【物理】山东省日照市2024-2025学年高二下学期5月期中考试试题（解析版）

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一、单项选择题：本题包括8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为日照地区某学校教室内的一台吊扇，正常工作时沿逆时针匀速转动（从下向上仰视观察）。已知叶片长度为，角速度为，该地理位置地磁场的磁感应强度大小为，A、两点的电势分别为，，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】ABC．日照地区位于北半球，该地区地磁场竖直方向的分磁感应强度方向向下，吊扇叶片切割磁感线，叶片可以等效为电源，结合图示吊扇的转动方向，根据右手定则可知，A端为等效电源的正极，B端为等效电源的负极，则有
故A正确，BC错误；
D．该地理位置地磁场的磁感应强度大小为，令其方向与竖直方向夹角为，则有
A、两点的电势差
故D错误。
故选A。
2. 下列四幅图中有关固体和液体性质的描述，正确的是（ ）
A. 由甲图可知，由铁原子组成的物体一定具有各向异性
B. 图乙中液面形状说明，该液体不浸润管壁
C. 图丙中锄松土壤是为了利用毛细现象把地下的水分引上来
D. 图丁中荷叶上的水珠呈近似球体的形状，是因为液体表面张力的作用
【答案】D
【解析】A．甲图中铁是体心立方结构，铁是多晶体，多晶体不具有各向异性，故A错误；
B．图乙中液面形状是凹形，说明液体浸润管壁，故B错误；
C．锄松土壤是为了破坏毛细管，防止地下水分因毛细现象上升到地面蒸发，故C错误；
D．荷叶上水珠呈近似球体，是液体表面张力使液面收缩，尽量使表面积最小（球体表面积最小 ），故D正确。
故选D。
3. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）
A. 布朗运动是指液体分子的无规则运动
B. 运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈
C. 微粒越小，温度越高，布朗运动越明显
D. 分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大
【答案】C
【解析】A．布朗运动是指悬浮固体小颗粒无规则运动，故A错误；
B．分子热运动激烈程度与温度有关，与物体的运动状态无关，故B错误；
C．微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，故C正确；
D．分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小，故D错误。
故选C。
4. 导热性良好的玻璃瓶内封闭一定质量的气体，从10℃的湖底缓慢移动至温度为14℃的湖面的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 所有气体分子速率均增大
B. 气体分子对玻璃瓶壁碰撞的平均撞击力增大
C. 单位时间内与单位面积玻璃瓶壁碰撞的分子数不变
D. 气体分子间的作用力增大
【答案】B
【解析】A．从10℃的湖底缓慢移动至温度为14℃的湖面的过程中，所有气体分子的平均动能增大，气体分子的平均速率增大，并不是所有气体分子速率均增大，故A错误；
B．环境温度缓慢升高，气体分子的平均动能增大，气体分子对玻璃瓶壁碰撞的平均撞击力增大，故B正确；
C．由于分子数密度不变，气体分子的平均速率增大，单位时间内与单位面积玻璃瓶壁碰撞的分子数增多，故C错误；
D．由于分子数密度不变，气体分子间的距离不变，作用力不变，故D错误。
故选B。
5. 一定质量的理想气体经历了的循环过程，其p-t图像如图所示，其中ab连线、dc连线的延长线与纵轴交点的纵坐标分别为p1和p2，t0为它们的延长线与横轴交点的横坐标。状态a、d的温度为t1，状态b、c的温度为t2。关于该循环过程，下列判断正确的是（ ）
A. 气体在状态a和d的压强之比
B. 气体在状态a和b的压强之比
C. 气体在状态a和d的体积之比
D. 气体在状态a和c的体积之比
【答案】C
【解析】ACD．ab、cd是两条等容线，根据玻意耳得
，，
解得，，，AD错误，C正确；
B．根据查理定律得
解得，B错误。
故选C。
6. 如图所示是通过变压器给用户供电原理图。理想变压器的原线圈和副线圈输电线的电阻分别用R1和R2 表示，a、b端输入电压不变，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的阻值减小。当用户的用电器减少时，图中各表的读数变化正确的是（ ）
A. 电流表A1的读数不变B. 电流表A2的读数变小
C. 电压表V3的读数变小D. 电压表V2的读数变小
【答案】B
【解析】AD．当用户的用电器减少时，R的阻值增大，变压器副线圈的总电阻增大，变压器副线圈的总电阻在原线圈上的等效电阻增大，根据“串反并同”规律电流表A1的示数减小，R1的电压减小，因为a、b端输入电压不变，变压器原线圈两端电压增大，电压表V1的示数增大，根据 ，变压器副线圈两端电压V2增大，AD错误；
BC．电流表A1的示数减小，根据， 电流表A2的读数变小，R2的电压减小，又因为变压器副线圈两端电压V2增大，滑动变阻器两端电压增大，电压表V3示数增大，B正确，C错误。
故选B。
