精品解析：河南省开封市五县联考2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024-2025学年高二月考6物理试卷 一、单选题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 通电导线在磁场中受到的安培力为零，则此处的磁感应强度为零 B. 安培发现了电流的磁效应 C. 法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D. 奥斯特通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 2. 下列如图所示的各物理情景中，能产生感应电流的是（　　） A. 如图甲所示，迅速闭合开关时 B. 如图乙所示，条形磁铁从左向右靠近铝环 C. 如图丙所示，将闭合的弹簧线圈放置在磁场中 D. 如图丁所示，导电线框abcd与通电导线在同一平面且平行电流方向移动 3. 如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（　　） A. 仅减小电流大小 B. 仅改变电流方向 C. 仅将磁场反向 D. 仅增加线圈的匝数 4. 如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止。则磁感应强度（　　） A. 最小值为，方向竖直向上 B. 最小值为，方向竖直向下 C. 最小值为，方向垂直导轨平面向上 D. 最小值为，方向垂直导轨平面向下 5. 如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ） A. a、b一定同时落地 B. a、b下落过程中都是机械能守恒 C. 落地时，a比b的速度小 D. 落地时，a、b的速度相等 6. 两个比荷相等的带电粒子，以不同速率从A点沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。已知a带正电，b带负电，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. b粒子动能较大 C. b粒子运动时间较短 D. b粒子所受洛伦兹力较大 7. 人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流速变小 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小 8. 如图所示，abcd是一个边长为L的均匀正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B，规定顺时针电流方向为正，安培力沿x轴正方向为正，线框在图示位置开始计时，则关于线框中电流I、线框所受安培力F、ad两端的电势差、bc两端的电势差与线框移动距离x的关系图像正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多选题（共3小题，每题6分，共18分。多选错选均不得分，少选得3分） 9. 下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的（　　） A. 甲图是一种速度选择器，当的正电荷从左侧射入，将向上偏转 B. 乙图是一种磁流体发电机的装置，一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）射入磁场，则通过电阻R的电流从b流向a C. 丙图是常见的质谱仪，可以把质量不同，但比荷相同的带电粒子分开 D. 丁图是金属导体制成的霍尔元件，通以如图所示的电流，则a面电势高于b面电势 10. 如图所示，单匝线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场．则：第二次进入与第一次进入时（　　） A. 线圈中电流之比为 B. 外力做功的功率之比为 C. 线圈中产生热量之比为 D. 通过导线横截面电荷量之比为 11. 如甲图所示，有一边长L的正方形导线框abcd，质量，电阻，由高度h处自由下落，直到其上边cd刚刚开始穿出匀强磁场为止，导线框的图像如乙图所示。此匀强磁场区域宽度也是L，磁感应强度，重力加速度g取。则（　　） A. 线框自由下落的高度 B. 线框自由下落的高度 C. 导线框的边长 D. 导线框的边长 二、实验题（每空2分，共10分） 12. （1）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（填“增大”或“减小”），电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（填“向左”或“向右”）运动。 三、计算题（共3题） 13. 如图，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的正电荷粒子（不计重力）沿着与MN夹角为60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求： （1）粒子射入磁场时的速度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间。 14. 如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝5T，导轨宽度L＝0.4m，左侧与R＝0.8Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m＝2.0kg，电阻r＝0.2Ω，与导轨的动摩擦因数μ＝0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下，由静止开始运动了x＝60cm后，速度达到最大，取。求： （1）导体棒ab运动的最大速度是多少？ （2）当导体棒ab的速度v＝1m/s时，导体棒ab的加速度是多少？ （3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？ 15. 如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知速度的偏向角，不计离子重力。求： (1)离子速度v的大小； (2)离子的比荷； (3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高二月考6物理试卷 一、单选题（共8小题，每题4分，共32分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 通电导线在磁场中受到的安培力为零，则此处的磁感应强度为零 B. 安培发现了电流的磁效应 C. 法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场 D. 奥斯特通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 【答案】C 【解析】 【详解】A．通电导线在磁场中受到的安培力为零，可能是电流方向与磁场方向垂直，此处的磁感应强度不一定为零，故A错误； B．奥斯特发现了电流的磁效应，故B错误； C．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场，故C正确； D．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，故D错误。 故选C。 2. 下列如图所示的各物理情景中，能产生感应电流的是（　　） A. 如图甲所示，迅速闭合开关时 B. 如图乙所示，条形磁铁从左向右靠近铝环 C. 如图丙所示，将闭合的弹簧线圈放置在磁场中 D. 如图丁所示，导电线框abcd与通电导线在同一平面且平行电流方向移动 【答案】A 【解析】 【详解】A．如图甲所示，迅速闭合开关时，线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B会产生感应电流，故A正确； B．如图乙所示，条形磁铁从左向右靠近铝环，由于铝环不闭合，所以铝环不会产生感应电流，故B错误； C．如图丙所示，将闭合的弹簧线圈放置在磁场中，穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，故C错误； D．如图丁所示，导电线框abcd与通电导线在同一平面且平行电流方向移动，穿过线框的磁通量保持不变，线框不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 3. 如图所示为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右臂上挂有一匝数为的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有顺时针方向的电流时，发现天平的左端低右端高，下列调整方案有可能使天平水平平衡的是（　　） A. 仅减小电流大小 B. 仅改变电流方向 C. 仅将磁场反向 D. 仅增加线圈的匝数 【答案】D 【解析】 【详解】天平是等臂杠杆，当线圈中通有电流I时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下，天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，根据可知，即增大匝数、电流、线框短边的长度；仅改变电流方向或仅将磁场反向时，安培力方向变为竖直向上，天平不可能水平平衡。 故选D。 4. 如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路总电流为I时，金属杆恰好能静止。则磁感应强度（　　） A. 最小值为，方向竖直向上 B. 最小值为，方向竖直向下 C. 最小值为，方向垂直导轨平面向上 D. 最小值为，方向垂直导轨平面向下 【答案】C 【解析】 【详解】导体棒的重力沿导轨向下的分量为mgsinα，当安培力方向沿导轨向上时安培力最小，磁感应强度最小，则根据平衡条件 磁感应强度B的最小值为 根据左手定则，可知磁感应强度方向垂直导轨平面向上。 故选C。 5. 如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁a、b，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面（忽略空气阻力）。下列说法正确的是（ ） A. a、b一定同时落地 B. a、b下落过程中都是机械能守恒 C. 落地时，a比b的速度小 D. 落地时，a、b的速度相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而磁铁b受的电磁阻尼极弱，可近似为自由落体运动，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误； CD．由于磁铁b受的电磁阻尼极弱，可近似为自由落体运动，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误。 故选C。 6. 两个比荷相等的带电粒子，以不同速率从A点沿着半径方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图所示。已知a带正电，b带负电，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. b粒子动能较大 C. b粒子运动时间较短 D. b粒子所受洛伦兹力较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．题图可知带正电的a粒子在磁场中向下偏转，左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力 解得 由于比荷相等，且题图可知b的圆周半径大于a的圆周半径，可知b粒子的速度大，但由于不知道a粒子、b粒子的m大小，所以无法判断两个粒子动能大小，故B错误； C．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期 联立以上可知 由于比荷相等，运动时间（是粒子运动轨迹对应的圆心角） 从图中可知a粒子轨迹对应的圆心角大于b粒子轨迹对应的圆心角，所以b粒子运动时间较短，故C正确； D．洛伦兹力，由于不知道a粒子、b粒子的q大小，无法判断两个粒子的洛伦兹力大小，故D错误。 故选 C。 7. 人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流速变小 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正粒子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管下侧电势低，故A错误； B．血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定为，若血管内径变小，则血管的横截面积变小，根据可知则血液流速变大，故B错误； CD．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，根据 可得 又 联立可得 根据可知血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小，血液的流速变化，则血管内径一定改变，则血管上下侧电势差改变，所以血管上下侧电势差与血液流速有关，故D正确，C错误。 故选D。 8. 如图所示，abcd是一个边长为L的均匀正方形导线框，其电阻为R。线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的匀强磁场区域，磁感应强度为B，规定顺时针电流方向为正，安培力沿x轴正方向为正，线框在图示位置开始计时，则关于线框中电流I、线框所受安培力F、ad两端的电势差、bc两端的电势差与线框移动距离x的关系图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】当线框移动距离时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力为零，ad两端的电势差、bc两端的电势差均为零。 当线框移动距离时，感应电动势为 根据楞次定律，感应电流为逆时针方向，大小为 根据左手定则，线框所受安培力方向向左，线框所受安培力 ad两端的电势差为 bc两端的电势差为 当线框移动距离时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力为零，ad两端的电势差、bc两端的电势差均为 当线框移动距离时，感应电动势为 根据楞次定律，感应电流为顺时针方向，大小为 根据左手定则，线框所受安培力方向向左，线框所受安培力 ad两端的电势差为 bc两端的电势差为 当线框移动距离时，线框内的磁通量不变，则线框中感应电流为零，线框所受安培力为零，ad两端的电势差、bc两端的电势差均为零。 故选C。 二、多选题（共3小题，每题6分，共18分。多选错选均不得分，少选得3分） 9. 下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的（　　） A. 甲图是一种速度选择器，当的正电荷从左侧射入，将向上偏转 B. 乙图是一种磁流体发电机的装置，一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）射入磁场，则通过电阻R的电流从b流向a C. 丙图是常见的质谱仪，可以把质量不同，但比荷相同的带电粒子分开 D. 丁图是金属导体制成的霍尔元件，通以如图所示的电流，则a面电势高于b面电势 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当时，则 即电荷所受向上的洛伦兹力较大，将向上偏转，故A正确； B．一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）射入磁场，根据左手定则可知，正电荷受到指向B极板的洛伦兹力，负电荷受到指向A极板的洛伦兹力，所以B板带正电，A板带负电，通过电阻R的电流从b流向a，故B正确； C．粒子在加速电场中有 在偏转磁场中有 所以 由此可知，该质谱仪不能区分比荷相同的带电粒子，故C错误； D．由于金属导体导电粒子为自由电子，根据左手定则可知，自由电子受到指向a板的洛伦兹力，所以自由电子将打到a板，则a面电势低于b面电势，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示，单匝线圈在外力作用下以速度向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度匀速进入同一匀强磁场．则：第二次进入与第一次进入时（　　） A. 线圈中电流之比为 B. 外力做功的功率之比为 C. 线圈中产生热量之比为 D. 通过导线横截面电荷量之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设磁感应强度为B，CD边长度为a，AC边长为b，线圈电阻为r；线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势 感应电流 感应电流I与速度v成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比 故A错误； B．线圈进入磁场时受到的安培力 线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力 外力功率 功率与速度的平方成正比，第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比 故B正确； C．线圈进入磁场过程中产生的热量 产生的热量与速度成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比 故C正确； D．通过导线横截面电荷量 电荷量与速度无关，电荷量之比为，故D错误。 故选BC。 11. 如甲图所示，有一边长L的正方形导线框abcd，质量，电阻，由高度h处自由下落，直到其上边cd刚刚开始穿出匀强磁场为止，导线框的图像如乙图所示。此匀强磁场区域宽度也是L，磁感应强度，重力加速度g取。则（　　） A. 线框自由下落的高度 B. 线框自由下落的高度 C. 导线框的边长 D. 导线框的边长 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，在内线框做自由落体运动，则有 故A错误，B正确； CD．由图乙可知，在内线框穿过磁场做匀速直线运动，则有 可得导线框的边长为 故C错误，D正确。 故选BD。 二、实验题（每空2分，共10分） 12. （1）在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，通过线圈的磁通量______（填“增大”或“减小”），电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。 （2）在图丁中，R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 向左 ③. 向右 （2） ①. 逆时针 ②. 向左 【解析】 【小问1详解】 [1][2]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [3]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 【小问2详解】 [1]当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的磁通量向右增大，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针； [2]金属环A电流方向为逆时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据反向电流相互排斥，可知金属环将向左运动。 三、计算题（共3题） 13. 如图，真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的正电荷粒子（不计重力）沿着与MN夹角为60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场。求： （1）粒子射入磁场时的速度大小； （2）粒子在磁场中运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子到达PQ边界时速度方向与边界线相切，如图所示 则根据几何关系可知 粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 由粒子运动轨迹可知粒子转过的圆心角为240°，粒子在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中运动的时间为 14. 如图所示，水平放置的U形导轨足够长，置于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B＝5T，导轨宽度L＝0.4m，左侧与R＝0.8Ω的定值电阻连接。右侧有导体棒ab跨放在导轨上，导体棒ab质量m＝2.0kg，电阻r＝0.2Ω，与导轨的动摩擦因数μ＝0.2，其余电阻可忽略不计。导体棒ab在大小为10N的水平外力F作用下，由静止开始运动了x＝60cm后，速度达到最大，取。求： （1）导体棒ab运动的最大速度是多少？ （2）当导体棒ab的速度v＝1m/s时，导体棒ab的加速度是多少？ （3）导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电阻R上产生的热量是多少？ 【答案】（1）1.5m/s （2） （3）1.08J 【解析】 【小问1详解】 设导体棒ab运动的最大速度为，ab棒切割磁感线产生的电动势 根据闭合电路欧姆定律有 当速度最大时，加速度为零，则有 解得最大速度 【小问2详解】 ab棒的速度v=1m/s时，安培力为 根据闭合电路欧姆定律有 由牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，电流产热为Q，由功能关系可得 又 联立解得 15. 如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，电压为10V，两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知速度的偏向角，不计离子重力。求： (1)离子速度v的大小； (2)离子的比荷； (3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。 【答案】(1)2000m/s；(2)2×10－4C/kg；(3)9×10－5s 【解析】 【详解】(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力相等，即 其中，解得 (2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 由几何关系有 离子的比荷 (3)弧CF对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间，则有 又周期，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $