广东省广州市广雅中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试卷（含解析）

2024学年第二学期高二年级5月阶段考试试卷
物理
本试卷共4页，满分100分，考试用时：75分钟
注意事项：
1．开考前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、班级、考号等信息填写在答题卡指定区域内。
2．选择题每小题选出答案后，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；不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上，不得使用涂改液，不得使用计算器。不按以上要求作答的答案无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。
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，只有一个选项正确。
1．某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒布朗运动情况，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的位置连线图。下列说法正确的是（　　）
A．乙图中，炭粒运动的位置连线就是炭粒运动的轨迹
B．布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动
C．悬浮炭粒越大，布朗运动越显著
D．温度降到0℃时，炭粒的布朗运动会停止
2．为检测两长方体工件、的上表面是否平行，检测人员将一块高精度的标准透明平板置于、上方，此时平板分别与、间形成了劈尖形空气薄层。当用单色光从平板上方向下照射时，可从平板上方观察到明暗相间的条纹，则下列说法正确的是（　　）
A．条纹来自平板上、下表面反射光的干涉
B．条纹来自平板上表面与工件间空气薄层下表面反射光的干涉
C．若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角小
D．若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角大
3．惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。某摆钟如图甲所示，旋转摆钟下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，简化图如图乙所示。摆的运动可视为简谐运动，下列说法正确的是（　　）
A．旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的振幅一定减小
B．旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆下移，则摆的振幅一定增大
C．旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定增大
D．旋转摆钟下端的螺母，若将圆盘沿摆杆上移，则摆的周期一定减小
4．如图甲所示为某小区进口处的智能道闸系统，其简化示意图如图乙所示，两个车辆检测器的电感线圈分别铺设在自动栏杆前、后的地面下，检测器内部的电容器与电感线圈构成LC振荡电路，振荡电流如图丙所示，当汽车接近或离开线圈时，使线圈的自感系数发生变化，从而引起振荡电路中的电流频率发生变化，车辆检测器检测到这个变化就发出电信号，“通知”车牌识别器对车辆身份进行鉴别。然后控制自动栏杆抬起或落下，在图丙中，下列说法正确的是（　　）
A．时刻电容器两端电压为最大值
B．时间内，电场能转化为磁场能
C．若汽车靠近线圈时线圈自感系数增大，则振荡电流的频率升高
D．时间内，电容器上的电荷量增加
5．我国的超高压直流输电技术全球领先。如图为我国的长江边一段南北走向的高压直流输电线，其中的电流方向从南到北，输电线笔直且与地面平行，不考虑磁偏角，则该段输电线所受地磁场所给的安培力方向为（　　）
A．垂直输电线向东 B．垂直输电线向西 C．垂直输电线向上 D．垂直输电线向下
6．石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有丰富的电学性能。为测量某二维石墨烯样品单位面积的载流子（电子）数n，设计了如图所示的实验电路。在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。已知电子的电荷量为e。则下列说法正确的是（　　）
A．电极2的电势高于电极4
B．电极2、4间的电压U与电极1、3间电流I的大小无关
C．电极1、3间的电流I恒定时，电极2、4间的电压U与磁感应强度B成正比
D．要测出该石墨烯样品单位面积的载流子数n，必须精确测量该样品的长和宽
7．如图所示，M、N端连接一个图甲所示的交流电源，理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比为，电表均为理想电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，滑片移动过程中，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、，下列说法错误的是（　　）
