湖南省永州市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

这是一份湖南省永州市第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题，共10页。

2．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并按规定贴好条形码。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B．各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C．电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
2．如图所示的电路中，灯泡和的规格相同。先闭合开关，调节电阻，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻，使它们都正常发光，然后断开开关。下列说法正确的是（ ）
A．断开开关后，灯闪亮后熄灭
B．断开开关的瞬间，灯电流反向
C．断开开关后，电路中的电能来自于线圈储存的磁场能
D．重新接通电路，和同时亮起，然后灯逐渐熄灭
3．如图所示，一圆形线圈内通有顺时针方向的恒定电流。在其正下方的光滑绝缘水平面上，一个正方形金属框从点以大小为的初速度向右滑行，经过点（与点关于虚线对称）后继续向前运动。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．恒定电流在圆形线圈轴线上产生的磁场方向垂直线圈平面向外
B．向右滑行的正方形金属框内磁通量不变化
C．正方形金属框运动过程中，有感应电流产生
D．向右滑行的正方形金属框内磁通量先垂直纸面向外，后垂直纸面向里
4．如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，电阻，螺线管外接一个阻值的电阻，电阻的一端接地。现有一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）
A．在时间内，中有电流从a流向b B．在时穿过螺线管的磁通量为
C．在4：时间内，通过的电流大小为 D．在4：时间内，两端电压
5．如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻阻值为，则（ ）
A．理想电压表读数为B．理想电流表读数为
C．电阻消耗的电功率为D．电阻在50秒内产生的热量为
6．如图所示为一种获得高能粒子的装置原理图，环形管内存在垂直于纸面、磁感应强度大小可调的匀强磁场（环形管的宽度非常小），质量为、电荷量为的带正电粒子可在环中做半径为的圆周运动。为两块中心开有小孔且小孔距离很近的平行极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板刚进入A、B之间时，A板电势升高到板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速，每当粒子离开B板时，A板电势又降为零，粒子在电场中通过一次次加速使得动能不断增大，而在环形区域内，通过调节磁感应强度大小可使粒子运行半径不变。已知极板间距远小于，则下列说法正确的是（ ）
A．环形区域内匀强磁场的磁场方向垂直于纸面向里
B．粒子在绕行的整个过程中，A板电势变化的频率越来越大
C．粒子从A板小孔处由静止开始在电场力作用下加速，绕行圈后回到A板时的速度大小为
D．粒子绕行第圈时，环形区域内匀强磁场的磁感应强度为
7．如图所示，在轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，在平面内，从原点处与轴正方向成角，以速率发射一个带正电的粒子（重力不计），则下列说法正确的是（ ）
A．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
B．若一定，越大，则粒子离开磁场的位置距点越近
C．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短
D．若一定，越大，则粒子在磁场中运动的角速度变大
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。
8．图为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。下图中两个变压器均视为理想变压器，在发电厂输出功率和输出电压都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．两输电线左端电压减小B．两输电线右端电压增大
C．输电线上的电流不变D．输电线上损耗的能量减小
9．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率为B．电流表的读数为
C．电压表的读数为D．通过电阻的交变电流频率是
10．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板间越深，则电容器电容越大
B．在汽车向右匀加速直线运动过程中，弹簧处于拉伸状态
C．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有逆时针方向的充电电流
11．如图所示，三个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量为正值，水平力向右为正。下列能反映线框中的磁通量、感应电动势、水平力和电功率随时间的变化规律的图像是（ ）
A．C．
B．D．
三、实验题：本题共1小题，前两空每空2分，后两空每空3分，共10分。
12．某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为______Ω。
（2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最______（选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表的示数为的示数为，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为______。
（3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长为的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。当流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为，油液外热敏电阻的温度为，则油液的警戒液面到油箱底部的距离约为______cm。
四、解答题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）如图所示，线圈面积为，共100匝，线圈总电阻为，与阻值为的外电阻相连，线圈在的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以转速匀速转动，从线圈处于中性面开始计时，求：
