2022-2023学年安徽省桐城中学高二上学期月考（5）物理试题（解析版）

安徽省桐城中学2022-2023学年高二上学期月考（5）

物理试卷

一、单选题

1. 如图，图中的粒子不计重力，下列说法正确的是
    

A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U
B. 乙图是磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的负极
C. 丙图可以判断基本粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势高

2. 如图所示，原来静止的弓形线圈通有逆时针方向的电流I，在其直径中点右侧放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是

A. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点靠近直线电流
B. 从左至右观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点远离直线电流
C. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点靠近直线电流
D. 从左至右观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点远离直线电流

3. 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是

A. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向
B. PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向
C. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向
D. PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向

4. 如图所示，边长为的正方形abcd区域内包括边界存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在a点处有一粒子源，能够沿ab方向发射质量为m、电荷量为的粒子，粒子射出的速率大小不同．粒子的重力忽略不计，也不考虑粒子之间的相互作用．则

A. 轨迹不同的粒子，在磁场中运动时间一定不同
B. 从c点射出的粒子入射速度大小为
C. 从d点射出的粒子在磁场中运动的时间为
D. 粒子在边界上出射点距a点越远，在磁场中运动的时间越短

5. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是

A. 螺线管中产生的感应电动势为
B. 闭合K，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电
C. 闭合K，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为
D. 闭合K，电路中的电流稳定后，断开K，则K断开后，流经的电荷量为

6. 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. 金属杆的热功率为
B. 电路中感应电动势的大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 电路中感应电流的大小为

7. 如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则

A. 开关S闭合时，灯泡A一直不亮
B. 开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮
C. 开关S断开瞬间，B立即熄灭，A闪亮一下逐渐熄灭
D. 开关S断开瞬间，A、B都闪亮一下逐渐熄灭

8. 如图甲是阻值为的线圈与阻值为的电阻R构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂
   直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则

A. 电压表的示数为
B. 通过电阻的电流为
C. 电阻R上消耗的功率为
D. 通过电阻的电流方向每秒变化100次

9. 如图1所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则下图中的图象正确的是

A.  B.
C.  D.

10. 如图所示，理想变压器原线圈c、d两端接入稳定的交流电压，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，滑动变阻器R的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是

A. 只将S从a驳接到b，电流表的示数将减半
B. 只将S从a驳接到b，电压表的示数将减半
C. 只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半
D. 只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，c、d两端输入的功率将为原来的

11. 如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置：
    
    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，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转；填“向左”、“向右”或“不”
    连好电路后，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______；
    A.插入铁芯
    B.拔出A线圈
    C.变阻器的滑片向左滑动
    D.断开电键S瞬间
    为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图中的条形磁铁的运动方向是向______填“上”、“下”；图中的条形磁铁下端为______极填“N”、“S”。
     

12. 某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
    下列实验器材必须要用的有______ 选填字母代号。
    A.干电池组
    B.学生电源
    C.多用电表
    D.直流电压表
    E.滑动电阻器
    F.条形磁铁
    G.可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈
    下列说法正确的是______ 选填字母代号。
    A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
    B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
    C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
    D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
    该同学通过实验得到了如表所示的实验数据，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：______ 。

13. 如图甲所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。求：
    金属线圈中产生的感应电动势E；
    时间内电阻R两端的电压U及电阻R上产生的热量Q；
    时间内通过电阻R的电量q。
     

14. 如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为60W，求：
    
    副线圈两端电压的有效值；
    原线圈中电流表的示数。
    
    
    
     
15. 如图所示，两平行金属导轨MN、PQ的间距为d，且与水平面夹角为a，导轨与定值电阻和相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过导轨平面向上，导轨上有一质量为m、电阻为r的金属棒ab以某一速度沿导轨匀速下滑。已知金属棒ab与导轨之间的动摩擦因数为，，金属棒ab与导轨始终接触良好。求：
    流过金属棒ab的电流I。
    金属棒ab两端的电压。
    金属棒ab沿导轨下滑距离L的过程中，通过电阻的电荷量。

16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第Ⅰ象限有沿y轴负方向的匀强电场，第象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m带电荷量为q的正粒子不计重力从坐标为的P点以初速度沿x轴负方向开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与x轴负方向夹角为，不计重力，求：
    粒子从O点射出时的速度大小v；
    电场强度E的大小；
    粒子从P点运动到O点所用的时间。

