天津二十中2024-2025学年高二（上）月考物理试卷（11月份）（含解析）

这是一份天津二十中2024-2025学年高二（上）月考物理试卷（11月份）（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.铁环上绕有绝缘的通电导线，电流方向如图所示，一束电子沿过铁环中心O点的轴线垂直纸面向里射入，则该束粒子偏转方向( )
A. 向左
B. 向右
C. 向上
D. 向下
2.某实验装置如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈A和B。如果线圈A中电流i随时间t的关系有如图所示的A、B、C、D四种情况，那么在t1到t2这段时间内，哪种情况线圈B中没有感应电流( )
A.
B.
C.
D.
3.如图所示，两根绝缘细线吊着一根铜棒，空间中存在垂直于纸面的匀强磁场，铜棒中通有向右的电流I时两线上的拉力大小均为F。若将铜棒中的电流大小变为原来的3倍，两线上的拉力大小均变为1.5F，则( )
A. 磁感应强度的大小为F2IL，方向垂直于纸面向里
B. 磁感应强度的大小为F4IL，方向垂直于纸面向里
C. 磁感应强度的大小为F2IL，方向垂直于纸面向外
D. 磁感应强度的大小为F4IL，方向垂直于纸面向外
4.如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长．从置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN.第一次ab边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1：第二次bc边平行MN进入磁场．线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则( )
A. Q1>Q2 q1=q2B. Q1>Q2 q1>q2
C. Q1=Q2 q1=q2D. Q1=Q2 q1>q2
5.如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间，A、B两灯一起亮
B. 稳定后，A灯比B灯亮
C. 开关断开瞬间，A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下
D. 开关断开后，两灯缓缓熄灭
6.如图1所示，矩形线圈abcd位于匀强磁场中，磁场方向垂直线圈所在平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图2所示．以图1中箭头所示方向为线圈中感应电流i的正方向，以垂直于线圈所在平面向里为磁感应强度B的正方向，则选项图中能正确表示线圈中感应电流i随时间t变化规律的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 图甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径、加速电压有关
B. 图乙中，比荷相同的氦核与氘核，从容器A下方的小孔S1飘入，经电场加速再进入匀强磁场后会打在照相底片的同一个地方
C. 图丙中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用
D. 图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，但涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警
8.如图所示，线圈A与电源、开关相连。线圈B与电阻R连接成闭合电路。电键闭合、断开的瞬间，关于通过电阻R的电流方向判断正确的是( )
A. 电键闭合瞬间，电流方向a到b
B. 电键闭合瞬间，电流方向b到a
C. 电键断开瞬间，电流方向a到b
D. 电键断开瞬间，铁芯中磁感线沿顺时针方向
9.在如图所示电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1，U2和U3表示，电表示数变化量的绝对值分别用ΔI，ΔU1，ΔU2和ΔU3表示，则下列判断中不正确的是( )
A. I变大，U3变小
B. U1I不变，ΔU2ΔI不变
C. 电源的总功率变小
D. 电源的效率变小
10.手机无线充电技术给用户带来了全新的充电体验，其基本原理是电磁感应现象：给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流。某次充电过程可简化为如图甲所示的模型，一个阻值为R、匝数为n的圆形金属受电线圈与阻值也为R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1。在受电线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示(规定图甲中B的方向为正方向)。图线与横、纵轴的交点分别为t0和B0，导线的电阻不计。在0～t0时间内，下列说法正确的是( )
A. R1中电流的方向为a→bB. 线圈中感应电流的大小为nπB0r122Rt0
C. ab两点之间的电压为nπB0r222t0D. 通过电阻R1的电荷量nπB0r222R
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.回答一下关于欧姆表的相关问题：
