新疆伊犁哈萨克自治州霍尔果斯市苏港中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试卷(含答案)

这是一份新疆伊犁哈萨克自治州霍尔果斯市苏港中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列选项中正确标明了通电导线所受安培力F方向的是( )
A.B.
C.D.
2．如图，光滑固定导轨水平放置，两根导体棒平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，忽略空气阻力，已知重力加速度为g，当一条形磁铁从高处下落接近回路时( )
A.P、Q将相互靠拢B.P、Q将相互远离
C.磁铁的加速度仍为gD.磁铁的加速度一定大于g
3．图示的装置中，电场强度E和磁感应强度B垂直，这种装置叫速度选择器。若一电子恰能沿虚线从左向右运动。下列和电子速率相同的哪种粒子沿虚线射入，不能沿虚线运动( )
A.从左向右运动的质子B.从右向左运动的质子
C.从左向右运动的中子D.从右向左运动的中子
4．如图甲所示，横截面积的线圈的匝数匝，线圈总电阻，沿线圈轴向有匀强磁场，设图示的磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，则在内( )
A.a点的电势比b点的低
B.线圈的感应电动势为0.2V
C.穿过每匝线圈的磁通量的变化率为0.2Wb/s
D.在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.4A
5．如图所示是质谱仪的工作原理图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片。平板S下方有磁感应强度为的匀强磁场。下列说法中正确的是( )
A.质谱仪不能用来分析同位素
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
6．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是( )
A.闭合开关S后，A灯亮，B灯不亮
B.闭合开关S后，A灯亮，B灯慢慢变亮
C.开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A、B灯都闪亮一下
D.开关S闭合电路稳定后，在突然断开的瞬间，A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭
7．考生入场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。探测器内有通电线圈，当探测器靠近任何金属材料物体时，就会引起探测器内线圈中电流变化，报警器就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是( )
A.探测器利用的是静电感应现象
B.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
C.探测器利用发射和接收电磁波进行工作的
D.当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化
8．如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，用外力拉动金属杆在平行金属导轨上向右以速度匀速滑动，金属导轨电阻不计，金属杆的电阻为，长度为L，间电阻为R，则( )
A.通过电阻R的电流方向为B.外力与速度方向同向且大小为
C.两端的电势差为D.金属棒所受安培力大小时刻发生改变
二、多选题
9．某交流发电机产生交变电流的装置如图甲所示，产生的感应电动势与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大
B.线圈通过中性面时，磁通量最大，交变电流改变方向
C.线框中产生的感应电动势
D.如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的有效值变为
10．如图甲所示，理想降压变压器原、副线圈的匝数比，定值电阻，定值电阻，图中电表均为理想交流电表，已知通过定值电阻的电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为5VB.电流表的示数为0.1A
C.原线圈两端的电压为25VD.原线圈的输入功率为20W
11．如图所示，光滑绝缘水平面内有一粗细均匀的单匝矩形闭合导线框abcd，处于竖直向下、磁感应强度为B的有界匀强磁场中。现用一水平外力垂直作用于ab边中点，将线框以速度v匀速拉出磁场。线框长为，宽为，总电阻为R。在框被拉出磁场的过程中，下列说法正确的是( )
A.线框中的感应电流方向为abcda
B.水平拉力大小为
C.线框中产生的焦耳热
D.ab边刚出磁场时，回路中的感应电流的大小为
12．如图所示，在坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，。不计重力。根据上述信息可以求出( )
A.带电粒子在磁场中运动的轨道半径B.带电粒子在磁场中运动的速率
C.带电粒子在磁场中运动的时间D.带电粒子射出磁场位置
三、计算题
13．如图所示，在第一象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P点垂直磁场射入，射入时速度方向与x轴的夹角为60°，并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知磁场磁感应强度大小为B，P点的坐标为（a，0），不计重力。求：
（1）带电粒子做圆周运动的半径；
（2）粒子在磁场中运动的时间。
14．如图甲所示，一匝数的闭合圆形线圈放置在匀强磁场中，磁场垂直于线圈平面。线圈的面积为，电阻。设垂直纸面向里为磁场的正方向，磁感应强度B随时间的变化图像如图乙所示。求：
（1）时感应电流的方向和线圈内感应电动势的大小；
（2）在内通过线圈的电荷量q、线圈产生的焦耳热Q。
15．如图所示，是两根足够长的光滑平行的金属导轨，导轨间距离，导轨平面与水平面的夹角，导轨上端连接一个阻值的电阻。整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。现有一根质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，金属棒从静止开始沿导轨下滑后达到匀速直线运动，且始终与导轨垂直。重力加速度g取，导轨电阻不计，求：
（1）金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值；
（2）金属棒沿导轨匀速下滑时两端的电压；
（3）金属棒从静止达到匀速的过程中，电阻R产生的热量。
四、实验题
16．如图为“探究电磁感应现象”的实验装置.图为“研究电磁感应现象”的实验装置。
（1）将图中所缺的导线补接完整；
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：
①将线圈A迅速插入线圈B时，灵敏电流计指针将_______偏转（选填“发生”或“不发生”）；
②线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针_______偏转（选填“发生”或“不发生”）；
（3）在做“探究电磁感应现象”实验时，如果线圈B两端不接任何元件，则线圈B电路中将_______。
A.因电路不闭合，无电磁感应现象
B.有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势
C.不能用楞次定律判断感应电动势方向
D.可以用楞次定律判断感应电动势方向
17．图甲为某同学研究自感现象的实验电路图。先闭合开关，然后断开开关，观察开关断开时灯泡的亮度。
（1）开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时出现自感电动势。自感电动势使线圈L中的电流减小得_______（填“更快”或“更慢”）些。
（2）该同学用电流传感器显示出在时断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流，如图乙所示。所用电源的电动势，内阻不计，灯泡的阻值为6Ω，电阻R的阻值为2Ω，则线圈的直流电阻为_______Ω，开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是_______V。
（3）开关断开时，该同学观察到的现象是_______。
参考答案
1．答案：C
解析：A.由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向外穿过手心，则手心朝里.四指指向电流方向，拇指指向为通电导线所受安培力方向应该为竖直向下，故A错误；
B.由左手定则得：电流方向与磁场方向平行，此时通电导线不受安培力，B错误；
C.由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向右穿过手心，则手心朝左.四指指向电流方向：向外，拇指指向安培力方向：向上，故C正确；
D.由左手定则得：伸开左手，拇指与手掌垂直且共面，磁感线向上穿过手心，则手心朝下.四指指向电流方向：向里，拇指指向安培力方向：水平向右，D错误。
故选C。
2．答案：A
解析：根据楞次定律，感应电流的效果总是要阻碍产生感应电流的原因，磁铁下落靠近回路，回路中的Φ增加，感应电流产生的磁场会阻碍Φ的增加，表现为阻碍磁铁的靠近，所以P、Q将互相靠拢，即“增缩减扩”；磁铁的加速度小于g，即“来拒去留”。
故选A。
3．答案：B
解析：A.根据题意，电子从左向右进入速度选择器，所受电场力竖直向上，而根据左手定则可知，所受洛伦兹力竖直向下，电场力与洛伦兹力平衡，有
因此电子才能沿虚线做匀速直线运动，而当质子从左向右进入速度选择器，所受电场力竖直向下，而根据左手定则可知，所受洛伦兹力竖直向上，满足
其电场力与洛伦兹力方向相反，能够达到平衡状态，可以在速度选择器中做匀速直线运动，故A正确，不符合题意；
B.而当质子从右向左进入速度选择器，所受电场力竖直向下，而根据左手定则可知，所受洛伦兹力也竖直向下，不能达到平衡状态，因此不能沿虚线运动，故B错误，符合题意；
CD.由于中子不带电，进入速度选择器中既不受电场力也不受洛伦兹力，因此可以沿虚线运动，故CD正确，不符合题意。
故选B。
4．答案：B
解析：A.根据楞次定律可知，a点的电势比b点的高，选项A错误；
B.根据法拉第电磁感应定律可得线圈中的感应电动势
选项B正确；
C.穿过每匝线圈的磁通量的变化率为，选项C错误；
D.在a、b间接一个理想电流表时，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表的示数
选项D错误。
故选B。
5．答案：D
解析：AC.设加速电压为U，则离子在加速电场中根据动能定理有
离子在速度选择器中恰好做匀速直线运动通过狭缝P时应满足
可得
离子通过狭缝后在磁场中偏转，由洛伦兹力充当向心力有
联立解得
则可知，能通过狭缝P的带电粒子的速率等于，而所有能通过狭缝的离子会因比荷的不同，而在磁场中做圆周运动时的轨迹半径不同，从而达到分析同位素的目的，故AC错误；
