河南省青桐鸣大联考2024-2025学年高二（下）月考物理试卷（4月）（含解析）

河南省青桐鸣大联考2024-2025学年高二（下）月考物理试卷（4月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.我国空间站的机械臂在捕获人造金属探测器时，为了使其在真空环境中迅速无接触减速，机械臂内部设计磁系统。当探测器靠近机械臂时，探测器切割磁感线产生电流，从而实现减速。这一现象属于( )
A. 静电感应现象 B. 电流磁效应 C. 电磁阻尼现象 D. 电磁驱动现象
2.某手机超级充电器内部采用理想变压器，原线圈接交流电源，副线圈为手机提供充电电压。若充电时副线圈中的电流为，下列说法正确的是( )
A. 原、副线圈匝数之比为
B. 原线圈的输入功率为
C. 副线圈中电流的频率大于原线圈中电流的频率
D. 仅增大副线圈匝数，充电电压会降低
3.一个水平弹簧振子做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是( )
A. 该弹簧振子的振动方程为
B. 时，弹簧振子的加速度最大
C. 从到的过程中，弹簧振子的弹性势能先增大后减小
D. 从到时间内，弹簧振子运动的路程为
4.科学家研究同体积氖气在两种温度下的分子速率分布，得到如图所示的曲线虚线、实线分别对应温度、。，下列说法正确的是( )
A.
B. 温度升高时，有些分子速率减小
C. 两条曲线与横轴围成的面积不相等
D. 与相比，时点气分子速率大于的分子数占比更少
5.如图甲所示，分子固定，分子从无穷远处向移动，最终两分子间距离为
。图乙为分子间作用力随距离的变化曲线，图丙为分子势能随距离的变化曲线，取无穷远处．。下列说法正确的是( )
A. 当分子间距离从减小到时，分子力对做正功，分子势能增大
B. 当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能也为零
C. 当分子间距离从。减小到时，分子力表现为斥力，分子势能逐渐减小
D. 无论分子间距离如何变化，分子势能最低点总对应分子间作用力为零的位置
6.如图为日晕现象中“环天顶弧”的简化光路示意图。光线从冰晶上底面进入，经侧面折射后射出。当太阳高度角增大到某一临界值时，光线在冰晶侧面发生全反射。已知红光和紫光在冰晶中的折射率分别为红和紫，且象。下列说法正确的是( )
A. 红光在冰晶中的频率大于紫光在冰晶中的频率
B. 当光线在冰晶侧面的入射角减小时，一定能发生全反射
C. 紫光比红光更容易在侧面发生全反射
D. 紫光在冰晶中的速度大于其在空气中的速度
7.在振荡电路中，某一时刻电容器正在充电，电流和磁场方向如图所示，下列说法正确的是( )
A. 电容器的上极板带正电，电流正在减小 B. 电容器的下极板带正电，电流正在减小
C. 仅增大电容振荡频率会增大 D. 仅增大电感振荡周期会减小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.在新型纳米药物研发实验中，科学家将荧光标记的纳米颗粒分散于溶液内，并利用高速显微成像系统追踪其运动轨迹。实验发现：颗粒在三维空间持续做无规则折线运动升温至时运动剧烈程度显著增加，该现象可归因于( )
A. 生物分子主动运输 B. 液体分子对纳米颗粒的碰撞无规律
C. 电磁场诱导迁移 D. 温度影响分子热运动的剧烈程度
9.某演员抖动长绸带形成一列简谐横波，沿绸带向右传播。某时刻波形如图所示，质点、处于波峰，质点处于波谷，质点恰在平衡位置且正向上振动，质点位于另一平衡位置正向下振动，点和点在图中未标出。已知波速为，频率为下列说法正确的是( )
A. 质点与质点的振动步调始终相反 B. 再经，质点将到达波峰位置
C. 此时质点的加速度方向指向平衡位置 D. 若增大抖动幅度，波传播速度将增大
10.果实验室研究电磁磁箍缓冲系统、装置如图所示、术平平行的光潜长导轨间距为，导软和段的左半段、为绝缘材料、右半段、为导体材料导轨左端与阻值为的定值电阻连接、导轨所处区域有两部分竖直向下的匀强磁场、磁场左右边界平行且与导轨垂直、宽度为、和点恰好在该磁场边界上。连线为圆磁场左边界，边界垂直导轨、两部分磁场的磁感应磁度均为，质量为、电阻为的导体棒初始时位于磁场的左边界，质量为、电阻为的导体棒位于连线左侧、连线右侧。某时刻给导体棒初速度向右运动，已知导体棒离开Ⅰ磁场时速度为，向右运动与导体棒发生弹性正碰，碰撞时间极短可忽略，忽略导轨电阻和空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 左侧磁场宽度可表示为
B. 碰撞后导体棒在磁场中运动的最大加速度为
C. 整个过程中，导体棒上产生的总焦耳热为
D. 整个过程中，导体棒上产生的总焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中：
下列实验步骤的正确顺序是 。
将油酸溶于酒精制成油酸酒精溶液
在蒸发Ⅲ中盛水并撒入石膏粉，用注射器滴入一滴油酸酒精溶液
待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在蒸发Ⅲ上描绘轮廓
用注射器抽取溶液并逐滴滴入量筒，记录总滴数和总体积。
计算油膜面积，结合浓度求分子直径
A.
B.
C.
D.
物理试题第页共页实验过程中，若油酸酒精溶液的浓度为即体积比，测得滴溶液总体积为，油膜轮廓占小方格个，每个小方格边长为，则油膜面积 油酸分子直径 用、、、表示。
关于实验误差，下列说法正确的是 。多选
A.撒石膏粉过厚，油膜未充分展开，导致分子直径测量值偏大
B.计算油膜面积时，未计入所有边缘不满格面积，导致分子直径测量值偏小
C.若未等油酸完全扩散即描绘轮廓，油膜面积偏小，直径测量值偏大
D.配制溶液时酒精挥发，浓度变大，导致计算出的分子直径偏大
------------------------------------
