山东省淄博市2024-2025学年高二下学期教学质量检测物理试卷（解析版）

这是一份山东省淄博市2024-2025学年高二下学期教学质量检测物理试卷（解析版），共19页。
2．选择题答案必须使用铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
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题目要求。
1. 居里夫人的一份手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现。手稿中残留有镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年，现测定手稿上镭的含量为A，当手稿上镭含量为时，经过的时间约为（ ）
A. 810年B. 1620年C. 3240年D. 6480年
【答案】C
【解析】镭的含量从A到，由
可知需经历两次半衰期；经过的时间约为，故选C。
2. 2025年6月1日，出现了6小时特大地磁暴，在我国北方多地观测到了极光现象。来自太阳的高能带电粒子流被地磁场俘获，形成极光现象。如图所示，是某高能粒子被地磁场俘获后的运动轨迹示意图，忽略万有引力和带电粒子间的相互作用，以下说法正确的是（ ）
A. 图中所示的带电粒子带负电
B. 洛伦兹力对带电粒子做负功，使其动能减少
C. 图中所示的带电粒子做螺旋运动时，旋转半径不变
D. 若带正电的粒子在赤道正上方垂直射向地面，一定会向西偏转
【答案】A
【解析】A．根据图示，洛伦兹力方向指向轨迹内侧，利用左手定则可知，四指指向与速度方向相反，则图中所示的带电粒子带负电，故A正确；
B．洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，即洛伦兹力对带电粒子不做功，故B错误；
C．根据
解得
图中所示的带电粒子做螺旋运动时，由于粒子靠近北极时，磁感应强度逐渐增大，则旋转半径减小，故C错误；
D．赤道上空的磁场方向由南指向北，若带正电的粒子在赤道正上方垂直射向地面，根据左手定则可知，洛伦兹力方向指向东，即粒子一定会向东偏转，故D错误。
故选A。
3. 图示为氢原子的能级图，用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到氢原子发射的不同频率光子的种类有（ ）
A. 10种B. 6种C. 3种D. 1种
【答案】B
【解析】用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，由于
可知，氢原子吸收该光子能量后跃迁至第4能级，之后该氢原子由第4能级跃迁至低能级可观测到氢原子发射的不同频率光子的种类数为
故选B。
4. 用如图所示的电路研究断电自感现象，线圈L自身的电阻RL明显小于灯泡A的电阻RA，则开关S断开前后，通过灯泡A的电流I随时间t变化的图像可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】由于线圈L自身的电阻RL明显小于灯泡A的电阻RA，则开关闭合时，通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，开关S断开后瞬间，由于线圈的自感，通过灯泡的电流跟原方向相反，大小与线圈原电流大小相同。
故选D。
5. 一定质量的理想气体从状态开始，经过，最后回到初始状态，各状态参量如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 状态的温度高于状态的温度
B. 状态到状态气体的内能增大
C. 过程气体对外做的功大于过程外界对气体做的功
D. 气体在整个过程中从外界吸收热量
【答案】D
【解析】A．根据理想气体状态方程可得
结合图像解得，故A错误；
B．同理B到C的过程中，则有
解得
即气体从B到C状态，气体的温度降低，内能减少，故B错误；
C．根据p − V图像与横轴围成的面积表示做功大小，过程气体对外做的功
过程外界对气体做的功
可见过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功，故C错误；
D．气体从A状态开始，经过A→B→C→D→A，最后回到初始状态A，由于气体的内能变化为0，气体整个过程对外做功，根据热力学第一定律可知，气体在整个过程中需要从外界吸收的热量，且其吸收的总热量等于气体对外界做的功，故D正确。
故选D。
6. 球心为、半径为半球形光滑绝缘碗固定于水平地面上，带电量分别为和的小球甲、乙刚好静止于碗内等高的、两点，、连线与竖直方向的夹角为，截面如图所示。已知静电力常量为，重力加速度大小为，则甲球的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对甲球受力分析如图所示
由已知条件可得
由库伦定律可知，AB间的库伦力大小为
由平衡条件可得
解得甲球得质量
7. 如图，在光滑水平桌面上有一边长为、电阻为的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为的条形匀强磁场区域，磁场的边界与边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，时边恰与磁场的左边界重合，随后导线框在垂直于边的水平外力作用下沿直线匀加速通过磁场区域。下列图像中，可能正确描述上述过程的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】线框刚进入磁场及刚出磁场时，对线框受力分析，根据牛顿第二定律可得
其中，
联立可得
由于线框始终做匀加速直线运动，故此阶段的图像为一次函数，当线框完全进入磁场时，线框不受安培力的作用，此时，即线框受到的外力大小不变，只是比刚进入磁场和刚出磁场时的拉力略小。
故选C。
8. 龙舟赛是我国一项古老的民俗活动。在龙舟赛中，某龙舟速度达到时开始计时，在内加速度与时间的关系如图所示，以龙舟前进方向为正方向，龙舟的运动视为直线运动，则（ ）
A. 时龙舟的速度大小为
B. 内龙舟的速度变化量大小为
C. 内和内龙舟的动能增量相同
D. 内和内龙舟的位移差大小为
【答案】D
【解析】A．因a-t图像与坐标轴围成的面积等于速度的变化量，可知时龙舟的速度大小为，选项A错误；
B．内龙舟的速度变化量大小为，选项B错误；
C．因内和内龙舟的速度变化量相等，在t=0时刻的速度为
在t=1s时刻的速度为
在t=2.0s时的速度为
根据，动能增量不相同，选项C错误；
D．大致画出在2s内物体的v-t图像如图，则内和内龙舟的位移差大小为，选项D正确。
故选D。
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。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A. 0.01s时穿过线圈的磁通量最大
B. 时线圈边的电流方向由指向
C. 电流表的示数为
D. 电流的瞬时值表达式为
【答案】BC
【解析】A．0.01s时感应电流最大，可知穿过线圈的磁通量变化率最大，磁通量最小，选项A错误；
B．时线圈转到图示位置，则由右手定则可知，边的电流方向由指向，选项B正确；
C．电流表的示数为，选项C正确；
D．因
可知电流的瞬时值表达式为
选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示为一种质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线为 圆弧，圆弧的半径为，通道内有均匀辐向电场，在中心线处的电场强度大小为，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向外，一质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，做半径为的匀速圆周运动，最终打到胶片上的点。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电
B. 加速电场的电压
C. 磁感应强度大小
D. 粒子在磁场中的运动时间
【答案】AD
【解析】A．粒子在向外的磁场中受洛伦兹力向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；
B．在静电分析器中，根据电场力提供向心力，有
在加速电场中，有
联立得，故B错误；
C．由得
，故C错误；
D．在磁分析器中粒子由P到Q经过半个周期

代入B得，故D正确。
故选AD。
11. 某登山运动员在攀登珠峰的过程中,他裸露在外的手表表盘玻璃没有受到任何撞击却突然爆裂，此时气温为，爆裂前表内气体体积的变化可忽略不计。该手表出厂参数为∶时表内气体压强为，当内外压强差达到时表盘玻璃将爆裂。已知海平面大气压为，高度每上升，大气压强降低。热力学温度与摄氏温度的关系为，下列说法正确的是（ ）
A. 手表的表盘玻璃是向内爆裂
B. 爆裂前瞬间表盘内的气体压强为
C. 此时外界大气压强为
D. 此时登山运动员所在的海拔高度为
【答案】BD
【解析】A．某登山运动员在攀登珠峰的过程中，气体的压强降低，所以表内气体压强大于表外压强，所以玻璃向外爆裂，故A错误；
B．根据查理定律，初始温度
爆裂时温度
由
解得，故B正确；
C．海拔升高导致大气压降低，外界大气压不可能高于海平面值，故C错误；
D．外界大气压为，降低量为
每上升降低，对应高度，故D正确。
12. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置并固定，导轨平面与水平面夹角为，顶端接有阻值为的电阻， 垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直导轨平面向下。质量为、电阻为的金属棒水平锁定在距导轨顶端处；时解除锁定，由静止释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为，则（ ）
A. 在时，金属棒中的电流大小为
B. 在时，金属棒受到安培力的大小为
C. 在内，金属棒受到安培力的方向先沿斜面向下再沿斜面向上
D. 在金属棒释放后，金属棒的最大热功率为
【答案】CD
【解析】A．在时，回路产生的感应电动势
金属棒中的电流大小为，选项A错误；
B．在时，金属棒受到安培力的大小为，选项B错误；
C．在内，金属棒产生的感应电流方向不变，均为从N到M；磁场方向先向下后向上，根据左手定则可知受到安培力的方向先沿斜面向下再沿斜面向上，选项C正确；
D．在金属棒释放后，达到最大速度时
金属棒的最大热功率为，选项D正确。
三、非选择题∶本题共6小题，共60分。
13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。在浅盘中盛上水，将痱子粉均匀撒在水面上。继续完成实验操作∶
