2021_2022学年辽宁省名校联盟（省实验、鞍山一中、育才）高二（下）月考物理试卷（3月）（含答案解析）

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2021~2022学年辽宁省名校联盟（省实验、鞍山一中、育才）高二（下）月考物理试卷（3月）1.  物理学的基本原理在我们的生活中有广泛运用。下面列举的四种器件中，属于利用电磁感应原理工作的是(    )A. 示波管 B. 质谱仪 C. 回旋加速器 D. 电磁炉2.  某理想变压器原、副线圈的匝数之比为，若输出电流增加，则输入电流(    )A. 增加 B. 降低1 A C. 增加10 A D. 降低2 A3.  如图所示为一种新型的电磁船的俯视图，MN、PQ为固定在船上的竖直平行金属板，直流电源接在M、P之间，船上装有产生强磁场的装置，可在两平行金属板间海水中的虚线框内产生强磁场。闭合开关S后，电流通过海水从N流向Q，若船受到海水的反冲向左运动，虚线框中的磁场方向应该(    )
A. 竖直向下 B. 竖直向上 C. 水平向左 D. 水平向右4.  从奥斯特发现电流周围存在磁场后，法拉第坚信磁一定能生电。他使用如图所示的装置进行实验研究，以致经过了10年都没发现“磁生电”。主要原因是(    )
 A. 励磁线圈A中的电流较小，产生的磁场不够强
B. 励磁线圈A中的电流是恒定电流，不会产生磁场
C. 感应线圈B的匝数较少，产生的电流很小
D. 励磁线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场5.  如图所示，1、2两个单匝闭合圆形线圈用同样材料、粗细的导线制成，半径，图示区域内有匀强磁场，其磁感应强度随时间均匀减小。则下列判断正确的是(    )
A. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
B. 1、2线圈中产生的感应电动势之比
C. 1、2线圈中的感应电流之比
D. 1、2线圈中的感应电流之比6.  如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。减小粒子射入磁场的速率速率不为，下列判断正确的是(    )A. 该粒子从ab间射出
B. 该粒子从bc间射出
C. 该粒子从ad间射出
D. 该粒子从cd间射出
 7.  如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右规定为电流的正方向，则(    )

 A. 内，电容器C正在放电
B. 内，电容器的上极板带负电荷
C. 内，Q点比P点电势低
D. 内，电场能正在增加
 
 8.  如图所示，在边长为L的正方形abcd的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a点处有离子源，可以向正方形abcd所在区域的任意方向发射速率均为v的相同的正离子，且所有离子均垂直bc边射出，下列说法正确的是(    )A. 磁场区域的最小面积为
B. 离子在磁场中做圆周运动的半径为
C. 磁场区域的最大面积为
D. 离子在磁场中运动的最长时间为
 9.  如图所示，直线MN与水平面方向成角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率的质量为m、电荷量为的粒子重力不计，若所有粒子均能通过MN上的b点，已知，则粒子的速度可能是(    )A.
B.
C.
D. 10.  我们生活的北半球，地磁场有竖直向下的分量。如图所示，夏天，我们在教室里抬头就看到正在转动的金属材质的电风扇。已知叶片端点A到转轴O的长度为l，电风扇正在以转速n顺时针转动，则下列说法中正确的是(    )A. A点的电势比O点的电势高
B. A点的电势比O点的电势低
C. AO上的电动势为
D. 扇叶长度越短，电势差的数值越大
 11.  如图，夹角为的两块薄铝板OM、ON将纸面所在平面分为Ⅰ、Ⅱ两个区域，两区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度分别为、。在OM板上表面处有一带电粒子垂直OM方向射入磁场中，粒子恰好以O为圆心做圆周运动回到出发点。设粒子在两区域中运动的速率分别为，运动时间分别为、；假设带电粒子穿过薄铝板过程中电荷量不变，动能损失一半，不计粒子重力，则下列说法中正确的是(    )
 
 A. 粒子带负电 B.  C.  D. 12.  如图，足够长光滑平行导轨水平放置，导体棒M、N垂直导轨放置，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。用水平恒力F向右拉导体棒M，运动过程中两导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好。下列关于导体棒的加速度a、速度v及回路中的电流i与时间t的关系，合理的是(    )A.  B.
