高二物理月考卷（上海专用，沪科版2020选必二第5、6章）-学易金卷：2024-2025学年高中下学期第三次月考

2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020 选择性必修第二册 第5、6章 4．难度系数：0.7 一、选择题（每小题3分，共30分） 1． 关于安培力和洛伦兹力，下列说法中不正确的是（　　） A．带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用 B．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 C．放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用 D．放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用 【答案】C 【解析】A、当带电粒子运动方向与磁场反向在同一直线上时，带电粒子不受洛伦兹力，故A正确； B、洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，因此洛伦兹力对运动电荷不做功，故B正确； C、当电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力作用，故C错误，D正确。 2． 如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ） A.沿轴线上下压缩 B.沿轴线上下拉伸 C.沿半径向内收缩 D.沿半径向外膨胀 【答案】C 【解析】平行电流同向相吸。 3． 如图，用同一导线做成的边长为L的正方形单匝线框abcd固定在磁场中，ab、bc边在垂直纸面向里的匀强磁场中，cd、da边在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小均为B。若a、b两端与恒压电源相连，通过ab边的电流大小为I，则金属框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. IBL C. BIL D. BIL 【答案】D 【解析】若a、b两端与恒压电源相连，假设电流从a点流入金属框，根据左手定则， 可知道金属框受到的安培力方向如图所示： 用同一导线做成的边长为L的正方形单匝线框，a、b两端与恒压电源相连时， 金属框被分为两个并联的电阻：adcb和ab。两个电阻之比为R1：R2＝3:1 根据并联电阻电压相等，由欧姆定律可知，流过两个电阻上的电流分别为I1：I2＝1：3， 通过ab边的电流大小为I,即I2＝I，所以I1＝I 则四方形导线框每一条边所受到的安培力分别为：Fad＝Fbc＝Fdc＝BI1L＝BIL，Fab＝BI2L＝BIL， 对金属框受力分析可知，金属框受到的安培力大小为：F＝BIL,故ABC错误, D正确。 4． 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）。从图中情况可以确定（ ） A.粒子从a到b，带正电 B.粒子从a到b，带负电 C.粒子从b到a，带正电 D.粒子从b到a，带负电 【答案】C　 【解析】由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，可知速度逐渐减小； 根据粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=可知，粒子的运动半径逐渐减小， 所以粒子的运动方向是从b到a；再根据左手定则可知粒子带正电，选项C正确。 5． 两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ） A.若速率相等，则半径必相等　 B.若质量相等，则周期必相等 C.若质量相等，则半径必相等 D.若动能相等，则周期必相等 【答案】B 【解析】粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有Bqv＝m，得r＝，T＝＝； 由于带电粒子的电量相等，B相同，对两粒子的圆轨迹，若速率相等而质量不等， 或者质量相等而速率不等，则半径r不同，故A、C错误；两粒子若质量相等，则周期必相等， 若动能相等，而速率不等，则二者质量不等，周期不相等，故B正确，D错误。 6． 如图，一光滑水平桌面上放着两个完全相同的金属圆环，彼此绝缘，静止在桌面上，当一个条形磁铁的N极竖直向下向着它们运动时，a、b两线圈的运动情况是 （ ） A．a、b均静止不动 B．a、b互相远离 C．a、b互相靠近 D．a、b受到向上有吸引而跳起 【答案】B 【解析】线圈等效为小磁针，N极向上，受到斜向下的推斥力，相互远离。 另解，磁通量增加，向减弱的方向移动，也是相互远离。 7． 如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是 （ ） A．无感应电流 B．有顺时针方向的感应电流 C．有逆时针方向的感应电流 D．无法确定 【答案】C 【解析】小圆环在大圆环的内外面积相等，但内部磁场方向垂直于纸面向里，外部是垂直于纸面向外，但内部磁场较强，所以磁通量代数和为垂直于纸面向里，增反减同，所以小圆环内的感应磁场向外，电流方向为逆时针，C正确。 8．穿过闭合回路的磁通量随时间变化的图像分别如图的（a）、（b）、（c）、（d）所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（　　） A．图（a）中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图（b）中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图（c）中回路在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势 D．图（d）中回路产生的感应电动势一直变小 【答案】C 【详解】A．图（a）中闭合回路的磁通量不变，则回路不会产生感应电动势，A错误； B．图（b）中闭合回路的磁通量均匀增加，则回路产生的感应电动势恒定不变，B错误； C．图（c）中图像的斜率等于磁通量的变化率，可知回路在时间内产生的感应电动势大于 在时间内产生的感应电动势，C正确； D．图（d）中回路中磁通量变化率先减小后增加，可知回路产生的感应电动势先减小后增加，D错误。 故选C。 9．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，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，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（　　） A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半 B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C．磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大 【答案】D 【详解】A．要想使粒子不断地在D形盒的缝隙中被同步加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中 回转的周期，故A错误； BCD．根据 粒子获得的最大动能为 所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D形盒半径R越大，磁感应强度B越大， 粒子获得的最大动能越大，故BC错误，D正确。 