江苏省镇江第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

答案第 1 页，共 3 页 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A A C C B B D A D 题号 11 答案 C 12．（15 分）(1)相反 (2) 向下插入 磁通量的变化率 (3) a 小于 【详解】（1）电流表的指针向右偏转，说明螺线管中感应电流沿顺时针方向（俯视），根据 安培定则可知螺线管内部产生的磁场方向竖直向下，由图可知条形磁铁在螺线管内部产生 磁场方向竖直向上，故二者方向相反。 （2）[1]将如图所示的 N 极向下的条形磁铁快速向下插入时，根据楞次定律可知螺线管中 电流方向可以使二极管处于导通状态，小灯泡能短暂发光。 [2]条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随磁通量的变化率的 增大而增大。 （3）①[1]由图丙可知，闭合开关 S 后，自感线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，会 导致流过灯泡的电流由大到小变化，最后趋于某一稳定值，所以流过灯泡的电流是图丁中 的 a。 ②[2]由图丁可知电流稳定后，流过灯泡的电流稍大一些，根据并联电路的分流原理可知， 线圈的直流电阻大于灯泡电阻 R。 13．（6 分）（1） ；（2） 【详解】（1）（3 分）在电场中加速，则 𝑞𝑈 = 𝑚𝑣 （1 分） 在磁场中在匀速圆周运动，根据牛顿第二定律 𝑞𝑣𝐵 = 𝑚 （1 分） 打在底片上的位置到𝑆 的距离 𝑑 = 2𝑟 联立可以得到 𝑑 = （1 分） 答案第 2 页，共 3 页 （2）（3 分）粒子在磁场中运动 𝑞𝑣𝐵 = 𝑚 𝑣 𝑟 而且 𝑇 = 2𝜋𝑟 𝑣 则 𝑇 = （1 分） 则粒子从进入磁场到打在底片上的时间为 𝑡 = = （2 分） 14．(1) 20V (2) 2000J 【详解】（1）（2 分）𝐸 = 𝑁 代入数据解得 𝐸 =20V（2 分） （6 分）（2）0 ∼ 1𝑠内线圈中的感应电动势 𝐸 = 𝑁 𝛥𝛷 𝛥𝑡 = 𝑁 𝛥𝐵 𝑆 𝛥𝑡 = 100𝑉 0 ∼ 1𝑠内线圈中的感应电流 𝐼 = 𝐸 𝑟 = 10𝐴 0 ∼ 1𝑠内线圈产生的焦耳热 𝑄 = 𝐼 𝑟𝛥𝑡 = 1000𝐽（2 分） 1 ∼ 5𝑠内线圈产生的焦耳热 𝑄 = 𝐼 𝑟𝛥𝑡 = 1000𝐽（2 分） 0 ∼ 5𝑠内线圈产生的焦耳热为 𝑄 = 𝑄 + 𝑄 = 2000𝐽（2 分） 15. （12 分） (1)30𝑁 (2)1𝑚/𝑠 (3)0.2𝐶 【详解】（4 分）（1）电动势 0 sinE Blv  （1 分） 答案第 3 页，共 3 页 感应电流𝐼 = （1 分） 安培力大小𝐹 = 𝐵𝐼𝐿（1 分） 解得𝐹 = 30𝑁（1 分） （4 分）（2）圆弧最高点，重力提供圆周运动的向心力，则有𝑚𝑔 = 𝑚 （1 分） 根据动能定理得−2𝑚𝑔𝑟 = 𝑚𝑣 − 𝑚𝑣 （2 分） 联立解得𝑣 = 1𝑚/𝑠（1 分） （4 分）（3）由动量定理得−𝐵𝐼𝑙𝑡 𝑐𝑜𝑠 6 0° = 𝑚𝑣 −𝑚𝑣 （2 分） 𝑞 = 𝐼𝑡（1 分） 联立解得𝑞 = 0.2𝐶（1 分） 16. (1) （4 分）临界轨迹与区域Ⅲ左边界相切， 几何关系 r1sin 60°＋r1＝L，(2分) 半径 r1＝ mv0 eB1 ，(1分) 解得 v0≤ ( √ ) .(1分) (2)（5 分） 半径 r2＝ mv0 eB1 ＝ L 2，(1分) 轨迹圆在 y轴上的弦长 d＝2r2sin 30°，(1分) 电子在电场中做类斜抛运动， 加速度 a＝ eE m， x 轴方向，2v0cos 60°＝at，(1分) y 轴方向，d＝v0sin 60°·t，(1分) 解得 E＝√3 eB21L 4m .(1分) (3) （6 分）半径 r3＝ mv0 eB1 ＝ √ L，(1分) 电子从区域Ⅲ左边界与 x轴的交点进入区域Ⅲ，做螺旋线运动，分解为直线运动和圆周 运动，圆周运动的周期 T＝ 2πm eB2 ，(1分) 一个周期内沿 x轴运动的距离 Δx＝v0cos 60°·T，(2分) 电子此后经过 x轴时对应的 x 轴坐标 x＝L＋n·Δx(n＝0，1，2，…)， 解得 x＝L＋ n 3πB1L B2 (n＝0，1，2，…).(2分) 试卷第 1 页，共 8 页 2024-2025 学年高二下学期 3 月学情调研 物理试题 命题单位：金陵中学河西分校 江苏省句容高级中学 一、单选题：本题共 11 小题，每小题 4 分，共计 44 分．每小题只有一个选项符合题意． 1．我们赖以生存的地球是一个巨大的磁体，其磁场类似于条形磁铁的磁场。地磁北（N） 极处于地理南极附近，地磁南（S）极处于地理北极附近。在地磁场中的不同位置摆放 a、 b、c、d 四个小磁针，小磁针黑体部分为 N 极，如图所示。当小磁针静止时，N 极指向正 确的是（ ） A．a B．b C．c D．d 2．下图中关于各个物理量之间的方向关系正确的是（ ） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 3．下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（ ） 试卷第 2 页，共 8 页 A．图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B．