河南省驻马店高级中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题（含解析）

驻马店市高中2024-2025学年高二下期五月月考物理试题
注意事项：1.答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
4.满分：100分 考试时间：75分钟
一、单选题 （每题4分 共32分）
1．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）
A．电磁波是横波
B．X射线的波长比红外线的波长长
C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D．电磁波加载信息的方式有调制与调频两种方式
2．常见的金属是一种多晶体。关于常见的金属，下列说法正确的是（　　）
A．具有规则的天然形状 B．具有各向异性
C．具有固定的熔点 D．内部分子的排列无规则
3．关于“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，下列说法不正确的是（　　）
A．测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测
B．本实验中用控制变量法来探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
C．为了保证安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些
4．如图所示，一细条形磁铁系于棉线下端形成单摆，摆的正下方固定一水平放置的环形导线。将磁铁从图示位置由静止释放，来回摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．导线中电流方向始终不变
B．磁铁向上摆动时，导线有收缩趋势
C．磁铁向下摆动时，导线中电流方向与图示方向相同
D．忽略空气阻力，磁铁摆动的幅度将不变
5．图甲是质谱仪原理图，带电粒子从容器A下方小孔飘入加速电场时速度几乎为零，图乙是回旋加速器原理图。下列说法正确的是（　　）
A．甲中所有粒子进入小孔时速度大小相等
B．甲中比荷越大的粒子在磁场中运动半径越小
C．乙中粒子在两个半圆金属盒中加速
D．乙中粒子射出的最大速度由电压U的大小决定
6．如图所示，光滑绝缘直杆倾角为，杆上套一带负电的小球，匀强磁场的方向垂直于杆所在竖直平面。给小球一沿杆向上的初速度，不计空气阻力，小球从开始运动到返回出发点的过程中（　　）
A．机械能减小 B．最大上滑位移为
C．上滑时间小于下滑时间 D．下滑时受到杆的弹力一定先减小后增大
7．如图所示，矩形导线框abcd位于竖直放置的通电长直导线附近，导线框和长直导线在同一竖直平面内，导线框的ab和cd两边与长直导线平行。在下面的四种情况中，导线框内没有感应电流的是（　　）
A．导线框在纸面内竖直下落
B．导线框在纸面内向右平移
C．导线框以ab边为轴向纸外转动
D．导线框不动，增大长直导线中的电流
8．如图所示，我国探月卫星在进入地月转移轨道时，由于卫星姿势的改变，卫星中一边长为，匝数为10匝的正方形导线框，由水平方向转至竖直方向，此处的磁感应强度，方向如图所示，则下列说法正确的是（，）（　　）
A．在水平位置时，穿过线框的磁通量的大小为
B．在竖直位置时，穿过线框的磁通量的大小为
C．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
D．该过程中穿过线框的磁通量的变化量的大小是
多选题（每题6分 共18分）
9．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，当输入电压时，额定电压为3V的灯泡正常发光，此时灯泡也刚好正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．的电压是3V B．的额定电压是9V
C．的额定功率是的3倍 D．的额定功率是的9倍
10．如图所示为我国民众应对高温天气所用的吊扇，此时固定于天花板上的吊扇正在顺时针旋转（仰视），转速为n。已知叶片ab的长度为L，忽略转轴的大小，吊扇所在位置处地磁场的磁感应强度大小为B，方向与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两端的电势差大小为
B．a、b两端的电势差大小为
C．a端的电势高于b端的电势
D．a端的电势低于b端的电势
11．如图所示，在xOy平面的第一、二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在第三、四象限的－d≤y≤0范围内有沿x轴正方向的匀强电场，在坐标原点O有一粒子源可以向x轴上方以不同速率向各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，x轴上的P点坐标为（－d，0），y轴上的Q点坐标为（0，－d）。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列选项分析正确的是（ ）
A．沿不同方向射入磁场经过P点的粒子速率可能相同
B．若以最小速率经过P点的粒子又恰好能过Q点，则电场强度大小为
C．若粒子源发射的粒子最大速率为ν，在第二象限中有粒子扫过的区域面积为
D．所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同
实验题（ 共21分）
12．如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；
②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是 （选填选项前的字母）。
A．移动活塞时应缓慢一些 B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量 D．必须测出注射器内封闭气体的温度
（2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （选填“p-V”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直 线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是 （选填选项的字母）。
