四川省资阳市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版）

这是一份四川省资阳市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试卷（解析版），共18页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，用0.5mm黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，监考人只将答题卡收回.
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项最符合题目要求。
1. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A. 图甲中，用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有扩张的趋势
B. 图乙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
C. 图丙中，在测温装置的玻璃槽内放入水银，液面出现如图所示不浸润现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力
D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
【答案】C
【解析】A．图甲中用烧热的针刺破棉线某一侧的肥皂膜后，棉线会向着另一侧的肥皂膜收缩，是因为液体表面具有收缩的趋势，而不是扩张的趋势，故A错误；
B．图乙中，石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，所以该固体是单晶体，故B错误；
C．图丙中，当玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间吸引力时，水银在玻璃表面表现为不浸润，故C正确；
D．图丁中，设题中气体的摩尔体积为V，摩尔质量为M和阿伏加德罗常数为，根据
可以估算出气体分子的质量；但由于气体分子间距离较大，根据V和能估算出气体分子所占据的空间体积，不能估算出气体分子的体积，故D错误。
故选C。
2. 以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是在匀强磁场内运动的闭合线框；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的
B. 图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
C. 图丙中，闭合线框中b点电势高于c点的电势
D. 图丁中，电路开关断开瞬间，灯泡A会立即熄灭
【答案】B
【解析】A．图甲中，无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，选项A错误；
B．图乙中，真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，选项B正确；
C．图丙中，根据右手定则可以判断点的电势高于点的电势，选项C错误；
D．图丁中，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流，电路开关断开瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，则线圈相当于电源，与灯泡组成新的回路，则灯泡A会先闪亮再缓慢熄灭，选项D错误。
故选B。
3. 图书馆的书籍防盗系统利用振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈与电容器构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，电容器的电场能为零
B. 时刻，线圈的自感电动势最大
C. 时间内，未消磁的书籍标签正在靠近线圈
D. 时间内，线圈中电流逐渐增大
【答案】C
【解析】A．时刻，电容器上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误；
B．时刻，电容器放电完毕，此时线圈的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误；
C．由图可知时间内，振动电路的振动周期逐渐变大，根据
可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈，选项C正确；
D．时间内，电容器带电量增大，则线圈中电流逐渐减小，选项D错误
故选C。
4. 、为放在水平面上的高度略有差别的两个长方体，为了检查这两个长方体的上表面是否相互平行，检测员用一块标准的平行透明平板压在、的上方，与、之间分别形成尖劈形空气层，如图所示。、的上表面与平板之间的夹角分别为和，为平板上表面上的一点。用单色光从上方照射平板，、的上方都能观察到明显的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A. 若，则上方的干涉条纹间距大于上方的干涉条纹间距
B. 若，则上方的干涉条纹间距小于上方的干涉条纹间距
C. 若将、的间距缩短些，则上方的干涉条纹分布变得更稀疏
D. 若在处用较小的力下压平板，则上方的干涉条纹分布变密
【答案】B
【解析】根据题意，设长方体上表面与平板夹角为，相邻亮条纹间距为，根据空气薄膜干涉条件有
则
A．若，则有
即上方的干涉条纹间距等于上方的干涉条纹间距，故A错误；
B．若，则有
即上方的干涉条纹间距小于上方的干涉条纹间距，故B正确；
C．若将、的间距缩短些，则增大，则减小，可知上方的干涉条纹变得更密，故C错误；
D．若在处用较小的力下压平板，则减小，则增大，可知上方的干涉条纹分布变稀疏，故D错误。
故选B。
5. 定质量的理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（ ）
A. a→b过程，气体对外做功，内能增加
B. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
C. b→c过程，气体对外做功，内能不变
D c→a过程，外界对气体做功，内能增加
【答案】A
【解析】AB．a→b过程是等压过程，体积变大，气体对外做功，由
可知温度升高，内能增加，由热力学第一定律
可知气体从外界吸收的热量大于对外做功，故A正确，B错误；
C．b→c过程中气体与外界无热量交换，即
又由气体体积增大可知
由热力学第一定律
可知气体内能减小，故C错误；
D．c→a过程为等温过程，可知
则内能不变，故D错误。
6. 如图所示，匀强磁场方向与水平面成角斜向右下方，矩形线圈以恒定角速度绕水平面内的轴按图示方向转动，线圈通过换向器与电阻R相连。以图中时刻为计时起点，规定电流由a通过R流向b方向为电流正方向，则通过R的电流i随时间变化图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】从图示位置顺时针转角的过程中，线圈的磁通量在减小，由楞次定律可知，感应电流方向由b通过R流向a，即为负方向。这段时间为
当转到线圈平面与磁场方向平行时，线圈的感应电流最大。继续转角的过程中，线圈的磁通量在增大，由楞次定律可知，感应电流方向由b通过R流向a，即为负方向。这段时间为
继续转角的过程中，线圈的磁通量在增大，线圈两个接头通过换向器改变了与R两端的连接，由楞次定律可知，感应电流方向由a通过R流向b，即为正方向。这段时间为
此时，线圈平面与磁场方向垂直，感应电流为0。
7. 如图所示，某热水瓶的容积为V，瓶中刚好有体积为的热水，瓶塞将瓶口封闭，瓶中气体压强为1.2p0，温度为87℃，环境大气压强为p0，将瓶塞打开，一会儿瓶中气体温度变为57℃，瓶中气体可看成理想气体，则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中，跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设原来瓶中气体变成57℃、压强为p0时，气体的总体积为V′，根据理想气体状态方程，有
解得
则跑出气体的质量与原来气体的质量之比为
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 电磁波广泛应用于通信、能源、医学、军事、科研、工业、生活等领域，关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 振荡电路中，减小电容器极板间的正对面积，可提升辐射电磁波的本领
B. 根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C. X射线可以用于诊断病情，γ射线可以摧毁病变的细胞
D. 红外线具有较高能量，足以破坏细胞核中的物质，因此可以利用红外线灭菌消毒
【答案】AC
【解析】A．减小电容器极板间的正对面积，根据可知电容变小，根据LC振荡电路的频率公式可知导致振荡频率增大，频率越高，电磁波的辐射能力越强，故A正确；
B．麦克斯韦电磁场理论指出，变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。但若电场均匀变化（如线性变化），产生的磁场是恒定的；同理，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误；
C．X射线穿透能力较强，常用于医学成像（如X光片）；γ射线能量更高，可破坏病变细胞，用于放疗，故C正确；
D．红外线频率较低，能量不足以破坏细胞核物质。灭菌消毒通常利用紫外线的高能量特性，故D错误。
故选AC。
9. 如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压恒定交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1∶2。已知，R的最大阻值为20Ω。现将滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数变大，电流表示数变小
B. 电源的输出功率变大
C. 当时，滑动变阻器消耗的功率最大
