安徽省金榜教育2024-2025学年高二下学期5月月考 B物理试卷（解析版）

这是一份安徽省金榜教育2024-2025学年高二下学期5月月考 B物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。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；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修三、选择性必修一第一章至第三章、选择性必修二、
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 一列沿轴正方向传播的简谐横波某时刻的波形如图所示，图中O点为波源，此时该波传到图中的质点。图中的、、、、、、均是横波中的质点。其中、在该时刻位移相同。下列关于该波的说法正确的是（ ）
A. 该时刻质点比质点的速度大
B. 该时刻质点与质点的加速度大小相等，方向相反
C. 该波的波长为
D. 该时刻质点沿轴负方向振动
【答案】D
【解析】A．该时刻质点在最大位移处，此时质点的速度为零。质点在平衡位置，速度值最大。故质点比质点的速度小，故A错误。
B．该时刻质点与质点的位移相同，故加速度大小相等，方向相同，故错误。
C．由简谐波的波长可知，该波的波长为，故错误。
D．机械波的传播是后一质点跟随前一质点做受迫振动。故该时刻质点的振动方向沿轴负方向，故正确。
故选D。
2. 一单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，现将单摆摆长变为原来4倍，振幅变为原来的一半，则下列能反映其振动图像的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由单摆做简谐运动的周期公式
振幅减半对其振动周期没有影响，摆长为其原摆长4倍时，周期变为原来的2倍。原图像所反映的周期为2s，则变化后的周期为4s。
故选C。
3. 如图所示，一轻弹簧上端栓接在一固定在水平地面的光滑斜面上，弹簧下端连接质量为的小球（可视为质点）。现让小球在竖直平面内沿斜面方向振动起来，时刻经过平衡位置沿斜面向下运动，速度大小为。此后时刻，小球的速度大小也是。已知斜面与水平面夹角为，重力加速度为，关于该段时间内下列说法中正确的是（ ）
A. 支持力冲量大小为0
B. 重力冲量大小为
C. 动量变化大小为
D. 弹簧对小球做功为0
【答案】D
【解析】AB．对小球进行受力分析可知，在垂直斜面方向上，小球受到的支持力等于重力沿斜面向下的分力，即
根据力的冲量的定义可知，该段时间内支持力冲量大小为
同理该段时间内重力的冲量为，故AB错误；
C．由题意可知，0时刻质点的速度大小为，方向沿斜面向下，时刻质点的速度大小也是，但方向可能沿斜面向下，也可能沿斜面向上，故根据动量的变化表达式
可知动量的变化量可能有两种情况：
当时刻小球速度方向沿斜面向下时
②当时刻小球的速度方向沿斜面向上时
即动量变化的大小可能是0，也可能是，故C错误；
D．因为0时刻与时刻小球的速度大小均为，故小球均处于平衡位置，系统弹性势能没有变化，所以弹簧对小球做功为0，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，、、是匀强电场中的正三角形的三个顶点，各点电势，，。已知正三角形与电场方向在同一平面内，则下列选项中电场强度方向表示可能正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】C
【解析】如图所示，因为是匀强电场，所以在点与点的连线中点电势必然是，该点与点构成等势线。又沿电场线方向电势降低，电场线与等势线垂直。
故选C。
5. 图甲是直线加速器，图中标注数字0的部件是金属圆板，标注数字的部件为金属圆筒，各金属圆筒两端均有金属圆片密封圆筒，金属圆片中心有小圆孔，圆板中心及各圆孔在同一直线上。各圆筒接在电压大小为的电源上。现有一带电粒子从贴进金属圆板中心处开始加速，带电粒子加速的运动时间均不计。图乙是回旋加速器，其核心部件是两个中空的半圆形金属盒和，称为“形盒”，带电粒子在两盒之间被电场加速，在两盒中做匀速圆周运动，带电粒子在缝隙中的运动时间均不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中为保证电子持续稳定的加速，各圆筒的电压为恒定电压
B. 若大小保持不变，则图甲中各圆筒的长度之比一定为