(1)虚线框内是欧姆表的内部电路，红、黑表笔分别插入正、负插孔。以下欧姆表的电路结构图正确的是______；

(2)如果上图中电流表的满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=200Ω，可变电阻R的最大阻值为10kΩ，电池的电动势E=1.5V，内阻r=1.0Ω，按正确使用方法测量电阻Rx的阻值，指针指在刻度盘的正中央，则Rx= ______kΩ，可变电阻的接入阻值R= ______Ω，若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述Rx，其测量结果与原结果相比将______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)使用多用电表的欧姆挡测电阻时，下列说法正确的是______。
A.测量前应检查指针是否指在“Ω”刻度线的“∞”处
B.测每一个电阻都要重新进行一次欧姆调零
C.在外电路，电流从红表笔流经被测电阻到黑表笔
D.测量时若指针偏转很小应换倍率更大的挡进行测量
12.某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电流表A1(内阻Rg=100Ω，满偏电流Ig=3mA)
B.电流表A2(内阻约为0.4Ω，量程为0.6A)
C.定值电阻R0=900Ω
D.滑动变阻器R(5Ω,2A)
E.干电池组(6V,0.05Ω)
F.一个开关和导线若干
G.螺旋测微器，游标卡尺
(1)如图甲，用螺旋测微器测金属棒直径为______mm：如图乙用游标卡尺测金属棒长为______cm。
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用______挡(填“×1Ω”或“×100Ω”)，换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图丙所示，则金属棒阻值约为______Ω。
(3)根据提供的器材，为了尽可能精确测量金属棒的阻值，设计出电路图如图丁所示．若实验测得电流表A1示数为I1，电流表A2示数为I2，则金属棒电阻的符号表达式为Rx=______。(用I1，I2，R0，Rg表示)
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，M.N是直角坐标系xOy坐标轴上的两点，其坐标分别为M(0,L)和N(2L,0)。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，从M点以初速度v0沿x轴正方向进入第一象限。若第一象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场，粒子恰能通过N点；若第一象限内只存在垂直xOy平面向外的匀强磁场，粒子也会通过N点。不计粒子的重力，求：
(1)电场强度的大小：
(2)磁感应强度的大小。
14.如图，足够长的导轨宽L=1.0m，轨道平面与水平面的夹角为α=37°，定值电阻R1=3.0Ω，R2=6.0Ω，其余电阻不计，匀强磁场的磁感应强度大小为B=1.0T，方向垂直于导轨平面向上。有一质量为m=0.5kg、电阻忽略不计的金属杆，垂直导轨放置，现沿框架接触良好的由静止下滑，金属杆与导轨间滑动摩擦系数μ=0.5，设磁场区域无限大。(重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6)求：
(1)在杆滑动过程中，杆所受到的滑动摩擦力大小；
(2)在杆滑动过程中，杆可以达到的速度最大值；
(3)导体杆从静止释放到达到最大速度用时3s，求此过程中，电阻R1上产生的热量Q1。
15.如图所示是磁动力电梯示意图，即在竖直平面上有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上作匀速运动。电梯轿厢固定在如图所示的金属框abcd内(电梯轿厢在图中未画出)，并且不绝缘。已知电梯载人时的总质量为4.75×103kg，所受阻力f=500N，金属框垂直轨道的边长Lcd=2.0m，两磁场的宽度均不金属框的边长Lad相同，金属框整个回路的电阻R=9.0×10-4Ω，g取10m/s2.假如设计要求电梯以v1=10m/s的速度匀速上升，求：
(1)金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；
(2)磁场向上运动速度v0的大小；
(3)该磁动力电梯以速度v1向上匀速运动时，提升轿厢的效率。
答案和解析
1.B
解析:根据右手螺旋定则可知，铁环左右两侧相当于两个N极在上端的条形磁铁，根据磁感应强度的合成规则可知，O点在两条形磁铁之间磁场方向竖直向下，再根据左手定则可知电子受到向右方向的洛伦兹力，故B正确，ACD错误；故选：B。
2.A
解析:由图示可知，通过A的电流发生变化，电流产生的磁感应强度发生变化，穿过B的磁通量发生变化，才能产生感应电流，由图示可知，在t1到t2这段时间内，BCD图中线圈A中的电流发生变化，线圈B中会产生感应电流，而A图中电流不变，在线圈B上不产生感应电流。故A正确；BCD错误。故选：A。
3.C
解析:通有向右的电流I时，由平衡条件可得2F=mg+BIL
通有向右的电流3I时，由平衡条件可得2×1.5F=mg+3BIL
联立可得B=F2IL
由左手定则，电流方向向右，安培力竖直向下，则磁场方向垂直于纸面向外，故C正确，ABD错误。故选：C。
4.A