A．变压器输出端交变电流的周期为
B．若滑片下移，电压表和电流表的示数均增大
C．滑片移动过程中
D．若滑片上移，电源输出功率减小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分．
8．某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构如图乙所示。绕有线圈的匚形铁芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动。摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端。通过导线与灯泡L相连。当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦交流电。假设灯泡阻值不变，摩擦轮与轮胎间不打滑。在磁铁从图示位置匀速转过的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．通过的电流方向为 B．通过的电流方向为
C．L中的电流先变大后变小 D．L中的电流大小不变
9．2024巴黎奥运会，中国艺术体操队以69.800分的成绩斩获集体全能金牌。中国队选手进行带操比赛时彩带的运动可简化为一列沿轴方向传播的简谐横波，图甲是时的波形图，为该波传播方向上的质点，其振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．波沿轴负方向传播
B．时原点处的质点与质点位移相同
C．质点的平衡位置坐标为
D．原点处质点的振动方程为
10．在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ，边界内有竖直向下的匀强磁场。紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd，如图所示（俯视图）。已知线框边长为L，磁场宽度为2L。从时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速直线运动。则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中，以下关于线框中的磁通量、ab边电压U、外力F和电功率P随位移x变化的规律图像正确的是（　　）
A． B．C．D．
三、实验题：本题共2题，共14分．
11．（6分）某同学在实验室用油膜法估测油酸分子直径。
(1)该实验中的没有应用到的理想化假设是__________（填正确答案标号）。
A．将油膜看成单分子层油膜
B．不考虑相邻油酸分子的间隙
C．不考虑各油酸分子间的相互作用力
D．将油酸分子看成球形
(2)实验主要步骤如下：
①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为 （结果保留一位有效数字）。
③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，经观察N为128格，小方格的边长为。
(3)油酸分子的直径 m（结果保留一位有效数字）。
(4)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则最终油酸分子直径的测量结果将 （填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
12．（8分）气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线如图a所示。
(1)为检验该气敏电阻的参数是否与图a一致，实验可供选用的器材如下：
A．蓄电池（电动势6V，内阻不计）
B．毫安表A1（量程2mA，内阻为200Ω）
C．毫安表A2（量程5mA，内阻约20Ω）
D．定值电阻R0（阻值2800Ω）
E.滑动变阻器R1（最大阻值10Ω，额定电流0.2A）
F.滑动变阻器R2（最大阻值200Ω，额定电流0.2A）
G.开关、导线若干
探究小组根据器材设计了图b所示电路来测量不同甲醛浓度下气敏电阻的阻值，其中：
①滑动变阻器Rp应选用 （填“R1”或“R2）；
②开关S闭合前，应将滑动变阻器Rp的滑片置于 端（填“a”或“b”）；
(2)实验时，将气敏电阻置于密封小盒内，通过注入甲醛改变盒内浓度，记录不同浓度下电表示数，当甲醛浓度为时毫安表A1和毫安表A2的示数分别为1.51mA和3.51mA，此时测得该气敏电阻的阻值为 kΩ（结果保留三位有效数字）。
(3)多次测量数据，得出该气敏电阻的参数与图a基本一致。探究小组利用该气敏电阻设计了如图c所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标（国家室内甲醛浓度标准是），并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大，电源电动势E=3.0V（内阻不计），在接通电路时报警器两端电压大于2.0V时发出报警音“已超标”，小于等于2.0V时发出提示音“未超标”。则在电阻R3和R4中， 是定值电阻，其阻值为 kΩ（保留两位有效数字）。