7. 如图所示，光滑水平面内存在一宽度为的匀强磁场，方向竖直向下，磁感应强度大小为。边长为的正方形线框以初速度垂直磁场边界进入匀强磁场，恰好穿出磁场。从图示位置开始，线框的速度，加速度，电流，电功率随位移变化的图像，下列选项正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．设线框电阻为R，质量为m，线框进磁场过程，规定向右为正方向，由动量定理有
因为
联立整理得
在过程，线框进磁场过程，随x线性减小；在过程，线框完全进入磁场，做匀速直线运动；在过程，线框出磁场过程，同理易知随x也是线性减小直至减为0，故A正确；
B．线框进磁场过程，根据牛顿第二定律有
可知在过程，线框进磁场过程，a随x线性减小；在过程，线框完全进入磁场，做匀速直线运动，加速度为0；在过程，线框出磁场过程，同理易知a随x也是线性减小直至减为0，故B错误；
C．根据闭合电路欧姆定律，可知
可知在过程，线框进磁场过程，I随x线性减小；在过程，线框完全进入磁场，做匀速直线运动，电流为0；在过程，线框出磁场过程，同理易知I随x也是线性减小直至减为0，故C错误；
D．电功率
可知在过程，线框进磁场过程，P随x非线性减小；在过程，线框完全进入磁场，做匀速直线运动，功率为0；在过程，线框出磁场过程，同理易知P随x也是非线性减小直至减为0，故D错误。
8. 如图所示的圆形区域内真空无磁场，、、、为边界上的四等分点。区域外有磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的足够大匀强磁场。一质量为，电荷量为的粒子（不计重力），从点沿半径方向、以适当的初速度射入磁场，偏转一次后从点首次进入圆形区域。若粒子从点出发开始计时，下列选项正确的是（ ）
A. 第一次回到点的时刻是
B. 第二次回到点的时刻是
C. 第次回到点的时刻是
D. 第次回到点的时刻是
【答案】D
【解析】A．粒子偏转一次后从点首次进入圆形区域，根据左手定则可知粒子带正电，粒子沿半径进入磁场，根据圆形区域磁场的几何规律可知，粒子一定沿半径方向进入圆形区域，作出粒子运动的轨迹图如图所示
可知，粒子第一次回到点的路径为
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有，
解得，
粒子每一次在磁场中运动时间均为
粒子每一次在圆形区域运动的时间
根据对称性可知，粒子第一次回到点的时刻是
故A错误；
B．结合上述，根据对称性可知，粒子第二次回到点的时刻是
故B错误；
C．结合上述，根据对称性可知，粒子第次回到点的时刻是
故C错误；
D．结合上述，根据对称性可知，粒子第次回到点的时刻是
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题包括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. 下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是（ ）
A. 变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场
B. LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大
C. 振荡电路频率越高，发射电磁波的本领就越大
D. 热物体和冷物体的红外辐射一样强
【答案】AC
【解析】A．变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，A正确；
B．LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最大，电场能最小，B错误；
C．振荡电路频率越高，发射电磁波的本领就越大，C正确；
D．热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，M和N是绕在同一个铁芯上自感系数很大的线圈，其自身的电阻忽略不计，A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合瞬间，线圈N中没有感应电流产生
B. 开关由断开到闭合，A、B灯立即变亮，然后A灯变得更亮，B灯逐渐熄灭
C. 开关S断开瞬间，流经电流表的电流从右向左
D. 开关S由闭合到断开后，A灯和B灯都逐渐变暗
【答案】BC
【解析】A．开关S闭合瞬间，线圈M中电流变化，铁芯中磁通量变化，线圈N中磁通量变化，会产生感应电流，故A错误；
B．开关S由断开到闭合，A、B灯立即变亮（因为瞬间有电流通过）；由于M自感系数大，电流稳定后，M相当于短路，B灯被短路逐渐熄灭，A灯因总电阻减小，电流增大变得更亮，故B正确；
C．开关S断开瞬间，线圈M中电流减小，则电流在线圈 M中产生的向右的磁场减小，则线圈N磁通量减小，根据楞次定律，流经电流表的电流从右向左，故C正确；
D．开关S由闭合到断开后，A灯立即熄灭（电路断开，无电流），B灯与线圈M构成回路，因M的自感逐渐变暗，故D错误。
故选BC。
11. 交流发电机原理如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中（ ）
A. PQ边所受安培力大小不变
B. 通过电阻R的电荷量为
C. 电阻R上产生的热量为
D. 若在电阻R两端并联一个击穿电压为的电容器，则电容器将被击穿
【答案】BD
【解析】A．当线圈由图示位置转过90°的过程中，感应电动势从最大值减小到0，电流强度从最大减小到0，PQ边所受安培力从最大减小到0，A错误；
B．通过电阻R的电荷量为