（1）线圈转过时电动势的瞬时值；
（2）线圈转过的过程中，通过电阻的电荷量；
（3）线圈匀速转一周外力做的功。
14．（14分）如图所示，无限长平行金属导轨位于水平面内，间距，导轨左端处接有阻值的电阻，空间中存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向竖直向下。质量、有效电阻的导体棒静止在导轨上，某时刻开始受到大小为、方向向右的水平外力作用，导体棒沿导轨向右运动，当通过导体棒的电荷量为时，已经开始做匀速运动，之后撤去外力，导体棒最终静止。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，线框的电阻不计，不计摩擦及空气阻力。求：
（1）导体棒向右匀速运动的速度大小；
（2）撤去外力到最终静止的过程中，导体棒上产生的焦耳热；
（3）导体棒从静止开始向右运动的过程中，通过导体棒的电荷量为时，导体棒的位移。
15．（16分）如图所示，平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿轴正方向的匀强电场，第四象限交替分布着沿方向的匀强电场和垂直平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为，边界与轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为，其中。一质量为、电量为的粒子从点，以平行于轴的初速度进入第二象限，恰好从点进入第一象限，然后又垂直轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距轴的最远距离。
永州一中2024年高二第一次月考物理答案
1．D 2．C 3．C 4．B 5．D
6．B【详解】A．正电荷在A、B之间是加速，故电荷顺时针转动；在磁场中洛伦兹力提供向心力，由左手定则知，磁场方向垂直于纸面向外，故A错误；
B．A板电势变化的周期与粒子在磁场中圆周运动的周期相同，由于粒子在加速，速度增大，根据可知周期要递减，即板电势变化的频率越来越大，故B正确；
C．粒子在电场中加速，根据动能定理有可得，故C错误；
D．粒子在磁场中由牛顿第二定律有，解得粒子绕行第5圈时，环形区域内匀强磁场的磁感应强度，故D错误。故选B。
7．A【详解】AC．粒子在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为粒子在磁场中运动的时间则粒子在磁场中的运动时间与粒子速率无关，若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间相等；若一定，越大，则粒子在磁场中运动的时间越短，故C错误，A正确；
D．洛伦兹力提供向心力得，解得粒子在磁场中运动的角速度与无关；
B．设粒子的轨迹半径为，则如图所示，由几何知识得一定，若是锐角，越大，越大，若是钝角，越大，越小，故B错误。
8．BCD
9．AC
10．AB【详解】A．由可知电介质插入极板间越深，则电容器电容越大，A对；
B．汽车向右匀加速直线运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右，所以弹簧处于拉伸状态，故B正确；
C．在汽车向左匀速直线运动过程中弹簧处于原长，电介质插入极板间的深度不变，电容器电容不变，电容器两极板间电势差恒定，由知电容器所带电量不变，电容器无充放电现象，故电路中无电流，故C错误；
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右且不断增大，弹簧伸长量越来越大，电介质插入极板间的深度变大，由可知电容器电容越大，电容器两极板间电势差恒定，由知不断增大，电容器处于不断充电状态，所以电路中有顺时针方向的充电电流，故D错误。故选AB。
11．AC【详解】A．当线框开始进入磁场时，磁通量垂直纸面向外增加，当全部进入时达最大；此后向里的磁通量增加，向外的磁通量减小，总磁通量向外减小，当运动时，磁通量为零；当运动时磁通量向里最大，此后向外的磁通量增加，向里的磁通量减小，总磁通量减小，当运动时，磁通量为零，当运动时向外的磁通量最大，此后向外的磁通量减小，当运动时为零，故A正确。
B．当线框进入第一个磁场时，由可知，保持不变，感应电动势为顺时针方向，为负值；而开始进入第二个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势应为方向为逆时针方向，为正值；开始进入第三个磁场时，两边同时切割磁感线，电动势为方向为顺时针方向，为负值；出䃄场时，感应电动势为沿逆时针方向，为正值；
C．安培力的方向一直与运动方向相反，故外力一直向右，当线框进入第一个磁场时，安培力为开始进入第二个磁场时，两边同时切割磁感线，感应电动势变为两倍，由可知，电流变为原来的两倍，同时有两根导线受到安培力，线框总安培力变成原来的四倍；开始进入第三个磁场时与第二个磁场情况相同；出磁场时，安培力变为与进入第一个磁场相同，故C正确；
D．拉力的功率因速度不变，而线框在左边第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时因此安培力变为进磁场时的4倍，则拉力的功率变为进磁场时的4倍，出磁场时，与进磁场时拉力的功率相同，故D错误，故选AC。
12．【详解】（1）［1]由多用电表欧姆表的读数规则可知，热敏电阻的阻值
（2）［2]［3]滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片置于最左端，由于和并联，故有，代入数据解得
（3）［4]设警戒液面到油箱底部的距离为，温度为时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为同理，可得油液外的热钽电阻的阻值为其中，由闭合电路欧姆定律有
将代入可得
13．【详解】（1）当线圈转过时，电动势的瞬时值
（2）线图转过的过程中，通过电阻的电荷量为 解得
（3）线圈匀速转一圈产生的总热量
其中
解得，线圈匀速转一周外力做功
14．【详解】（1）导体棒匀速运动时，受力平衡，则有
解得，感应电动势为又解得
（2）撤去外力后，导体棒的动能转化为总的焦耳热，则有
导体棒上产生的焦耳热解得
（3）根据可得代数数据解得
15．【详解】（1）设粒子在第二象限运动时间为，加速度为，经过点的速度为，与轴夹角为轴方向： 轴方向：联立解得：
（2）在第二象限，根据动能定理：
解得粒子过点的速度
设穿过轴下方第一个电场后的速度为，根据动能定理：．
代入数据得：。在轴下方第一个磁场中的运动如图1，洛伦兹力提供向心力：．
代入数据得设速度偏向角为，则．
（3）粒子达到离x轴的最远距离时速度方向平行于x轴方向，而只要能进入下一个电场，就有y方向的速度，由此可以推断出粒子离x轴最远时必然处于第n个磁场中，此前粒子已经过n个电场，设此时粒子速度大小为，根据动能定理：
粒子每经过一个电场加速后就进入下一个磁场，则通过第个磁场的过程中，根据动量定理在水平方向上：所以从进入第四象限开始到最后一个磁场，累计有又．联立得，解出．故粒子离轴最远的距离为