甘肃省张掖市某重点校2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题

这是一份甘肃省张掖市某重点校2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷（选择题 共40分）一、选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.如图所示，线圈abcd在匀强磁场区域EFGH中，下列情况下线圈中不能产生感应电流的是（    ）A.把线圈变成圆形（周长不变） B.使线圈在磁场中加速平移C.使磁场增强或减弱  D.使线圈以过ab的直线为轴旋转2.如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成闭合回路。回路所围区域内有垂直于纸面向里的磁场，螺线管正下方水平桌面上有一个导体圆环。回路所围区域内磁场的磁感应强度B按哪种图像所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场力（    ）A. B. C. D.3.如图甲所示，固定的长直导线与固定的半圆形闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流I随时间t的变化关系如图乙所示，长直导线中电流向上，下列说法正确的是（    ）A.线框中会产生顺时针方向的电流 B.线框受到的安培力方向水平向左C.线框中电流随时间均匀增大 D.线框中感应电流的电功率恒定4．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通有如图乙所示的变化电流，t=0时刻电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（    ）A.在时间内，线圈B中有沿顺时针方向的电流，且线圈B有收缩的趋势B.在时间内，线圈B中有沿逆时针方向的电流，且线圈B有扩张的趋势C.在时间内，线圈B中有沿顺时针方向的电流，且线圈B有收缩的趋势D.在时间内，线圈B中有沿逆时针方向的电流，且线圈B有扩张的趋势5.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，空间中存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场（图中未画出），劲度系数为k的轻质弹簧上端固定，下端与质量为m的水平直导体棒ab的中点相连，弹簧与导轨平面平行并始终与导体棒ab垂直，导体棒ab垂直跨放在两导轨上，闭合开关后导体棒ab保持静止，弹簧处于原长状态。断开开关，将电源极性调转﹐用外力使导体棒ab沿导轨平面往下平移x，再次闭合开关并撤掉外力，导体棒ab依然保持静止。弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，则x为（    ）A. B. C. D.06.如图所示，空间某区域存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，电场方向竖直向上，将相距很近的两带电小球a、b同时向左、右水平抛出，二者均做匀速圆周运动，经过一段时间，两球碰撞﹐碰后瞬间速度均为零。已知两球的电荷量分别为、，质量分别为、，不考虑两球之间的相互作用力。下列说法正确的是（    ）A.两球均带负电  B.C.两球做圆周运动的周期一定相等 D.两球做圆周运动的轨迹半径一定相等7.如图所示，半径为R的光滑半圆形绝缘轨道固定在竖直平面内，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直于轨道平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点）由轨道左端A处无初速度滑下﹐当小球滑至轨道最低点C时，给小球再施加一始终水平向右的外力F，使小球能保持不变的速率滑过轨道右侧的D点。若轨道两端等高，小球始终与轨道接触，重力加速度为g，则下列判断正确的是（    ）A.小球在C点受到的洛伦兹力大小为B.小球在C点对轨道的压力大小为3mgC.小球从C到D的过程中，外力F的大小保持不变D.小球从C到D的过程中，外力F的功率逐渐增大8.如图所示，真空室内存在磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度的大小为B=0.30T的匀强磁场。磁场内有一块较大的平面感光板ab，板面与磁场方向平行，在距ab的距离为l=32cm处，有一个点状的α粒子放射源S，它能向各个方向发射α粒子，带正电的α粒子速度都是。