精品解析：天津市第五中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

物理学科 一、选择题：（每题5分，共50分，1-6为单选，7-10为多选，全对5分，少选3分，错选0分） 1. 2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，是目前世界最大口径的射电望远镜，用于接收和研究天体发射的电磁波。关于电磁波﹐下列说法正确的是（　　） A. 电磁波不能在玻璃中传播 B. 红外线的波长比X射线的波长更长 C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D. 5G信号和4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号传播得更快 2. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A. 图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射 B. 图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C. 图是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D. 图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 3. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 4. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级跃迁到能级时产生可见光I，从能级跃迁到能级时产生可见光II。用同一双缝干涉装置研究这两种光的干涉现象，得到如图2、3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 图4可以证明光具有波动性 B. 图2和图3可以证明光具有粒子性 C. 图1可以判断可见光I对应的是 D. 图3可能是可见光II的干涉条纹 5. 如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为0.2Hz B. 时，发电机线圈中的电流为零 C. 发电机的电动势的有效值为 D. 若电路总电阻为，则发电机的功率为 6. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能变大 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度将向下极板偏转 7. 如图所示，垂直纸面向外的匀强磁场中，有一根质量不能忽略的金属棒，金属棒两端用绝缘细线连接后悬挂于、两点且与磁场方向垂直，棒中通有向右的电流，此时悬线的拉力不为零，为了使拉力等于零，下列哪些方法有可能办到？（　　） A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向 C. 适当增大电流 D. 使电流反向 8. 在近代物理学发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列图示的实验描述正确的是（　　） A. 卢瑟福通过甲图所示的实验，提出了原子的核式结构模型 B. 康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有波动性 C. 贝克勒尔研究丙图中的放射线，提出了原子的枣糕结构模型 D. 戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性 9. 2023年8月24日日本向太平洋排放核污水后，近百名日本民众游行抗议核污水排海计划，同时也导致许多国家禁止进口日本水产品。核污水中的放射性元素对人类社会和海洋生态环境健康的潜在威胁难以估量，其中核反应之一为，的半衰期为28年，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了衰变 B. 环境温度升高，分子热运动剧烈程度增大，的半衰期减小 C. 100个原子核经过28年，只剩50个原子核未衰变 D. 的比结合能比的比结合能大 10. 如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r=20Ω。则下列说法正确的是（　　） A. 互感器甲中圈内接入电压表，互感器乙圈内接入电流表 B. 输电线路上损耗的功率约占输电总功率的6% C. 用户端的电压U4为200V D. 用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小 二、解答题∶（共50分，11题14分，12题16分，13题20分） 11. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值R=0.40Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小一根长度为L、电阻的导体棒ab放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求： （1）导体棒ab产生的感应电动势； （2）通过导体棒的电流I，并说明通过导体棒的电流方向； （3）导体棒所受拉力大小； （4）导体棒两端的电压大小U，并指出哪端电势高。 12. 如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以与x轴负方向成角的速度射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c点。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）电场强度E的大小； 13. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线圈所在平面的匀强磁场，磁感应强度，方向如图所示。正方形单匝金属线圈在磁场上方处，质量，边长，总阻值。现将线框由静止释放，下落过程中线圈ab边始终与磁场边界平行，ab边刚要离开磁场时线圈的加速度，已知磁场高，不计空气阻力，重力加速度g取。 （1）试判断线圈在进入磁场的过程中感应电流方向是顺时针还是逆时针？ （2）求cd边刚进入磁场瞬间，c、d两点的电压U； （3）求线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理学科 一、选择题：（每题5分，共50分，1-6为单选，7-10为多选，全对5分，少选3分，错选0分） 1. 2016年在贵州建成了500米口径的球面射电望远镜——“中国天眼”，是目前世界最大口径的射电望远镜，用于接收和研究天体发射的电磁波。