【物理】广东省领航联盟2024-2025学年高二下学期5月联考试题（C卷）（解析版）

这是一份【物理】广东省领航联盟2024-2025学年高二下学期5月联考试题（C卷）（解析版），共17页。试卷主要包含了考查范围，考生必须保持答题卡的整洁， 关于以下四幅图的说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.考查范围：选择性必修第二册占60%；选择性必修第三册第一章和第二章第一、二节占40%。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东于2025年3月21日完成约7小时的出舱活动，并将出舱活动视频通过无线电波传输回地面控制中心。太空视为真空环境，下列说法正确的是（ ）
A. 该无线电波不能被人眼看见
B. 该无线电波可以用恒定电场进行激发
C. 该无线电波可用于杀菌
D. 航天员也可以选择用超声波与控制中心通讯
【答案】A
【解析】A．目前卫星与地面间的通讯通过无线电波（微波等），该部分处于红外区，不能被看见，故A项正确；
B．电磁波的激发需要周期性变化的电场或磁场，故B错误；
C．无线电波波长较长、频率较小，不具有杀菌作用，故C错误；
D．超声波的传播需要介质，宇宙空间缺乏介质，航天员不可以选择用超声波与控制中心通讯，故D错误。
故选A。
2. 关于用油膜法测量分子直径的实验，下列说法错误的是（ ）
A. 实验前需将油酸用酒精稀释，有利于让油酸在水面上更容易形成单分子层
B. 计算油膜面积时，舍去所有不足一格的方格
C. 若油酸酒精溶液浓度测量值偏大，会使分子直径的计算结果偏大
D. 水面上痱子粉撒得太厚会使分子直径的计算结果偏大
【答案】B
【解析】A．稀释油酸溶液可以减小一滴溶液中纯油酸的体积，更容易在有限的水盘中展开为单分子层油膜，A正确；
B．数格子时应该大于半格算一格，小于半格舍去，不是所有都舍去，B错误；
C．根据计算式，分子直径测量值，其中为一滴溶液的体积，S为单分子油膜的面积，浓度测量偏大，会导致直径计算结果偏大，C正确；
D．痱子粉撒得太厚，会让单分子油膜的面积测量值偏小，根据，会让分子直径测量值偏大，D正确。
此题选择不正确的，故选B。
3. 速度选择器是离子注入机重要组成部分，如图为速度选择器的结构简化图，两平行金属板、间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一电荷量为的带正电的粒子从点沿方向以速度射入两金属板之间，恰好能沿直线运动到点，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 若仅撤掉磁场，粒子将向极板偏转
B. 若仅改变粒子的电性，让其带负电，粒子将向极板偏转
C. 若仅减小入射速度，粒子将向极板偏转
D. 若仅增大电荷量，粒子将向极板偏转
【答案】C
【解析】A．若仅撤掉磁场，粒子带正电，电场力方向向下，所以粒子将向极板偏转，A错误；
BD．若仅改变粒子的电性，或仅增大电荷量，根据
粒子仍沿直线运动，BD错误；
C．根据
若仅减小入射速度，洛伦兹力小于电场力，所以粒子将向极板偏转，C正确。
故选C。
4. 如图所示是两孤立分子间的引力、斥力和合力随分子间距离的变化图像，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，随着的减小，斥力减小，引力增大
B. 当时，随着的增大，斥力减小，引力增大
C. 当时，随着的减小，合力先减小后增大
D. 当时，随着的增大，合力先增大后减小
【答案】D
【解析】AC．当时，随着的减小，斥力、引力均增大，合力表现为斥力且在增大，AC错误；
BD．根据图像可知，当时，合力表现为引力，随着的增大，斥力、引力均减小，合力先增大后减小，B错误，D正确。
故选D。
5. 电动汽车无线充电技术是新一代充电技术的重点发展方向，避免了传统有线充电频繁插拔充电枪的繁琐。充电时车辆静止在地面发射线圈上方，发射线圈通入高频交变电流，在车辆底盘上方的接收线圈中产生感应电流。为减少充电过程中车辆金属底盘的涡流损耗，工程师进行了特殊设计。下列说法正确的是（ ）
A. 车辆金属底盘应使用整块铝合金，利用其高导电性增强感应电流
B. 高频交变电流通过发射线圈时，金属底盘因切割磁感线产生持续的涡流
C. 对金属底盘进行分段绝缘处理（如绝缘胶填充接缝），可以大幅减少涡流损耗
D. 若发射线圈通入恒定电流，无线充电系统可以正常工作
【答案】C
【解析】A．整块铝合金导电性虽好，但会形成大面积的涡流回路，导致涡流损耗显著增加（电能大量转化为热能），与“减少损耗”的设计目标矛盾，A错误；