四、计算题：本题共3题，共40分。按题目要求在答题卡的指定区域内作答，超出答题框的不给分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。
13．（10分）如图所示是一玻璃球，其半径为R，O为球心，AB为一水平方向上的直径。M点是玻璃球的最高点，一束激光自B点射入、从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，求：
(1)此玻璃球的折射率；
(2)光线从B传播到D所用时间；
(3)若来自B点的光线射向M点，判断此光线能否从M点射出玻璃球。
14．（14分）如图所示，两根互相平行、间距为L的粗糙金属导轨与水平方向的夹角为，导轨上端与阻值为R的定值电阻相接、下端与光滑的水平导轨平滑连接，倾斜和水平导轨置于垂直于所在导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B．一长度也为L、质量为m，电阻为R的导体棒刚开始在外力作用下垂直导轨静止在导轨上，且与导轨保持良好接触。现撤去外力并给导体棒一个沿斜面向上的初速度，经过一段时间到达最高点，再下滑，最终静止在水平导轨上。导体棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为。导轨的电阻忽略不计，倾斜与水平导轨足够长。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度为g。求：
（1）导体棒上升时，电阻R的最大功率；
（2）导体棒在光滑水平导轨上的位移。
15．（16分）如图所示，在平面直角坐标系xOy内有一直角三角形，其顶点坐标分别为（0，0），（0，d），（d，0），三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿着y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E。一质量为m、电荷量为-q的粒子从y轴上的某点M由静止释放，粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出，不计粒子重力。
（1）求M点到O点的距离；
（2）改变粒子在y轴上的释放点，使粒子由N点静止释放后能沿垂直于直角三角形斜边的方向射出磁场，求N点到O点的距离；
（3）在（2）过程中，求粒子从N点由静止释放到射出磁场的运动时间。
参考答案
1．B
【解析】A．图中记录的是每隔一定时间小炭粒位置的连线，并不是小炭粒做布朗运动的轨迹，故A不符合题意；
B．布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动，故B符合题意；
C．小炭粒越小，液体分子同一时刻撞击小炭粒产生的撞击力越不平衡，液体的温度越高，液体分子运动越激烈，观察到的布朗运动就越明显，故C不符合题意；
D．温度越低，布朗运动越不明显，但温度降到0℃时，炭粒的布朗运动不会停止，故D不符合题意。
故选B。
2．C
【解析】AB．当用单色光从平板上方向下照射时，是平板与工件间空气薄层上、下表面反射光发生干涉，从而形成明暗相间的条纹 。因为平板是标准透明平板，其自身上、下表面平行，不会产生这种干涉条纹，所以条纹来自平板与工件间空气薄层上、下表面反射光的干涉，故AB不符合题意；
CD．根据劈尖干涉条纹间距公式（其中是条纹间距，是光的波长，θ是劈尖夹角，n为透明介质折射率）
可知波长一定时，θ越小，条纹间距越大，故若上方条纹比上方条纹间距宽，则上表面与平板间的夹角小，故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
3．D
【解析】AB．旋转摆钟下端的螺母，可以改变摆长，但由于摆的振幅与摆长没有直接关系，故AB不符合题意；
CD．由单摆的周期公式，可知将圆盘沿摆杆上移，即摆长减小，周期减小，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
4．D
【解析】A．时刻振荡电流最大，说明电容器放电完毕，电容器不带电，两端电压为零，故A不符合题意；
B．时间内，电流逐渐减小，电容器充电，磁场能转化为电场能，故B不符合题意；
C．汽车靠近线圈；相当于给线圈加铁芯，自感系数增大，由，知频率减小，故C不符合题意；
D．时间内电流在减小，说明电容器在充电，电荷量增加，故D符合题意。
故选D。
5．B
【解析】由于地磁场在我国地面附近方向斜向北下，由左手定则判断电线受安培力方向向西。
故选B。
6．C
【解析】A．根据左手定则，可知电子在洛伦兹力作用下向电极2所在一侧偏转，所以电极2的电势比电极4的低，故A不符合题意；
BC．当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有
解得
设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量q=nevtb
根据电流的定义式得
联立解得
所以电极2、4间的电压U与电极1、3间电流I的大小有关，电极1、3间的电流I恒定时，电极2、4间的电压U与磁感应强度B成正比，故C符合题意，B不符合题意；
D．根据C选项分析可知二维石墨烯样品单位面积的载流子数为
可知样品的长和宽无关，故D不符合题意。
故选C。
7．B