A． B． C． D．
13．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 。
（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。　
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
（4）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是0.16 m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。（结果保留一位有效数字）。
四、解答题
14．（13分）14．如图，水平轨道AB与半径为R的竖直半圆弧轨道BCD在B点平滑连接，整个装置处于与水平方向成45°角斜向上的匀强电场中，场强大小。质量为m，电荷量为q的带正电小球从水平轨道上某点（图中未画出）静止释放后以水平速度经B点进入圆弧轨道。不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为g。求：
（1）小球运动到圆弧轨道上B点时所受轨道支持力的大小；
（2）小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间；
（3）整个运动过程中小球电势能最大的位置离B点的距离。

15．（16分）如图所示，有两条间距为、足够长的平行导轨固定在水平面上，每条导轨中间都有一段不导电的塑料把导轨分为左、右两部分、其余导轨部分均为可导电金属。左侧的电容器电容为，右侧的电阻阻值为。两根金属棒、的质量分别为和，金属棒的电阻为，的电阻忽略不计，初始时刻两金属棒静止放在塑料材料上。金属棒都与导轨垂直。整个装置放在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中。某时刻给金属棒一个大小为、方向向右的初速度，使得金属棒与发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力不计，金属棒与导轨接触良好。求：
（1）碰后金属棒与各自的速度大小；
（2）碰后金属棒在金属导轨上运动的位移大小和金属棒运动过程中电阻上产生的焦耳热；
（3）金属棒最终的速度大小。
物理参考答案
1．A
【详解】A．横波是指质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。在电磁波中，电场强度矢量和磁场强度矢量在空间上是相互垂直的，并且它们都与电磁波的传播方向垂直，所以电磁波是横波，A正确；
B．X射线的频率比红外线的频率大，根据
可知X射线的波长比红外线的波长更短，B错误；
C．赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误；
D．电磁波加载信息的方式有调幅与调频两种方式，D错误。
故选A。
2．C
【详解】A．单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶态没有规则的天然形状，故A错误；
B．非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，故B错误；
C．无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点，故C正确；
D．无论是单晶体还是多晶体，晶体内部的分子均按一定的规律排布，即具有一定的规律性，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】A．为了保证多用电表的安全，测量副线圈电压时，先用最大量程挡试测，故A正确，不符合题意；
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法，故B正确，不符合题意；
C．变压器的工作原理是互感现象，电源应该选用学生电源提供的交流电压，故C错误，符合题意；
D．由变压器的工作原理有
可知，匝数少的线圈中的电流大，则导线应该粗，绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈的导线应比原线圈粗一些好，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】A．磁铁摆动过程中，环形导线中的磁通量有时增大，有时减小，根据楞次定律可知，导线中的电流随磁通量的增减而变化，A错误；
B．磁铁上摆时，穿过环形导线的磁通量减小，根据楞次定律可知，导线环有扩张的趋势，B错误；
C．磁铁向下摆动时，导线环中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场应阻碍其磁通量的增加，方向应向上，结合右手定则可知，导线中的电流方向与图示电流方向相同，C正确；
D．磁铁摆动过程中机械能转化为焦耳热，因此摆动幅度逐渐变小，D错误。
故选C。
5．B
【详解】A．图甲，进入小孔的所有粒子满足
则粒子的荷质比不同，速度大小不相等，故A错误；
B．图甲，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
可知，粒子荷质比越大在磁场中运动的半径越小，故B正确；
C．图乙，粒子在两个半圆金属盒的缝隙中的电场中加速，故C错误；
D．图乙，回旋加速器中粒子射出时，根据洛伦兹力提供向心力，有
可得最大速度
可知与加速电压大小无关，故 D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．小球运动过程中，只受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误；
BC．小球上滑时，根据牛顿第二定律
下滑时，根据牛顿第二定律
所以根据可知，上滑时间等于下滑时间，小球向上滑动的最大位移为
故B正确，C错误；