关于电磁波﹐下列说法正确的是（　　） A. 电磁波不能在玻璃中传播 B. 红外线的波长比X射线的波长更长 C. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 D. 5G信号和4G信号都是电磁波，但是5G信号比4G信号传播得更快 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁波可以在介质与真空中传播，选项A错误； B．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长长，选项B正确； C．麦克斯韦预言电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，选项C错误； D．5G信号和4G信号都是电磁波，5G信号与4G信号在真空中传播速度相等，都是光速，选项D错误。 故选B。 2. 下列四幅图所涉及的光学现象和相应的描述中，说法正确的是（　　） A. 图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射 B. 图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，实验时肥皂膜应水平放置 C. 图是单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 D. 图是用偏振眼镜观看立体电影，说明光是一种纵波 【答案】A 【解析】 【详解】A．图是内窥镜，可以把光传送到人体内部进行照明，是利用了光的全反射，A正确； B．图是阳光下观察肥皂膜，看到了彩色条纹，这是光的干涉现象，是肥皂膜两表面反射光形成的干涉图样，实验时肥皂膜不一定需要水平放置，B错误； C．图是单色平行光线通过狭缝得到的衍射图样，C错误； D．图是利用偏振眼镜能观看立体电影，偏振是横波的特点，光的偏振现象说明光是横波，D错误。 故选A。 3. 近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为（　　） A. nkS，顺时针 B. kS，顺时针 C. nkS，逆时针 D. kS，逆时针 【答案】C 【解析】 【详解】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 故选C。 4. 氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级跃迁到能级时产生可见光I，从能级跃迁到能级时产生可见光II。用同一双缝干涉装置研究这两种光的干涉现象，得到如图2、3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A. 图4可以证明光具有波动性 B. 图2和图3可以证明光具有粒子性 C. 图1可以判断可见光I对应的是 D. 图3可能是可见光II的干涉条纹 【答案】D 【解析】 【详解】AB．光具有波粒二象性，光的频率越高，光电效应现象越容易发生，光的粒子性越明显，图4可以证明光具有粒子性，图2和图3可以证明光具有波动性，故AB错误； C．氢原子发生能级跃迁，由 可知，可见光I的频率高，波长小，可见光II的频率低，波长大，图1中的是四种可见光中频率最低的，故不可能是可见光I，故C错误； D．图3的干涉条纹的间距比图2的干涉条纹的间距宽，由公式可知，图3对应的是波长较长的光，即可能是可见光II，故D正确。 故选D。 5. 如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为0.2Hz B. 时，发电机线圈中的电流为零 C. 发电机的电动势的有效值为 D. 若电路总电阻为，则发电机的功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期为 频率为 故A错误； B．时，线圈中的磁通量为零，磁通量的变化率最大，所以电动势和电流最大，故B错误； C．发电机线圈转动的角速度为 根据 解得发电机的电动势的有效值为 故C错误； D．根据 可得 故D正确。 故选D。 6. 洛伦兹力在现代科学技术中有着广泛的应用，如图为磁场中常见的4种仪器，都利用了洛伦兹力对带电粒子的作用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，若仅增大加速电压，粒子离开加速器时的动能变大 B. 乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 C. 丙图中，A极板是磁流体发电机的正极 D. 丁图中，带负电的粒子从左侧射入，若速度将向下极板偏转 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有（是D形盒最大半径） 可得最大动能 可知粒子离开加速器时的动能与加速电压无关，故A错误； B．粒子在加速电场中有 在磁场中有 联立解得 可知粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P（即r越小），粒子的比荷越大，故B正确； C．丙图中，由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，即A极板是磁流体发电机的负极，故C错误； D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，若速度可知 则粒子向上极板偏转，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，垂直纸面向外的匀强磁场中，有一根质量不能忽略的金属棒，金属棒两端用绝缘细线连接后悬挂于、两点且与磁场方向垂直，棒中通有向右的电流，此时悬线的拉力不为零，为了使拉力等于零，下列哪些方法有可能办到？（　　） A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向 C. 适当增大电流 D. 使电流反向 【答案】BD 【解析】 【详解】首先对CD进行受力分析，CD受竖直向下的重力G，受两根细线竖直向上的拉力和竖直向下的安培力。处于平衡时，则有 重力mg恒定不变，欲使拉力F减小到0，应使安培力BIL反向，所以可使磁场反向或使电流反向 故选BD。 8. 在近代物理学发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列图示的实验描述正确的是（　　） A. 卢瑟福通过甲图所示的实验，提出了原子的核式结构模型 B. 康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有波动性 C. 