資源簡介

2024-2025學年重慶市渝西南七校高二（下）聯考物理試卷（5月）
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1.以下說法中正確的是( )
A. 赫茲提出了電磁場理論
B. 法拉第發現了電流的磁效應
C. 電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率、波長和能量大小無關
D. 在LC振蕩電路中，電容器極板上的電荷量減小時電路中的電流減小
2.以下說法正確的是( )
A. 隨風而起的沙塵在空中所做的運動是布朗運動
B. 夏季來臨，氣溫升高，周圍所有空氣分子熱運動都越劇烈
C. 無人機表演時，隨著無人機高度的上升，其內能必然增加
D. 中國空間站在太空中視為完全失重狀態，艙內氣體對內壁仍有壓強
3.如圖所示，正三角形的三個頂點a、b、c，在a、b處各有一條長直導線垂直穿過紙面，導線中均通有恒定電流。a處導線的電流大小為I，方向垂直于紙面向里，在c處產生磁場的磁感應強度大小為。若c處的磁感應強度大小也為，則b處導線的( )
A. 電流大小為I，方向垂直于紙面向里 B. 電流大小為I，方向垂直于紙面向外
C. 電流大小為2I，方向垂直于紙面向里 D. 電流大小為2I，方向垂直于紙面向外
4.如圖所示，一段質量為m的水平導體棒通以電流，導體棒靜止位置距蹄形磁鐵兩極距離相等，懸掛導體棒的導線與豎直方向形成較小角度圖中未標出，重力加速度為g。關于這一情景，下列說法正確的是( )
A. 導體棒所受安培力的大小為
B. 導體棒所受安培力的大小為
C. 導體棒所受安培力的方向一定與電流方向垂直，不一定與磁場方向垂直
D. 導體棒所受安培力的方向一定與磁場方向垂直，不一定與電流方向垂直
5.將太陽能直接轉換為電能的技術稱為光伏發電技術，光伏發電技術的原理是將太陽能直接轉換為電能直流電后，再利用逆變器轉換為交流電供用戶使用或并入電網。某部隊為解決高山哨所用電問題，在山腳下建立“太陽能板田”，如圖1所示，電能輸送到哨所原理簡圖如圖2所示，假設太陽能電池板組件，經逆變器后輸出的交流電壓不變，輸送線路的總電阻r不變，兩個變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是( )
A. 若輸送的總功率不變，將升壓變壓器的匝數增大時，輸電線損耗的功率增大
B. 若輸送的總功率不變，將升壓變壓器的匝數增大時，用電器消耗的功率減小
C. 在用電高峰期時，用電器兩端的電壓減小，輸電線損耗的功率增大
D. 在用電高峰期時，用電器兩端的電壓增大，輸電線損失的電壓減小
6.新能源電動汽車的無線充電原理圖如圖甲所示，M為匝數匝、電阻的線圈，N為送電線圈。當送電線圈N接交變電流后，在M線圈內產生了與線圈平面垂直的磁場，其磁通量隨時間t變化的規律如乙圖所示磁場向上時磁通量為正。下列說法正確的是( )
A. 在時刻，M線圈產生的電動勢為0
B. 在內，M線圈兩端c點的電勢高于d點的電勢
C. 若c、d短接，則在內通過M線圈的電荷量為
D. 若c、d短接，則在內通過M線圈的電荷量為0
7.如圖所示，ABCD為一正方形邊界的勻強磁場區域，磁場邊界邊長為L。A處有一個粒子發射器，能夠沿 AC方向發射大量相同的帶電粒子，其速度大小連續分布在之間。以速度射入的粒子，從D點射出。不計粒子間的相互作用力，根據以上信息，可以確定( )
A. 在磁場中運動的半徑滿足
B. 以速度射入的粒子，從CD中點垂直磁場邊界射出
C. 以速度射入的粒子在磁場中運動時間是以速度射入的兩倍
D. 所有粒子在磁場中運動經過區域所形成圖形的面積為
二、多選題：本大題共3小題，共12分。
8.如圖所示，甲圖為一臺小型交流發電機構造示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢隨時間變化的規律圖像如乙圖所示。發電機線圈匝數為100匝、內阻為，外接燈泡的電阻恒為。下列說法正確的是( )
A. 在時電壓表示數為
B. 通過燈泡的電流方向每秒鐘變化50次
C. 在內燈泡的功率為
D. 若從圖甲位置開始計時，線圈中產生的電動勢瞬時值表達式為
9.醫生做某些特殊手術時，利用電磁血流計來監測通過動脈的血流速度。電磁血流計可以簡化為由一對電極a和b以及磁極N和S構成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，示意及簡化模型如圖所示。由于血液中的正、負離子隨血流一起在磁場中運動，電極 a、b之間會有微小電勢差。在達到平衡時，血管內部的電場可看作勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。在某次監測中，兩觸點的距離約，血管壁的厚度可忽略，兩觸點間的電勢差為，磁感應強度的大小為。則血流速度的近似值和電極a、b的正負為( )
A. B. C. a正、b負 D. a負、b正
10.如圖所示，兩根足夠長光滑平行金屬導軌與水平面成，導軌上放置兩根質量均為m、電阻均為R的導體棒ab、cd，導軌電阻不計，并處在垂直于導軌平面的勻強磁場中。時刻，在ab棒上施加一沿導軌平面向上、大小為mg的恒力，同時釋放cd棒。下列圖像中，a、v、x、分別為ab棒的加速度、速度、位移和機械能， E為ab、cd棒組成系統的機械能，可能正確的是( )