解析:设ab和bc边长分别为Lab，Lbc，若假设穿过磁场区域的速度为v，
Q1=BI1Lab⋅Lbc=B2Lab2vR⋅Lbc，
q1=I1Δt=NΔΦΔtR总Δt=BLabLbcR；
同理可以求得：Q2=BI2Lbc⋅Lab=B2Lbc2vR⋅Lab，
q2=I2Δt=NΔΦΔtR总Δt=BLabLbcR；
Lab>Lbc，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，
因此：Q1>Q2，q1=q2，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5.D
解析:A、闭合开关的瞬间，B灯立即正常发光，A灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，A灯逐渐变亮，故A错误；
B、电路稳定后由于两支路中电阻相等，所以A的电流等于B的电流，AB灯一样亮，故B错误；
CD、闭合开关后两支路中电流相等，断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，电流从稳定时的电流值开始减小，A、B两灯串联，AB中的电流不会增大，所以两灯缓缓变暗，不会闪亮，故C错误，D正确。
故选：D。
6.C
解析:由感应定律和欧姆定律得：I=ER=ΔΦRΔt=SR×ΔBΔt，所以线圈中的感应电流取决于磁感应强度B随t的变化率，
由图2可知，在2～3s感应电流的值是0～1s的2倍。
再由图2可知，0～1s时间内，B增大，Φ增大，感应磁场与原磁场方向相反(感应磁场的磁感应强度的方向向外)，
由楞次定律，则感应电流是逆时针的，因而是负值。所以可判断0～1s为负的恒值；1～2s为零；2～3s为正的恒值，故C正确，ABD错误。故选：C。
7.BD
解析:A.回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，当粒子轨道半径等于D形盒半径时，粒子速度达到最大，由qvmB=mvm2R
可得Ekm=12mvm2=q2B2R22m
则回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误；
B.带电粒子在电场中加速时有qU=12mv2
在磁场中偏转时qvB=mv2R
联立可得R=1B 2mUq
可知，比荷相同的氦核与氘核在磁场中运动的半径相同，比荷相同的氦核与氘核，从容器A下方的小孔S1飘入，经电场加速再进入匀强磁场后会打在照相底片的同一个地方，故B正确；
C.磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，故C错误；
D.探雷器中有交变电流，其产生的变化的磁场会在金属物品中感应出涡流，而涡流产生的磁场又会反过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D正确。
故选：BD。
8.AD
解析:AB、闭合K的瞬间，A线圈内部产生向上的磁场增加，则B线圈内部磁场向下增加，则感应电流的磁场向上，由安培定则可得感应电流由a到b，故A正确，B错误；
C.断开K的瞬间，A线圈内部向上的磁场减小，则B线圈内部磁场向下减小，则感应电流的磁场向下，由安培定则可得感应电流由b到a，故C错误；
D，电源为直流电源，电流方向不变，磁场方向不变，由安培定则可得铁芯中磁感线沿顺时针方向，故D正确。故选：AD。
9.AD
解析:A、根据题意可知，电路中R1、R2串联，电压表V3测量路端电压，V1、V2分别测量定值电阻R1、滑动变阻器R2两端的电压。当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，R2接入电路的阻值变大，根据闭合电路的欧姆定律有
I=ER1+R2+r
可知I变小。
由闭合电路的欧姆定律有
U3=E-Ir
可知电压表V3的示数U3变大，故A错误；
B、R1是定值电阻，则U1I=R1
由闭合电路的欧姆定律有U2=E-I(R1+r)
则ΔU2ΔI=R1+r
可知U1I不变，ΔU2ΔI不变，故B正确；
C、电源的总功率P=EI可知，电源的电动势E不变，电路中的电流I减小，故电源的总功率变小，故C正确；
D、电源的效率为η=U3IEI×100%=U3E×100%，U3变大，E不变，则η变大，故D错误。
本题选不正确的，故选：AD。
10.CD
解析:A、由图乙可知，线圈内磁感应强度变小，穿过线框的磁通量向里变小，根据楞次定律判断可知线圈中产生顺时针方向的感应电流，则R1中电流的方向为b→a，故A错误；
BC、由图乙可知，磁感应强度的变化率大小为ΔBΔt=B0t0
且有效面积为S=πr22
由法拉第电磁感应定律有：
E=nΔϕΔt=nΔBΔtS
线圈中的感应电动势为：
E=nπB0r22t0
由闭合电路欧姆定律得线圈中感应电流的大小为：
I=ER1+R=nπB0r222Rt0
ab两点之间的电压为：
Eab=IR1=nπB0r222t0，故B错误，C正确；
D、通过电阻R1的电荷量为q=It0=nπB0r222R，故D正确。
故选：CD。
11.A 0.5 299 变大 AD
解析: (1)灵敏电流计的正接线柱要与电池的正极相连，换挡后要进行欧姆调零，要有滑动变阻器，欧姆表测电阻时，电流要从黑表笔流出，经待测电阻从红表笔流入欧姆表，故A正确，BCD错误。
故选：A。
(2)根据闭合电路的欧姆定律，电路中的满偏电流Ig=ER+Rg+r
滑动变阻器的接入电阻R=EIg-Rg-r=1.53×10-3Ω-200Ω-1.0Ω=299Ω