【解析】A．输入交流电的周期为，理想变压器不改变交流电的周期和频率，故A不符合题意；
B．由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步下移阻值减小，减小，则总电阻减小，根据
可知总电流增大，即通过的电流增大，根据
可知通过电流表的电流增大，根据
可知减小，根据
可知电压表示数减小，故B符合题意；
C．根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则
故C不符合题意；
D．若滑片上移，总电阻增大，由知电源输出功率减小，故不符合题意。
故选B。
8．AC
【解析】AB．根据题意，由楞次定律可知，通过L的电流方向由c到d，故A符合题意，B不符合题意；
CD．由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，当转过时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，可知，转动过程中L中的电流先变大后变小，故C符合题意，D不符合题意；
故选AC。
9．BD
【解析】A．由图乙可知，时，点振动方向向上，由图甲可知，波沿轴正方向传播，A不符合题意；
B．由图甲可知，时，原点处的质点从平衡位置向下振动0.1s，即，位移为；质点1.1s时向上振动，再经0.1s=到达平衡位置，则1.1s时位移也为，B符合题意；
C．点经过回到平衡位置，等效于处的振动传到处，
由，知
解得，C不符合题意；
D．设原点处质点的振动方程为
如图甲知
圆频率
时，，可得或，原点处质点在t=1s后位移为负，
故方程为，D符合题意。
故选BD。
10．AD
【解析】A．线框中的磁通量，可知：，，随x均匀增大；，不变；，随x均匀减小，故A符合题意；
B．根据法拉第电磁感应定律结合欧姆定律，，
完全进入磁场的瞬间
完全进入磁场后在磁场中加速运动，此时
线圈的ab边出磁场的瞬间
线圈完全出磁场后速度减速为零，此时
故B不符合题意；
C．，线圈的ab边开始进入磁场的安培力
F与x不是线性关系，故C不符合题意；
D．，电功率
，线圈完全进入磁场，，电功率为0
，ab离开磁场，电功率
故D符合题意。
故选AD。
11．(1)C (2) (3) (4)偏大
【解析】（1）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，所做的理想化假设为①油膜是单分子层，②把油酸分子看成球形，③相邻分子之间没有空隙，故C项符合题意。
（2）一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积
（3）由题图可知油膜面积，油酸分子的直径
（4）若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知油酸分子直径的测量结果偏大。
12．(1) R2 a (2)2.27 (3) R3 1.3
【解析】（1）①根据图b可知，滑动变阻器采用了分压接法，为了调节方便，本来应该选择最大阻值较小的R1；但是考虑到若选择R1=10Ω，电源电动势为6V，则可能会超过滑动变阻器的最大电流0.2A，所以选择R2。
②开关S闭合前，应将滑动变阻器Rp的滑片置于a端。
（2）该气敏电阻的阻值为
（3）因甲醇浓度越大，则RP阻值越大，回路总电阻越大，总电流越小，则定值电阻上的电压越小，RP上的电压越大，当超过2.0V时发出报警音，可知R4为气敏电阻，R3为定值电阻；当室内甲醛浓度是时Rp=2.6kΩ，可知定值电阻
13．(1) (2) (3)不能
【解析】（1）根据几何关系可知，激光由D点射出时的入射角为，折射角为，所以，此玻璃球的折射率为
（2）光线在玻璃球内的传播速度为
光线从B传播到D所用时间
联立，解得
（3）若来自B点的光线射向M点，根据几何关系可知，入射角为，而这种光线在玻璃球内发生全反射的临界角C满足
因
所以，光线在M点会发生全反射，即此光线不能否从M点射出玻璃球。
14．（1）；（2）
【解析】（1）开始运动时电动势最大，由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
电阻R最大功率
（2）由于倾斜导轨足够长，则设导体棒在斜面上最终匀速运动的速度为，则导体棒所受安培力
由平衡条件得
解得
在水平面上运动过程中，设平均速度为，安培力的平均作用力
由动量定理得
即
导体棒在光滑水平导轨上的位移
15．（1）；（2）（n=0，1，2…）；（3）（n=0，1，2，…）
【解析】（1）设粒子在磁场中运动的轨迹半径为R0，由几何关系可知
解得
由牛顿第二定律得
设M点到O点的距离为y0，由动能定理得
解得
（2）要使粒子由N点静止释放后能沿垂直于斜边的方向射出磁场，则粒子在磁场中运动轨迹的半径R满足：
由牛顿第二定律得
设N点到O点的距离为y，由动能定理有
解得
（n=0，1，2…）
（3）设粒子在电场中的加速度为a，则
qE=ma
设粒子在电场中每单程的运动时间为t0，则
粒子在电场中总的运动时间t1=(2n+1）t0（n=0，1，2，…）
解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
粒子在磁场中总的运动时间
（n=0，1，2，……）
解得
（n=0，1，2，…）
粒子从N点由静止释放到射出磁场运动的总时间
（n=0，1，2，……）