重庆市渝西南七校2024-2025学年高二下学期5月联考物理试卷（含解析）

2024-2025学年重庆市渝西南七校高二（下）联考物理试卷（5月）一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.以下说法中正确的是(

)A.赫兹提出了电磁场理论

B.法拉第发现了电流的磁效应

C.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率、波长和能量大小无关

D.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量减小时电路中的电流减小2.以下说法正确的是(

)A.随风而起的沙尘在空中所做的运动是布朗运动

B.夏季来临，气温升高，周围所有空气分子热运动都越剧烈

C.无人机表演时，随着无人机高度的上升，其内能必然增加

D.中国空间站在太空中视为完全失重状态，舱内气体对内壁仍有压强3.如图所示，正三角形的三个顶点a、b、c，在a、b处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中均通有恒定电流。a处导线的电流大小为I，方向垂直于纸面向里，在c处产生磁场的磁感应强度大小为B0。若c处的磁感应强度大小也为B0，则b处导线的(

)

A.电流大小为I，方向垂直于纸面向里 B.电流大小为I，方向垂直于纸面向外

C.电流大小为2I，方向垂直于纸面向里 D.电流大小为2I，方向垂直于纸面向外4.如图所示，一段质量为m的水平导体棒通以电流，导体棒静止位置距蹄形磁铁两极距离相等，悬挂导体棒的导线与竖直方向形成较小角度θ(图中未标出)，重力加速度为g。关于这一情景，下列说法正确的是(

)

A.导体棒所受安培力的大小为mgtanθ

B.导体棒所受安培力的大小为mgcosθ

C.导体棒所受安培力的方向一定与电流方向垂直，不一定与磁场方向垂直

D.导体棒所受安培力的方向一定与磁场方向垂直，不一定与电流方向垂直5.将太阳能直接转换为电能的技术称为光伏发电技术，光伏发电技术的原理是将太阳能直接转换为电能(直流电)后，再利用逆变器转换为交流电供用户使用或并入电网。某部队为解决高山哨所用电问题，在山脚下建立“太阳能板田”，如图1所示，电能输送到哨所原理简图如图2所示，假设太阳能电池板组件，经逆变器后输出的交流电压U1不变，输送线路的总电阻r不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是(

)

A.若输送的总功率不变，将升压变压器的匝数n2增大时，输电线损耗的功率增大

B.若输送的总功率不变，将升压变压器的匝数n2增大时，用电器消耗的功率减小

C.在用电高峰期时，用电器两端的电压U4减小，输电线损耗的功率增大

6.新能源电动汽车的无线充电原理图如图甲所示，M为匝数n=50匝、电阻r=1.0Ω的线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在M线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量Φ随时间t变化的规律如乙图所示(磁场向上时磁通量为正)。下列说法正确的是(

)

A.在t1时刻，M线圈产生的电动势为0

B.在t1∼t2内，M线圈两端c点的电势高于d点的电势

C.若c、d短接，则在t1∼t2内通过M线圈的电荷量为4×107.如图所示，ABCD为一正方形边界的匀强磁场区域，磁场边界边长为L。A处有一个粒子发射器，能够沿AC方向发射大量相同的带电粒子，其速度大小连续分布在v0∼2v0之间。以速度v0射入的粒子，从DA.在磁场中运动的半径满足L≤r≤2L

B.以速度2v0射入的粒子，从CD中点垂直磁场边界射出

C.以速度2v0射入的粒子在磁场中运动时间是以速度v二、多选题：本大题共3小题，共12分。8.如图所示，甲图为一台小型交流发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的规律图像如乙图所示。发电机线圈匝数为100匝、内阻为1Ω，外接灯泡的电阻恒为9Ω。下列说法正确的是(

)

A.在0.005s时电压表示数为5.4V

B.通过灯泡的电流方向每秒钟变化50次

C.在0∼0.01s内灯泡的功率为7225π29.医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计可以简化为由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，示意及简化模型如图所示。由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离约4.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.04T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(

)

A.1.0m/s B.2.0m/s C.a正、b负 D.a负、b正10.如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨与水平面成θ=30∘，导轨上放置两根质量均为m、电阻均为R的导体棒ab、cd，导轨电阻不计，并处在垂直于导轨平面的匀强磁场中。t=0时刻，在ab棒上施加一沿导轨平面向上、大小为mg的恒力，同时释放cd棒。下列图像中，a、v、x、Eab分别为ab棒的加速度、速度、位移和机械能，E为ab、cd棒组成系统的机械能，可能正确的是(

)

A. B.

C. D.三、实验题：本大题共2小题，共18分。11.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为c，且知1滴该溶液的体积为V。现取1滴该溶液滴在撒有痱子粉的水面上，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，算出油膜的面积为S。(1)本实验中做了三点理想化假设，①将油酸分子视为球形;②

;③视油酸分子是紧挨在一起的。(2)由以上数据，可估算出油酸分子的直径为

;(3)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏小，可能的原因是

。A.油酸未完全散开，就开始描绘油膜轮廓B.油酸酒精溶液放置时间过长，酒精挥发导致C.计算油膜面积时，没有计算不足一格的方格12.(1)为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，以下器材必须要选用的是

。A.有闭合铁芯的原副线圈B.无铁芯的原副线圈C.直流电源D.多用电表(低压交流电压挡)(2)补齐实验器材后，实验中保持原副线圈匝数不变，当原线圈接入电压增大，用多用电表测得副线圈两端电压

。(选填“增大”“减小”或“不变”)(3)用匝数na=40匝和U1.802.803.804.90U4.006.018.029.98根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是

。(填na或(4)某同学将原线圈接在交流电源上，将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上，观察到副线圈电压U2随时间变化的图像如图甲所示，在t1∼A.增加了交流电源的频率B.摆正并拧紧了松动的铁芯C.减少了副线圈的匝数D.增加了原线圈的匝数(5)等效法、理想模型法是重要的物理思维方法，合理采用物理思维方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。图乙中变压器为理想变压器，若原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0和电阻R0确定的情况下，调节可变电阻R，当R=

四、计算题：本大题共3小题，共30分。13.如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=51cm的U形管倒立放置，左管封闭，右管开口。右管中有高h=6cm的水银柱，水银柱下表面离管口的距离l=16cm。管顶水平段的体积可忽略。环境温度为T1=300K，大气压强p0=76cmHg(1)管中密封气体的压强的大小;(2)将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱下表面与右管口平齐且无水银溢出，此时密封气体的温度。14.福建舰配备了先进的电磁弹射系统。某学习小组在研究电磁弹射时设计了如图甲所示的装置。两根固定于水平面内足够长的光滑平行金属导轨，间距d=0.2m，导轨区域内存在B=0.5T的竖直向下的匀强磁场。用质量m1=50g，电阻为R1=0.2Ω的金属棒作为电磁弹射车，金属棒水平垂直放在两条直导轨上和两导轨保持良好接触。实验时，将质量m2=50g的绝缘模型飞机(如图乙)锁定在金属棒上。计时开始，开关掷向1，与一恒流源接通，使干路电流恒为I=10A。金属棒从静止开始推动模型飞机一起做匀加速运动，经过2s(1)模型飞机的起飞速度v(2)若飞机起飞瞬间将开关立即掷向2，与R=0.3Ω的定值电阻接通，此后电阻R上产生的焦耳热;(3)若飞机起飞瞬间将开关立即掷向3，与C=20F的电容器接通，电容器最终所带电荷量q。15.光滑绝缘水平面上方分布着磁场和电场，以二者分界线为y轴建立xOy平面直角坐标系，在x>0区域内存在垂直xOy平面向上的匀强磁场，x<0区域内分布着与x轴正方向成30∘角的匀强电场，如所示。质量为m、电荷量为+q的金属小球A位于坐标原点，另一质量为m2、不带电的金属小球B静置于y轴上的C点，OC=d。让小球A以大小为v、方向与y轴正方向成30∘角的速度射入磁场，适当调整电场强度和磁感应强度的大小，可以实现A、B发生正碰(碰撞时间极短)后均能回到O点。碰撞后，小球所带电荷量qA(1)磁感应强度的大小;(2)电场强度的大小;(3)适当调整电场强度，可以实现上述现象，且小球A在该过程的运动轨迹具备轴对称性。调整后电场强度的方向以及小球A第一次在电场中运动的轨迹方程。

答案和解析1.【答案】C

【解析】A.麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误。

B.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象。B错误。

C.电磁波在真空中的传播速度是一个定值，等于光速c，其传播速度与电磁波的频率、波长和能量大小均无关。C正确。

D.在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量减小时，电容器放电，电路中的电流增大。D错误。2.【答案】D

【解析】A、随风而起的沙尘在空中受到风力作用而运动，不是布朗运动，布朗运动是悬浮微粒无规则的运动，沙尘不是悬浮在空中中的微粒，故A错误；

B、夏季来临，气温升高，分子热运动的平均动能增大，但不是周围所有空气分子热运动都越剧烈，个别分子的运动情况是复杂的，故B错误；

C、无人机表演时，随着无人机高度的上升，其重力势能增大，但内能与高度无关，其内能不一定增加，故C错误；

D、中国空间站在太空中视为完全失重状态，但舱内气体分子仍在做无规则运动，频繁撞击舱内壁，则舱内气体对内壁仍有压强，故D正确。3.【答案】B

【解析】已知c处的磁感应强度大小也为B0，由于正三角形的对称性，a、b到c的距离相等。根据磁感应强度的叠加原理，c处的磁感应强度是a处电流和b处电流在c处产生的磁感应强度的矢量和。因为a处电流在c处产生的磁场磁感应强度大小为B0，要使c处的磁感应强度大小也为B0，则b处电流在c处产生的磁场磁感应强度大小也应为B0，且与a处电流在c处产生的磁场方向夹角为120∘(正三角形内角为60∘)。根据上述条件可知，b处电流大小与a处电流大小相等，即为I。再结合磁场方向和安培定则判断，4.【答案】A

【解析】AB、电流方向向里，由左手定则可知安培力水平向左，导体棒受力平衡，导体棒受力分析如图所示：

由几何关系可得：F安mg=tan⁡θ代入数据可得：F安=mgtan θ，故B错误，A正确;

CD、导体棒所受安培力的方向一定与电流方向垂直，也一定与磁场方向垂直，故5.【答案】C

【解析】A.已知输送的功率P不变，根据P=U2I2，当升压变压器的匝数n2增大时，由变压器变压比U1U2=n1n2可知，U2增大。因为P不变，U2增大，所以I2减小。输电线上损耗的功率△P=I22r，I2减小，r不变，所以输电损耗的功率减小，A错误；

B.由上述分析可知，当n2增大时，输电线上损失的电压△U=I2r减小。降压变压器原线圈电压U3=U2−△U，U2增大，△U减小，所以U3增大。再根据降压变压器变压比U3U4=n3n46.【答案】A

【解析】A、根据法拉第电磁感应定律E=n△Φ△t，Φ−t图象的斜率表示△Φ△t。在t1时刻，Φ−t图象的斜率为0，即磁通量的变化率为0，所以M线圈产生的电动势为0，A正确；

B、在t1∽t2内，磁通量向下且增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场向上，再根据右手螺旋定则，感应电流从d流向c，在电源内部电流从低电势流向高电势，所以M线圈两端d点的电势高于c点的电势，B错误；

CD、根据q=n△ΦR+r(本题中R=0，只有线圈电阻r)，在t1∽t27.【答案】D

【解析】A.根据qvB=mv2r可得r=mvqB，根据几何关系可知以速度v0射入的粒子，从D点射出，轨迹半径r1=22L=mv0qB，以速度2v0射入的粒子，轨迹半径r2=2mv0qB=2L，在磁场中运动的半径满足22L≤r≤2L，A错误；