B.根据题图可知，离子要被加速电场加速，则离子必定带正电，加速后的离子进入速度选择器后所受电场力水平向右，因此其所受洛伦兹力必定向左，根据左手定则可知，速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外，故B错误；
D.根据
可知，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，则说明离子在磁场中做圆周运动的轨迹半径越小，则应越小，而离子的比荷应越大，故D正确。
故选D。
6．答案：D
解析：AB.开关S闭合瞬间，线圈L因自感对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此两灯同时亮，且亮度相同，稳定后B灯被短路熄灭，A灯更亮，故A、B错误；
CD.电路稳定后当开关S突然断开瞬间，A灯中不会再有电流通过，故A灯马上熄灭，由于自感现象，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源与B灯构成闭合回路放电，B灯闪亮一下再熄灭，故C错误、D正确。
故选D。
7．答案：D
解析：A.金属探测器利用的是电磁感应现象；故A错误；
B.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误；
CD.探测过程中工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化；故C错误，D正确。
故选D。
8．答案：C
解析：A.根据右手定则，通过电阻R的电流方向为，故A错误；
BD.通过金属杆的电流为
根据左手定则，金属杆受到的安培力与速度方向相反，金属杆做匀速直线运动，则外力与速度方向同向，大小等于金属棒所受安培力大小，为
故金属棒所受安培力大小不变，故BD错误；
C.两端的电势差为
故C正确。
故选C。
9．答案：BCD
解析：AB.由图像可知，时，电动势为零，因此此时线圈平面处于中性面位置，磁通量最大，磁通量变化率最小，交变电流改变方向。故A错误；B正确；
C.线框中产生的感应电动势的最大值和周期分别为
，
根据
可知感应电动势瞬时值为
故C正确；
D.根据
，
可知与n成正比，如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值为
电动势的有效值变为
故D正确。
故选BCD。
10．答案：AB
解析：A.由图可知通过定值电阻的电流为
则电压表的示数为
故A正确；
B.根据电压表原、副线圈电流之比与线圈匝数之比的关系有
解得
故B正确；
C.副线圈的电压为
根据电压表原、副线圈电压之比与线圈匝数之比的关系有
解得
故C错误；
D.原线圈的输入功率为
故D错误；
故选AB。
11．答案：CD
解析：A.由楞次定律可知，线框中的感应电流方向为adcba，选项A错误；
B.水平拉力大小等于安培力，则为
选项B错误；
C.线框中产生的焦耳热
选项C正确；
D.ab边刚出磁场时，回路中的感应电流的大小为
选项D正确。
故选CD。
12．答案：AD
解析：利用左手定则画出初末位置的洛伦兹力的方向，由此判断出圆心的所在位置:
根据几何关系可得
所以
带电粒子射出磁场位置
在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，即
其中
化简得
，
在磁场中运动的时间为
由此可知，带电粒子在磁场中的运动轨迹是唯一确定且可求的；因为v和B都未知，所以带电粒子在磁场中的运动时间也无法确定。
故选AD。
13．答案：（1）（2）
解析：（1）根据已知画出粒子在磁场中的运动轨迹，其圆心一定在y轴上，根据半径垂直于速度，则可确定圆心O，如图所示
设粒子运动的轨迹半径为r，由几何关系得
（2）粒子在磁场中运动的周期
运动时间为
14．答案：（1）逆时针，（2），
解析：（1）由楞次定律知，0~3s感应电流磁场垂直纸面向外，感应电流方向为逆时针方向；感应电动势为
结合图像并代入数据解得
（2）同理可得内有感应电动势
感应电流
电荷量
代入数据解得
线圈产生的焦耳热
代入数据得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）金属棒匀速运动时，由平衡条件知
棒匀速切割磁感线时
回路电流
代入得
解得
（2）匀速时，v代入公式，知
（3）由能量守恒定律知
解得
16．答案：（1）
（2）①发生②发生
（3）BD
解析：（1）电路连接如图所示

（2）将线圈A迅速插入线圈B时，穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针将发生偏转；
线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，线圈A产生的磁场强度发生变化，则穿过线圈B的磁通量发生变化，会产生感应电流，所以灵敏电流计指针将发生偏转。
（3）如果线圈B两端不接任何元件，则无法形成闭合回路，当穿过线圈B的磁通量变化时，会产生电磁感应现象，即线圈B电路中将产生感应电动势，但无法形成感应电流，感应电动势的方向与感应电流的方向都可以用楞次定律判断。
故选BD。
17．答案：（1）更慢（2）2；15（3）闪亮一下再逐渐熄灭
解析：（1）自感电动势阻碍电流的变化，因此自感电动势使线圈L中的电流减小的更慢。
（2）由图可知，零时刻通过电感线圈L的电流为1.5A，由欧姆定律
解得
断开开关后，L相当于电源，断开瞬间，电流为1.5A，则感应电动势
（3）开关闭合式电路中通过灯泡的电流
开关断开后流过灯泡的电流变大后逐渐减小，因此灯泡闪亮一下再逐渐熄灭。