A. B.
C. D.
三、實驗題：本大題共2小題，共18分。
11.在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，所用油酸酒精溶液的濃度為c，且知1滴該溶液的體積為V。現取1滴該溶液滴在撒有痱子粉的水面上，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油膜的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙上，算出油膜的面積為S。
本實驗中做了三點理想化假設，①將油酸分子視為球形;② ;③視油酸分子是緊挨在一起的。
由以上數據，可估算出油酸分子的直徑為 ;
某學生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結果偏小，可能的原因是 。
A.油酸未完全散開，就開始描繪油膜輪廓
B.油酸酒精溶液放置時間過長，酒精揮發導致
C.計算油膜面積時，沒有計算不足一格的方格
12.為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數的關系”的實驗，以下器材必須要選用的是 。
A.有閉合鐵芯的原副線圈
B.無鐵芯的原副線圈
C.直流電源
D.多用電表低壓交流電壓擋
補齊實驗器材后，實驗中保持原副線圈匝數不變，當原線圈接入電壓增大，用多用電表測得副線圈兩端電壓 。選填“增大”“減小”或“不變”
用匝數匝和匝的變壓器，實驗測量數據如下表：
根據測量數據可判斷直接與電源相連的線圈是 。填或
某同學將原線圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器可視為理想電壓表上，觀察到副線圈電壓隨時間變化的圖像如圖甲所示，在時間內，該同學先斷開開關，其后僅進行一項操作，再次閉合開關，得到之后的圖像。該操作可能是( )
A.增加了交流電源的頻率
B.擺正并擰緊了松動的鐵芯
C.減少了副線圈的匝數
D.增加了原線圈的匝數
等效法、理想模型法是重要的物理思維方法，合理采用物理思維方法會讓問題變得簡單，這體現了物理學科“化繁為簡”之美。圖乙中變壓器為理想變壓器，若原、副線圈的匝數分別為、，在交流電源的電壓有效值和電阻確定的情況下，調節可變電阻R，當 時，R可獲得最大功率。
四、計算題：本大題共3小題，共30分。
13.如圖，兩側粗細均勻、橫截面積相等、高度均為的U形管倒立放置，左管封閉，右管開口。右管中有高的水銀柱，水銀柱下表面離管口的距離。管頂水平段的體積可忽略。環境溫度為，大氣壓強。求：
管中密封氣體的壓強的大小;
將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱下表面與右管口平齊且無水銀溢出，此時密封氣體的溫度。
14.福建艦配備了先進的電磁彈射系統。某學習小組在研究電磁彈射時設計了如圖甲所示的裝置。兩根固定于水平面內足夠長的光滑平行金屬導軌，間距，導軌區域內存在的豎直向下的勻強磁場。用質量，電阻為的金屬棒作為電磁彈射車，金屬棒水平垂直放在兩條直導軌上和兩導軌保持良好接觸。實驗時，將質量的絕緣模型飛機如圖乙鎖定在金屬棒上。計時開始，開關擲向1，與一恒流源接通，使干路電流恒為。金屬棒從靜止開始推動模型飛機一起做勻加速運動，經過2s后，模型飛機達到起飛速度并立即與金屬棒解鎖飛離金屬棒。忽略導軌的電阻，所有摩擦以及其他電阻。求：
模型飛機的起飛速度
若飛機起飛瞬間將開關立即擲向2，與的定值電阻接通，此后電阻R上產生的焦耳熱;
若飛機起飛瞬間將開關立即擲向3，與的電容器接通，電容器最終所帶電荷量 q。