D. 当时，电压表示数为48V
【答案】BD
【解析】A．依题意，理想变压器原副线圈电压之比为
又
联立，解得
可知滑动变阻器R的滑片P从最上端开始向下滑动时，减小，增大，即电流表示数变大，也增大，由
可知原线圈电压减小，所以副线圈电压减小，即电压表示数变小。故A错误；
B．电源的输出功率
随的增大而增大。故B正确；
C．滑动变阻器消耗的功率为
当满足
即时，滑动变阻器消耗的功率最大。故C错误；
D．当时，有
电压表示数为
故D正确。
10. 如图甲所示，水平面上固定有足够长的平行导轨，导轨间距d=1m，虚线O1O2垂直于导轨。O1O2左侧导轨与电容C=50mF的平行板电容器AB相连，且由不计电阻的光滑金属材料制成。O1O2右侧导轨由粗糙的绝缘材料制成。将一质量m=0.1kg、电阻不计的金属棒MN通过水平轻绳绕过光滑定滑轮与质量为M=0.2kg的小物块相连，O1O2左侧处于方向竖直向下的匀强磁场中。t=0时刻，将垂直于导轨的金属棒MN由静止释放，金属棒在轻绳的拉动下开始运动，当金属棒MN越过虚线O1O2后，作出金属棒的v−t图像如图乙所示。g取10m/s2，整个过程中电容器未被击穿，则下列分析正确的是（ ）
A. 电容器的A极板带正电
B. 金属棒与绝缘材料间的动摩擦因数为0.8
C. 匀强磁场的磁感应强度大小为4T
D. 金属棒的释放点到虚线O1O2的距离为2m
【答案】AD
【解析】A．金属棒切割磁感线时，根据右手定则可知电流方向由M流向N，则电容器A极板带正电，故A正确；
B．根据v−t图像可知，金属棒MN越过虚线O1O2后的加速度大小为
以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得
联立解得μ=0.5，故B错误；
CD．金属棒在虚线O1O2左侧运动时，以小物块和金属棒为整体，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
可知金属棒在虚线O1O2左侧做初速度为零的匀加速直线运动，根据v−t图像可知，该过程的运动时间为1s，末速度为4m/s，则加速度为
联立解得匀强磁场的磁感应强度大小为
金属棒的释放点到虚线O1O2的距离为，故C错误，D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。其中第13－15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度。
（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，_________（填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积；
（2）关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A. 为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油
B. 实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器
C. 为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞
（3）测得注射器内封闭气体的几组压强P和体积V的值后，以P为纵轴、为横轴，作出图像如图乙所示。图像向下弯曲的可能原因有（ ）
A. 实验过程中有进气现象B. 实验过程中有漏气现象
C. 实验过程中气体温度降低D. 实验过程中气体温度升高
【答案】（1）不需要 （2）A （3）BC
【解析】（1）横截面积相同，每一次体积的改变，只需要比较空气柱长度的变化即可，故不需要测量空气柱的横截面积；
（2）A．为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施时注射器上涂上润滑油防止漏气，故A正确；
B．若急速推拉活塞，则有可能造成等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故B错误；
C．手握紧活塞会导致温度的变化，故C错误；
（3）CD．图像发生了弯曲，根据，可得
则有可能时实验中温度发生了变化，因图像向下弯曲斜率变小，故有可能是温度降低了，故C正确，D错误；
AB．根据图线的斜率可知，如果温度不变，则说明气体的质量变小了，发生了漏气现象，故B正确，A错误。
12. 传感器在科研、生产和生活中有着广泛的应用。
（1）关于传感器下列说法中正确的是______
A. 传感器一般是将非电学量转化为电学量的装置
B. 光敏电阻在光照增强时电阻值会变大
C. 金属热电阻和热敏电阻的阻值都随温度升高而减小
（2）某实验小组的同学为了研究某保温式自动电饭锅中用于监测温度的热敏电阻的特性。设计了如图甲所示的电路，电路中的电压表均可看成理想电压表，定值电阻。
①开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最______（填“左”或“右”）端；
②通过多次实验，得出热敏电阻的阻值随温度变化的规律图像如图乙所示，某次实验时，图甲中的电压表、的示数分别为3.0V、4.2V，则热敏电阻所处环境的温度约为______℃；