答案和解析

1.【答案】B
【解析】解：A、图甲是回旋加速器，当粒子速度增大到使其半径达到D形盒半径时，就被引出，所以最大动能，故增加电压不能增加粒子的动能，故A错误；
B、当带有正负粒子的等离子体通入两板间时，根据左手定则，带正电的离子向下偏转，负离子向上偏转，所以B板相当于电源正极，A板是发电机的负极，故B正确；
C、丙图是速度选择器，它只能选择速度为的粒子通过，但并不能判断电性，故C错误；
D、由图可知，负粒子由F向E运动，根据左手定则，负粒子向左偏转，故C板电势低，故D错误。
故选：B。
 

2.【答案】A
【解析】解：根据右手螺旋定则知，直线电流在A点的磁场方向竖直向上，与A点电流方向平行，所以A点不受安培力；取线圈上下位置一微元研究，如图所示。根据左手定则可知，弓形线圈AB轴上半部分受垂直纸面向里的安培力，下半部分受垂直纸面向外的安培力，所以从左至右观察，弓形线圈将以直径AB为轴逆时针转动，在旋转的过程中，弓形线圈会和固定不动的长直导线平行，此时电流方向同向，根据左手定则，会靠近直线电流，故A正确，BCD错误。
故选：A。
 

3.【答案】D
【解析】PQ向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由Q流向P，即逆时针方向，根据楞次定律可知，通过T的磁场减弱，则T的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应电流方向为顺时针。
故选D。
 

4.【答案】C
【解析】

A、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：，设粒子在磁场中转过的圆心角为，粒子在磁场中的运动时间：，粒子速率不同运动轨迹不同，如果转过的圆心角相等，则粒子在磁场中的运动时间相等，如从ad边离开磁场的粒子在磁场中转过半个圆周，虽然运动轨迹不同，但运动时间都相同，为，故A错误；
B、由几何知识可知，从C点射出的粒子运动轨道半径：，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故B错误；
C、从d点射出的粒子在磁场中的运动轨迹为半圆，运动时间：，故C正确；
D、从ad边不同位置离开磁场的粒子距离a点的距离不同，但是从ad边射出磁场的粒子在磁场中的运动时间都是，由此可知，粒子在边界上出射点距a点越远，在磁场中运动的时间不一定越短，故D错误；
故选：C。  

5.【答案】C
【解析】解：根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为：，解得：，故A错误；
B.根据楞次定律可以判断回路中感应电流的方向应为逆时针方向，所以电容器的下极板带正电，故B错误；
C.闭合K，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为，解得：，故C正确；
D.闭合K，电路中的电流稳定后电容器两端的电压为，解得：；
K断开后，流经的电荷量即为K闭合时电容器一个极板上所带的电荷量，即：，故D错误。
故选：C。
 

6.【答案】A
【解析】解：B、金属杆切割磁感线的有效长度为l，电路中的感应电动势为，故B错误；
D、电路中感应电流的大小为，故D错误；
C、金属杆所受安培力的大小为，故C错误；
A、金属杆的热功率为，故A正确。
故选：A。
 

7.【答案】C
【解析】解：AB、当S闭合时，由于L的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯更亮，最后保持不变，故AB错误；
CD、当S断开时，B中电流消失，故立即熄灭；由于电感中产生感应电动势，线圈L与灯A组成自感回路，使A闪亮一下后逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选：C。
 

8.【答案】B
【解析】解：B、电动势有效值为，因此由阻值为的线圈与阻值为的电阻R构成的回路，电流为，故B正确；
A、由B选项可知，电阻R的电压为，故A错误；
C、电阻R上消耗的功率为，故C错误；
D、由图象知周期，所以每秒有25个周期，而一个周期电流方向变化2次，因此电流方向每秒变化50次，故D错误；
故选：B。
 

9.【答案】C
【解析】

由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。
由图2可知，时间内，B增大，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，由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值。所以可判断为负的恒值；为零；为正的恒值，故C正确，ABD错误。
故选C。  