B．涡流属于感生电流，由交变磁场引起的磁通量变化产生，而此处金属底盘静止，无法切割磁感线，仅因磁场变化产生涡流，B错误；
C．将金属底盘分割为多段绝缘，限制涡流只能在每段金属内部形成小回路，大幅减小涡流，C正确；
D．感应电流的产生条件是磁通量变化，恒定电流产生恒定磁场，磁通量无变化，因此不会激发感应电流，D错误。
故选C。
6. 如图所示的电路中， D1、D2为相同规格灯泡，电感线圈直流阻值及电源内阻忽略不计。某同学进行两次实验：第一次将接至，闭合至电路稳定，发现D1、D2均能正常发光，然后断开；第二次将接至，闭合至电路稳定后断开，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次实验闭合瞬间，D2会马上正常发光
B. 第一次实验断开瞬间，D1会马上熄灭
C. 第二次实验闭合至电路稳定后，D2能正常发光
D. 第二次实验断开后，D2会被点亮后逐渐熄灭
【答案】D
【解析】A．由于电感线圈的存在，第一次实验闭合瞬间，电感线圈产生的自感电动势会阻碍其所在支路的电流增加，使电流只能逐渐增加，D2会逐渐发光，A错误；
B．第一次实验断开瞬间，电感线圈与D2及D1构成闭合回路，电感线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，故两个灯泡都会在原来亮度的基础上逐渐熄灭，B错误；
C．第二次实验闭合至电路稳定，由于电容器稳定情况相当于断路，故D2不亮，C错误；
D．第二次实验断开后，电容器与电感线圈、D2及D1构成闭合回路，且电容器上充有电荷，激活振荡电路，会有电流流过D2及D1，D2会点亮，但振荡电流会逐渐减小，两灯会逐渐熄灭，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示为某种手摇式电筒的结构简图，通过手摇动电筒，使磁铁相对固定线圈来回运动，线圈产生感应电动势并通过整流电路对蓄电池进行充电，再进一步让灯泡发光。已知可活动磁铁中心圆柱（N极）与外环（S极）的间隙内形成径向辐射状磁场，运动过程中线圈平面与中心圆柱保持垂直，线圈圆周所在位置的磁感应强度大小为，且在相对运动过程中可认为不变，线圈匝数为，半径为，某段时间内，线圈上产生的正弦式电动势如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该段时间内，电动势的有效值为
B. 时刻，可活动磁铁相对线圈速度大小为
C. 时刻，可活动磁铁相对线圈运动方向发生改变
D. 若对调中心圆柱与外环磁铁的极性，则该手摇式电筒不能正常工作
【答案】B
【解析】A．正弦交流电的有效值为，A错误；
B．由于线圈上磁感应强度的大小相等且不变，可根据
得
得，B正确；
C．时间内电动势方向不变，则时刻可活动磁铁相对线圈运动方向没有改变，C错误；
D．对调中心圆柱和外环磁铁的极性，电筒可以正常工作，D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，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，有选错的得0分）
8. 关于以下四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲中线圈平面和磁感线平行，线圈中的磁通量最大
B. 图乙中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动
C. 图丙中的布朗运动是由于周围的液体或气体分子无规则热运动对悬浮颗粒撞击的不均衡而导致的
D. 图丁说明封闭空间内的气体加热到一定程度，将没有速率小于的气体分子
【答案】BC
【解析】A．图甲中线圈平面和磁感线平行，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；
B．图乙中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流的效果阻碍引起感应电流的原因，可知，磁铁对铝框的安培力使铝框与磁铁发生同向转动，故B正确；
C．布朗运动是由于周围的液体或气体分子无规则热运动对悬浮颗粒撞击的不均衡而导致的，故C正确；
D．不管温度多高，大量气体中都有一定概率存在低速运动的分子，故D错误。
故选BC。
9. 已知光敏电阻阻值会随光照强度的增强而减小，发光二极管需正向电压大于某值后才能点亮。某同学利用学校实验室的实验器材搭配光敏电阻和发光二极管设计了一个水质检测装置，其中虚线下方为水下部分，调整滑动变阻器至适当阻值，闭合开关，将该装置的水下部分浸泡在水中，即可对水质进行检测，下列说法正确的是（ ）
A. 水质越浑浊，发光二极管越容易点亮
B. 水质越清澈，发光二极管越容易点亮