C. 在回旋加速器两D形盒之间所加交变电压的值降低，不影响最终粒子的动能
D. 在回旋加速器分别加速和时，如果的所加电压周期不变，则磁感应强度也无需改变
【答案】C
【解析】A．为使粒子在所有相邻圆筒的间隙中都能受到向右的静电力，电子所到达间隙处的电场强度都必须向右。在同一间隙中，电场强度的方向是周期性变化的，每半个周期，电场强度的方向左右变化一次，故A错误。
B．由于金属导体内部的电场强度等于0，电子在各个金属圆筒内部都不受静电力的作用，它在圆筒内的运动是匀速直线运动。设电子进入第个圆筒后的速度为，根据动能定理有
可得第个圆筒的长度为
圆筒长度跟成正比，故B错误。
C．粒子在回旋加速器中加速，必须满足，其中为粒子回旋半径，为形盒半径。
有
最终动能为，故C正确。
D．回旋加速器加速粒子时，粒子的回旋周期与电压周期同步，所加电压周期不变，则回旋周期不变。又回旋周期，由于和比荷不同，故需要调整磁感应强度。故D错误。
故选C。
6. 某小型水力发电站的发电输出功率为，发电机的输出电压为。现采用远距离高压输电的方法，在发电机处安装升压变压器，在用户处安装降压变压器。用户所需电压为，不计变压器上的电能损失。输电线总电阻。现通过技术革新，在保障用户用电电压不变的基础上，将输电线的功率损失由发电机输出功率的4%降到1%。下列说法正确的是（ ）
A. 仅更换输电线，无需更换降压变压器
B. 不更换输电线，仅需更换升压变压器
C. 将新输电线的直径变为原来的2倍，且需更换降压变压器
D. 将新输电线的直径变为原来的2倍，且无需更换降压变压器
【答案】C
【解析】ACD．将新输电线的直径变为原来的2倍，根据，输电线的横截面积变为原来的4倍。根据电阻定律，输电线总电阻变为原来的；根据，输电线上损失的功率将变为原来的，从4%降到1%。
根据，输电线电阻减小，输电线上损失电压ΔU减小；根据，降压变压器的输入电压U3增大；根据 ，为了保证用户所需电压不变，必须更换降压变压器。C正确，AD错误；
B．不更换输电线，更换升压变压器，将升压变压器的输出电压提升到原来的2倍，升压变压器的输出电流降低为原来的，根据，输电线上损失的功率将变为原来的，从4%降到1%。
根据，输电线电流减小，输电线上损失电压ΔU减小，根据，降压变压器的输入电压U3增大；根据 ，为了保证用户所需电压不变，必须更换降压变压器。所以不更换输电线，必须同时更换升压变压器和降压变压器， B错误。
故选C。
7. 如图所示，真空中两平行金属极板正对放置，极板长度，间距为。一比荷为、带正电的粒子以平行于极板的速度从左侧沿极板进入板间区域。若极板间只有电场，当电压时粒子恰好能沿极板右侧边缘飞离电场。现只加垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），并让粒子仍以速度从极板左边缘沿极板进入板间区域，并恰好从极板右侧边缘飞离磁场。粒子重力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 只加电场时，极板带正电荷
B. 只加磁场时，磁场磁感应强度大小为
C. 若同时保留该电场与磁场，粒子以速度从两极板中间进入时，粒子将做匀速直线运动
D. 若同时保留该电场与磁场，粒子以速度从两极板中间进入时，粒子的动能将增大
【答案】D
【解析】A．粒子带正电荷，从极板右侧边缘飞离电场，做抛体运动，则粒子所受电场力竖直向上，则极板带负电，故A错误；
B．加电场时，有
代入数值可得
只加垂直于纸面向外的匀强磁场时，粒子以速度从极板边缘沿极板进入板间区域，并恰好从极板右侧边缘飞离磁场。粒子在磁场中做圆周运动。设其半径为r，则
解得
又
解得
故B错误；
CD．同时保留该电场与磁场，粒子以速度从两极板中间进入，则电场力大小为
洛伦兹力为
比较可得
故向电场力方向偏转，电场力做正功，粒子动能增大，故C错误，D正确。
故选D。
8. 小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数，电阻，线圈的两端经集流环与电阻连接，与电阻并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行。线圈平面与磁场方向垂直时，单匝线圈的磁通量为。每隔时间线圈平面便与磁场平行。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻上的功率为
B. 该发电机电动势的瞬时值为
C. 从图示位置转过时，电压表示数为零