C.  D. 13.  某同学在“研究互感和自感现象”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A、变阻器R和开关S连接到干电池上，灵敏电流计甲与高阻值电阻串联在另一支路中；线圈B的两端接到另一个灵敏电流计乙上，两个灵敏电流计相同，零刻度居中。闭合开关S后，保持滑动变阻器R的滑片P不动，稳定后甲、乙两个灵敏电流计指针的位置如图所示。
当滑片P快速地向a端滑动时，乙表指针的偏转方向是______选填“向右偏”“向左偏”或“不偏转”。
闭合开关S，待电路稳定后再迅速断开S，甲表的偏转情况是______，乙表的偏转情况是______。均选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”
14.  目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”，醉驾标准是“酒精气体浓度⩾”。现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。提供的器材有A.二氧化锡半导体型酒精传感器B.直流电源电动势为4 V，内阻不计C.电压表量程为，内阻非常大，作为浓度表使用D.电阻箱最大阻值为E.定值电阻阻值为F.定值电阻阻值为G.单刀双掷开关一个，导线若干图乙是酒精测试仪电路图；电路中R应选用定值电阻__________选填“”或“”；为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向_________选填“c”或“d”端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_________；②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照图甲数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”；③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现电压表指针满偏，则测量的酒精浓度______选填“有”或“没有”达到醉驾标准。15.  如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈的总电阻为、匝数为50匝、面积为，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220 V，110 W”的灯泡、和阻值为的定值电阻R，如图丙所示。现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光。已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为1：10，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
理想交流电压表的读数；
手摇发电机匀速转动的角速度。16.  如图所示，某矩形区域abcd，ab边长为2L，bc边长为L，以对角线ac为边界分为上、下两个区域，对角线上方区域存在竖直向下的匀强电场，对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为的粒子以速度从a点沿边界ab进入电场，恰好从对角线ac的中点O进入磁场，并恰好未从边界cd射出。粒子重力不计，求：
电场强度E的大小；
磁感应强度B的大小。
17.  如图所示，两平行导轨间距，其所在平面与水平面之间的夹角，导轨上端接有一个电阻和一平行板电容器，电阻不考虑其他电阻，电容器的电容，在导轨上放置着质量的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并接触良好。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数、、间距均为，重力加速度g取。开关闭合、断开，空间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小，将金属棒由静止释放，求金属棒最终的速度大小；开关闭合、断开，在、之间加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，其大小随时间的变化规律为，其中。将金属棒放置在cd处，为使金属棒最初能静止在斜面上，至少为多大？在此种情况下，金属棒经多长时间开始运动？开关断开、闭合，在、之间加第问中的磁场，在ef以下加垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，在金属棒上涂上一薄层涂层不计其与导轨之间的摩擦，用沿斜面向下的恒定外力使金属棒从位置ef由静止开始运动，经过时间，电容器的带电量为多少？