③该种保温式自动电饭锅，采用电磁开关控制加热电路，电磁开关可等效为定值电阻，通过电磁开关的电流小于某一值时加热电路的开关闭合。当锅内米饭温度低于60℃时，加热电路开始工作，则下列电路图可能是该电饭锅中电路的是______（选填“图丙”或“图丁”）。
【答案】（1）A （2）左 30 图丙
【解析】（1）A．传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，其一般是将非电学量转化为电学量的装置，故A正确；
B．光敏电阻在光照增强时电阻值会变小，故B错误；
C．金属热电阻的阻值随温度升高而增大，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，故C错误。
故选A。
（2）[1]滑动变阻器采用分压式接法，为了确保安全，开关闭合前，滑动变阻器的滑动触头应置于最左端；
[2]根据欧姆定律有
解得
结合图乙可知，热敏电阻所处环境的温度约为
[3]温度越低，热敏电阻的阻值越大，图丙中，当增大时，热敏电阻所在回路总电阻增大，电路中干路电流减小，即通过电磁开关的电流减小，当电流小于某一值时加热电路的开关闭合，图丙能够达到要求；图丁中，当增大时，热敏电阻所在回路总电阻增大，电路中干路电流减小，则定值电阻与电源内阻上承担电压减小，则电磁开关并联部分电压增大，通过电磁开关的电流增大，可知图丁不能够达到要求，即该电饭锅中电路的是图丙。
13. 如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。
（1）求变压器的输出功率P；
（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q与其温度变化量ΔT成正比，即Q = CΔT，其中C已知。若电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由原线圈正弦交流电的峰值可知变压器输入电压有效值为
设变压器副线圈的输出电压为U2，根据理想变压器的电压与匝数之间的关系有
联立解得
理想变压器的输出功率等于R的热功率，即
（2）设加热前容器内气体的压强为p0，则加热后气体的压强为2p0，温度为T2，容器内的气体做等容变化，则有
由知气体吸收的热量
根据热力学第一定律，气体的体积不变，所以W = 0，容器是绝热容器，则
电热丝产生的热量全部被气体吸收
联立整理得
解得
14. 如图所示，一个储油桶的底面直径与高均为d。当桶内没有油时，点A处的光源发出的一条光线恰能沿着桶口照射到桶底的左端点B。现往桶内匀速地注入油，单位时间内桶内油的深度增幅为u，当油的深度等于桶高的一半时，该光线照射到桶底上的点C。且C、B两点相距。求：
（1）油的折射率n；
（2）光线在桶底的光斑在桶底的移动速度大小v。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图所示
底面直径与桶高相等，所以图中入射角
折射角为r，则有
油的折射率
（2）设t时间内油面深度为y，光斑移动位移大小为x，则
，
解得
15. 我国第三艘航母“福建号”已装备最先进的电磁弹射技术。某兴趣小组根据所学的物理原理进行电磁弹射设计，其加速和减速过程可以简化为下述过程。两根足够长的平直轨道和固定在水平面上，其中左侧为光滑金属轨道，轨道电阻忽略不计，间接有定值电阻，右侧为粗糙绝缘轨道。沿轨道建立轴，坐标原点与点重合。左侧分布有垂直于轨道平面向下的匀强磁场、右侧为沿轴渐变的磁场，垂直于轴方向磁场均匀分布。现将一质量为，长度为，电阻为的金属棒垂直放置在轨道上，与距离为。的右方还有质量为3m，各边长均为的形框，其电阻为。棒在恒力作用下向右运动，到达前已匀速。当棒运动到处时撤去恒力，随后与U形框发生碰撞，碰后连接成“口”字形闭合线框，并一起运动，后续运动中受到与运动方向相反的阻力，阻力大小与速度满足。已知，，，，，，，求：
（1）棒ab与U形框碰撞前速度的大小；
（2）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量；
（3）“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标；
（4）U形框在运动过程中产生的焦耳热。
【答案】（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）由题意可知棒ab到达前已匀速，则有
又，
联立解得
（2）棒ab与U形框碰撞前通过电阻R的电量为
其中，
联立可得
（3）设碰后瞬间金属框的速度为，根据动量守恒可得
解得
此后任意时刻闭合线框的速度为v，ab边处磁场为，de边处磁场为，则回路中的电动势为
其中
回路总电阻为4R，根据闭合电路欧姆定律可得
此时回路受到的安培力大小为
根据动量定理可得
其中，
联立解得“口”字形线框停止运动时，fc边的坐标为
（4）根据功能关系可知，U形框在运动过程中产生的总热量为
因任意时刻安培力与摩擦力之比为，所以焦耳热与摩擦热之比也为，可得U形框在运动过程中回路产生的总焦耳热为
则U形框在运动过程中产生的焦耳热为