10.【答案】C
【解析】解：AB、只将S从a驳接到b，则原线圈匝数减半，输入电压不变，则副线圈输出电压加倍，即电压表的示数加倍，分析副线圈电路，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流加倍，根据变流比可知，原线圈输入电流加倍，则电流表示数加倍，故AB错误；
C、只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，副线圈电阻增大一倍，原线圈输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流减半，根据变流比可知，原线圈输入电流减半，则电流表的示数减半，故C正确；
D、只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，副线圈电路的电阻增大一倍，则输出功率减为一半，c、d两端输入的功率等于副线圈的输出功率，将减半，故D错误。
故选：C。
 

11.【答案】向右；；下；S。

【解析】解：已知闭合开关瞬间，A线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将A线圈迅速插入B线圈中时，B线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；
要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。
A.插入铁芯时，B线圈中的磁通量增加，指针向右偏转，故A错误；
B.拔出A线圈时，B线圈中的磁通量减小，指针向左偏转，故B正确；
C.变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，B线圈中的磁通量增大，指针向右偏转，故C错误；
D.断开电键S瞬间，电流减小，B线圈中的磁通量减小，指针向左偏转，故D正确。
故选：BD。
图中指针向左偏，可以知道感应电流的方向是顺时针俯视，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；
图中可以知道指针向右偏，则感应电流的方向逆时针俯视，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为N极，下端为S极。
 

12.【答案】；；在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即。
【解析】实验中，必须要有学生电源提供交流电，B需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用表测量电压，C需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行试验，G需要；综上所述，需要的实验器材为BCG。
故选BCG。
为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；
C.为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；
D.变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。
故选BC。
通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即。
13.【答案】解：由法拉第电磁感应定律结合图像乙有
根据闭合电路欧姆定律有：

根据焦耳定律有：
时间内通过电阻R的电量
答：金属线圈中产生的感应电动势E为12V；
时间内电阻R两端的电压U及电阻R上产生的热量Q分别为8V和；
时间内通过电阻R的电量q为。
 

【解析】根据法拉第电磁感应定律可求金属线圈中产生的感应电动势；
根据闭合电路欧姆定律可求时间内电阻R两端的电压U；根据热量的表达式可求电阻R上产生的热量；
根据求得通过电阻R的电荷量。
14.【答案】解：由图乙所示图象可知，原线圈电压有效值：，
由理想变压器的变压比得：，
代入数据解得，副线圈两端电压的有效值；
理想变压器的输入功率等于输出功率，
输入功率：，
代入数据解得，原线圈中电流表的示数；
答：副线圈两端电压的有效值是22V；
原线圈中电流表的示数是。
【解析】根据图乙所示图象求出原线圈电压的有效值，根据变压器的变压比求出副线圈两端电压。
理想变压器输入功率等于输出功率，已知副线圈输出功率，应用电功率公式可以求出原线圈电流，求出电流表示数。
15.【答案】解：金属棒ab下滑时受到的安培力为：
匀速下滑时，
联立解得：
金属棒ab两端的电压为：
金属棒ab沿导轨下滑距离L的过程中，通过金属棒的电荷量为：

则通过电阻的电荷量为：

答：流过金属棒ab的电流为。
金属棒ab两端的电压为。
金属棒ab沿导轨下滑距离L的过程中，通过电阻的电荷量为。
【解析】对金属棒ab进行受力分析，结合安培力公式计算出电流；
根据欧姆定律得出金属棒ab两端的电压；
根据电流的定义式分析出总电荷量，结合电阻的关系得出通过的电荷量。
16.【答案】解：带电粒子在电场中做类平抛运动，由Q点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由O点射出。轨迹如图所示

根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等，均为v，方向与x轴负方向成角，则有

解得：
在P到Q过程中，由动能定理得

解得：
设粒子在电场中运动的时间为，则有

解得：
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系可得

粒子在磁场中的运动时间为：
解得：
粒子在由P到O过程中的总时间：
联立解得：
答：粒子从O点射出时的速度大小为；
电场强度E的大小为；
粒子从P点运动到O点所用的时间为。
 

【解析】根据运动的对称性，结合几何关系，即可求解；
根据动能定理，结合电场力做功，即可求解；
根据运动学公式与几何关系的综合，即可求解。