答案和解析 1.【答案】D 【解析】【分析】明确电磁感应定律的应用，并且掌握给出的几种仪器的基本原理，从而找出应用电磁感应原理的仪器。
本题考查电磁感应现象在生活中的应用，要注意明确生活中常见电器的工作原理，做到学以致用。
【解答】示波管是利用了电荷在电场中加速和偏转的原理制成的，故A错误；
B.质谱仪是利用了带电粒子在磁场中偏转而工作的，和电磁感应无关，故B错误；
C.回旋加速器利用磁场使带电粒子旋转，电场使粒子加速，故C错误；
D.电磁炉利用电磁感应原理产生涡流，将电能转化为内能，故D正确。
故选D。  2.【答案】C 【解析】【分析】由变压器比例关系及功率公式求解输入电流变化量。
本题考查变压器，学生需结合功率公式综合求解。
【解答】由理想变压器原理，能量守恒定律，综合可得，进一步可得，若，结合，可得，即输出电流增加，输入电流增加10 A，故C正确，ABD错误。
故选C。  3.【答案】A 【解析】【分析】由图判断出电流的方向，然后结合船运动的方向与海水运动的方向由左手定则判断磁场的方向即可。
【解答】闭合开关后，电流通过海水从N流向Q，要使船向前进，即船向左运动，则电流对海水的安培力的方向必定向右，由左手定则可知，磁场的方向必定竖直向下，故A正确，BCD错误。
故选A。  4.【答案】D 【解析】【分析】
当穿过闭合线圈的磁通量发生变化时会产生感应电流；而当磁通量不变时，线圈中没有感应电流产生。
法拉第研究电磁感应现象的过程其本质是发现感应电流产生的条件的过程，由于感应电流仅仅在线圈中的磁通量发生变化的过程中出现，磁通量不变时则没有感应电流，感应电流只出现在磁通量变化的暂态过程，所以感应电流不容易被发现。
【解答】
当励磁线圈A中的电流发生变化时，穿过线圈B的磁通量发生变化，电流表G中产生感应电流。而题中励磁线圈A中的电流是恒定电流，产生稳恒磁场，穿过线圈B的磁通量都不发生变化，电流表G中没有感应电流，故D正确，ABC错误。
故选D。  5.【答案】C 【解析】【分析】
应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后求出它们的比值；由电阻定律求出电阻之比，由欧姆定律求出电流，然后求出电流之比。
本题是法拉第电磁感应定律和电阻定律的综合应用，采用比例法研究。
【解答】
对任一半径为R的线圈，根据法拉第电磁感应定律有，由于，n相同，则得，因，故1、2线圈中产生的感应电动势之比为，故AB错误；
根据电阻定律，线圈的电阻为，、相同，两线圈电阻之比：，线圈中感应电流，综合以上分析得到，故C正确，D错误。
故选C。  6.【答案】A 【解析】【分析】带电粒子，以不同的速率垂直进入匀强磁场中，则运动半径的不同，导致运动轨迹也不同，因此运动轨迹对应的半径越大，则粒子的速率也越大。
带电粒子在磁场、质量及电荷量相同的情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据速率来确定圆弧半径的大小。
【解答】由左手定则知，该粒子带负电，由，解得，知减小粒子射入磁场的速率，带电粒子的运动半径减小，故粒子从ab间射出，故A正确，BCD错误。
故选A。  7.【答案】B 【解析】【分析】根据图像分析清楚电磁振荡过程，知道LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大。LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小。
本题考查电磁振荡的基本规律，应熟练掌握电磁振荡过程，能正确分析图像，明确电流的变化是正确解题的关键。
【解答】由图乙可知，在内，电流为正方向，电流大小减小，此时电容器C正在充电；经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，A项错误，B项正确；C.由图乙可知，在内，电流是负的，即通过P点的电流向左，回路电流沿逆时针方向，因此Q点电势比P点电势高，C项错误；D.由图乙可知，在内电流在增大，电容器正在放电，磁场能在增大，电场能在减小，D项错误。故选B。  8.【答案】C 【解析】【分析】如果离子的轨迹半径与圆形磁场的半径相等，则离子从同一点以相同的速率、不同的方向射入圆形磁场，则离子会平行于某一方向射出磁场，由此画出粒子的运动轨迹，确定最大磁场和最小磁场面积，根据几何关系求解。
