山东省泰安市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷（学生版+解析版）

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。
1. 有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是（ ）
A. 图甲：在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点后蜡熔化的范围，则a一定是非晶体，b一定是晶体
B. 图乙：水黾停在水面上，说明水黾受到了浮力作用
C. 图丙：气体速率分布随温度变化而改变，
D. 图丁：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
2. 在智能物流系统中，智能配送车可自行完成物流货物配送。如图所示，现有两辆智能配送车甲和乙沿同一直线轨道同时相向而行，甲车从静止出发以的加速度做匀加速直线运动，乙车以初速度6m/s刹车，加速度大小为。已知智能配送车的最大速度为8m/s，两车初始相距70m，经过7s两车之间的距离为（ ）
A. 12mB. 12.5mC. 10mD. 3m
3. “天问一号”火星车搭载的核电池利用衰变释放的能量发电。的衰变方程为，则（ ）
A. 的衰变为衰变
B. 衰变方程中的X等于3
C. 比结合能比的大
D. 火星表面的低温环境会使的半衰期变大
4. 为了测量储罐中不导电液体的高度，有人设计了如图所示装置。将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。某一时刻的磁场方向、电容器带电情况如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 此时电容器正在充电
B. 振荡电流正在减小
C. 当储罐内的液面高度升高时，LC回路振荡电流的频率升高
D. 当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该LC回路中的振荡周期为4t
5. 一定质量的理想气体从状态a开始经绝热过程到状态b，图像如图所示。则（ ）
A. a→b过程为等温过程
B. 气体在状态a时比在状态b时的温度高
C. 气体在状态a时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态b时少
D. 在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时小
6. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于北斗导航系统中，氢原子钟通过氢原子能级跃迁辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，则下列说法正确的是（ ）
A. 一个处于n=6能级的氢原子向低能级跃迁时最多发出15种不同频率的光子
B. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的红光
C. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能也增大
D. 大量氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级辐射的光子中部分为可见光光子
7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有一竖直向下宽度为的磁场区域，以磁场左边界为坐标原点建立坐标轴，磁感应强度大小，为大于零的常量。有一边长为（）、电阻为的正方形导线框沿轴正方向以速度匀速通过磁场区域，线框的左右两边与磁场的边界平行。关于线框所受安培力随变化关系的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 如图所示，把倾角为的粗糙斜面体置于粗糙水平地面上，物块通过跨过光滑轻质定滑轮的轻绳与质量为的小球连接，点为轻绳与定滑轮的接触点，初始时，小球在水平向右的拉力作用下，使轻绳段与水平拉力的夹角为，、均保持静止状态。现改变拉力，并保持夹角大小不变，将小球向右上方缓慢拉起至水平，物块和斜面体始终保持静止状态。重力加速度为，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A. 拉力先变大后变小
B. 拉力最大值为
C. 地面对斜面体的支持力先变大后变小
D. 斜面体所受地面摩擦力先变大后变小
二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
B. “压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分
C. 毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关
D. 第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律
10. 光电效应的发现，开启了人类对光、电转化的研究，相继出现了照相机、摄像机等电子设备。在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能Ek与入射光波长λ的关系如图所示，图像与横轴交点为λ0，为图像的渐近线，已知真空中光速为c，元电荷为e，则（ ）
A. 普朗克常量为
B. 普朗克常量为
C. 当时，遏止电压为
D. 当时，遏止电压为
11. 如图所示，小型发电机线圈固定，共有100匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转速度为12r/min，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5∶1，电流表和电压表均为理想电表，负载电阻，滑动变阻器，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数为100V
B. 电压表的示数为20V
C. 将滑动变阻器的滑片向下移，电流表的示数减小
D. 将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数增大
12. 如图所示，足够长的平行金属导轨固定在水平面内，间距，电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积，内阻，匝数匝。一根长，质量、电阻的导体棒垂直放置在导轨上。线圈内的磁场平行于轴线向上，磁感应强度以的变化率随时间增大，忽略线圈的自感现象；导轨之间的匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度的大小。时刻闭合开关，当时导体棒达到最大速度，重力加速度。则（ ）
A. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
B. 导体棒与导轨间的动摩擦因数
C. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为
D. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为
三、非选择题∶本小题共6小题，共60分。
13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的点。在橡皮筋的另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋。
（1）具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是（ ）
A. 图甲中，与的方向必须相互垂直
B. 重复实验再次进行探究时，结点的位置必须与前一次相同
C. 用两弹簧测力计同时拉橡皮筋与用一个弹簧测力计拉橡皮筋，两次橡皮筋的长度相同即可认为力的效果相同
D. 使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线
（2）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是___（填“”或“”）。
（3）某小组探究橡皮筋弹力与形变量的关系，测出了橡皮筋在不同拉力作用下的长度，并据此作出了图像，如图丙所示。根据图像分析可知，橡皮筋长度增加时劲度系数______（填“增大”或“减小”）。
14. 某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为：
学生电源；可调变压器、；
规格相同的电阻箱、；
相同的灯泡、（额定电压为）；
交流电流表、、，交流电压表、；
开关、，导线若干。
部分实验步骤如下：
（1）模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，将双刀双掷开关置于处，闭合，调节电阻箱阻值，示数为时（量程为）示数如图乙所示，为______，学生电源的输出功率为_______。
（2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压不变，将双刀双掷开关置于处，调节电阻箱阻值与（1）中阻值相同，闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的_____倍。
（3）示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了_______。
15. 根据国家能源局统计，我国风电装机功率连续13年居世界第一位。某实验小组模拟风力发电供电的装置如图甲所示，已知发电机转子由1000匝线圈构成，线圈总电阻，线圈面积，处在磁感应强度的匀强磁场中，在风力作用下线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。某理想变压器原、副线圈的匝数之比，定值电阻。求∶
（1）若该发电机线圈由图示中性面位置开始计时，请写出该发电机电动势瞬时值表达式；
（2）若将该发电机作为变压器输入端电源接入到图乙所示的电路中，求电阻在1分钟内产生的热量。
16. 医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的绝热密闭容器，横截面积为，有一质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。
（1）求气筒的容积；
（2）完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。
17. 如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为α的绝缘斜面上，平行轨道的间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m、长度也为L、电阻忽略不计的均匀直金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。轨道之间存在以CD为边界的区域Ⅰ、Ⅱ，CD与导轨垂直，区域Ⅰ内充满磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场；区域Ⅱ内充满方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。让金属棒ab沿导轨由静止开始下滑，金属棒到达CD边界时刚好匀速运动，金属棒在区域Ⅰ运动过程中回路产生的焦耳热为Q。导轨的电阻可忽略，且与金属棒接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。
（1）求金属棒到达CD边界时速率v1和金属棒在区域Ⅰ的位移大小x；
（2）已知金属棒到达区域Ⅱ某位置时的加速度大小a=gsinα，金属棒从进入区域Ⅱ到该位置过程中流过电阻的电荷量为q，求此过程经历的时间t。
18. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，A、B两车同时沿两条相距x0=12m的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，A车始终以v=10m/s的速度做匀速直线运动；B车从静止开始以a1=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，已知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=20m。
（1）求B车在匀速行驶前，两车的最大距离Δx大小（结果可保留根号）；
（2）整个运动过程中两车能够保持连接的总时间Δt；
（3）若t=40s时，B车开始以a2=4m/s2的加速度刹车，求再经多长时间两车可以再次连接。