D．小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力、与杆垂直的弹力，小球向下加速时，根据可知，小球受到的洛伦兹力增大，若小球回到出发点加速到时，小球受到的洛伦兹力仍小于小球垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球的弹力一直垂直杆向上减小，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】A．导线框在纸面内竖直下落，穿过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故A正确；
BCD．导线框在纸面内向右平移、导线框以ab边为轴向纸外转动、导线框不动增大长直导线中的电流这三种情况，穿过线框的磁通量都发生变化，线框中有感应电流，故BCD错误。
故选A。
8．C
【详解】A．在水平位置时穿过线框的磁通量为
故A错误；
B．在竖直位置时穿过线框的磁通量为
则穿过线框的磁通量的大小为，故B错误；
CD．磁通量的变化量的大小为
故C正确，D错误。
故选C。
9．AC
【详解】AB．设原线圈，副线圈电流为，，匝数、，设灯泡、灯泡电压分别为、，题意易得，则有
代入题中数据，解得
故A正确，B错误；
CD．设、的额定功率分别为，
故
又因为、均为3V，故可得
又因为
联立可得
整理可得
故C正确，D错误。
故选AC。
10．AC
【详解】北方地磁场的磁感应强度垂直于叶片向下的分量为
由法拉第电磁感应定律有
根据角速度和转速得关系有
又因为
可得a、b两端的电势差大小为
由右手定则可知，a端的电势高于b端的电势。
故选AC。
11．AD
【详解】A．经过P点圆弧轨迹均以PO为弦，如图所示
经过O、P两点的半径相等的圆O1与圆O2，粒子可以分别沿这两个等大的圆在磁场中的圆弧部分做圆周运动经过P点，由于运动半径相等，故粒子速度大小相同，故A正确；
B．粒子以最小速率经过P点时，在磁场中的轨迹恰好为半个圆周，到达P点时速度方向垂直于x轴，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得
解得
当OP为粒子运动轨迹的直径时
圆周运动半径最小，粒子经过P点时速度最小，可得
由P点到Q点做类平抛运动。沿y轴负方向做匀速直线运动，则有
沿x轴正方向做匀加速直线运动，则有
由牛顿第二定律得
解得电场强度
故B错误；
C．由题意可知，若粒子源发射的粒子最大速率为ν，由洛伦兹力提供向心力得
则粒子运动轨迹的最大半径为
粒子向不同方向进入磁场时，粒子扫过的区域为以圆形轨迹直径为半径的扇形面积，即，在第二象限中有粒子扫过的区域面积为
故C错误；
D．设沿不同方向进入磁场的粒子，经过P点的速度方向与x轴夹角为，如图所示
由几何关系得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
在P点垂直电场方向的分速度为
可见为定值。粒子穿过电场过程沿y轴负方向做匀速直线运动，则有
因为定值，故所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同，故D正确。
故选AD。
12． AB/BA 过原点的倾斜直线 AC/CA
【详解】（1）[1]AB．由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象，实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，故AB正确；
CD．等温变化的规律为
所以不必要测出气体的质量和温度，只要看它是否满足这样的变化规律即可，故CD错误。
故选AB。
（2）[2] [3]如果做p-V图像，因为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应作出的图像，在误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线。
（3）[4]AB．由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是T1对应的图线，故A正确，B错误；
CD．设
则k值大的对应的pV的乘积也大，即斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。
故选AC。
13． 单层 DACB AC 6×10-10
【详解】（1）[1][2]本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为。
（2）[3]实验中先在浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。则合理的顺序是：DACB。
（3）[4]该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。根据可知：
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V偏大，测得的分子直径d偏大，选项A正确；
B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油膜的面积偏大，则测得的分子直径偏小，选项B错误；
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，选项C正确；
D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则S测量值偏大，则分子直径测量值偏小，选项D错误。
故选AC。
（4）[5]一滴该油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
14．（1）3mg；（2）；（3）
【详解】（1）小球运动到圆弧轨道上B点时，据牛顿第二定律可得
解得小球所受轨道支持力的大小为
（2）小球在轨道上运动时，所受合力为
方向水平向右，如图所示

可知小球运动到D点的速度大小为v0，方向水平向左，小球从D点离开圆弧轨道到第一次返回轨道所经历的时间为
（3）设小球释放点为A，电场力做正功电势能减少，故在A点小球的电势能最大，从A到B的过程，据动能定理可得
解得
即整个运动过程中小球电势能最大的位置离B点的距离为。
15．（1），；（2），；（3）
【详解】（1）对金属棒的碰撞过程用动量守恒定律和机械能守恒定律有
代入数据可求得
（2）对碰后金属棒在金属导轨上运动的过程，由动量定理有
综上可得
由能量守恒定律可知，金属棒及右侧电阻上产生的焦耳热
电阻上产生的焦耳热
（3）电容器电荷量
最终电容器两端电压
对棒应用动量定理有
解得金属棒ab最终的速度大小