D. 每隔相同的时间，通过电阻的电荷量相同
【答案】A
【解析】B．由图示可知，该发电机电动势的最大值为
其中，
解得
故电动势的瞬时值为，故错误。
C．图中电压表测得的电压为有效值，不为零，故错误。
A．电动势的有效值为
电流有效值为
电阻上的功率为，故正确。
D．通过电阻的电荷量
其中
联立解得
根据，故相同的时间内不一定相等，通过电阻的电荷量不一定相等，故错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示，电路中是滑动变阻器，为定值电阻，为电源电动势，为电源内阻。闭合开关，滑动变阻器滑片从图示位置向右缓慢调节的滑片过程中分别用、和表示电流表A、电压表示数，和表示电流表A、电压表示数的变化量绝对值。为用绝缘轻质细线拴接的带电小球，小球处于两片竖直方向的正对金属板中，细线与竖直方向夹角为，小球始终没有接触金属板。所有电流表、电压表均是理想电表。则自左向右缓慢调节的滑片过程中，以下说法或表达式正确的是（ ）
A. 增大，增大
B. 始终有
C. 增大，不变
D. 逐渐增大，小球的机械能增加
【答案】BD
【解析】AB．闭合开关，滑动变阻器滑片从图示位置向右缓慢调节的滑片过程中，电阻增大，电流
故电流减小。电压表、示数分别为，
故增大，减小。且始终有，选A错误，B正确。
C．由闭合电路的欧姆定律可知
则均不变，选项C错误
D．缓慢增大，电容器两极板电压增大，电场力缓慢增大。有
故增大。电场力对小球做正功。由功能关系可知，小球的机械能增大。选项D正确。
故选BD。
10. 如图所示，光滑绝缘水平面上矩形区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁场宽度为。有一粗细均匀的矩形金属线框，其边与磁场边界平行。其边长小于磁场宽度。现线框以初速度滑入磁场，最终恰好完全滑出磁场。下列说法中正确的是（ ）
A. 线框滑入磁场与滑出磁场，线框中电流方向相反
B. 线框滑入磁场与滑出磁场，线框受到的安培力方向相反
C. 如果滑入的速度大小为，则线框完全滑出磁场的速度大小为
D. 如果对线框施加水平向右的外力，使其匀速滑入与滑出，则其滑入与滑出磁场过程中，两端电势差大小相等
【答案】AC
【解析】A．由楞次定律可知，线框滑入磁场，边电流，滑出磁场，边电流，感应电流方向相反，选项A正确；
B．由左手定则可知，线框受到的安培力方向均向左，故方向相同，选项B错误；
C．由动量定理可知，滑入磁场过程有，
滑出磁场过程有，
整理可得
如果滑入的速度大小为，滑出的速度大小设为，则有
可得，选项正确；
D．线框以匀速滑入，边电动势切割磁感线电动势为
ab边电势差为
以匀速滑出，边电动势切割磁感线电动势为
ab边电势差为
因
可知，选项D错误。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 小刘同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。在水平桌面上，固定放置一曲面轨道，轨道末端点处与桌面相切。有两个外形相同的物块A、B，质量分别为，两物块与水平桌面动摩擦因数相同。在曲面轨道上有一固定档板。
①不放物块B，将物块A轻贴在档板，由静止释放，物块经点后，停在点，测得长度。
②再将物块B静止释放在点处，重复释放物块A的步骤，在点物块碰撞后，物块A停在点，物块B停在点。测得长度为，长度为。
回答下列问题：
（1）在实验时，物块和物块的质量应符合___________（填“>”“ （2） （3）
【解析】（1）因为碰撞后，物块A、B均向右运动，故必须满足。
（2）系统碰撞前后动量守恒，满足
碰前A经过点后，满足
碰后A满足
B满足
故有
（3）系统碰撞前后机械能守恒，则需要满足
可得
化简
联立
可得
12. 实验课中同学们要完成“测量一节干电池的电动势和内阻”的任务，被测电池的电动势约为1.5V，内阻约为。某小组利用图示的电路进行测量。
（1）请根据所示电路图，在实物图中完成连接。______
（2）图3是该组同学根据所获得的6组实验数据，在坐标纸上绘制的反映路端电压随电流变化的图线，请据此图线判断被测干电池的电动势______，内阻______。（结果保留到小数点后两位）
（3）为了更加准确地测量该电池的电动势，一位同学设计了图4所示的电路。电路中为输出电压可调节的电源（实物图如图5），内阻可视为零。为灵敏电流计（电路中电流顺时针时，电流计正向偏转；电流逆时针时，电流计反向偏转；无电流时指针停在中间0刻度线），为定值电阻。连接好电路检查无误后，闭合开关，调节电源值为时电流计示数为______（选填“正向满偏”“0”或“反向满偏”），则被测的电动势值。