15.光滑絕緣水平面上方分布著磁場和電場，以二者分界線為y軸建立xOy平面直角坐標系，在區域內存在垂直xOy平面向上的勻強磁場，區域內分布著與x軸正方向成角的勻強電場，如所示。質量為m、電荷量為的金屬小球A位于坐標原點，另一質量為、不帶電的金屬小球B靜置于y軸上的C點，。讓小球A以大小為v、方向與y 軸正方向成角的速度射入磁場，適當調整電場強度和磁感應強度的大小，可以實現 A、B發生正碰碰撞時間極短后均能回到O點。碰撞后，小球所帶電荷量。不考慮小球所帶電荷之間的相互作用及其對原電場的影響，忽略邊界效應。求：
磁感應強度的大小;
電場強度的大小;
適當調整電場強度，可以實現上述現象，且小球 A在該過程的運動軌跡具備軸對稱性。調整后電場強度的方向以及小球A第一次在電場中運動的軌跡方程。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.麥克斯韋提出了電磁場理論，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，A錯誤。
B.奧斯特發現了電流的磁效應，法拉第發現了電磁感應現象。 B錯誤。
C.電磁波在真空中的傳播速度是一個定值，等于光速 c，其傳播速度與電磁波的頻率、波長和能量大小均無關。 C正確。
D.在LC振蕩電路中，電容器極板上的電荷量減小時，電容器放電，電路中的電流增大。D錯誤。
2.【答案】D
【解析】A、隨風而起的沙塵在空中受到風力作用而運動，不是布朗運動，布朗運動是懸浮微粒無規則的運動，沙塵不是懸浮在空中中的微粒，故A錯誤；
B、夏季來臨，氣溫升高，分子熱運動的平均動能增大，但不是周圍所有空氣分子熱運動都越劇烈，個別分子的運動情況是復雜的，故B錯誤；
C、無人機表演時，隨著無人機高度的上升，其重力勢能增大，但內能與高度無關，其內能不一定增加，故C錯誤；
D、中國空間站在太空中視為完全失重狀態，但艙內氣體分子仍在做無規則運動，頻繁撞擊艙內壁，則艙內氣體對內壁仍有壓強，故D正確。
3.【答案】B
【解析】已知c處的磁感應強度大小也為，由于正三角形的對稱性，a、b到c的距離相等。根據磁感應強度的疊加原理， c處的磁感應強度是a處電流和b處電流在c處產生的磁感應強度的矢量和。因為a處電流在c處產生的磁場磁感應強度大小為，要使c處的磁感應強度大小也為，則b處電流在c處產生的磁場磁感應強度大小也應為，且與a處電流在c處產生的磁場方向夾角為正三角形內角為。根據上述條件可知，b處電流大小與a處電流大小相等，即為I。再結合磁場方向和安培定則判斷， b處電流方向垂直于紙面向外。綜上， b處導線的電流大小為I，方向垂直于紙面向外，答案選 B。
4.【答案】A
【解析】AB、電流方向向里，由左手定則可知安培力水平向左，導體棒受力平衡，導體棒受力分析如圖所示：
由幾何關系可得：代入數據可得：F安，故B錯誤，A正確;
CD、導體棒所受安培力的方向一定與電流方向垂直，也一定與磁場方向垂直，故CD錯誤。
5.【答案】C
【解析】A.已知輸送的功率P不變，根據，當升壓變壓器的匝數增大時，由變壓器變壓比可知，增大。因為P不變，增大，所以減小。輸電線上損耗的功率，減小，r不變，所以輸電損耗的功率減小， A錯誤；
B.由上述分析可知，當增大時，輸電線上損失的電壓減小。降壓變壓器原線圈電壓，增大，減小，所以增大。再根據降壓變壓器變壓比，增大，所以用電器兩端電壓增大，用電器消耗的功率增大，B選項錯誤；
在用電高峰期，隨著用戶耗電量的增大，發電廠的輸出功率增大，則升壓變壓器的輸出功率增大，又升壓變壓器的輸出電壓不變，根據可輸電線上的電流增大，根據，輸電線上的電壓損失增大，降壓變壓器原線圈電壓，增大，所以減小。再根據降壓變壓器變壓比，減小，所以用電器兩端電壓減小；