已知α粒子的电荷量与质量之比为，现只考虑在纸面内运动的α粒子，则感光板ab上被α粒子打中区域的长度为（    ）A.40cm B.30cm C.35cm D.42cm二、选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，边界OA与OC之间分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界OA上有一粒子源S。某一时刻，从S平行于纸面向各个方向发射出大量带正电的同种粒子（不计粒子的重力及粒子间的相互作用），所有粒子的初速度大小相同，经过一段时间有大量粒子从边界OC射出磁场。已知，从边界OC射出的粒子在磁场中运动的最长时间等于（T为粒子在磁场中运动的周期），则从边界OC射出的粒子在磁场中运动的时间可能为（    ）A. B. C. D.10.如图所示，导电物质为电子的霍尔元件样品置于磁场（图中未画出）中，表面与磁场方向垂直，图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关、闭合后，三个电表都有明显示数，下列说法正确的是（    ）A.穿过霍尔元件的磁场方向向下B.接线端2的电势高于接线端4的电势C.仅将电源、反向接入电路，电压表的示数不变D.若适当减小接入电路的电阻，增大接入电路的电阻，则电压表示数一定增大11.如图所示，abcd是边长为L且对角线ac竖直的正方形区域，该区域内存在垂直于abcd平面的匀强磁场（图中未画出）和平行于cb边斜向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电小球从a点正上方高h处由静止释放后，恰好能沿直线ac匀速穿过正方形区域。小球可视为质点，重力加速度大小为g。由此可知（    ）A.磁场方向垂直于abcd平面向里 B.磁场方向垂直于abcd平面向外C.匀强电场的电场强度大小为 D.从a到c，小球的电势能增加12.如图所示，金属杆ab静止放在水平固定的“U”形金属框上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。当磁感应强度均匀增大时，金属杆ab总保持静止，则（    ）A.金属杆ab中感应电流方向是从b到a B.金属杆ab中感应电流均匀增大C.金属杆ab所受安培力方向水平向左 D.金属杆ab所受安培力大小均匀增大第Ⅱ卷（非选择题 共60分）三、非选择题：本题共5小题，共60分。13.（10分）为准确测量一小量程电流表（量程为1mA，内阻约为500Ω）的内阻，设计如图所示的电路图，其中。（1）闭合前，的滑片置于最左端，断开。接通后，的滑片置于适当位置，调节为100Ω，调节为1200Ω，然后接通，发现接通前后小量程电流表的示数始终不变，则可知小量程电流表的内阻为________Ω。（2）若将该小量程电流表改装为量程为0.6A的电流表A，则需要________（填“串联”或“并联”）一个电阻，改装后电流表A的内阻为________Ω。（3）用改装后的电流表A、电压表（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）、滑动变阻器（0~10Ω）、电源（电动势为3V，内阻约为2Ω）来测量电阻R（约10Ω）的阻值，且要求实验从零开始并测量多组数据，下列电路图符合实验要求的是________。（填正确答案标号）A. B. C. D.（4）若实验中读出的一组数据为（2.00V，0.20A），由这组数据计算出R的阻值为________Ω。14.（10分）如图甲所示，两根足够长的光滑平行导轨间距为L=0.3m，在导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根直金属杆MN在外力F作用下以大小为v=2m/s的速度向左做匀速运动，金属杆MN始终与导轨垂直且接触良好。导轨左端接阻值为R=2Ω的定值电阻，b端接地，金属杆MN接在导轨间的阻值为，导轨的电阻可忽略。（1）求图甲中a、b两点间的电压U和外力F的功率；（2）如图乙所示，一个匝数为n=100匝的圆形线圈，面积为，阻值为。在线圈中存在面积为垂直于线圈平面向外的匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度随时间t变化的关系如图所示。求图乙中a、b两点间的电压U'。15.（11分）如图所示，在xOy平面中的第一象限内，x=4d处竖直放置一个长为的粒子吸收板MN，在MN左侧存在垂直于纸面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，可沿y轴正方向射出质量均为m、电荷量均为q的不同速率的带正电粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。（1）若射出的粒子能打在MN板上，求粒子的速率v的取值范围；（2）若在点处放置一粒子回收器，在N、C间放一挡板（粒子与挡板碰撞无能量损失），为回收恰从N点进入MN右侧的粒子，需在MN右侧加一垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），求此匀强磁场的磁感应强度大小。16.（14分）如图所示，在矩形区域abcd内存在竖直向上的匀强电场，在bc右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，、、是磁场的边界（bc与重合），两磁场区域宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为。一电荷量为q质量为m（重力不计）的正点电荷从ad边中点以初速度沿水平方向进入电场，点电荷恰好从b点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与b点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知ab的长度是bc长度的倍。（1）求点电荷到达b点时的速度大小；（2）求磁场区域Ⅰ的宽度L；（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度大小的最小值。17.（15分）如图所示，在平面直角坐标系xOy平面内的水平x轴上方存在电场强度大小为、方向平行于x轴向右的匀强电场，在第二象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴下方存在方向垂直纸面向外的匀强磁场、大小与方向都未知的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的小球从y轴上的P点无初速度释放，释放后小球从第一象限进入第四象限后做匀速圆周运动，运动轨迹恰好与y轴相切，重力加速度为g。（1）求x轴下方匀强电场电场强度的大小与方向；（2）求小球第二次穿过x轴的位置与第三次穿过x轴的位置之间的距离；（3）若让小球从y轴上的Q点（图中未标出）无初速度释放，小球第二次穿过x轴后进入第二象限做直线运动，恰好又回到Q点。求第二象限中匀强磁场的磁感应强度B的大小。一、选择题1.B  2.A  3.D  4.D  5.C  6.C  7.D  8.A二、选择题9.CD  10.AC  11.BD  12.CD三、非选择题13.（1）600（2分）（2）并联（2分）  1（2分）（3）D（2分）（4）9（2分）14.解：（1）MN做切割磁感线运动，产生的感应电动势（1分）MN中的电流大小为（1分）a、b两点间的电压为（1分）外力F的功率为（1分）解得（1分）（2）穿过圆形线圈的磁通量发生变化，产生的感应电动势为（2分）由闭合电路欧姆定律得（1分）由欧姆定律得（1分）解得（1分）15．解：（1）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示①设打在吸收板MN的下边界M点的粒子的速率为，由此关系得粒子的运动轨迹半径（1分）由洛伦兹力提供向心力得（1分）联立解得②设打在吸收板MN的上边界N点的粒子的速率为，由几何关系得粒子的运动轨迹半径（1分）由洛伦兹力提供向心力得（1分）联立解得能打在MN上的粒子的速率需满足（1分）（2）经过N点的粒子能够到达C点，设此匀强磁场的磁感应强度大小为B'，由几何关系得粒子的运动轨迹半径（2分）由洛伦兹力提供向心力得（2分）联立解得（2分）16.解：（1）设点电荷进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成角﹐由类平抛运动的规律得（2分）解得（1分）则（1分）（2）设点电荷在区域Ⅰ中的轨迹半径为，由洛伦兹力提供向心力得（2分）解得（1分）轨迹如图甲所示，由几何关系得（1分）（3）当点电荷与边界相切且不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，点电荷在磁场中运动的时间最长，设区域Ⅱ磁感应强度最小时，对应的轨迹半径为，轨迹如图乙所示，由洛伦兹力提供向心力有（2分）根据几何关系有（2分）联立解得（2分）17.解：（1）小球在第四象限做匀速圆周运动，有（1分）解得（1分）小球无初速度释放后进入第一象限﹐故小球带正电，可得x轴下方电场强度方向竖直向上（1分）（2）小球在第一象限做匀加速直线运动，对小球有（1分）由运动学公式得（1分）（1分）解得，小球再次回到第一象限做类平抛运动，运动轨迹如图甲所示在竖直方向有（1分）在水平方向有（1分）（1分）解得（1分）（3）设x轴下方匀强磁场的磁感应强度大小为，从P点释放的小球进入磁场，有（1分）小球从Q点释放后的运动轨迹如图乙所示，设Q点离坐标原点的距离为，对从Q点释放的小球，进入第四象限时的速度为，同理可得从Q点释放的小球进入x轴下方，做匀速圆周运动，有（1分）从Q点释放的小球在第二象限做直线运动，电场力和重力的合力与洛伦兹力大小相等，速度方向与x轴夹角，有（1分）电场力和重力的合力与洛伦兹力方向相反﹐则MQ与NQ必然垂直，由几何关系得（1分）解得（1分）