图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C．图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D．图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 4．1932 年劳伦斯和利文斯顿设计出首台回旋加速器，其工作原理如图所示，置于真空中 的两个 D 形金属盒半径均为 R，两个 D 形盒间接交流电源，两盒间的狭缝很小，带电粒子 穿过狭缝的时间可以忽略不计，磁感应强度为 B 的匀强磁场与 D 形盒面垂直，A 处粒子源 能产生质量为 m、电荷量为+𝑞的粒子（粒子初速度很小，可以忽略），通过加速电压为 U 的电场进入磁场，加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。则下列说法中正确的是（ ） A．粒子在回旋加速器中始终做加速运动 B．粒子第二次进入磁场中的速度大小为 C．要使粒子每次经过电场都被加速，则交流电源的周期为 D．可以采取提高加速电压来增大粒子离开加速器时的最大动能 5．一不可伸长直导线垂直于匀强磁场 B 放置，通过电流 I 时导线受到的安培力为 F，将该 导线做成半圆环，圆环平面仍垂直于匀强磁场放置，如图所示，并让安培力大小变为原来 的两倍，则圆环中电流大小为（ ） A．I B． 2 I  C． I D． 2 3 I  6．图甲中有一水平向右的匀强磁场，将一个水平放置的金属棒𝑎𝑏以某一水平速度抛出， 金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，金属棒在运动过程中𝑎𝑏两端的电势分 别为𝜑 、𝜑 ；图乙为法拉第圆盘发电机的原理图，水平匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平 轴𝐶以角速度𝜔匀速转动，铜片𝐷与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻 R 组成闭合回路， 圆盘半径为 r ，圆盘接入的电阻也为 R ，其他电阻均可忽略不计，𝐶𝐷两端的电势分别为𝜑 、 𝜑 。下列说法正确的是（ ） 试卷第 3 页，共 8 页 A． a b  ，且𝑈 保持不变 B．𝜑 < 𝜑 ，通过 R 的电流大小为 C．𝜑 < 𝜑 ，且𝑈 逐渐增大 D．𝜑 > 𝜑 ，且𝑈 = 𝐵𝑟 𝜔 7．日常带皮套的智能手机是利用磁性物质和霍尔元件等起到开关控制作用。打开皮套，磁 体远离霍尔元件手机屏幕亮；合上皮套，磁体靠近霍尔元件屏幕熄灭。如图所示，一块宽 度为 d、长为 l、厚度为 h 的霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 e 的自由电子。水平 向右大小为 I 的电流通过元件时，手机套合上，元件处于垂直于上表面、方向向上且磁感 应强度大小为 B 的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差 U，以此来控制屏幕熄 灭。下列说法不正确的是（ ） A．前表面的电势比后表面的电势低 B．自由电子所受洛伦兹力的大小为 C．用这种霍尔元件探测某空间的磁场时，霍尔元件摆放方向对产生的电势差 U 有影响 D．元件内单位体积的自由电子数为 BI Ueh 8．如图，虚线 MN 的右侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，两电荷 量相同的粒子 P、Q 从磁场边界的 M 点先后射入磁场，在纸面内运动。 射入磁场时，P 的速度 VP垂直于磁场边界，Q 的速度 VQ 与磁场边界 的夹角为 45°。已知两粒子均从 N 点射出磁场，且在磁场中运动的时 间相同，则（ ） A．P 和 Q 的质量之比为 1∶4 B. P 和 Q 的质量之比为√2∶1 C．P 和 Q 速度大小之比为 1∶2 D. P 和 Q 速度大小之比为√2∶1 试卷第 4 页，共 8 页 9．如图所示，某空间区域分布着垂直纸面向里、水平宽度为 l 的匀强磁场，𝑎𝑏𝑐𝑑是位于纸面内的直角梯形线圈且 cd 边刚好与磁 场区域左边界重合，𝑏𝑐间的距离为 2l，ab=2cd。从 0t  时刻起， 使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度 v 匀速穿越磁场区域， 规定直角梯形线圈中感应电流逆时针方向为正方向，则在线圈穿 越磁场区域的过程中，下列关于感应电流 I 随时间 t 变化的图线 正确的是（ ） A． B． C． D． 10．如图所示，一质量为 m、边长为𝑙的正方形导线框 abcd，由高度 h 处自由下落，ab 边 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运 动，直到 dc 边刚刚开始穿出磁场为止。已知磁场区域宽度为 l。重力加速度为 g，不计空气阻力。线框在穿越磁场过程中， 下列说法正确的是（ ） A．线框进入磁场的过程中电流方向为顺时针方向 B．线框穿越磁场的过程中电流大小为 C．线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为𝑚𝑔𝑙 D．