指针指在刻度盘的正中央，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流12Ig=ER+Rg+r+Rx
代入数据联立解得Rx=500Ω=0.5kΩ
当电池电动势变小、内阻变大时，欧姆表需要重新调零；
根据公式Ig=ER内可知，由于满偏电流Ig不变，欧姆表内阻R内需要调小；
待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，由I=ER内+Rx=IgR内R内+Rx=Ig1+RxR内
可知当R内变小时，I变小，指针跟原来的位置相比偏左了，故欧姆表的示数变大了。
(3)A.在使用前应检查指针是否停在电流的零位置，即在欧姆挡刻度线的“∞”处，即电流为0处，故A正确；
B.欧姆表每次换挡后必须重新进行欧姆调零，若不换挡则不需要重新调零，并不是测每一个电阻都要重新进行一次欧姆调零，故B错误；
C.欧姆表内部的电流从黑表笔流出经待测电阻到红表笔流入，故C错误；
D.测量时若指针偏转很小，说明指针所指的示数过大，由于电阻测量值=指针所指示数×倍率，要使欧姆表指针所指示数变小，应换倍率更大的挡进行测量，故D正确。
故选：AD．
故答案为：(1)A；(2)0.5；299；变大；(3)AD。
10.230 ×1Ω 10.0 I1(Rg+R)I2-I1
解析: (1)螺旋测微器固定尺读数为6mm，可动尺刻度为12.3，可知金属丝的直径为d=6mm+12.3×0.01mm=6.123mm
游标卡尺精度为0.05mm，主尺读数为10.2cm=102mm，游标尺读数为6×0.05mm=0.30mm，可知金属丝的长度为L=102mm+0.30mm=102.30mm=10.230cm
(2)用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“×10”挡时发现指针偏转角度过大，即靠近“0”刻度线，所以示数偏小，要增大示数则需要减小倍率，换成“×1”的倍率，电阻为R=10.0×1Ω=10.0Ω
(3)由电路图及欧姆定律可求出金属棒的电阻为Rx=UxIxI(Rg+R0)I2-I1
故答案为：(1)6.123，10.230 (3)×1Ω，10.0 (3)I1(Rg+R)I2-I1
13.解：(1)粒子在电场中做类平抛运动，
水平方向：2L=v0t，
竖直方向：L=12at2，
根据牛顿第二定律可得：qE=ma，
解得：E=mv022qL；
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：
由几何知识得：r2=(2L)2+(r-L)2，
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：
qv0B=mv02r
解得：B=2mv05qL。
答：(1)电场强度的大小为mv022qL；
(2)磁感应强度的大小2mv05qL。
14.解：(1)对导体棒做受力分析易得，导体棒运动所受支持力：FN=mgcsθ
滑动摩擦力：f=μFN
联立代入数据可得：f=2N
(2)导体棒做切割磁感线运动，产生感应电动势，相当于一个电源，R1、R2为外电路，且R1、R2为并联关系，当杆L达到最大速度vm时有导体棒产生的感应电动势为：Em=BLvm
电路中产生的感应电流：Im=EmR总
对电路分析可知：R总=R1R2R1+R2
导体棒所受安培力：F=BImL
速度最大时，加速度为0，根据平衡条件有：F+f=mgsinθ
联立以上方程，解得最大速度：vm=2m/s
(3)从静止释放到达到最大速度过程中，假设某时速度为v，
对导体棒有导体棒产生感应电动势：E=BLv
电路中产生感应电流：I=ER总
对电路分析可知：R总=R1R2R1+R2
导体棒所受安培力：F=BIL
导体棒加速度：mgsinθ-f-F=ma
对时间累计有：∑(mgsinθ-f-F)⋅Δt=∑ma⋅Δt
最后结果就是：(mgsinθ-f)t-B2L2R1R2(R1+R2)x=mvm
解得此过程导体棒沿导轨下滑：x=4m
根据能量守恒有：mgxsinθ=12mvm2+fx+Q
R1、R2两阻值两端电压时刻相等，所以电阻R1上产生热量Q1有：Q1=R2R1+R2Q
联立代入数据得：Q1=2J
答：(1)在杆滑动过程中，杆所受到的滑动摩擦力大小为2N；
(2)在杆滑动过程中，杆可以达到的速度最大值为2m/s；
(2)此过程中，电阻R1上产生的热量Q1为2J。
15.解：设B1=B2=B，Lab=Lcd=L
(1)由于金属框匀速运动，则金属框受到的安培力等于重力与阻力之和，
设当电梯向上用匀速运动时，金属框中感应电流大小为I
根据平衡条件得F安=mg+f ①
安培力：F安=2BIL ②
由①②式解得，金属框中感应电流I=1.2×104A
由于磁场向上运动，相当于金属框向下运动，由右手定则得到图示时刻回路中感应电流沿逆时针方向。
(2)金属框中感应电动势E=2BL(v0-v1) ③
金属框中感应电流大小：I=2BL(v0-v1)R ④
代入数据由③④式解得：v0=12.7/s
(3)金属框中的热功率为：P1=I2R=1.3×105W
重力功率为：P2=mgv1=4.75×105W
阻力的功率为：P3=fv1=5×103W
则提升轿厢的效率：η=P2P1+P2+P3100%，
代入数据解得：η=77.9%
答：(1)金属框中感应电流的大小为1.2×104A，图示时刻感应电流的方向沿逆时针方向；
(2)磁场向上运动速度v0的大小为12.7m/s；
(3)提升轿厢的效率为77.9%。