本题主要是考查带电粒子在磁场中的运动情况分析，解答本题的关键是弄清楚离子的运动情况，知道带电离子在圆形磁场中的运动规律。
【解答】由题可知，离子垂直bc边射出，沿ad方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子做圆周运动的半径相同，如图所示，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为；磁场区域的最小面积为，故AB错误；磁场的最大区域是四分之一圆，面积，离子运动的最长时间，故C正确，D错误。故选C。  9.【答案】ACD 【解析】【分析】粒子可能在两个磁场间做周期性的运动，分析粒子能经过b点的条件，利用洛伦兹力提供向心力结合几何关系，联立即可求出粒子速度的可能值。
本题考查带电粒子在有界磁场中的运动，解题关键是要画出粒子轨迹过程图，找到临界几何条件，再运用洛伦兹力提供向心力与几何关系结合求解即可，本题粒子可能在两个磁场间做周期性的运动，对同学们数学几何能力要求较高。                                                                                                                                                       【解答】粒子可能的运动轨迹如图所示：

所有圆弧的圆心角均为，所以粒子运动的半径为 ，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有，解得粒子的速度 ，故ACD正确，B错误。  10.【答案】BC 【解析】【分析】
本题考查导体切割磁感线时的感应电动势；解决本题的关键是掌握用右手定则判断电势高低的方法，以及掌握切割磁感线产生的感应电动势大小的求解方法。
确定出地磁场的方向，根据右手定则判断电势的高低，应用求出感应电动势大小，然后分析答题。
【解答】
由于我们生活的北半球，地磁场有竖直向下的分量，电风扇顺时针方向转动，切割磁感线产生电动势，根据右手定则可知，感应电流方向从A到O，则A点的电势比O点的电势低，故B正确，A错误；
转动切割的电动势为，可知，转速一定时，扇叶长度越短，电势差的数值越小，故C正确，D错误。
故选BC。  11.【答案】AC 【解析】【分析】
根据左手定则判断粒子电性；根据动能关系判断速度关系；根据洛伦兹力提供向心力判断磁感应强度的关系；根据粒子在磁场中的周期公式结合圆心角判断运动时间关系。
本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，认真审题、理解题意是解题的前提，分析清楚粒子的运动过程是解题的关键，应用左手定则、牛顿第二定律与粒子做圆周运动的周期公式即可解题。
【解答】
A.磁场垂直于纸面向里，由题意可知，粒子沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，故A正确；
B.粒子穿过薄铝板时动能损失一半，即为，解得：1，故B错误；
C.粒子在磁场中做匀速运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，
由题意可知，粒子在两磁场中做圆周运动的轨道半径r相等，则有：1，故C正确；
D.粒子在磁场中做圆周运动的周期为，粒子在磁场中做圆周运动的时间为，
由题意可知，粒子在磁场中转过的圆心角分别为，，粒子在磁场中运动的时间之比，故D错误。
故选AC。  12.【答案】ACD 【解析】【分析】
利用牛顿第二定律分别对金属棒M、N进行分析，结合速度变化情况判断加速度的变化；再通过加速度变化情况判断两者速度差的变化，以及感应电流的变化。
本题考查牛顿第二定律以及导体棒切割磁感线产生感应电动势相关知识，要求学生结合牛顿第二定律进行分析，选择正确图像，难度适中。
【解答】
对金属棒M，运动时受力F和向左的安培力，由牛顿第二定律可知，则随速度的增加，加速度逐渐减小；对金属板N，，则加速度逐渐增加，最终两者加速度趋于相等，且都等于，故A正确，B错误；
因开始时M的加速度较大，则两棒的速度差逐渐变大，则回路的感应电流逐渐变大，当加速度相等时，速度差达到最大，此时感应电流达到最大，以后速度差保持恒定，则感应电流恒定，故CD正确。
故选ACD。  13.【答案】向右偏；
向左偏；向左偏 【解析】【分析】首先明确灵敏电流计甲的电流与偏转方向间的关系；根据楞次定律判断当滑片P快速地向a端滑动时，通过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向；断开S，根据自感现象，判断通过灵敏电流计甲的电流方向，确定指针的偏转方向；根据楞次定律判断通过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向。
根据楞次定律判断感应电流的方向的一般步骤：确定原磁场的方向原磁场的变化引起感应电流的磁场的变化楞次定律感应电流的方向。
【解答】当滑片P快速地向a端滑动时，线圈A中电流增大，穿过线圈B的磁通量向下增大，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从正极流入，根据灵敏电流计甲电流从正极流入时指针向右偏，灵敏电流计乙的指针向右偏。
断开S，由于自感作用，线圈A中电流逐渐减小，此时灵敏电流计甲的电流从负极流入，所以甲表的指针向左偏；穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从负极流入，灵敏电流计乙的指针向左偏。  14.【答案】；
①c；；
有 【解析】【分析】
根据电压表的量程为，即当浓度最大时，不能超过量程，从而确定定值电阻的范围；
根据原理分析，结合题图甲明确电压表的示数对应的酒精浓度刻度线标记；
根据实验原理结合电路结构和题图甲分析。
本题是电压表改装为酒精测试仪的应用及调试安装，要从题目所给的各种信息中找出有用的信息，根据欧姆定律和电路连接的各种关系，分调式、安装两大步进行完成。
【解答】
由于电压表量程为，本实验电压表并联在定值电阻两端，由欧姆定律可得，定值电阻两端的电压为，  由题图甲可知，，又，  得，解得，故选。
本实验采用替代法，用电阻箱的阻值替代传感器的电阻，先将电阻箱调到，结合中电路，开关应向c端闭合；由题图甲知对应的酒精气体浓度为，所以将电压表此时指针对应的刻度线标记为。
电压表指针满偏时，对应的传感器阻值，由题图甲可知测量的酒精浓度达到了醉驾标准。  15.【答案】由于灯泡均正常发光，则副线圈的电流
副线圈的电压
由电压与匝数的关系
解得电压表示数为
原线圈的电流为
交流发电机的电动势的有效值为
交流电电动势的峰值为 
代入数据解得手摇发电机匀速转动的角速度 【解析】根据灯泡正常发光可求得副线圈电流，根据闭合电路欧姆定律可求得副线圈电压，结合变压器电压与匝数关系求得电压表示数；
结合闭合电路求得发电机电压的有效值，再计算最大值，通过 求得角速度。
本题考查变压器构造与原理，解题关键是掌握有效值与最大值间的关系。
 16.【答案】带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，设时间为t，到O点时电场线方向速度大小为有，加速度为a，则有
 解得带电粒子在匀强电场和磁场中的运动轨迹如图所示，设粒子进入磁场时速度方向与水平方向的夹角为，在磁场中做匀速圆周运动，圆周半径为R，由几何关系得

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
粒子进入磁场时的速度大小，其中
解得 【解析】带电粒子在电场中做类平抛运动，根据分运动的规律列式求解；
画出带电粒子在磁场中的运动轨迹，根据几何关系求解半径，然后利用牛顿第二定律列式求解。
本题考查带电粒子在磁场与电场中的运动，粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做圆周运动，分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，应用类平抛运动规律与牛顿第二定律即可解题。
 17.【答案】金属棒最终匀速运动，分析棒的受力，有由安培力公式得由法拉第电磁感应定律和欧姆定律联立解得为使棒最初能够静止在斜面上，分析棒的受力，有由法拉第电磁感应定律由欧姆定律联立，解得棒开始运动时，摩擦力沿斜面向下，有此时联立解得设在时间间隔内流经金属棒的电荷量为，有也是平行板电容器极板在时间间隔内增加的电荷量，由法拉第电磁感应定律设此时电容器极板上积累的电荷量为Q，则联立解得式中是棒的速度的变化量，而所以棒在的作用下，沿斜面向下运动，由牛顿第二定律解得说明金属棒做初速度为零的匀加速直线运动，经过时，有此时电容器电压则电容器带电量 【解析】金属棒最终匀速运动则，其中，，；
棒静止在斜面上，受力平衡，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求解，棒开始运动时根据受力平衡列方程求得时间；
内流经金属棒的电流，由法拉第电磁感应定律和求解电荷量。
金属棒处于匀速直线运动或静止状态，可以根据力的平衡建立关系；棒在力的作用下做匀变速直线运动时，根据牛顿第二定律建立方程求解。