（1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为_____；
A. B. C. D.
（2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状如图所示。图中每个正方形小方格的边长为，则油酸薄膜的面积_____；
（3）由此可得，油酸分子的直径为_____（结果用、、、和表示）。
【答案】（1）A （2）#### （3）
【解析】（1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，故选A。
（2）油酸薄膜轮廓形状大约为68个小正方形，每个小正方形面积为，故油酸薄膜的面积为。
（3）油酸分子的直径为
14. 如图所示，小齐同学从家里旧电器上拆得一环形变压器，但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学想利用高中所学知识来测量该变压器原、副线圈的匝数。
（1）结合铭牌残存数据可知图甲中1、2为原线圈接线端，3、4为副线圈接线端，用多用电表欧姆挡测量发现都导通；
（2）先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕匝漆包细铜线，并在铜线两端输入峰值为的交流电；
（3）用电压传感器测得原线圈1、2两端电压随时间的变化曲线如图乙所示，则原线圈的匝数_____匝，铜线A两端输入的交流电频率为_____Hz；另将一交流电压表接在副线圈两端，电压表的示数为，则副线圈的匝数_____匝。（取）
（4）考虑到变压器工作时有漏磁损失，实验中测得的副线圈匝数_____（填“大于”、 “等于”或 “小于”）副线圈的实际匝数。
【答案】（3）200 50 800 （4）小于
【解析】（3）[1]根据理想变压器规律
解得匝
[2]变压器的输入频率等于输出频率，由图知交流电频率为
[3]副线圈两端电压的最大值
根据理想变压器规律
解得匝
（4）[4]变压器工作时有漏磁损失，会造成副线圈电压测量值比实际值小，故实验中测得的副线圈匝数小于副线圈的实际匝数。
15. 智能机器人自动分拣快递包裹系统惊艳世界。如图为某次分拣过程示意图，包裹放在机器人的水平托盘上，机器人从A处由静止出发，沿直线AB做匀加速直线运动， 至最大速率后做匀速运动，一段时间后再做匀减速直线运动到分拣口B处停下。在B处，机器人翻转托盘使倾角θ缓慢增大至22°时，包裹刚要下滑。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2。
（1）求包裹与托盘间的动摩擦因数μ；（已知sin22°=0.372，cs22°=0.93）
（2）在运送过程中，包裹与托盘始终保持相对静止，机器人和包裹可视为质点。机器人的最大速率v=4m/s，从A到B的最短用时为10s，求AB间的距离x。
【答案】（1）0.4 （2）36m
【解析】（1）根据
可得
（2）机器人加速和减速的加速度大小相等，则时间相等，设加速和减速的时间均为t1，匀速的时间为t2；加速度最大值为
则，，
解得x=36m
16. 如图所示，某同学利用导热良好的空易拉罐制作了一款简易温度计：在两端开口的透明薄壁玻璃管中加入一小段油柱（长度忽略不计），将玻璃管插入易拉罐内并水平放置，接口处用热熔胶密封，这样就把一定质量的空气封闭在易拉罐中。已知玻璃管粗细均匀，横截面积，玻璃管露出易拉罐外的总长度，易拉罐的体积，当温度为时，油柱恰好位于玻璃管和易拉罐的接口处，大气压强保持不变，空气视为理想气体。热力学温度与摄氏温度的关系为，求∶
（1）该温度计能测量最高温度（用摄氏温度表示）；
（2）在外界气温由缓慢升至过程中罐内气体对油柱做的功。
【答案】（1）45℃ （2）0.4J
【解析】（1）当水银柱到达管口时，所测气温最高，设为T1，此时气体体积为V1，初状态T0=（273+27）K=300K，V0=100mL，末状态V1=（100+30×0.2）cm3=106cm3
根据气体等压变化，有
代入数据得，即tm=45℃
（2）根据气体等压变化，有
解得
罐内气体对油柱做的功
17. 如图所示，两根足够长的间距为的光滑平行金属导轨固定放置，导轨平面与水平面夹角为。与导轨垂直的边界将导轨分为上下两个区域，下方区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。将导轨与阻值为的电阻、开关、真空光电管用导线连接，侧面开有可开闭的通光窗N，其余部分不透光；内有阴极和阳极。关闭，断开，质量为的导体棒沿导轨由静止下滑，下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，除外，其余电阻均不计，到达边界的瞬间恰好做匀速直线运动。重力加速度大小为，电子电荷量为，普朗克常量为。
（1）求到达边界时的速度大小；
（2）求释放位置到边界距离；
（3）进入磁场区域后，闭合，打开，用频率为的单色光照射，若保持运动状态不变，求阴极材料的逸出功应满足的条件。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）由于到达边界的瞬间恰好做匀速直线运动，则有
将磁场沿垂直斜面的方向进行分解则有
导体棒切割磁感线产生的电动势
回路中的电流
导体棒受到的安培力
联立解得
（2）导体棒下滑到MN的过程中，机械能守恒，则有
结合上述结论
解得
（3）根据上述结论可知，回路中的电流
光电管的截止电压
根据光电效应方程
联立解得
18. 如图甲所示的xOy坐标平面内，y>0区域被平行于y轴的分界线PQ、MN分为三个区域，三个区域分别存在着垂直于xOy平面向外、向里、向外的匀强磁场，磁感应强度大小均为B0。一质量为m、电荷量为+q的粒子由y轴上的A点射入磁场，初速度大小为v，方向与y轴正方向夹角为45°。已知OA距离为L，OQ、QN距离均为2L，，不计粒子重力，忽略磁场边界效应。
（1）求粒子到达PQ时的纵坐标y；
（2）求粒子在y>0区域运动的时间t；
（3）粒子进入y