粒子从点反方向射出，两粒子运动到点时，发生正碰并结合为一个新粒子。不计粒子重力及相对论效应，则新粒子的运动轨迹（虚线）可能是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲中，布朗运动反映了布朗颗粒的分子在做无规则热运动
B．图乙中，温度越高，分子的热运动越剧烈
C．图丙中，水黾能停在水面是由于液体表面张力作用
D．图丁中，石墨的微观结构中，碳原子的排列具有周期性
9．如图为某小型水力发电站的原理图，发电机的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电能通过理想升压变压器并入高压电网。已知发电机正常工作时的发电功率为，线圈的角速度为、匝数为、面积为，升压变压器原、副线圈匝数之比为，磁感应强度大小为，线圈电阻不计。发电机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置线圈磁通量最大时，磁通量的变化率也最大
B．图中理想电压表的示数为
C．升压变压器副线圈中的电流为
D．升压变压器副线圈两端的电压为
10．两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，间距为，导轨间有竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属棒垂直导轨静止放置，质量均为、接入电路的电阻均为。现给金属棒一个水平向右的初速度，经过时间，金属棒速度达到稳定。金属棒运动过程中始终和导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒达到稳定后，速度大小均为
B．时间内，金属棒上产生的焦耳热为
C．时间内，金属棒的位移大小为
D．时间内，金属棒的位移大小为
三、实验题
11．某实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验，首先将纯油酸配制成的油酸酒精溶液，然后测出溶液共有80滴。在盛水的浅盘上均匀地撒入适量的痱子粉，接着将1滴溶液轻轻滴入浅盘中，待油膜形状稳定后，如图，在玻璃板上用描线笔描出油膜轮廓，每小格边长为，油膜所占坐标纸格数约140格，请回答下列问题：
(1)油膜的面积为 （结果保留2位有效数字）。
(2)油酸分子的直径约为 m（结果保留2位有效数字）。
(3)若在油酸未完全散开时就描线了，测得油酸分子直径会 （选填“偏小”“偏大”或“不变”）。
12．某实验小组的同学探究影响感应电流方向的因素，请回答下列问题：
(1)如图甲，将条形磁铁（S极向下）迅速插入螺线管时，发现电流计G的指针向右偏转，螺线管的绕线方向如图乙，螺线管中感应电流产生的磁场方向 （选填“向下”或“向上”），可以得出所用电流计的指针偏转方向与电流方向的关系为：当电流从 （选填“+”或“-”）接线柱流入电流计G时，指针向右偏转。
(2)若磁铁插入的速度越大，电流计G的指针偏转的幅度 （选填“越大”“越小”或“不变”），若调转磁极，N极向下，并迅速插入螺线管，则电流计G的指针向 （选填“左”或“右”）偏转。
(3)如图丙，若用发光二极管代替电流计进行实验，将条形磁铁极向下插入螺线管，发现发光二极管 （选填“”或“”）短暂发光。
四、解答题
13．某款电磁阻尼系统的结构简图（俯视图）如图所示，由粗细均匀的金属丝绕成的单匝闭合正方形线圈abcd静止在光滑的水平面上，线圈的边长为、总电阻为，线圈的右侧存在一个足够大的、方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，现给线圈一个大小为的初速度，线圈的边进入磁场时，线圈的速度刚好减为0。线圈的运动方向始终与磁场左边界垂直，边始终和磁场的左边界平行。求：
(1)线圈刚进入磁场时，边受到的安培力的大小；
(2)线圈从进入磁场至速度减为0，通过金属丝横截面的电荷量。
14．如图，某学校的气象观测小组设计了一款气象观测气球，气球上升到一定的高度就会爆裂。放飞前，小组成员用容积为、压强为的氦气罐给气球充气（充气过程温度不变），使用后，罐内剩余气体的压强为。若该气球体积达到、压强为，才能达到放飞要求，气球放飞后飘向空中，当体积膨胀为，气球就会爆裂。若高度每升高1000m，大气温度平均下降，高度每升高，大气压强平均减小，放飞处的大气温度为、大气压强为，不计充气过程的漏气和气球内原有气体，气体看作理想气体，，求：
(1)若要使该气球达到放飞要求，至少需要几个氦气罐为其充气；
(2)该气球的上升的最大高度（结果保留整数）。
15．在现代科学技术研究中，经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系的轴负半轴上，有一个线状离子源（点分别为上、下端点，点为中点），长度为，可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子，这些正离子的初速度大小均为，方向均与轴负方向成角。第四象限内，轴和间存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为（未知），的右侧存在一个圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为（未知），磁场边界和轴分别相切与点，点的坐标为（2L，0）。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后，恰好沿着轴正方向从点进入磁场，经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用，求：
(1)电场强度大小和磁感应强度大小；
(2)所有离子首次穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围；
(3)若其他条件不变，在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为多少
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C B C A BCD BC BD
11．(1)3.5×10-3
(2)1.8×10-9
(3)偏大
12．(1) 向下 +
(2) 越大 左
(3)
13．(1)
(2)
【详解】（1）感应电动势大小为
感应电流大小为
解得
（2）设线圈从进入磁场至速度减为0，线圈中的平均电流为
再根据
，
解得
14．(1)
(2)
【详解】（1）对单个氦气罐研究，根据玻意耳定律
设总共需要个氦气罐
解得
（2）当气球爆裂时，气球体积膨胀到，爆裂时气球内气体的压强和温度分别是，
根据理想气体状态方程
解得
15．(1)，
(2)
(3)
【详解】（1）点发射的离子在电场中做类斜抛运动，离子从点到点
因为
联立解得
点发射的离子，以沿着轴正方向从点进入圆形磁场区域，从点离开根据几何关系，该离子在磁场中运动的半径为
洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）由于线状离子源发射的所有离子的速度大小相等、方向相同，所以这些离子离开电场时，速度方向均沿轴的正方向，且每个离子在电场中沿竖直方向的位移均为
离子进入圆形磁场区域的速度大小均为
所以所有离子做圆周运动的半径均等于圆形磁场的半径，属于磁聚焦模型，所有离子从圆与轴的切点进入第一象限轨迹如图所示
根据几何关系可得，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正半轴成，设离子从点进入第一象限时，与轴正方向成角，离子首次穿过轴以后，经过时间，再次回到轴，在竖直方向上有
则
因为
在水平方向上
因为
联立解得 （其中）
当分别等于、时，离子再次回到轴离点最远所以的坐标范围为。
（3）从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，将该离子速度分解出一个沿着轴正方向的速度，使得
可得
则另一分速度与轴负方向的夹角也为，大小为，可得
以此速度做圆周运动的半径
从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为