根據，又輸電線上的電流增大，電阻不變，所以輸電線上的功率損失增大，故C正確，D錯誤。
6.【答案】A
【解析】A、根據法拉第電磁感應定律，圖象的斜率表示。在時刻，圖象的斜率為0，即磁通量的變化率為0，所以 M線圈產生的電動勢為0， A正確；
B、在∽內，磁通量向下且增大，根據楞次定律，感應電流產生的磁場向上，再根據右手螺旋定則，感應電流從 d流向c，在電源內部電流從低電勢流向高電勢，所以 M線圈兩端d點的電勢高于c點的電勢， B錯誤；
CD、根據本題中，只有線圈電阻，在∽內，，，，則，CD錯誤。
7.【答案】D
【解析】A.根據可得，根據幾何關系可知以速度射入的粒子，從D點射出，軌跡半徑，以速度射入的粒子，軌跡半徑，在磁場中運動的半徑滿足，A錯誤；
B.以速度射入的粒子，射出磁場速度方向與CD邊界垂直，根據幾何關系可知出射點到D點距離為，B錯誤；
C.根據周期公式，T與速度無關，以速度射入的粒子在磁場中運動軌跡對應圓心角，射入時圓心角，以速度射入的粒子在磁場中運動時間是以速度射入的一半，C錯誤；
D.由幾何關系，設，
所有粒子在磁場中運動經過區域所形成圖形的面積
，D正確。
8.【答案】AD
【解析】A.由圖像可知電動勢，電壓表示數為外電壓的有效值，A正確；
B.交流電周期，頻率50Hz，一個周期電流方向改變兩次，通過燈泡的電流方向每秒鐘變化100次，B錯誤；
C.在內燈泡的功率為，C錯誤；
D.圖甲位置感應電動勢最大，，若從圖甲位置開始計時，線圈中產生的電動勢瞬時值表達式為，D正確。
9.【答案】AC
【解析】血液中正、負離子流動時，根據左手定則，正離子受到向上的洛倫茲力，負離子受到向下的洛倫茲力，所以正離子向上偏轉，負離子向下偏轉，則a極帶正電，b極帶負電。最終血液中的離子所受的靜電力和磁場力的合力為零，有，所以。故AC正確，BD錯誤。
10.【答案】BCD
【解析】A、當在ab棒上施加一沿導軌平面向上大小為mg的恒力時，ab棒將在恒力作用下向上加速運動，釋放cd棒，cd棒將在重力作用下向下加速運動，對ab棒受力分析可知，其中L為金屬導軌間距，由表達式可知，ab棒的加速度與時間t不可能是線性關系，故A錯誤；
B、由于兩棒均做加速運動，故回路中電動勢增大，電流增大，又由于電流的增大，故加速度減小，因此ab棒做加速度減小的加速運動，故B正確；
C、對ab棒，根據功能關系有，隨著導體棒的運動，電路中電流的增大，ab棒受到的安培力增大，ab棒的機械能隨位移增大而增大，但變化率減小，當電流穩定時，ab棒受到的安培力大小為，故此后ab棒的機械能隨位移均勻增大，故C正確；
D、對ab與cd組成的系統，根據功能關系有：，表示系統增加的機械能，、表示兩棒受到的安培力，由于初始時兩棒受到的安培力均較小，故系統的機械能增加，當系統穩定時，ab棒將向上做勻速運動，cd棒向下做勻速運動，此時兩棒受到的安培力大小均為，，即整個系統的機械能不再增加，因此ab、cd棒組成的系統機械能先增大后不變，D正確。
11.【答案】油膜是單分子層；
；
。
【解析】本實驗中做了三點理想化假設：將油酸分子視為球形、視油酸分子是緊挨在一起的、形成的油膜是單分子層；
根據題意可知，油酸分子的直徑；
某學生在做“用油膜法估測分子的大小”的實驗時，計算結果偏小，根據公式可知，可能的原因是面積測量值偏大，或者體積偏小，濃度偏小，
A選項中油酸未完全散開，就開始描繪油膜輪廓，會導致油膜面積測量值偏小，油酸分子直徑測量值偏大，故A錯誤；
B選項中油酸酒精溶液放置時間過長，酒精揮發，油酸酒精溶液的實際濃度變大，但代入公式計算的濃度偏小，導致油酸分子直徑測量值偏小，B正確；
C選項中計算油膜面積時，沒有計算不足一格的方格，測量的面積偏小，導致油酸酒精分子直徑測量值偏大，C錯誤；
故選B。
12.【答案】；增大；；；
