山东省菏泽市曹县博雅中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试题

2023年3月高二物理检测1

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(共0分)

1．如图所示，把长为的导体棒置于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为，当导体棒中通以方向向左的恒定电流时，下面关于通电导体棒在磁场中受到的安培力大小和方向正确的是（　　）

A．大小为，方向竖直向上

B．大小为，方向竖直向上

C．大小为，方向竖直向下

D．大小为，方向竖直向下

2．某高压输电线路，用的高压送电，输送的电功率是100kW，则输电线通过的电流应是（　　）

A．  B．1×104A C．10A D．0.1A

3．如图所示，甲、乙两个质量相同、带等量异种电荷的带电粒子，以不同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场中，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，半圆轨迹如图中虚线所示．不计粒子所受重力及空气阻力，则下列说法中正确的是（  ）

A．甲带负电荷，乙带正电荷

B．洛伦兹力对甲做正功

C．甲的速率大于乙的速率

D．甲在磁场中运动的时间大于乙在磁场中运动的时间

4．如下图甲所示，一个由导体做成的直角三角形线圈以恒定速为v，从无场区进入匀强磁场区，然后出来，取逆时针方向为电流正方向，那么下图中所示的哪一个图像能正确表示该回路中电流随时间的变化关系（     ）

A． B．

C． D．

5．下列关于电场和磁场的说法正确的是（  ）

A．电场强度和磁感应强度都是由场本身决定的，但电势的高低不是由电场本身决定的，它与零电势的选取有关

B．电场中某点的电势高，则试探电荷在该点的电势能一定大；磁场中某点磁感应强度大，则电流元在该处受的安培力一定大

C．电场对处于其中的静止电荷一定有力的作用，而磁场对处于其中的运动电荷一定有力的作用

D．电场强度和磁感应强度都是矢量，方向可分别由试探电荷和电流元（或磁极）来确定

6．如图1所示，一闭合金属圆环处在垂直圆环平面的匀强磁场中．若磁感应强度B随时间t按如图2所示的规律变化，设图中磁感应强度垂直纸面向里的方向为正方向，环中感应电流沿顺时针方向为正方向，则环中电流随时间变化的图象是 （ ）

A． B．

C． D．

7．闭合电路的一部分导体在磁场中因切割磁感线而产生了感应电流，在下列图中，B、v、I方向均正确的是（　　）

A．B．C．D．

8．如图所示，在等腰直角三角形OPQ区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长OP=L．O处有一个粒子源，将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，不计粒子的重力．则在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（     ）

A． B． C． D．

二、多选题(共0分)

9．如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项正确的是（　　）

A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大

B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大

C．U2＝U3＋I2r

D．U1I1＝I22r＋U4I3

10．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L是直流电阻可以忽略不计自感系数很大的线圈，下列说法中正确的是（　　）

A．闭合开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮

B．闭合开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮

C．断开开关S切断电路时，A2延时熄灭，有由a到b的电流流过A2

D．断开开关S切断电路时，A1和A2都立即熄灭

11．如图所示，金属框abcd竖直放置且足够长，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中。当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后（　　）

A．导体棒ef一定做减速运动

B．导体棒ef的加速度可能大于g

C．导体棒ef最终的速度与S闭合的时刻无关

D．导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒

12．如图所示，理想变压器原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，图中各电表均为理想电表，为定值电阻，为滑动变阻器。当滑动变阻器滑片P向下滑动时，下列说法正确的是（　　）

A．电压表示数不变 B．电压表示数变小

C．电流表A示数变大 D．电阻功率变大

三、实验题(共0分)

13．如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂重新平衡，导出计算B的表达式B = ________；若n = 10，L = 10 cm， I = 0.10 A，m = 8.8 g，取g = 10m/s2，则B = ________.