贝克勒尔研究丙图中的放射线，提出了原子的枣糕结构模型 D. 戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性 【答案】AD 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过甲图所示的粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故A正确； B．康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有粒子性，故B错误； C．贝克勒尔研究丙图中的放射线，发现了原子核具有复杂的结构，故C错误； D．戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性，故D正确。 故选AD。 9. 2023年8月24日日本向太平洋排放核污水后，近百名日本民众游行抗议核污水排海计划，同时也导致许多国家禁止进口日本水产品。核污水中的放射性元素对人类社会和海洋生态环境健康的潜在威胁难以估量，其中核反应之一为，的半衰期为28年，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应中发生了衰变 B. 环境温度升高，分子热运动剧烈程度增大，的半衰期减小 C. 100个原子核经过28年，只剩50个原子核未衰变 D. 的比结合能比的比结合能大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由电荷数和质量数守恒可知X为电子，因此该核反应为发生衰变，故A正确； B．环境温度变化，不会改变原子核的半衰期，故B错误； C．半衰期是一个统计规律，只有针对大量原子核才有统计意义，100个衰变具有随机性，故C错误； D．衰变为放出粒子，发生了质量亏损，而核子数不变，所以平均核子质量变小，比结合能变大，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示为某发电站输电示意图，发电机输出电压恒定，变压器均为理想变压器，在输电线路的起始端接入甲、乙两个理想互感器，甲、乙两互感器原副线圈的匝数比分别为200：1和1：20，降压变压器原副线圈匝数比为200：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r=20Ω。则下列说法正确的是（　　） A. 互感器甲中圈内接入电压表，互感器乙圈内接入电流表 B. 输电线路上损耗的功率约占输电总功率的6% C. 用户端的电压U4为200V D. 用电高峰相对平时用电时，用户端的电压偏小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．互感器甲并联在零火线上，所以是电压互感器；互感器乙串联在电路中，是电流互感器，故A正确； B．电流表的示数为5A，互感器原、副线圈的匝数比1：20，根据电流与匝数关系，可知线路上电流I=100A 电压表的示数为220V，匝数比为200：1，根据电压与匝数关系，可知输送电压 则输电线路上损耗的功率约占输电总功率的，故B错误； C．降压变压器初级电压 因为降压变压器原副线圈匝数比为200：1，可知用户端的电压，故C错误； D．用户使用的用电设备越多，用户电流增大，输电电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器输入电压减小，降压变压器输出电压减小，故D正确。 故选AD。 二、解答题∶（共50分，11题14分，12题16分，13题20分） 11. 如图所示，间距的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值R=0.40Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小一根长度为L、电阻的导体棒ab放在导轨上，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平拉力拉动导体棒使其沿导轨以的速度向右匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好。空气阻力可忽略不计。求： （1）导体棒ab产生的感应电动势； （2）通过导体棒的电流I，并说明通过导体棒的电流方向； （3）导体棒所受拉力大小； （4）导体棒两端的电压大小U，并指出哪端电势高。 【答案】（1）0.20V （2）0.40A，电流方向为b指向a （3）0.016N （4）0.16V 【解析】 【小问1详解】 导体棒ab产生的感应电动势 【小问2详解】 右手定则可知电流方向为b指向a，通过导体棒的电流 【小问3详解】 对导体棒，由平衡条件可知导体棒所受拉力大小 【小问4详解】 右手定则可知a点电势比b点电势高，则导体棒两端的电压大小 12. 如图所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场。一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，在x轴上的a点以与x轴负方向成角的速度射入磁场，从处的b点沿垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上处的c点。不计粒子重力。求： （1）磁感应强度B的大小； （2）电场强度E的大小； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子轨迹如图 几何关系可知 解得 因为 联立解得 【小问2详解】 从b到c点，根据类平抛运动规律有 联立解得 13. 如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平，垂直线圈所在平面的匀强磁场，磁感应强度，方向如图所示。正方形单匝金属线圈在磁场上方处，质量，边长，总阻值。现将线框由静止释放，下落过程中线圈ab边始终与磁场边界平行，ab边刚要离开磁场时线圈的加速度，已知磁场高，不计空气阻力，重力加速度g取。 （1）试判断线圈在进入磁场的过程中感应电流方向是顺时针还是逆时针？ （2）求cd边刚进入磁场瞬间，c、d两点的电压U； （3）求线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功W。 【答案】（1）逆时针 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则可知，线圈在进入磁场的过程中感应电流方向为逆时针。 【小问2详解】 根据动能定理可得cd边刚进入磁场瞬间有 则cd边刚进入磁场时c、d两点的电压是 【小问3详解】 ab边离开磁场时线圈的加速度为0，可知安培力与重力互相平衡，则有 ab边离开磁场时线圈中感应电流大小为 感应电动势为 则根据动能定理可得 解得线圈从进入磁场开始到线圈穿出磁场的整个过程中安培力对线圈做的总功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $