广东省深圳市聚龙科学中学教育集团2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二物理试卷答案 第 1页，共 9页 深圳市聚龙科学中学 2024-2025 学年度下学期第一次段考 高二物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C A B B D D BC CD BC 1．A 【难度】0.85 【知识点】正交分解法解共点力平衡、通电导线在磁场中的作用力方向、安培力的计算式及简单应用 【详解】AB．若磁感应强度方向竖直向下，根据左手定则可知直导线所受安培力方向水平向外，由平 衡条件可知 cos sinBIL mg  解得 tanmgB IL   故 A正确，B错误； CD．若磁感应强度方向竖直向上，根据左手定则可知直导线所受安培力方向水平向里，不可能平衡， 故 CD错误。 故选 A。 2．C 【难度】0.65 【知识点】带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动 【详解】做匀速的圆周运动，说明电场力和重力平衡，粒子带负电，电量为 mg E ，A对．带负电粒子在 最低点受洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，轨迹为顺时针 B错．根据， ，得 ， 又因为 ， 得 ，C对 D错。 3．A 【难度】0.65 【知识点】粒子在回旋加速器中的最大动能、磁流体发电机的原理、基于加速电场的质谱仪、速度选择 器 【详解】A. 图 1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是 Ev B  ，A正确； B. 图 2是磁流体发电机，根据左手定则可知，A点电势比 B点电势低，B错误； 高二物理试卷答案 第 2页，共 9页 C.由公式 2vBqv m R  可知 BqRv m  故粒子获得的动能为 2 2 2 2 k 1 1 2 2 B q RE mv m   图 3要增大某种粒子的最大动能，可增加磁场的磁感应强度，C错误； D. 由题可知 2 2 1 2 Uq mv vBqv m r   解得 1 2Umr B q  图 4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比 1 11 2 2 2 m qr r m q  D错误。 故选 A。 4．B 【难度】0.65 【知识点】描绘线框进出磁场区域的 I-t图象 【详解】当线圈在无磁场区运动时，没有感应电流产生。当 bc边进入磁场时，线圈的磁通量增大，由 楞次定律知会产生逆时针方向的感应电流，即正方向电流，而且速率恒定，产生的电流大小也恒定。当 cd边也进入磁场后，线圈磁通量不发生变化，所以无电流产生。当 ab边离开磁场后，线圈的磁通量减 小，根据楞次定律会产生顺时针方向的电流，即负方向电流，且大小恒定。当 cd边也离开磁场后，线 圈完全离开磁场，以后磁通量为零，不产生感应电流。 故选 B。 5．B 【难度】0.85 高二物理试卷答案 第 3页，共 9页 【知识点】线框进出磁场产生的等效电路相关计算（E、I、F、U、P）、求线框进出磁场时通过导体截 面的电量 【详解】AB．由题可知，ab边切割磁感线，感应电动势为 2 2E B Lv BLv   ad间的电压为 1 6 3ad BLvU E  ab间的电压为 3 2 3 4 abU E BLv   A错误，B正确； C．线框所受安培力的合力为 2 242 2E B L vF BI L B L R R      C错误。 D．由法拉第电磁感应定律可知 2Δ 2Δ ΔE B S BLq I t t R R R     D错误。 故选 A。 6．D 【难度】0.65 【知识点】计算转动过程中通过线圈截面的电量、交流电的 u-t图像和 i-t图像 【详解】A．由图乙可知 1t 时刻感应电流最大，感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，线 圈垂直于中性面，穿过线圈的磁通量为零，故 A错误； B．从 2t 到 3t 这段时间的平均感应电流为 ( ) nB SI R r t      则通过电阻 R的电荷量 q I t nBS R r      故 B错误； C． 1t 时刻和 3t 时刻感应电流最大，磁通量均为零，从 1t 到 3t 这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零，故 C错误； D．图乙中的零时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，故可能对应甲图中所 高二物理试卷答案 第 4页，共 9页 示位置，故 D正确。 故选 D。 7．D 【难度】0.85 【知识点】感应电流产生条件的总结、涡流的原理、电磁阻尼与电磁驱动的理解 【详解】A．图甲中，闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转，线圈的磁通量不变，因此不会产 生感应电流，故 A错误； B．图乙中，真空冶炼炉利用了涡流热效应，故 B错误； C．根据电磁驱动原理，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故 C 错误； D．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感 应电流会受到磁场的作用力，从而阻碍铜盘的转动，使铜盘的转速减小，故 D正确； 8．BC 【难度】0.65 【知识点】带电粒子在直边界磁场中运动 【详解】A.根据左手定则和粒子的偏转方向可以判定粒子 a、b带负电，粒子 c带正电，故 A错误； B.