12.如图为电子秤原理示意图，相关参数如下：弹簧劲度系数为，滑动变阻器最大阻值为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻阻值为，电压表内阻无限大。
已知托盘与弹簧的质量均不计，弹簧的电阻忽略不计。实验前，当托盘中没有放重物时，调整弹簧底部位置使滑片恰好指在滑动变阻器的最上端，此时电压表的示数为零，随着托盘放置不同质量的重物，滑片移动，电压表示数发生变化。已知重力加速度为，回答下列问题：
当托盘放入质量为的物体时，弹簧压缩量为 ，此时滑动变阻器接 ，入电路的阻值为 。用题中物理量符号表示
测量过程中，电压表示数与质量的关系式为 。用题中物理量符号表示
为使电压表示数与重物质量成正比，改进电路正确的是 。
A.
B.
C.
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.氢燃料电池汽车利用氢气与氧气反应产生电能。某型号汽车的高压储氢罐容积为
，，充满氢气时密度为，氢气摩尔质量，阿伏加德罗常数。已知
，试估算：
储氢罐中氢气的总质量
储氢罐中相邻氢气分子间的平均距离结果保留两位有效数字。
14.某“玩具碰碰车”游戏场地可简化为如图所示模型。游戏场地水平部分光滑，静止放置质量为的碰碰车，距离护栏。质量为的碰碰车从倾角、长度为的粗糙倾斜滑道顶端以大小为的初速度滑下，之后与发生弹性正碰。与护栏发生正碰后速度反向且大小变为碰前的。已知与倾斜滑道间的动摩擦因数为，碰碰车可视为质点，重力加速度，，。求：
与第一次碰撞前的速度大小
碰撞后两者的速度大小
与碰撞后立即移除滑道，多久后两者再次发生碰撞。
15.如图甲所示，某实验系统由四个矩形匀强磁场区域组成，两两一组构成宽度均为、高度均为的磁场，沿中轴线对称分布，相邻磁场方向交替设置“”表示垂直纸面向里，“”表示垂直纸面向外，已在图中标出，磁场的磁感应强度大小相等均为，未知。沿方向交替磁场间距为，整个装置处在真空区域中。质量为、电荷量为的质子束从点以不同速度沿方向注入，精准到达出射点点。已知质子注入时速度在某范围连续分布，最小速度为，以最小速度进入的质子恰好可以从点射出。忽略质子间相互作用和质子的重力，忽略相对论效应。
求磁场的磁感应强度大小
求质子从运动到的时间的最大值
如图乙所示，过竖直线右侧区域加入正交的匀强电场和匀强磁场，其中磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下，在距离一定距离放置垂直于连线的足够大的荧光屏。已知速度为。的质子沿连线在该区域做匀速直线运动，并打在荧光屏上，调整荧光屏到的距离，使速度为的质子打在荧光屏上的位置距离直线最远，求该区域的电场强度和速度为的质子打在荧光屏上的最远距离。
答案和解析
1.
【解析】静电感应是静电场中导体电荷的重新分布，与磁场中运动无关， A错误电流磁效应指电流产生磁场如奥斯特实验，不会产生电流，B错误线圈切割磁感线产生电流，探测器无接触减速，是电磁阻尼现象， C正确电磁驱动是磁场对电流的作用力促进运动，与“减速”效果矛盾， D错误。故选C。
2.
【解析】根据理想变压器电压关系可得，A错误副线圈输出功率，理想变压器输入功率等于输出功率，B正确变压器不改变交流电频率，副线圈中电流频率与原线圈中电流频率相同，C错误增大副线圈匝数，根据，可知充电电压会增大，D错误。故选B。
3.
【解析】由图可知该弹簧振子的振动方程为一，A错误时，弹簧振子处于平衡位置，此时加速度最小，B错误到的过程中，弹簧振子正向位移逐渐增大，弹簧的弹性势能一直增大，C错误该弹簧振子的周期，到时间内，弹簧振子振动个周期，弹簧振子运动的路程为，故D
正确。故选D。
4.
【解析】温度升高，速率分布曲线峰值右移，实线峰值对应速率更大，，A错误温度升高，分子平均速率增大，但不是所有分子速率均增大， B正确曲线下面积均为总分子数的，面积相等，C错误温度升高时，分子速率分布曲线右移，图中实线在速率大于区间的百分比高于虚线， D错误。故选B。
5.
【解析】当分子间距离从减小到时，分子力对做正功，分子势能减小，A错误当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能最小，为负值，B错误当分子间距离从减小到时，分子力表现为斥力，斥力方向与位移方向相反，分子力做负功，分子势能增大，C错误分子势能的最低点对应分子力为零的位置处，D正确。故选D。
6.
【解析】光的频率由光源决定，进入介质后频率不变，红光频率低于紫光频率，A错误全反射需入射角大于等于临界角，入射角减小到小于临界角时不能发生全反射， B错误临界角，紫光折射率更大，临界角更小，更易发生全反射，C正确光在介质中的速度，，光在空气中的传播速度比在介质中的大， D错误。故选C。
7.
【解析】电容器处于充电阶段，电感线圈相当于电源，上极板充正电，电流应减小，A正确，B错误频率公式，增大电容会导致频率减小，周期公式，增大电感会导致周期增大，、D错误。故选A。
8.
【解析】主动运输需消耗能量，无生命纳米系统无法主动运输纳米颗粒的无规则运动本质是液体分子热运动撞击产生的布朗运动磁场诱导轨迹应该有规律温度升高加剧液体分子热运动动能增加，导致对颗粒的撞击更频繁剧烈，、D正确。故选BD。
9.
【解析】根据题意点和点相距，当相距为半波长的奇数倍时振动情况相反，A错误根据题意可得简谐运动的周期，为，此时向上振动，经周期将振动到波峰， B正确横波中质点加速度总指向平衡位置，在波谷，加速度方向向上指向平衡位置，C正确传播速度与振幅无关，D错误。故选BC。
10.
【解析】根据动量定理可得，即，解得，A正确导体棒和质量相等，弹性碰撞，速度互换。导体棒刚进入磁场时加速度最大，进入速度为，根据牛顿第二定律有，解得，B错误最终导体棒停止在Ⅱ磁场中，动能全部转化为焦耳热，在此过程棒和棒串联，产生热量与电阻成正比，因此导体棒产生的焦耳热，C正确该过程导体棒产生的焦耳热，在Ⅰ磁场中导体棒产生的焦耳热
，全过程导体棒产生的焦耳热，D正确。故选ACD。
11.