C. 滑动变阻器滑片向左滑，发光二极管更容易点亮
D. 滑动变阻器滑片向右滑，发光二极管更容易点亮
【答案】BC
【解析】A．水越浑浊，照到光敏电阻的光强越弱，光敏电阻阻值增大，二极管分压减小，更不容易点亮，故A错误；
B．水越澈，照到光敏电阻的光强越强，光敏电阻阻值减小，二极管分压增大，更容易点亮，故B正确；
C．滑片向左滑动，滑动变阻器接入阻值减小，其分压减小，则二极管承担电压增大，二极管更容易点亮，故C正确；
D．滑片向右滑动，滑动变阻器接入阻值增大，其分压增大，则二极管承担电压减小，二极管更不容易点亮，故D错误。
10. 如图，为一个半径为的金属圆盘的轴心，以水平直径为分界线，分别有如图所示的上下两个匀强磁场，磁感应强度大小均为。通过电刷将圆盘与水平光滑平行金属导轨相连接。导轨间距也为，导轨区域有垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为，导轨上锁定着一个质量为的导体棒，导体棒右端通过细绳及定滑轮悬挂一个质量为的重物，现使金属盘以恒定角速度顺时针转动后，由静止释放导体棒，一段时间后重物匀速上升，导体棒接入电路的阻值为，圆盘及导线、导轨电阻不计，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 释放导体棒前，通过导体棒电流为
B. 释放导体棒后，重物可能先下降后上升
C. 从释放导体棒到重物匀速上升，系统单位时间产生的热量逐渐减小
D. 重物匀速上升速度大小为
【答案】ACD
【解析】A．圆盘可以看成两条金属棒转动切割匀强磁场，且电动势叠加，所以总电动势为
通过导体棒的电流为，A正确；
B．刚开始时因为导体棒没有切割形成反电动势，电流最大，安培力是最大的，此时导体棒应该是向左加速，故重物不可能先下降再上升，B错误；
C．由于导体棒形成的反电动势越来越大，电流越来越小，根据，单位时间产生的焦耳热会越来越小，C正确；
D．匀速时，对导体棒受力分析有
得重物匀速上升的速度大小为，D正确。
故选ACD
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某小组利用手摇发电机（可视为小型风力发电机模型）、可拆变压器、多用电表、滑动变阻器、导线等器材，探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，并模拟风力波动时的电压调节，装置电路如图甲所示，可拆变压器如图乙所示。
（1）固定发电机转速为恒定值（模拟稳定风力），变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，数据如下表：
利用数据可得出结论：在实验误差允许的范围内，变压器原、副线圈电压与匝数的关系为____（用、、、表示）。实验误差来源可能为______________________________（写出一条即可）。
（2）保持、，通过改变发电机转速模拟风力变化，测量原线圈电压与副线圈电压，转速比例为发电机转子实际转速与额定转速之比，数据如下表：
若用户需稳定获得电压，当转速比例为50%时，副线圈匝数应调整为__________（选填“200”或“800”）匝。
【答案】（1） 漏磁 （2）800
【解析】（1）[1]根据表格数据可知，变压器原、副线圈电压比等于匝数比，即。
[2]实际变压器由于漏磁、线圈发热、铁芯发热等情况，会导致电压比不等于匝数比，因此误差来源可以为铁芯发热导致能量损耗、漏磁、交流电压表读数瞬时性、手摇转速微小波动。
（2）当转速比例为50%时，发电机的输出电压。由于理想变压器满足
当，，，匝，副线圈匝数选择800匝。
12. 某科技小组设计了如图甲所示的装置来探究一定质量的理想气体等温变化的规律，导热气缸内封存有一定质量的理想气体，气缸总长度为。活塞（厚度不计）通过连杆与位移传感器相连，活塞面积。在实验过程中，活塞可以自由滑动，忽略与气缸之间的摩擦。气缸底部集成压力传感器（体积忽略不计），传感器面积。初始状态下，缸内气体压强为大气压强，气体的温度为，压力传感器示数设置为0，位移传感器示数设置为0。
（1）实验小组缓慢推动连杆，目的是____________________。
（2）通过实验获得的数据如下表：
数据处理时，将上表格中的数据转化为下表格中的数据，该表格中需要补充的数据为_____，请将第4组数据在图乙中标出，并连线____，根据图乙的连线，可以得出结论：对一定质量的气体，当温度不变时，压强和体积成_____。
（3）另一小组成员将压强传感器连接在注射器针头，缓慢推动活塞逐渐减小气体体积的实验过程中，发现活塞处缓慢漏气，其余操作无误。根据实验数据绘出的图像可能是_____。