电流强度的平均值为
平均感应电动势为
磁通量的变化量为
解得，B正确；
C．电动势最大值为
电动势有效值为
电流强度有效值为
电阻R上产生的热量为

线圈转动的周期为
解得，C错误；
D．电动势最大值为
电流强度最大值为

电阻R两端电压最大值为

解得
若在电阻R两端并联一个击穿电压为的电容器，则电容器将被击穿，D正确。
故选BD。
12. 如图所示装置为卡车空气刹车系统，K1，K2，K3是电子阀门，刹车时K2打开，其它关闭。排气时K1打开，其它关闭。往储气罐加气时K3打开，其它关闭。制动室的初始体积，内部气体的压强为1atm。刹车时活塞从A位置到B位置，制动室体积变为，气体的压强达到8atm，此时时立即关闭K2，刹停后打开K1排气，活塞回到A位置，完成一次刹停过程。已知储气罐的容积，压缩机工作时每分钟能将160L压强为1atm的气体注入储气罐。忽略管道内气体体积，所有过程气体均视为理想气体且温度不变，以下正确的是（ ）
A. 若要保证能实施一次刹停，刹车前储气罐内气体压强最少为10atm
B. 若储气罐内气体压强为10atm，实施一次刹停，储气罐内气体减少20％
C. 压缩机失效后，若要保证连续实施3次刹停，储气罐内气体初始压强至少为12atm
D. 若储气罐内气体的压强为8atm，压缩机需要工作2分钟，可使压强恢复到16atm
【答案】ABD
【解析】A．设刹车前储气罐内气体压强为p2，根据玻意耳定律得