14．某校高二物理研究学习小组的小王同学用如图甲、乙所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图丙所示电路研究自感现象。

（1）小王同学为判断线圈绕向，将灵敏电流计G与线圈M连接，如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿________（选填“顺时针”或“逆时针”）由a端开始绕至b端。

（2）如图乙所示，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S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，电流计指针将____；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将______。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）

（3）在图乙中，小王同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（选填“大”或“小”）。

（4）小李同学用图丙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为的灯泡，直流电源为一节新的干电池。实验过程中可能会观察到的现象：①慢慢变亮，然后亮度不变②立即变亮，然后亮度不变③立即变亮，然后慢慢熄灭④慢慢熄灭⑤立即熄灭⑥闪亮一下，然后熄灭。两电路电键S闭合后，小灯泡A将______，小灯泡B将______；S断开后，小灯泡A将_____，小灯泡B将______。请你将小李同学观察到的实验现象对应的序号填在相应的横线上。

四、解答题(共0分)

15．如图所示，竖直绝缘杆处于彼此垂直，大小分别为E和B的匀强电磁场中，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向外，一个质量为m，带正电为q的小球从静止开始沿杆下滑，且与杆的动摩擦因数为μ，问：

（1小球速度多大时，小球加速度最大？是多少？

（2）最大速度是多少？

16．如图所示，区域Ⅰ内有电场强度为E、方向竖直向上的匀强电场；区域Ⅱ中有一光滑绝缘圆弧轨道，轨道半径为，轨道在A点的切线与水平方向成60°角，在B点的切线与竖直线CD垂直；在Ⅲ区域有一宽为d的有界匀强电场，电场强度大小未知，方向水平向右。一质量为m、带电荷量为-q（q>0）的小球（质点）从左边界O点正上方的M点以速度水平射入区域 I，恰好从A点沿圆弧轨道切线进入轨道且恰好不能从电场右边界穿出，重力加速度为g，求：

（1）OM的长L；

（2）小球运动到B点时速度；

（3）区域Ⅲ中电场的电场强度大小E′；

（4）小球到达区域Ⅲ中电场右边界上的点与OO′的距离s。

17．如图所示，一个边长L=10cm，匝数N=1000匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，磁感应强度B=0.50T，角速度ω=2rad/s，外电路电阻R=4.0Ω，线圈内阻r=1.0Ω。

(1)求线圈转动的周期和感应电动势的最大值；

(2)交流电压表的示数是多少？

18．如图，有两条平行光滑导轨，它们的上、下端分别位于等高处，二者构成了倾斜角为的斜面，两导轨间距离为d，上端之间与阻值为R的电阻相连。在导轨中段有两条与两导轨共面的平行水平虚线和，两虚线间的距离为s，二者之间（含两虚线）有方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在上方，有一水平放置的金属杆，质量为m，金属杆与两导轨的接触点分别为a、b，段的电阻值为r。已知当地重力加速度为g，空气阻力可不计。把金属杆自由释放，到达虚线处时沿轨道向下的加速度为其刚静止释放时的加速度的一半，金属杆在离开磁场区域前已开始做匀速运动。求

（1）金属杆到达虚线处瞬间，金属杆受到的安培力的大小；

（2）金属杆到达虚线处瞬间，a、b两点的电压为多少；

（3）在金属杆经过磁场区域过程中，通过电阻R的电荷量q；

（4）在金属杆经过磁场区域过程中，电阻R产生的热量。

参考答案：

1．C

【详解】根据左手定则可知，通电直导线受的安培力方向竖直向下，由于此时电流与磁场方向垂直，因此安培力大小为。

故选C。

2．C

【分析】本题考查输电基本知识。

【详解】输电电流

故选C。

3．C

【详解】A．由左手定则可知，甲带正电荷，乙带负电荷，选项A错误；

B．洛伦兹力方向与速度方向垂直，故洛伦兹力对甲不做功，选项B错误；

C．根据

得

由图可知甲的半径大于乙，故甲的速率大于乙的速率，选项C正确；

D．根据

可知，两个电荷的周期相同，运动时间均为，故甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间，选项D错误。

故选C。

4．B

【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向。由，求出感应电动势与时间的关系式，即可得到感应电流与时间的关系式，再选择图像。