线框进入磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 11．如图，一根粗糙绝缘细杆固定在磁感应强度为 B、垂直纸面向里的水平匀强磁场中， 杆和磁场垂直，与水平方向成 θ 角。杆上套一个质量为 m、电荷量为+q 的小球。小球与杆 之间的动摩擦因数为 μ。从 A 点开始由静止释放小球，使小球沿杆向下运动。设磁场区域 试卷第 5 页，共 8 页 足够大，杆足够长，重力加速度为 g，则下列叙述中正确的是（ ） A．小球先做加速度减小的加速运动，再做匀速直线运动 B．小球运动的最大加速度小于 gsinθ C．小球的速度达到最大速度一半时，加速度 a = 0.5g（sinθ + μcosθ） D．小球的最大速度𝑣 = ( ) 二、非选择题：共 5 题，共 56 分，其中第 13 题～16 题解答时请写出必要的文字说明、 方程式和重要的演算步骤，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． 12．（15 分）为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关 系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。将条形磁铁按如图甲方式 S 极 向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产 生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”） (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示 的 N 极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形 磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“磁通量”、 “磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大。 (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将 两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变 试卷第 6 页，共 8 页 且阻值为 R 。闭合开关 S 后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“𝑎”或“𝑏”）； ②灯泡电阻 R （选填“大于”“等于”或“小于”）线圈的直流电阻。 13．（6 分）质谱仪是研究同位素的重要仪器，如图所示为质谱仪原理示意图。设粒子质量 为 m、电荷量为 q，从 S1无初速度释放进入电场，加速电场电压为 U，之后垂直磁场边界 进入匀强磁场，磁感应强度为 B（不计粒子重力）. （1）打在底片上的位置到 S3的距离多大？ （2）粒子从进入磁场到打在底片上的时间是多少？ 14．（8 分）如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈𝑎𝑏𝑐𝑑，线圈平面与磁场方向垂直。 已知线圈的匝数𝑁 = 1000，边长𝑎𝑏 = 1.0𝑚、𝑏𝑐 = 0.5𝑚，线圈电阻𝑟 = 10𝛺。磁感应强度 B 随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： (1)0 ∼ 5𝑠内线圈平均感应电动势的大小； (2)0 ∼ 5𝑠内线圈产生的焦耳热𝑄。 试卷第 7 页，共 8 页 15．如图所示，间距为 l=5m 的两平行等长金属直导轨 ab、a′b′固定在同一水平绝缘桌面上， 导轨𝑎𝑎′端接有 R=2.5Ω 的定值电阻，bb′端与两条位于竖直面内半径均为 r=0.02m 的半圆形 金属导轨平滑连接；一根电阻为 R=2.5Ω、长度为𝑙 =5m 的细金属棒 M 质量为 m=0.5kg， 与导轨垂直静止于𝑎𝑎′处，𝑎𝑏𝑏′𝑎′（含边界）所在区域有磁感应强度大小为 B=2T 的匀强磁 场垂直于金属棒并与水平面成夹角 θ=30°。现给细金属棒提供瞬时水平向右的初速度 𝑣 =3m/s，金属棒恰好能经过半圆形金属导轨的最高点，整个运动过程中 M 与导轨始终接 触良好，且始终垂直于导轨。不计全部金属导轨的电阻以及摩擦阻力和空气阻力，重力加 速度取 g=10m/s2。求： (1) 金属棒 M 获得初速度𝑣 瞬间所受安培力的大小； (2) 金属棒 M 向右运动经过𝑏𝑏′时的速度大小； (3) 金属棒 M 向右运动经过磁场区域通过电阻 R 的电荷量。 试卷第 8 页，共 8 页 16. (15 分)如图所示，空间直角坐标系(z 轴正方向垂直纸面向外，图中未画出)中，在 x<0 的区域Ⅰ内存在沿 x 轴负方向的匀强电场，0≤x≤L 的区域Ⅱ内存在垂直于 xOy 平面向外的匀 强磁场，磁感应强度大小为 B1，x>L 的区域Ⅲ内存在沿 x 轴正方向的匀强磁场，磁感应强 度大小为 B2.质量为 m、电荷量为－e 的电子从原点 O 以速度大小 v0、方向在 xOy 平面内与 x 轴正方向的夹角为 60°射入区域Ⅱ. (1) 若电子不能进入区域Ⅲ，求电子速度大小 v0的范围； (2) 若 v0＝ ，且电子经电场偏转后直接回到原点 O，求电场强度的大小 E； (3) 若 v0＝ √ ，求电子此后经过 x 轴时对应的 x 轴坐标．