【解析】步骤顺序：配制溶液测溶液体积滴液成膜描绘轮廓计算直径，故选A。
油膜面积，油酸分子的直径。
油膜未充分展开导致实际油膜面积测量值偏小，计算值偏大，A正确未计入半格会导
致面积测量值偏小，应偏大，B错误油膜未完全扩散时，实际面积更小，计算出的偏大，C正确酒精挥发后，溶液中油酸实际占比增加，但实验中仍用标称浓度计算，导致纯油酸变多，因此计算值偏小，D错误。
12.
【解析】根据胡克定律，可得
滑动变阻器接入电路的阻值。
根据闭合电路欧姆定律可得，
电压，解得。
选项中电压表示数不随重物质量变化而变
化，A错误根据问条件，电压表示数
，得，B正确，C错误。
13.储氢罐中氢气的体积．
总质量
氢气的物质的量
分子总数个
每个氢气分子所占空间
解得

14.解：下滑过程中，由动能定理有
代入数据得
、发生弹性碰撞过程中，规定水平向右为正方向，根据动量守恒和能量守恒有
联立解得，
则碰撞后的速度大小为，的速度大小为。
向右运动至护栏的时间
碰撞后速度反向，大小为
此时向左运动了
A、相距
相对速度
相遇时间
A、再次碰撞经过的总时间

15.解：质子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有
可得
质子打在点，要求质子未从磁场的左边界和上边界离开，临界条件是与上边界相切，轨迹如图所示。
根据几何关系有
综上，
解得
随着质子速度增大，半径增大，转过的圆心角变小，因此速度最小的粒子在磁场中运动时间最长，
在第一个磁场区域运动时间
在中间区域运动时间
根据对称性，粒子运动的最长时间
质子在电磁场中做匀速直线运动，则有
解得
应用配速法，速度，可以认为是向右的和向左的的合运动，
轨迹向下偏转，做周期的匀速圆周运动和匀速直线运动的合运动，圆周运动的半径
当荧光屏到点距离时速度为的质子打在荧光屏上的距离最远，最大值

第5页，共11页