江苏省前黄高级中学2022-2023学年高二上学期第一次学情检测物理试卷(含答案)

这是一份江苏省前黄高级中学2022-2023学年高二上学期第一次学情检测物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，穿过圆环的磁通量的变化情况是( )
A.变小B.变大C.不变D.先变小后变大
2、如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.p、q将互相靠拢B.p、q将互相远离
C.磁铁的加速度大于gD.磁铁的加速度仍为g
3、目前手机的无线充电技术（图甲）已经成熟，其工作过程可简化为图乙所示，A、B两个线圈彼此靠近平行放置，当线圈A接通工作电源时，线圈B中会产生感应电动势，并对与其相连的手机电池充电。下列说法正确的是( )
A.只要线圈A中输入电流，线圈B中就会产生感应电动势
B.若线圈A中输入变化的电流，线圈B中产生的感应电动势也会发生变化
C.线圈A中输入的电流越大，线圈B中感应电动势越大
D.线圈A中输入的电流变化越快，线圈B中感应电动势越大
4、如图所示为回旋加速器示意图，利用回旋加速器对粒子进行加速，此时D形盒中的磁场的磁感应强度大小为B，D形盒缝隙间电场变化周期为T，加速电压为U。忽略相对论效应和粒子在D形盒缝隙间的运动时间，下列说法正确的是( )
A.保持B、U和T不变，该回旋加速器可以加速质子
B.只增大加速电压U，粒子获得的最大动能增大
C.只增大加速电压U，粒子在回旋加速器中运动的时间变短
D.回旋加速器只能加速带正电的粒子，不能加速带负电的粒子
5、如图所示为电视显像管的偏转线圈示意图，圆心黑点表示电子枪射出的电子束，它的方向由纸内指向纸外，当偏转线圈通有图示方向的电流时，电子束应( )
A.向左偏转B.向上偏转C.不偏转D.向下偏转
6、如图，在直角三角形ACD区城的C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线，导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流，，E是CD边的中点，此时E点的磁感应强度大小为B，若仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度( )
A.大小仍为B，方向垂直于AC向上
B.大小为，方向垂直于AC向下
C.大小为，方向垂直于AC向上
D.大小为后，方向垂直于AC向下
7、武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是( )
A.带负电粒子所受洛伦兹力方向向下
B.MN两点电压与液体流速无关
C.污水流量计的流量与管道直径无关
D.只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量
8、如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流.现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )
A.B.C.D.
9、如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则( )
A.电路中感应电动势的大小为
B.电路中感应电流的大小为
C.金属杆所受安培力的大小为
D.金属杆的发热功率为
10、如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流I随时间t的变化关系如图乙所示.下列关于穿过回路abPM的磁通量Φ、金属棒ab的加速度a、金属棒受到的外力F、通过棒的电荷量q随时间变化的图象中，可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
二、计算题
11、如图甲所示，水平放置的线圈匝数匝，电阻，线圈与阻值的电阻相连。在线圈的中心有一个面积的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。试求：
（1）通过电阻R的电流方向；
（2）前0.2s内线圈磁通量的变化量；
（3）电压表的示数。
12、如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度，方向垂直纸面向里，电场强度，方向向下，PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，磁场边界AO和y轴的夹角。一束带电量的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0，0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子离开磁场后垂直通过x轴。求：
（1）离子运动的速度为多大?
（2）离子的质量为多大?
（3）若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小应满足什么条件?
13、如图所示，足够长的U形导体框架的宽度，底端接有阻值的电阻，导体框架电阻忽略不计，其所在平面与水平面成角。有一磁感应强度的匀强磁场，方向垂直于导体框架平面向上.一根质量、电阻的导体棒MN垂直跨放在U形导体框架上，某时刻起将导体棒MN由静止释放。已知导体棒MN与导体框架间的动摩擦因数。（，g取）
（1）求导体棒刚开始下滑时的加速度大小；
（2）求导体棒运动过程中的最大速度大小；
（3）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中，通过导体棒横截面的电荷量，求导体棒MN在此过程中消耗的电能.
14、如图所示，在xy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外；分成I和II两个区域，I区域的宽度为d，右侧磁场II区域还存在平行于xy平面的匀强电场，场强大小为，电场方向沿y轴正方向。坐标原点O有一粒子源，在xy平面向各个方向发射质量为m，电量为q的正电荷，粒子的速率均为。进入II区域时，只有速度方向平行于x轴的粒子才能进入，其余被界面吸收。不计粒子重力和粒子间的相互作用，求：
（1）某粒子从O运动到的时间；
（2）在I区域内有粒子经过区域的面积；
（3）粒子在II区域运动，当第一次速度为零时所处的y轴坐标。
三、实验题
15、小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针______________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（3）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向______________（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有______________（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
参考答案
1、答案：A
解析：磁通量的大小可以根据穿过线圈的磁感线条数的多少进行分析判断，由图可知，由A到B的过程中，穿过线圈的磁感线条数变少，故说明磁通量变小，BCD错误，A正确。
故选A。
2、答案：A
解析：AB.当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，可知p、q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，B错误；
CD.由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g，故CD错误。
故选A。
3、答案：D
解析：A.根据感应电流产生的条件，若在线圈A中输入恒定电流，则线圈A只产生恒定的磁场，线圈B中的磁通量不发生变化，则线圈B中不会产生感应电动势，故A错误；
B.若线圈A中输入随时间均匀变化的电流，则会使线圈A产生随时间均匀变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律
则线圈B中会产生恒定不变的感应电动势，故B错误；
C.若线圈A中电流恒定不变，无论多大，产生的磁场是恒定的，则线圈B中没有磁通量变化，则不会产生感应电动势，故C错误；
D.线圈A中电流变化越快，则线圈A中电流产生的2磁场变化越快，根据法拉第电磁感应定律
线圈B中感应电动势也会越大，故D正确。
故选D。
4、答案：C
解析：A.D形盒缝隙间电场变化周期与粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，为
而质子与粒子的比荷不相等，所以为了加速器可以加速质子，应对加速器进行参数调节，改变B和T，A错误；
B.设D形盒半径为r，则粒子离开回旋加速器的最大速度
所以只增大加速电压U，粒子获得的最大动能不会增大，B错误；
C.粒子在回旋加速器回旋一周，增加的动能为2qU，在回旋加速器中运动时间由回旋次数决定，设回旋次数为n，则由
可得
所以粒子运动总时间
故只增大加速电压U，粒子在回旋加速器中回旋的次数会变少，即运动的时间会变短，C正确；
D.回旋加速度既能加速带正电的粒子，也能加速带负电的粒子，D错误。
故选C。
5、答案：D
解析：根据右手螺旋定则判断上下两个线圈的N极均在左边，S极均在右边，即线圈圆心处的磁场方向是水平向右的.根据左手定则判定，由里向外射出的电子束受到的洛伦兹力向下.
A.向左偏转，与结论不相符，选项A错误；
B.向上偏转，与结论不相符，选项B错误；
C.不偏转，与结论不相符，选项C错误；
D.向下偏转，与结论相符，选项D正确.
6、答案：B
解析：根据对称性C、D两点分别固定着两根垂直纸面的长直导线在E点产生的磁感应强度，由几何关系可知，，所以若仅将D处的导线平移至A处在E处产生的磁感应强度仍为，如图所示仅将D处的导线平移至A处，则E点的磁感应强度为
方向垂直于AC向下。
故选B。
7、答案：D
解析：A.根据左手定则判断，带负电粒子所受洛伦兹力方向向上。故A错误；
B.废液流速稳定后，粒子受力平衡，有
解得
易知MN两点电压与液体流速有关。故B错误；
CD.废液的流量为
联立，可得
易知流量与管道直径有关，只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量。故D正确。
故选D。
8、答案：C
解析：线圈匀速转动过程中，；要使线圈产生相同电流，，所以，所以C正确。
9、答案：B
解析：A.导体棒切割磁感线产生感应电动势为
故A错误；
B.感应电流的大小为
故B正确；
C.所受的安培力为
故C错误；
D.金属杆的热功率
故D错误。
故选B。
10、答案：D
解析：由电流图象得，，k是比例系数.设金属棒长为L.
A.由图看出，通过R的感应电流随时间t增大，根据法拉第电磁感应定律得知，穿过回路的磁通量是非均匀变化的，应是曲线.故A错误.
B.由
知v与时间t成正比，知加速度不变，故B错误；
C.由牛顿运动定律知
知
v随时间均匀增大，其他量保持不变，故F随时间均匀增大，故C错误；
D.通过导体棒的电量为：，故图象为抛物线，故D正确.
11、答案：（1）A到B（或逆时针）（2）0.04Wb（3）15V
解析：（1）磁感应强度方向向里且增大，根据楞次定律判断可知电流方向为；
（2）前0.2s内线圈磁通量的变化量
（3）根据法拉第电磁感应定律得
感应电流为
故电压表的示数为
12、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设正离子的速度为v，因为沿中线PQ做直线运动，则：
代入数据计算得出：
（2）设离子的质量为m，如图所示，当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，由几何关系可以知道运动半径：
由牛顿第二定律有：
代入数据计算得出：
（3）如图所示，由几何关系可以知道使离子不能打到x轴上的最大半径为：
设使离子都不能打到x轴上，最小的磁感应强度大小为，则有：，代入数据计算得出：
则：
13、答案：（1）（2）5m/s（3）1.5J
解析：（1）导体棒刚开始下滑时，其受力情况如图甲所示，
则
解得
（2）当导体棒匀速下滑时其受力情况如图乙所示，
设匀速下滑的速度为v，则有
摩擦力
安培力
联立解得
（3）通过导体棒横截面的电荷量
设导体棒下滑速度刚好为最大速度v时的位移为x，则
由动能定理得，
其中为克服安培力做的功；
联立解得
克服安培力做的功等于回路在此过程中消耗的电能，即
则导体棒MN在此过程中消耗的电能
14、答案：（1）（2）（3）0
解析：（1）根据洛伦兹力提供向心力可得
则轨迹半径为
粒子从O运动到的运动的示意图如图所示：
粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角为
周期为
所以运动时间为
（2）根据旋转圆的方法得到粒子在I区经过的范围如图所示，沿有粒子通过磁场的区域为图中斜线部分面积的大小：
根据图中几何关系可得面积为
（3）粒子垂直于边界进入II区后，受到的洛伦兹力为
在II区受到的电场力为
由于电场力小于洛伦兹力，粒子将向下偏转，当速度为零时，沿方向的位移为y，由动能定理得
解得
所以第一次速度为零时所处的y轴坐标为0。
15、答案：（1）向左偏转
（2）向右偏转
（3）顺时针；右；扩张
解析：解：由题意可知当穿过B的磁通量增大时，指针向左偏转，则可知当穿过B的磁通量减小时，指针应该向右偏转，则：
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，A所在回路中的电阻减小，则A中的电流增大，磁场变强，穿过B的磁通量增大，故灵敏电流计的指针向左偏转；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，B所在位置的磁场变弱，穿过B的磁通量减小，则可知灵敏电流计的指针向右偏转；
（3）当光照减弱时，则电阳阻增大，导致线圈中的电流减小，依据右手螺旋定则与楞次定律，从左向右看，金属环A中电流方向顺时针；
因穿过A环的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故相互吸引，则金属环A将向右运动，且金属环A有扩张趋势。