2022-2023学年广东省揭阳市惠来县第一中学高二下学期第一次月考 物理 解析版

惠来县第一中学2022-2023学年度第二学期

第一次月考  高二物理试题

（满分100分，请把答案填在答题卷上，考试结束后只交答题卷。）

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。

1. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　）

A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，

B. a、b两处的磁感应强度的大小不等，

C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大

D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小

【答案】A

【解析】

【详解】AB．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a、b两处磁感线的疏密程度可知

故A正确，B错误；

CD．安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小、电流大小、导线长度和导线放置的方向与磁感应强度方向的夹角有关，故同一通电导线放在a处受到的安培力可能大于、等于、小于放在b处受到的安培力，故CD错误。

故选A。

2. 如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（　　）

A. 二者相互靠近，各自做匀变速直线运动

B. 二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动

C. 二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动

D. 二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】依题意，根据安培定则与左手定则，可知反向电流相互排斥，则两导线环将相互远离，在逐渐远离的过程中，两导线环所在处的磁场逐渐减弱，则受到的安培力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，加速度减小，所以两导线环做加速度减小的直线运动。

故选B。

3. 将长度的导线ac从中点b折成如图所示的形状，放于的匀强磁场中，abc平面与磁场垂直。若在导线abc中通入的直流电，则整个导线所受安培力的大小为（    ）

A.  B.  C. 2N D. 4N

【答案】A

【解析】

【详解】由题意知导线在磁场内的有效长度为

故整个通电导线受到的安培力的大小为

故选A。

4. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为．则分别打到M、N的原子核质量之比为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设原子核的质量为m，电荷量为q，进入磁场时的速度大小为v，则粒子在电场中加速的过程，由动能定理得

得速度为

在磁场中，洛伦兹力提供向心力

代入速度得

由题知，，因此有

得原子核质量之比为

5. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是（　　）

A. 线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B. 穿过线圈a的磁通量变小

C. 线圈a有扩张的趋势

D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加，根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故A错误，B错误；

C．根据微元法将线圈a无线分割根据左手定则不难判断出线圈a应有收缩的趋势，或直接根据楞次定律的第二描述“感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因”，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误；

D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，D正确。

故选D。

6. 两个质量、电荷量均相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。粒子重力不计，则下列说法正确的是（　　）

A. a粒子带正电 B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

C. b粒子在磁场中运动的速率较大 D. b粒子在磁场中运动时间较长

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于a带电粒子进入磁场后向下偏转，根据左手定则可以判断出它带负电，相反粒子b就带正电，选项A错误；

B．由图看出粒子a的偏转半径较小，根据洛伦兹力提供向心力可知

解得

故半径越小的速度也会越小，则再由，速度小的洛伦兹力就小，故a粒子在磁场中所受洛伦兹力较小，选项B错误，C正确；

D．又因为粒子在磁场中周期为，粒子的质量m、电荷量q都相等，故周期相等，但b粒子在磁场中的偏转角比较小，故由粒子在磁场中的时间，可知b粒子在磁场中运动时间较短，选项D错误。

故选C。

7. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（    ）

A. ，a端电势高于b端电势 B. ，a端电势低于b端电势

C. ，a端电势高于b端电势 D. ，a端电势低于b端电势

【答案】D

【解析】

【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量，大小为，当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视）时，根据右手定则可知，a端电势低于b端电势；大小为

故选D。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，有选错或不答的得0分。

8. 图中带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】根据左手定则可知，选项A中带电粒子所受洛伦兹力的方向竖直向上，选项B中带电粒子所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外，选项C中带电粒子所受洛伦兹力的方向水平向左，选项D中带电粒子所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外。

故选BD。

9. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示。这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是（　　）

A. 离子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大

B. 离子从磁场中获得能量

C. 增大D形盒的半径，其余条件不变，离子离开磁场的动能将增大

D. 增大加速电场的电压，其余条件不变，离子在D型盒中运动的时间变短

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据洛伦兹力提供向心力可得

离子在回旋加速器中做圆周运动的周期

联立可得

可知离子在回旋加速器中做圆周运动的周期与半径无关，故A错误；

B．回旋加速器是利用电场加速，离子从电场中获得能量，故B错误；

C．当离子在磁场中的轨道半径等于D型盒半径时，离子具有最大速度，最大动能，则有

解得最大速度为

最大动能为

增大D形盒的半径，其余条件不变，离子离开磁场的动能将增大，故C正确；

D．增大加速电场的电压，其余条件不变，每次加速后粒子获得的动能增加，但最终的动能不变，故在磁场中加速的次数减小，带电粒子在D形盒中运动的时间变短，故D正确。

故选CD。

10. 图甲所示粗糙U形导线框固定在水平面上，右端放有一金属棒PQ，整个装置处于竖直方向的磁场中，磁感应强度B按图乙规律变化，规定竖直向上为正方向，整个过程金属棒保持静止。则（　　）

A. 1.5t0时刻，金属棒PQ所受安培力方向向右

B. 0~2t0时间内，回路中的感应电流大小和方向都不变

C. 0~2t0时间内，金属棒PQ所受安培力大小不变，但方向改变

D. 0~2t0时间内，金属棒PQ所受摩擦力方向先水平向左，后水平向右

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．0-2t0时间内，磁通量的变化率不变，感应电动势大小方向不变，由楞次定律知流过回路的感应电流逆时针，金属棒电流方向是从P到Q，根据左手定则，1.5t0时刻，磁场方向向下，金属棒PQ所受安培力方向水平向左，故A错误，B正确；

C．根据

F安=BIL

0-2t0时间内，电流大小方向都不变，但是B的大小方向都会变化，因此安培力大小方向也都会变，故C错误；

D．0-2t0时间内电流方向不变，金属棒PQ先是受到安培力向右，摩擦力方向水平向左，然后从t0时刻开始，受安培力向左，摩擦力方向水平向右，故D正确。

故选BD。

三、非选择题：本大题共5小题，共54分。请按要求作答。解答题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。

11. 指针式多用电表是电路测量的常用工具，常用来测量电阻的阻值、电路中的电流和元件两端的电压。

（1）现用多用电表测量一个定值电阻的阻值，阻值约为三千多欧姆。先将红、黑表笔分别插入“+”、“-”插孔，接下来必要的操作步骤和正确的顺序是__________（请将必要步骤前的字母序号按正确的顺序写出）。

A.将选择开关旋钮转到欧姆挡“”的位置；

B.将选择开关旋钮转到欧姆挡“”的位置；

C.用两支表笔金属部分分别接触电阻的两条引线；

D.根据指针所指刻度和选择开关的位置，读出电阻的阻值；

E.将两支表笔直接接触，转动“欧姆调零旋钮”使指针指向“”；

F.测量完毕后，要将选择开关旋钮转到交流电压最高挡或OFF。

（2）若正确测量时指针位置如图所示，则这个电阻阻值的测量值是__________。

（3）将该多用电表的选择开关旋钮转到直流电压挡，若某次实验测量直流电压时，指针位置也如图所示，则所测电压应为__________。

【答案】    ① BECDF    ②. 3200或    ③. 0.85

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]多用电表测量定值电阻应先选倍率，根据待测阻值三千多欧姆，应选“”倍率挡位，才能使指针指在中值电阻附近，再将红、黑两表笔短接进行欧姆调零，然后进行电阻测量，用红、黑两表笔分别接触电阻的两条引线，再读出电阻值，测量完毕后，要将选择开关拨到交流电压最高挡或OFF，故正确顺序为：BECDF。

(2)[2]这个电阻的测量值为

(3)[3]直流电压挡，最小分度为0.05V，故电压表读数为

12. 某实验小组要测定一电池组的电动势和内阻，选用器材如下：

A．待测电池组（电动势约为，内阻约为）

B．电压表（量程，内阻约为）

C．电流表（量程，内阻约为）

D．电流表（量程，内阻约为）

E．滑动变阻器（，额定电流）

（1）要求测量结果尽量准确，电流表应选_______（填对应仪器前的字母代号），应选用甲、乙两电路图中的_______图电路；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_______端；（填“”或“”）

（3）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为电阻，之后该小组得到了几组电压表读数和对应的电流表读数，并作出图像，如图丙所示。根据图像可知，电池组的电动势为_______，内阻为_______。（小数点后均保留两位小数。）

【答案】    ①. C    ②. 甲    ③. b    ④. 2.95    ⑤. 0.90

【解析】

【详解】（1）[1]由于滑动变阻器允许通过的最大电流为1A，故电流表应选择量程为0~0.6A的电流表，故选C。

[2]若用乙电路，则电流表内阻对电源内阻的测量的影响较大，则要测量结果尽量准确，应选用甲电路；

（2）[3]闭合开关前，滑动变阻器的电阻应该最大，即滑片应置于滑动变阻器的b端；

（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律有

由图像纵截距及斜率可知，电池组的电动势为

内阻为

13. 如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起使其呈水平静止状态，且使金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长，质量，g取，求：

（1）若通以如图所示方向、大小为的电流，求每根绳子受到的拉力大小；

（2）若要使细线拉力恰好为零，磁场保持不变，此时电流该如何变化？

【答案】（1）0.02N；（2），保持电流方向不变

【解析】

【详解】（1）根据左手定则可得安培力的方向竖直向上，金属棒受到的安培力

对金属棒受力分析，得

据牛顿第三定律有 

联立以上解得

（2）悬线拉力恰好为零，金属棒沿竖直方向受重力和向上的安培力，根据平衡条件可得

解得

保持电流方向不变

14. 如图所示，一个初速度为零的粒子在经U的电压加速后，垂直射入宽度为d的有界匀强磁场中，射出磁场时的速度方向与原来粒子的入射方向的夹角，已知粒子电荷量为e，质量为m，不计粒子重力。求：

（1）粒子经加速射入磁场的速度；

（2）匀强磁场的感应强度B；

（3）粒子在磁场中的运动时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）粒子经加速电压U加速，由动能定理有

解得

（2）根据图中几何关系有

粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有

解得

（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，故有

15. 如图所示，在竖直平面内有两根相互平行、电阻忽略不计的光滑金属导轨（足够长），两平行金属导轨间的距离，在导轨间接有阻值的电阻，一根质量为的金属棒垂直导轨放置其上，金属棒的电阻。整个装置处于垂直导轨所在平面的匀强磁场中，磁感应强度、方向垂直于导轨所在平面向里。现让金属棒沿导轨由静止开始运动，金属棒下滑高度为时恰好达到最大速度。重力加速度为，求：

（1）金属棒下滑能达到的最大速度vm；

（2）金属棒由静止开始到达最大速度的过程中，通过电阻R的电荷量q；

（3）金属棒由静止开始到达最大速度的过程中，金属棒所产生的热量Q。

【答案】（1）；（2）；（3）1J

【解析】

【详解】（1）当a=0时，速度达到最大，有

又

，

联立可得

（2）根据电量的定义式

又

而平均电动势为

联立可得

（3）根据能量守恒定律可得

又

联立解得