【详解】在没有进入磁场前，无感应电流产生，根据楞次定律判断可知，线圈进入磁场时产生的感应电流的方向为逆时针，为正方向，而线圈出磁场过程中感应电流方向为顺时针，为负方向。设从开始进入起线圈运动的时间为t，三角形左下角的角为α。线圈进入磁场过程有

线圈完全在磁场中过程，磁通量不变，没有感应电流产生；线圈出磁场的过程

根据数学知识得知。

故选B。

5．D

【详解】A．电场强度、磁感应强度和电势的高低都是由场本身决定的，故A错误；

B．对于负电荷，电势越高电势能越小，电流元受到的磁场力大小和磁感应强度、电流强度、放置位置有关，磁感应强度大，受到的安培力不一定大，故 B错误；

C．当电荷的速度方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为零，故C错误；

D．电场强度和磁感应强度都是矢量，方向可分别由试探电荷和电流元（或磁极）来确定，故D正确。

故选D。

6．D

【详解】磁感应强度在0到t0内，由于磁感应强度垂直纸面向里为正方向，则磁感线是向里，且大小增大．所以由楞次定律可得线圈感应电流是逆时针，由于环中感应电流沿顺时针方向为正方向，则感应电流为负的．由法拉第电磁感应定律可得，随着磁场的均匀变大，得出感应电动势不变，形成的感应电流也不变．磁感应强度在t0到2t0内，磁场不变，则没有感应电流，而在磁感应强度在2t0到3t0内，同理可知感应电流方向为正，且大小是之前的两倍．所以只有D选项正确．

点评：感应电流的方向由楞次定律来确定，而其大小是由法拉第电磁感应定律结合闭合电路殴姆定律来算得的．

7．D

【详解】A．导体棒虽运动，但不切割磁感线，因此无感应电流产生，故A错误；

B．伸开右手时，让磁感线穿过掌心，大拇指方向指向导体棒运动方向，则感应电流方向应沿导线向外，故B错误；

C．导体棒运动方向与磁场方向在一条直线上，导体棒不切割磁感线，因此无感应电流产生，故C错误；

D．根据右手定则可知，掌心向外，大拇指方向指向导体棒运动方向水平向左，则感应电流方向应沿导线向下，故D正确；

故选D。

8．C

【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，这些粒子的周期相同，要在磁场中运动时间最长，则粒子在匀强磁场中的轨迹对应的圆心角应为最大，又因为要求在磁场中运动速度最大，由几何关系可得粒子沿OP方向射入，轨迹与PQ相切(切点为Q)时，符合条件，此时粒子半径为L，代入可求得速度最大值是

选项C正确，ABD错误．

故选C。

点睛：本题带电粒子在有界的磁场中运动的类型，解答此题的关键是明确粒子的运动规律，画出临界轨迹，结合几何关系确定轨道半径，根据牛顿第二定律列式求解最大速度．

9．ACD

【详解】AB．若用户消耗的功率增大，则I3会变大，由变压器匝数比等于电流比的倒数，变压器的匝数比不变，可知I2随之增大，输电线电阻r上的电压变大，则

U3=U2− I2r

减小，由电压比与匝数比的关系

可知U4减小，选项A正确，B错误；

C．由串联电路的特点可知

U2＝U3＋I2r

选项C正确；

D．由理想变压器的输入功率与输出功率的关系可知

U1I1＝I22r＋U3I2＝I22r＋U4I3

选项D正确。

故选ACD。

10．AC

【详解】AB．闭合开关S接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮。A正确，B错误；

CD．断开开关S切断电路时，通过A2的原来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，电流方向为由a到b，所以两灯泡一起过一会儿熄灭。C正确，D错误。

故选AC。

11．BCD

【详解】A．当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于重力，则导体棒做减速运动；若安培力等于重力，则导体棒做匀速运动；若安培力小于重力，则导体棒做加速运动；选项A错误；