解得 ，A正确；
B．根据玻意耳定律得
解得
储气罐内气体减少百分比
B正确；
C．若储气罐内气体初始压强为12atm，第1次刹车，根据波意耳定律

解得
第2次刹车，根据波意耳定律
解得
若不考虑弹簧长度变化，第2次刹车失效。若考虑弹簧长度变化，第2次刹车的压强小于7.66atm，第2次刹车失效，C错误；
D．根据波意耳定律
解得 ，D正确。
三、非选择题：本题包括6小题，共60分。
13. “用油膜法估测油酸分子的大小”实验的简要步骤如下：
①配制浓度的油酸酒精溶液。
②用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液，把它一它一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL。
③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上。
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状。
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，每个小方格的面积为，数出轮廓范围内小方格的个数。
（1）该油膜面积为______，油酸分子直径约为______m（保留一位小数）。
（2）若计算油酸分子直径的结果偏小，可能是由于______。
A. 油酸未完全散开
B. 配制好的酒精油酸溶液放置时间过久
C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D. 求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
【答案】（1）216 （2）BD
【解析】（1）[1]根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为108个，故面积为
[2]1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
（2）A．设纯油酸的体积为V，油膜的面积为S，根据计算油酸分子直径的公式可知油酸未完全散开，S偏小，故得到的分子直径d将偏大，故A错误；
B．同理，配制好的酒精油酸溶液放置时间过久，溶液浓度计算值小于实际值，则一滴纯油酸体积的计算值偏小，测量直径将偏小，故B正确；
C．同理，计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，故C错误；
D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，由可知，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故D正确。
故选BD。
14. 某实验小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律，设计了如下实验。
（1）测热敏电阻在某一温度下的阻值。用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作后，指针偏角过小。应将倍率更换至______（选填“×100”或“”）倍率，正确操作并读出热敏电阻的阻值。
（2）为了准确测量热敏电阻在该温度下的阻值，设计了如图甲所示电路图。电流表读数为1mA。电压表量程为3V，表盘指针如图乙所示。此时该热敏电阻的阻值RT=______Ω（保留3位有效数字）。
（3）经测量热敏电阻的阻值RT与温度t的关系部分数据如下表：
利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图所示，恒压电源两端的电压为12V，报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压低于8V时，便触发报警器报警。若要求开始报警时环境温度为40℃，则图中电阻箱R的阻值应为______Ω。测试发现温度达到42℃时报警器才开始报警，则应______（选填“调小”或“调大”）电阻箱R的阻值。
【答案】（1）×100 （2）1.25×103 （3）430##430.0 调大
【解析】（1）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量热敏电阻的阻值，正确操作后，指针偏角过小。表明被测电阻的阻值过大，应将倍率更换至“×100”倍率；
（2）电压表读数是1.25V，该热敏电阻的阻值 ；
（3）[1]根据表格，环境温度为40℃时，该热敏电阻的阻值
电阻箱的阻值为
[2]报警器报警时满足
测试发现温度达到42℃时报警器才开始报警，此时热敏电阻的阻值小于430Ω，若要求开始报警时环境温度为40℃，应调大电阻箱R的阻值。
15. 如图甲所示，匝数，边长的正方形线圈，电阻，两端点、与电阻串联。在线圈内有一半径为的圆形区域，区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示。求：
（1）回路中的感应电动势（计算结果保留）；
（2）回路中感应电流的大小及方向（顺时针或逆时针）。
【答案】（1） （2），逆时针
【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得
（2）由闭合电路欧姆定律可得回路中感应电流
由楞次定律可知回路中感应电流是逆时针方向。
16. 水力发电作为一种可再生能源，在全球电力生产中占有较大的份额。某地一水力发电站通过变压器和远距离输电线路给用户供电的简化模型如图。发电站的输出电压恒为240V，输出功率为720kW。升压变压器原、副线圈的匝数比为1:30，两变压器间的输电线总电阻。变压器均为理想变压器，降压变压器的输出电压为220V。求：
（1）输电线上损失的电压ΔU；
（2）降压变压器原、副线圈匝数比n3:n4；
（3）用户消耗电功率P4。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）升压变压器原线圈电流 ，输电线电流
输电线上损失的电压
（2）升压变压器副线圈的电压
降压变压器原线圈电压
降压变压器原、副线圈匝数比
（3）输电线损失的电功率
用户得到的电功率
17. 如图甲所示某同学设计了一个减震器模型，上端开口，底部导热，侧壁绝热的气缸竖直放置于水平地面，横截面积，靠近底部有一阀门K。绝热活塞A、B将气体分为、两部分，一劲度系数，原长的轻质弹簧连接气缸底部和活塞B。A、B之间用一长度的细线相连。活塞A的质量，活塞B的质量不计。初始时阀门K关闭，弹簧处于原长，细线伸直无拉力，、两部分气体温度均与环境温度相等。已知环境温度，大气压强，所有过程中环境温度和大气压强均不变，，，不计一切摩擦，弹簧始终在弹性限度内，所有气体均视为理想气体。
（1）对活塞A施加向下压力，使之缓慢下降，直至弹簧被压缩4cm，此时中气体温度。求活塞A下降的距离。
（2）将气缸吊起进行测试如图乙所示，阀门K打开，细线未断。稳定之后通过制冷片（体积不计）缓慢降低中气体的温度。求：
①细线拉力恰好为零时，中气体的温度；
②当中气体温度时，活塞A与气缸底部的距离。
【答案】（1）5cm （2）①；②19.8cm
【解析】（1）初始时M中气体压强
初始时N中气体压强
由于气缸底部导热，所以N中气体等温变化，由玻意耳定律得
则
弹簧被压缩4cm，再次平衡时M中气体压强
对M中的气体，由理想气体状态方程得
则
解得
活塞A下降的距离
（2）[1]细线拉力恰好为零时，M中的压强为
对M中的气体，由查理定律可得
解得，即
[2]对AB整体分析得
解得弹簧的伸长量
当中气体温度时，对M中气体由等压变化可得
由，解得
活塞A与气缸底部的距离
18. 如图所示，水平面上固定一间距的足够长平行金属导轨MN-M' N'，右端与倾角的足够长平行光滑金属导轨NP-N' P'连接。整个空间存在垂直于NPN' P'平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。长，质量，阻值的导体棒a静止放在水平导轨上，另一根完全相同的导体棒b从倾斜导轨顶端由静止释放，导体棒a、b与导轨始终保持垂直。经过时间，导体棒b速度恰好达到稳定，导体棒a恰好将要滑动。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，求：

（1）导体棒b稳定时的速度v0；
（2）导体棒a与水平轨道间的动摩擦因数μ1；
（3）0～t时间内流过导体棒b的电荷量q；
（4）若导体棒a与水平轨道间的动摩擦因数，将导体棒a，b同时由静止释放，其他条件不变，求稳定时导体棒a，b的加速度。
【答案】（1） （2） （3） （4） ，
【解析】（1）金属棒稳定时，感应电动势为
感应电流为
根据平衡条件得
解得 ，
（2）根据平衡条件得 ，解得
（3）根据动量定理得 ， ，解得
（4）分别对a、b金属棒根据牛顿第二定律得
，
回路感应电流大小为
当稳定后，电流保持不变
，，
解得 ，t/℃
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
RT/Ω
2400.0
1500.0
1150.0
860.0
435.0
120.0