A. B.
【答案】（1）确保气体温度不变 （2）1.67 见解析 反比 （3）B
【解析】（1）在探究一定理想气体等温变化规律时，缓慢移动活塞，可尽量减少温度变化，确保气体温度不变。
（2）[1]根据压强
表格中需要补充的数据为1.67。
[2][3]对应的图像如图所示，根据图像可得出结论，对一定质量的气体，当温度不变时，压强和体积成反比。
（3）根据
所以
活塞处漏气，则减小，斜率在慢慢减小。
故选B。
13. 校园篮球社团活动中，社员小明负责给新篮球充气。已知篮球的容积为，初始时篮球内部为真空（无气体）。小明使用的充气筒每次可将压强、体积的空气打入篮球（忽略温度变化与篮球容积变化）。
（1）求小明需充气多少次，篮球内部气体压强才能达到？
（2）若充气后篮球内压强达到，现需将压强降至，求放出的气体在标准大气压下的体积。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设需充气次才能使篮球内部气压达到，以打入所有气体为研究对象，由玻意耳定律，得
代入数据解得
（2）设放出气体在标准大气压下体积为，以放出气体和篮球内剩余气体为研究对象，由玻意耳定律得
代入数据解得
14. 工程师设计了一种新型“振荡式电磁阻尼器”，通过金属杆的往复运动高效耗散动能。如图所示，该系统轨道由两条间距为的“”形光滑平行金属导轨组成：其中倾斜段Ⅰ顶端高度；倾斜段Ⅱ顶端高度，顶端水平固定一根金属杆；水平段Ⅲ长为，水平导轨间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。金属杆从Ⅰ顶端静止释放，经过足够长的时间金属杆停止运动。已知金属杆与导轨保持垂直且接触良好，金属杆经过轨道连接处时动能不损失，金属杆质量为，两金属杆接入电路中的电阻均为，其余电阻不计。已知，忽略空气阻力。求：
（1）回路的最大电流值；
（2）杆产生的焦耳热；
（3）杆最终停止的位置距端的距离。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）杆从倾斜轨道上加速，第一次到时，由能量守恒有
解得
由于进入磁场区域后，棒受到安培力作用进行减速，且无法到达Ⅱ顶端，只能在轨道内来回运动，因此初次达到的速度为最大速度。
在磁场中切割产生的感应电动势大小
杆、导轨与固定的杆形成闭合回路，根据闭合电路欧姆定律，有
解得
（2）杆进入磁场区域后，动能全部转化为焦耳热，对整个系统，由能量守恒定律
由于杆与杆串联且电阻相等，杆产生的焦耳热为
解得
（3）对杆由动量定理
回路中的平均感应电动势大小为
过程中回路中平均感应电流大小为
杆的运动总路程有
可得
由于磁场区域长度为，杆在磁场区域内滑行后仍有剩余动能，冲上倾斜轨道Ⅱ后会再次进入磁场区域，因此，杆最终停止的位置距左端的距离为
解得
15. 利用磁场控制带电粒子运动，可以实现对带电粒子的收集，收集装置如图所示，半径为的圆形虚线区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，在磁场中央有一半径的圆柱形收集器，位于圆形虚线上的离子源将荷质比为的正离子在平面内以速率持续均匀地沿不同方向（0~180°）射入磁场区域，离子接触收集器表面即被收集，若离子的运动轨迹和收集器表面相切，认为离子不被收集，忽略离子间的相互作用，不计离子的重力。
（1）若所有离子都不能被收集器收集，求磁感应强度的取值范围；
（2）若沿方向射入的离子刚好没被收集器收集，求磁感应强度的大小；
（3）若收集器半径，磁感应强度保持为不变，已知离子源单位时间射入磁场的离子数为，收集器工作时间为，求收集器上收集到的离子个数与的关系式。（已知远大于离子在磁场中运动时间，计算过程角度用弧度制表示，结果可用反三角函数表示，例如，）
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）如图甲，由牛顿第二定律及几何分析可得
根据
其中
解得
所以（或）
（2）如图乙，由牛顿第二定律及几何分析可得
其中 ，
解得
（3）若，轨迹与收集器右边相切情况，设入射方向与间夹角为，如图丙所示
，，
轨迹与收集器左边相切情况，设入射方向与间夹角为，如图丁所示
，
，
解得（匝）
200
200
800
800
（匝）
400
800
200
400
2.4
2.4
2.4
2.4
4.7
9.5
0.6
1.2
转速比例
50%
75%
100%
1.2
1.8
2.4
2.3
3.5
4.7
压力
0
5.0
8.6
13.4
20.0
24.5
位移
0
2.0
3.0
4.0
5.0
5.5
压强
1.00
1.25
1.43
2.00
2.23
体积
200
160
140
120
100
90
体积倒数
5.00
6.25
7.14
8.33
10.0
11.1