B.以速度2v0射入的粒子，射出磁场速度方向与CD边界垂直，根据几何关系可知出射点到D点距离为2−18.【答案】AD

【解析】A.由e−t图像可知电动势E=6V，电压表示数为外电压的有效值U=ERR+r=5.4V，A正确；

B.交流电周期0.02s，频率50Hz，一个周期电流方向改变两次，通过灯泡的电流方向每秒钟变化100次，B错误；

C.在0∼0.01s内灯泡的功率为p=U2R=8125W，C9.【答案】AC

【解析】血液中正、负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏转，负离子向下偏转，则a极带正电，b极带负电。最终血液中的离子所受的静电力和磁场力的合力为零，有qUd=qvB，所以v=UBd10.【答案】BCD

【解析】A、当在ab棒上施加一沿导轨平面向上大小为mg的恒力时，ab棒将在恒力作用下向上加速运动，释放cd棒，cd棒将在重力作用下向下加速运动，对ab棒受力分析可知a=mg−mgsinθ−BILm=g2−BILm=g2−B2L2∑a⋅ΔtmR，其中L为金属导轨间距，由表达式可知，ab棒的加速度与时间t不可能是线性关系，故A错误；

B、由于两棒均做加速运动，故回路中电动势增大，电流增大，又由于电流的增大，故加速度减小，因此ab棒做加速度减小的加速运动，故B正确；

C、对ab棒，根据功能关系有Eab增=W其他=(mg−F安ab)⋅x，随着导体棒的运动，电路中电流的增大，ab棒受到的安培力F安ab增大，ab棒的机械能随位移增大而增大，但变化率减小，当电流稳定时，ab棒受到的安培力大小为mg2，故此后ab棒的机械能随位移均匀增大，故C正确；

11.【答案】(1)油膜是单分子层；

(2)cVS；

(3)B【解析】(1)本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形、视油酸分子是紧挨在一起的、形成的油膜是单分子层；

(2)根据题意可知，油酸分子的直径d=V1S=cVS；

(3)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏小，根据公式可知，可能的原因是面积测量值偏大，或者体积偏小，浓度偏小，

A选项中油酸未完全散开，就开始描绘油膜轮廓，会导致油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，故A错误；

B选项中油酸酒精溶液放置时间过长，酒精挥发，油酸酒精溶液的实际浓度变大，但代入公式计算的浓度偏小，导致油酸分子直径测量值偏小，B正确；

C选项中计算油膜面积时，没有计算不足一格的方格，测量的面积偏小，导致油酸酒精分子直径测量值偏大，12.【答案】(1)AD；(2)增大；(3)nb；(4)B；【解析】(1)AB、变压器是利用互感现象工作的，有闭合铁芯时，能大大增强原、副线圈之间的磁耦合，使实验效果更明显。如果使用无铁芯的原副线圈，磁场会有很大的漏磁导致实验误差较大，所以必须选用有闭合铁芯的原副线圈，A正确，B错误；

C.变压器只能对交流电压进行变压，直流电源不能产生变化的磁场，无法在副线圈中产生感应电动势，所以不能用直流电源，C错误；

D、要测量原、副线圈两端的交流电压，多用电表(低压交流电压挡)可以用来测量交流电压，所以需要选用，D正确。

(2)根据变压器的变压比公式U1Un=n1n2(其中U1、U2分别为原、副线圈两端的电压，n1，n2分别为原、副线圈的匝数)当保持原副线圈匝数n1、n2不变时，U2=n2n1U1，U2与U1成正比。当原线圈接入电压U1增大时，副线圈两端电压U2也会增大。答案为增大。

(3)由题中数据可知nanb=4080=12，U1U2<12

因实际变压器有漏磁、发热现象，可知Nb为原线圈，直接与电源相连；

(4)A、增加交流电源的频率，根据变压器的原理，在匝数和原线圈电压不变的情况下，副线圈电压的最大值Um=NBSω(ω=2πf,f为频率)虽然ω增大，但原线圈电压不变，匝数不变，磁通量变化率的最大值与匝数和原线圈电压有关，所以