根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有 2vqvB m R  可得 mvR Bq  粒子 a的运动半径最小，所以速率最小，故 B正确； C.粒子在磁场中运动的周期为 2π 2πR mT v Bq   运动的时间 t与转过的圆心角α满足关系式 2π mt T Bq     粒子 a在磁场中转过的圆心角最大，所以运动时间最长，故 C正确； D.根据周期公式可知若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子 a在磁场中的运动时间变短， 故 D错误。 故选 BC。 高二物理试卷答案 第 5页，共 9页 9．CD 【难度】0.85 【知识点】由 B-t图象计算感生电动势的大小 【详解】A．线圈相当于电源，垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律及安培定则知通过 R的电流方向为由 A通过 R到 B，故 A错误； B．由法拉第电磁感应定律得 100VE n t     由闭合电路的欧姆定律得 1AEI R r    线圈两端的电压 75VU IR  故 B错误； C．R的电功率 2 75WP I R  故 C正确； D．0.1s时间内通过电阻 R的电荷量为 0.1Cq It  故 D正确。 故选 CD。 10．BC 【难度】0.65 【知识点】导体切割磁感线产生的热量，机械能守恒 【详解】AB．由于金属杆进入两个磁场的速度相等，而穿出磁场Ⅰ后金属杆做加速度为 g的匀加速运动， 所以金属杆进入磁场Ⅰ时应做减速运动，加速度方向竖直向上，故 A错误，B正确； C．从进入磁场Ⅰ瞬间到进入磁场Ⅱ瞬间过程中，根据能量守恒，金属杆减小的机械能全部转化为焦耳热， 则有 1 2Q mg d  所以穿过两个磁场过程中产生的热量为 1 42 gQ dQ m  高二物理试卷答案 第 6页，共 9页 故 C正确； D．设金属杆刚进入磁场Ⅰ时的速度为 v，因为金属杆刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向上，则有 2 2B L v mg R  可得 2 2 mgRv B L  根据 2 2 vh g  可得 2 2 4 42 m gRh B L  故 D错误。 故选 BC。 11．(1)相反 (2) 向下插入 磁通量的变化率 (3) a 大于（每空 2分，共 10分） 【难度】0.65 【知识点】插入拔出铁芯电流表指针变化、增反减同、法拉第电磁感应定律的表述和表达式、含自感线 圈的电路闭合及断开后电流的变化及其图像 【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。 12．(1)0.5 高二物理试卷答案 第 7页，共 9页 (2) 0.2sin5i t 300（每空 2分，共 6分） 【难度】0.65 【知识点】正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导 【详解】（1）[1]从屏上出现第一个向上的“尖峰”到出现第 16个向上的“尖峰”经历的时间为 15个周期， 故周期为4s；线圈转动的平均角速度 2 0.5 rad / s T    （2）[1][2]由题图可知 0.4sT  角速度 2 5 rad / s T    则交流电的瞬时值表达式为  0.2sin5 Ai t 1min有 150个周期，一个周期内电流方向改变 2次，1min内电流方向改变 300次。 13．答案仅供参考，步骤合理即可给满分 【知识点】升压变压器和降压变压器、远距离输电在导线上损失功率的计算 【详解】（1）根据题意，由公式P UI 可得，发电机的输出电流为 1 1 400API U   （2分） 由理想变压器匝数与电流关系可得，输电线上的电流为 1 2 1 2 20AnI I n   （2分） 则输电线上损失的功率为 2 2 24kWP I R 损 （2分） （2）根据题意，由公式U IR 可得，输电线上损失的电压为 2 1200VU I R   （1分） 由理想变压器匝数与电压关系可得，输电线上的输入电压为 1 2 2 1 10000VnU n U  （2分） 则降压变压器的输入电压为 3 2 8800VU U U    （2分） 由理想变压器匝数与电压关系可得，降压变压器的原、副线圈的匝数比 3 3 4 4 40 1 n U n U   （1分） 高二物理试卷答案 第 8页，共 9页 14．（1） 0 3 2 mvB ql  ；（2） 2 08mvE ql  ； 答案仅供参考，步骤合理即可给满分 【难度】0.65 【知识点】粒子由磁场进入电场 【详解】（1）粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系得 sin 30r r l   （2分） 解得 2 3 r l （1分） 洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力 2 0 0 vqv B m r  （2分） 解得 03 2 mvB ql  （1分） （2）粒子经过 P1垂直于 x轴进入电场，在电场中做类平抛运动，平行于 x轴方向，做匀加速直线运动 2 2 1 2 x at （2分） qE ma （2分） 平行于 y轴方向，做匀速直线运动 0 22 ly v t  解得 2 08mvE ql  （2分） 15．（1） 2 2 ( )( ) B L v R r M m  ；（2） 2( ) 2( ) R M m v R r   ；（3） 2 2 ( )( )M m R r v B L   答案仅供参考，步骤合理即可给满分 【难度】0.4 【知识点】求导体棒运动过程中通过其截面的电量、计算导轨切割磁感线电路中产生的热量、作用的导 体棒在导轨上运动的电动势、安培力、电流、路端电压、动量定理的内容 【详解】（1）产生的感应电动势 E BLv （1分） 高二物理试卷答案 第 9页，共 9页 EI R r   （1分） ( )F BIL M m a   安 （1分） 解得 2 2 ( )( ) B L va R r M m    （1分） （2）由能量关系； 21 ( ) 2 M m v Q  （1分） R RQ Q R r   （1分） 解得 2( ) 2( )R R M m vQ R r    （2分） （3）由动量定理 - t t 0 ( )I BIL BLq M m v         安 （2分） ( )M m vq BL   （1分） 解得 2 2 ( )( )M m R r vx B L    （1分） rR Blx rR q      高二物理试卷 第 1页，共 6页 深圳市聚龙科学中学 2024-2025学年度下学期第一次段考 高二物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 命题人：刘伟红 审核人：钟守鎏 第一卷 一、单项选择题（本题共 7小题，每小题 4分，共 28分。在每小题列出的四个选项中， 只有一项符合题目要求） 1．如图所示，长 L、质量为m的导体棒 ab被两轻质细绳水平悬挂，静置于竖直方向的匀强磁场中。当 ab中通过如图的恒定电流 I 时，ab棒摆离原竖直面，在细绳与竖直方向成角位置再次处于静止状态。 ab棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的方向及大小是（ ） A．竖直向下， tanmg IL  B．竖直向下， sinmg IL  C．竖直向上， tanmg IL  D．竖直向上， sinmg IL  2．在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场的场强为 E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为 B， 方向垂直于纸面向里，一质量为 m的带电粒子，在场区内的竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该 带电质点（ ） A．带有电荷量为 mg E 的正电荷 B．沿圆周逆时针运动 C．运动的角速度为 Bg E D．运动的速率为 E B 3. 如图所示，图 1为速度选择器，图 2为磁流体发电机，图 3为回旋加速器，图 4为质谱仪。下列说 法正确的是（ ） A．图 1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是 Ev B  B．图 2是磁流体发电机，A点电势比 B点电势高 C．图 3要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度 D．图 4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比 4．如图所示，一个由导体做成的矩形线圈，以恒定速率 v运动，从无磁场区进入匀强磁场区，然后出 来。若取逆时针方向为电流正方向，下图中的哪一个图线能正确地表示电路中电流与时间的函数关系 （ ） 高二物理试卷 第 2页，共 6页 A． B． C． D． 5．如图在方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B的匀强磁场区域中有一个由均匀导线制成的单匝矩形线 框 abcd，线框以恒定的速度 v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框 dc边始终与磁场右边界平行，线 框边长 ad L ， 2cd L ，线框导线的总电阻为 R。在线框离开磁场的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．ab间的电压为 2BLv B．ad间的电压为 3 BLv C．线框所受安培力的合力为 2 22B L v R D．流过线框截面的电量为 6．图甲为一交流发电机的示意图，匀强磁场的磁感应强度为 B，匝数为 n，面积为 S，总电阻为 r的矩 形线圈 abcd绕轴OO做角速度为的匀速转动，矩形线圈在转动中始终保持和外电路电阻 R形成闭合 电路，回路中接有一理想交流电流表。图乙是线圈转动过程中产生的感应电流 i随时间 t变化的图像， 下列说法中正确的是（  ） A． 1t 时刻穿过线圈的磁通量为BS B．从 2t 到 3t 这段时间通过电阻 R的电荷量为 BS R r C．从 1t 到 3t 这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nBS D．图乙中的零时刻线圈所处位置可能对应图甲中所示的位置 7．下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是（ ） 2 2 BL R R 高二物理试卷 第 3页，共 6页 A．图甲中，闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．图乙中，真空冶炼炉是利用涡流机械效应工作 C．图丙中，摇动手柄使蹄形磁体转动，铝框会以相同的速度同向转动 D．图丁中，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 二、多项选择题（本题共 3小题，每小题 6分，共 18分。在每小题列出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分） 8．