【解析】、變壓器是利用互感現象工作的，有閉合鐵芯時，能大大增強原、副線圈之間的磁耦合，使實驗效果更明顯。如果使用無鐵芯的原副線圈，磁場會有很大的漏磁導致實驗誤差較大，所以必須選用有閉合鐵芯的原副線圈， A正確，B錯誤；
C.變壓器只能對交流電壓進行變壓，直流電源不能產生變化的磁場，無法在副線圈中產生感應電動勢，所以不能用直流電源，C錯誤；
D、要測量原、副線圈兩端的交流電壓，多用電表低壓交流電壓擋可以用來測量交流電壓，所以需要選用，D正確。
根據變壓器的變壓比公式其中、分別為原、副線圈兩端的電壓，，分別為原、副線圈的匝數當保持原副線圈匝數、不變時，，與成正比。當原線圈接入電壓增大時，副線圈兩端電壓也會增大。答案為增大。
由題中數據可知，
因實際變壓器有漏磁、發熱現象，可知為原線圈，直接與電源相連；
、增加交流電源的頻率，根據變壓器的原理，在匝數和原線圈電壓不變的情況下，副線圈電壓的最大值為頻率雖然增大，但原線圈電壓不變，匝數不變，磁通量變化率的最大值與匝數和原線圈電壓有關，所以副線圈電壓的有效值不變， A錯誤；
B、擺正并擰緊了松動的鐵芯，減少了漏磁使原、副線圈之間的磁耦合增強，副線圈的磁通量變化率增大，根據，副線圈產生的感應電動勢增大，B正確；
C、減少副線圈的匝數，由變壓比可得，，減小，會減小，C錯誤；
D、增加原線圈的而數，由可得，，增大，會減小，D錯誤，答案為： B。
把變壓器和R等效為一個電阻R等，Ro當作電源內阻，當內外電阻相等，即等時，輸出功率最大，根據理想變壓器電壓與匝數比的關系得，，根據理想變壓器電流與匝數比的關系，原線圈的等效電阻
R等，當時，即，解得。
13.【答案】解：管中密封氣體的壓強
過程中封閉氣體經歷等壓變化，設兩側管的橫截面積為S，
根據
可得
解得
【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
14.【答案】解對金屬棒和飛機模型整體受力分析，在安培力的作用下做勻加速直線運動，受到的安培力為，由牛頓第二定律有，由勻變速直線運動規律有，代入數據得：；
金屬棒的動能變成全電路的焦耳熱為，由分配關系，代入數據得；
當金屬棒穩定運動時，設速度為，此時電容器上帶的電量為，電容器的電量的變化即為通過金屬棒的電量為，對金屬棒，由動量定理有，由以上公式代入數據得：。
【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
15.【答案】解：球在磁場中做勻速圓周運動到y軸上C點，
由幾何關系可知，，
又，
解得：；
碰撞后小球所帶電荷量分別為、，
故有：，，
解得：，，
小球A與y軸正方向成角出磁場與B球相碰，兩個小球碰后速度分別為、，方向也與y軸正方向成角，
兩個小球碰撞過程動量守恒，有：，
進入電場時的速度與電場方向垂直，兩個小球在電場中做類平拋運動回到O點，兩球的位移大小相等，都為d，加速度為、，
沿初速度方向、電場強度方向分解運動，
有：，，
，，
，
同理可得：，
解得
可得
，，
代入可得；
小球在電場中運動的軌跡方程為二次函數，若要從C到O的運動軌跡具備軸對稱性，則軌跡方程將以為軸，小球A碰后在電場中從C到O做類似斜上拋運動，需要將電場強度方向調整為沿x軸正方向。
此時小球A的加速度為，將運動沿x軸、y軸進行分解，
解得：，
可用逆向思維，設小球從O點與y軸負方向成角射入電場，歷時t其坐標為，
故有：，
聯立消去時間t，可以得到小球A在電場中運動的軌跡方程為：。
【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

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