（4）在测电动势后，另一同学设计了如图6所示的电路，图中仍为可调直流电源，为电压表，点电势高于点电势时，电压表示数为正，反之为负。为可微调电阻箱。连接好电路检查无误后，保持可调电源值为，闭合开关和，调节电阻箱值，当电阻箱值为时电压表示数为零，可测得被测电源的内阻______。
【答案】（1）见解析 （2）1.48##1.47##1.49 ##0.81##0.85 （3）0 （4）
【解析】（1）根据电路图连接实物图，如图所示
（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
结合图像有，
（3）图4中，可调节电源提供的电压与电池提供的电动势对电路产生的电流方向相反。当电源的电压值与电池的电动势值相等时，电流计的示数为0。
（4）图6中，电源与电池提供的电流方向一致。设通过被测电池的电流为，则电压表示数为
通过电源的电流为，则电压表示数为
电压表示数为零，则点电势等于点电势，可知
则有
结合上述有
解得
13. 如图所示，在粗糙绝缘水平面上放置一质量、粗细均匀的刚性闭合矩形金属线圈，线圈平面处于竖直平面内。图中虚线平分线圈，虚线右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律为。已知该矩形线圈匝数匝，边长为边长为，线圈总电阻。若线圈与水平面之间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。从时刻开始计时，求：
（1）线圈开始运动前，感应电流的大小及方向（以“顺时针”或“逆时针”表述）；
（2）经过多长时间，线圈开始在水平面上滑动？并判断滑动的方向。
【答案】（1），逆时针方向 （2）2s，向左滑动
【解析】（1）由法拉弟电磁感应定律可知，该线圈产生的电动势大小
其中
则
代入数值可得
由楞次定律可知，线圈中电流方向为逆时针方向；
（2）线圈中的安培力大小
线圈与水平面之间的最大静摩擦力大小为
当时，将产生滑动，代入数值，可得
易知线圈向左滑动。
14. 如图所示，在直角三角形（含边界）区域内，存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。一束带正电粒子从边中点以不同初速度沿平行于方向射入该磁场区域，部分粒子能从边射出磁场，且这些粒子在磁场中运动的时间均为。已知边长为，不计粒子间的相互作用力及粒子所受的重力。求：
（1）该带电粒子的比荷；
（2）能从边射出磁场的粒子，其速度大小的取值范围。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）如图甲所示，粒子从边射出磁场，则在磁场中的运动轨迹所对应的圆心角为，运动时间均相等。
设其周期为，由，且
可得，粒子的比荷为
（2）
由图乙可知，当粒子的轨迹与边相切时，由几何关系半径为
由图丙可知当粒子的轨迹与边相切，由几何关系轨迹半径为
故从边射出的粒子在磁场内运动的速度范围为
15. 如图所示，在足够长的光滑水平面上，放置三个滑块。滑块右侧栓接一水平轻质弹簧，弹簧右端与滑块接触（不栓接）。初始时，滑块与弹簧一起以速度向右做匀速直线运动，此时弹簧处于原长状态。滑块C静止在滑块右侧，滑块C右侧距离足够远处有一足够长的斜面滑块，底端通过一段小圆弧与水平面平滑相切，可以在水平面上无摩擦滑动。某时刻，滑块与滑块C发生碰撞并粘在一起（碰撞时间极短）。在滑块离开弹簧后，撤去滑块（撤去操作不影响系统运动）。已知滑块的质量分别为。重力加速度。求：
（1）在滑块离开弹簧前，弹簧弹性势能的最大值；
（2）滑块、C粘在一起后，滑上斜面滑块的最大高度；
（3）滑块、C与斜面滑块分离时各自的速度大小。
【答案】（1） （2） （3）1m/s；1m/s
【解析】（1）、与弹簧一起以向右做匀速运动，弹簧处于原长状态。滑块BC相碰前后速度为有：
解得
此后滑块的速度大于滑块BC速度，弹簧被压缩，直到弹簧被压至最短时，速度相等为，有：
解得
弹性势能的最大值为
解得
（2）从滑块BC粘接到与弹簧分开后，弹簧从原长被压缩再恢复原长，则有：
解得
滑块BC滑上滑块过程中，滑块BC与滑块在水平方向上动量守恒。到最高点时，速度相等为，水平方向
解得
由机械能守恒定律
解得
（3）滑块BC与滑块分离时，速度分别为与
解得、
即滑块与斜面滑块分离时各自的速度大小分别为和。