如图所示，在长方形 MNPQ中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子 a、 b、c以不同的速率从 O点沿垂直于 PQ的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知 O是 PQ的中 点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（ ） A．粒子 c带负电，粒子 a、b带正电 B．射入磁场时，粒子 a的速率最小 C．粒子 a在磁场中运动的时间最长 D．若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子 a在磁场中的运动时间不变 9．如图甲所示，电阻 r=25Ω、匝数 n=200匝的线圈与电阻 R相连，R=75Ω。线圈内有方向垂直于纸面 向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（ ） A．通过 R的电流方向为由 B通过 R到 A B．线圈两端的电压为 100V C．R的电功率为 75W D．0.1s时间内通过电阻 R的电荷量为 0.1C 10．如图所示，竖直放置的 形光滑导轨宽为 L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距为 d，磁感应强度均为 B。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为 R，与 导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为 g，则金属杆（ ） A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向上 C．穿过两磁场产生的总热量为 4mgd 高二物理试卷 第 4页，共 6页 D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度 h可能小于 2 2 4 42 m gR B L 三、实验题（本题共 2小题，每空 2分，共 16分。请考生根据要求作答） 11．为探究影响感应电流方向的因素，某实验小组的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，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线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻 R。 12．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器， 在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。 (1) 研究此交变电流的波形，发现从屏上出现第 1个向上的“尖峰”到出现第 16个向上的“尖峰”经历的时 间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为 rad / s。 (2) 将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式 高二物理试卷 第 5页，共 6页 为 A，1min内电流方向改变 次。 四、计算题（本题共 3小题，共 38分。请考生根据要求作答） 13．(12分) 某小型水电站的输电电路如图所示，发电机的输出功率为 200kW，输出电压为500V ，升 压变压器的原、副线圈的匝数比为1: 20，输电导线的总电阻为60，用户的用电电压是 220V。求： (1) 输电线上损耗的功率P损； (2) 降压变压器的原、副线圈的匝数比 3 4:n n 。 14. (12分) 如图所示，在第一象限内存在方向垂直于 xOy平面向外的匀强磁场：在第四象限内存在沿 x 轴负方向的匀强电场。一质量为 m、带电量为 q 的粒子从 y轴上的 C点以速度 0v 射入磁场，在 C点速 度方向与 y轴正方向夹角为60，一段时间后粒子垂直于 x轴从  1P ,0l 点离开磁场进入电场，从 y轴上 的 2P 0, 2 l     点离开电场。不计粒子的重力。求： （1）磁感应强度的大小； （2）电场强度的大小； 高二物理试卷 第 6页，共 6页 15. (14分) 随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的原理是，飞 机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感 应强度为 B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道 MN、PQ固定在水平面内，相距为 L，电 阻不计。轨道端点 MP间接有阻值为 R的电阻。一个长为 L、质量为 m、阻值为 r的金属导体棒 ab垂 直于 MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。飞机着舰时质量为 M的飞机迅速钩住导体棒 ab，钩住之 后关闭动力系统并立即获得共同的速度 v ,忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下 很快停下来。求 (1) 飞机在阻拦减速过程中获得的加速度 a的最大值； (2) 从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中 R上产生的焦耳热 QR； (3) 从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中运动的距离。