B．若安培力大于2mg，合力向上，由牛顿第二定律得知，ef的加速度大小大于g，选项B正确；

C．闭合S，经过一段时间后，ef棒达到稳定速度时一定做匀速运动，由平衡条件得

则得

可见稳定时速度v是定值，与开关闭合的先后无关，故C正确；

D．在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能之和一定守恒，故D正确。

故选BCD。

12．AC

【详解】A．变压器输入端电压有效值不变，变压器原副线圈匝数不变，根据理想变压器原理

电压表示数不变，故A正确；

B． 和并联，示数相同，故B错误；

C．滑片P向下滑动，电阻变小，副线圈电流增大，原线圈电流增大，故C正确；

D．两端电压不变，功率不变，故D错误。

故选AC。

13．     ；     0.44T

【详解】[1]根据平衡条件，有

得

[2]根据以上公式，代入数据，则有

综上所述本题答案是

14．     顺时针     向左偏     向右偏     大     ①     ③     ⑤     ⑥

【详解】（1）[1]将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，电流计指针向左偏转，说明从左端流入电流计，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为顺时针方向由由a端开始绕至b端。

（2）[2]如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明B中磁通量增加时电流计指针右偏转；那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转。

[3]A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，A线圈中的电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏转。

（3）[4]第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，A线圈的电流变化快，电流产生的磁场变化快，穿过B线圈的磁通量变化快，B线圈中的感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动幅度大；同理，慢慢滑动摆动幅度小，故第一次比第二次的指针摆动幅度大。

（4）[5]两电路电键S闭合后，由于线圈中自感电动势阻碍电流增加，则会看到A慢慢变亮，然后稳定亮度不变。

[6]B将立即变亮，电路稳定后，线圈中自感电动势消失，电阻为0。则灯泡B会慢慢被短路而熄灭。

[7]S断开后，电路断路，小灯泡A将立即熄灭。

[8]小灯泡B由于线圈中自感电动势阻碍电流减小，则会在线圈和灯泡B中形成回路，使得灯泡亮一下然后再熄灭。

15．（1）； amax=g；（2）

【详解】（1）小球静止时受电场力、重力、弹力及摩擦力，电场力水平向右，弹力水平向左，摩擦力竖直向上；开始时，小球的加速度应为

小球速度将增大，产生洛仑兹力，由左手定则可知，洛仑兹力向左，故弹力将减小，摩擦力减小，故加速度增大；当洛仑兹力等于电场力时，即

则有

摩擦力为零，此时加速度为g，达最大；

（2）此后速度继续增大，则洛仑兹力增大，弹力增大，摩擦力将增大；加速度将减小， 当重力与摩擦力平衡时，加速度为零，速度达到最大值，水平方向

竖直方向

则有

16．（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）在A点有

在区域 I，由牛顿第二定律有

小球在区域 I竖直方向有

解得

（2）在A点

小球从A到B过程有

解得

（3）由于恰好不能从电场右边界穿出，小球在水平方向有

解得

（4）小球在Ⅲ区域水平方向减速至0达到Ⅲ区域右边界，则有

在竖直方向上有

解得

17．(1)T=πs；10V；(3)V

【详解】(1)根据公式可得

根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值

(2)电流的最大值

转动过程中，交流电压表的示数为有效值

18．（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）刚开始释放时，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有

可得金属杆刚从静止释放时的加速度为

由题意可得金属杆到达虚线处的加速度为

金属杆到达虚线处，对金属杆受力分析有

联立可得金属杆受到的安培力的大小为

（2）由安培力公式

可得此时电路中的电流为

由欧姆定律可得，a、b两点的电压为

（3）由题意可得，电荷量为

由闭合电路欧姆定律

由法拉第电磁感应定律有

联立可得，在金属杆经过磁场区域过程中，通过电阻R的电荷量为

（4）金属杆到达虚线处有

根据闭合电路欧姆定律有

可得此时的速度为

金属杆到达虚线处已经开始做匀速运动，同理有

可得此时的速度为

金属杆经过磁场区域过程中系统产生的总热量等于安培力做的功，根据能量守恒有

由焦耳定律可得

联立可得电阻R产生的热量为