故选D。 10．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈和共轴，中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，所受的重力为，桌面对的支持力为，则（　） A．时刻 B．时刻 C．时刻 D．时刻 【答案】C 【详解】A．时刻，Q中电流均匀增加，则穿过P的磁通量增加，根据楞次定律可知，P有向下运动的 趋势，则，A错误； B．时刻，Q中电流不变，则在P中不会产生感应电流，则Q不会对P产生安培力，，B错误； C．时刻，Q中电流为零，则Q不会对P产生安培力，，C正确； D．时刻，Q中电流不变，则在P中不会产生感应电流，则Q不会对P产生安培力，，D错误。 故选C。 二、填空题（每空2分，共16分） 11．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b产生的磁场在导线a处的磁感应强度大小为B，导线a受到的磁场力大小为F。当新加一个与纸面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为3F，则此时导线b受到的磁场力大小为___________，新加匀强磁场的磁感应强度大小为___________。 【答案】 3F 2B或4B 【详解】[1][2]由左手定则可知，导线a受到b对它的磁场力方向向上，则导线b受到a对它的磁场力 方向向下。设新加的匀强磁场的磁感应强度大小为B1，若该磁场方向垂直纸面向里， 则对a： 解得 对b则有 方向向下； 若新加磁场方向垂直纸面向外，则对a： 解得 对b则有 方向向上。 所以导线b受到的磁场力大小为3F，新加匀强磁场的磁感应强度大小为2B或4B。 12．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，导体棒MN感应电流方向是_______,安培力水平________。 【答案】   N→M     向左 【详解】[1]导体棒向右运动，根据右手定则可知，导体棒MN感应电流方向是N→M ； [2]由左手定则可知，安培力水平向左。 13．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带______电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________(设线圈的面积为S)． 【答案】负；. 【解析】当磁场均匀增加时，根据楞次定律，电容器上极板为正极， 带电粒子静止于平行板电容器中间，重力等于电场力，电场力方向向上，则粒子带负电。 根据法拉第电磁感应定律，， 感应电动势等于电容器两板间的电压 带电粒子静止 ， 联立解得。 14．如图甲所示，一竖直放置的载流长直导线和abcd矩形导线框固定在同一竖直平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t=0到t=t1时间内，长直导线中电流i随时间变化如图乙所示，图中箭头表示电流i的正方向。 （1）线框中感应电流的方向为___________。 A．逆时针　　B．顺时针　　C．先顺时针再逆时针　　D．先逆时针再顺时针 （2）线框受到的安培力方向为__________。 A．水平向左　　B．水平向右　　C．先向左再向右　　D．先向右再向左 【答案】 （1）B （2）C 【详解】（1）由于长直导线中的电流先向上减小后向下增大，根据右手螺旋定则可知，长直导线在右侧产生的磁场方向先垂直纸面向里后垂直纸面向外，穿过线框的磁通量先垂直纸面向里减少后垂直纸面向外增加，根据楞次定律可知，线圈中产生沿adcba顺时针方向的电流。故选B。 （2）根据左手定则可知，线框ad边初始受到向左的安培力，bc边受到向右的安培力，又因为ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力的合力水平向左；之后直导线中的电流反向增大，线框ad边受到向右的安培力，bc边受到向左的安培力，ad边离直导线较近，所以受到的安培力较大，线框受到的安培力合力水平向右，故线框受到的安培力先水平向左，后水平向右。故选C。 三、实验题（每空2分，共8分） 15．如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，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。 （1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向______。 （2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。 （3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向______（填“左”或“右”）偏转。 （4）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是____________。 A．     B． C．    D． 【答案】 （1）见详解 （2）相反 （3）左 （4）A 【详解】（1）[1]由图可知，线圈中磁场的方向向上，根据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，指针向右偏转可知，线圈中电流方向由B流向A，如图所示 （2）[2]S极向下插入螺线管时，线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应该与原磁场 方向相反，且感应电流的磁场方向向下，阻碍磁通量的增加。 （3）[3]将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，感应电流的磁场应与 原磁场方向相同且向上，阻碍磁通量的减小，根据安培定则可判，线圈中感应电流方向由A到B， 即向左偏转，则电流表的指针向左。 （4）[4]AB．根据条形磁铁磁感线模型可知，线圈中磁场方向为竖直向下，当磁铁靠近时，线圈内磁场 强度增加，感应电流方向从上看为逆时针方向，电流从正极进入电流计，电流计指针向右偏，A正确， B错误； CD．根据条形磁铁磁感线模型可知，条形磁铁磁感线关于直线PQ对称，PQ经过线圈与铁芯的几何 中心，所以线圈内中的磁通量始终为零，磁铁靠近时磁通量不变，不会产生感应电流，CD错误。 故选A。 四、计算题（12分+12分+6分+16分） 16．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω；可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力．求： （1）弹体所受安培力大小； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？ （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量。 【答案】 （1）8×104 N　 （2）20 m　 （3）1.76×106 J 【解析】（1）由安培力公式F＝IBL＝8×104 N （2分） （2）方法一　由动能定理Fx＝mv2 弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得x＝20 m （3分） 方法二　由牛顿第二定律F＝ma 得加速度a＝4×105 m/s2 （1分） 由＝2as v＝4 km/s （1分） 代入数值得x＝20 m （1分） （3）根据F＝ma，v＝at知发射弹体用时 t＝＝1×10－2 s （2分） 发射弹体过程产生的焦耳热 Q＝I2(R＋r)t＝1.6×105 J （2分） 弹体的动能 Ek＝mv2＝1.6×106 J （2分） 系统消耗的总能量 E＝Ek＋Q＝1.76×106 J （1分） 17. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为，已知：B为速度选择器，磁场与电场正交，电场强度为E已知，磁感应强度未知；C为偏转分离器，磁感应强度为已知。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）加速后粒子的速度v为多少？ （2）速度选择器磁感应强度为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？ 【答案】（1）； （2）； （3） 【详解】（1）在加速电场中，根据动能定理有 解得 （4分） （2）粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子做匀速直线运动，则有 结合上述解得 （4分） （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力， 则有 解得 （4分） 18．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，求0至t1时间内通过电阻R1上的电流大小． 【答案】 【解析】由法拉第电磁感应定律得感应电动势为：E＝n＝nπr＝. （2分） 由闭合电路欧姆定律有I1＝，（2分） 联立以上各式解得通过电阻R1上的电流大小为I1＝. （2分） 19．水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。 （1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。 求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和的大小。 （2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平面内旋转。 ①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为，求的大小。 ②“电动机”效率为50%时，导体棒a的角速度。 【答案】 （1）;导体棒a顺时针切割磁感线； （2）①；② 【解析】（1）导体棒平衡，有 （1分） 电流为 （1分） A切割产生的电动势为 （1分） 联立可得 （1分） 根据左手定则和右手定则可知，导体棒a顺时针切割磁感线；（2分） （2）①空载时导体棒a所受安培力为零，则导体棒a的电流为零则导体棒a与导体棒b两端电压相等， 导体棒b的电流即恒流源电流I，既 （2分） 所以 （1分） ②设导体棒a切割的电动势为E，其电流为i，导体棒a与导体棒b两端电压相等， 即 ① （2分） （外部提供的电压(I-i)R，一部分抵消反向感应电动势，一部分产生电流i） 由于导体棒a上的速度随着到圆心距离均匀增大，机械功率 （2分） 在棒a上的热功率P2=i2r 且有 ② （2分） 由②解出i代入① 联立可得 （2分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 11 ) 2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷 ( 贴条形码区 考生禁填 ： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔 填涂 选择题填涂样例 ： 正确填涂 错误填 涂 [ × ] [ √ ] [ ／ ] 1 ．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2 ．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑 色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3 ．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4 ．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 ) ( 姓 名： __________________________ 准考证号： )答题卡 ( 一、选择题 （每小题 3 分 ， 共 30 分 ） 1 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 二 、 填空 题 （每空 2 分，共 16 分） 1 1 . ①. ____________________ ②. _______________________ 1 2 . ①. ____________________ ②. _______________________ 1 3 . ①. ____________________ ②. _______________________ 1 4 . ①. ____________________ ②. _______________________ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 三、实验题（每空 2 分，共 8 分） 1 5 . （ 1 ） （ 2 ） （ 3 ） （ 4 ） 四、计算题（ 12 分 +12 分 +6 分 +16 分） 1 6 . 17 . 18. 19. ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020 选择性必修第二册 第5、6章 4．难度系数：0.7 一、选择题（每小题3分，共30分） 1． 关于安培力和洛伦兹力，下列说法中不正确的是（　　） A．带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用 B．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 C．放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用 D．放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用 2． 如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ） A.沿轴线上下压缩 B.沿轴线上下拉伸 C.沿半径向内收缩 D.沿半径向外膨胀 3． 如图，用同一导线做成的边长为L的正方形单匝线框abcd固定在磁场中，ab、bc边在垂直纸面向里的匀强磁场中，cd、da边在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小均为B。若a、b两端与恒压电源相连，通过ab边的电流大小为I，则金属框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. IBL C. BIL D. BIL 4． 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）。从图中情况可以确定（ ） A.粒子从a到b，带正电 B.粒子从a到b，带负电 C.粒子从b到a，带正电 D.粒子从b到a，带负电 5． 两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ） A.若速率相等，则半径必相等　 B.若质量相等，则周期必相等 C.若质量相等，则半径必相等 D.若动能相等，则周期必相等 6． 如图，一光滑水平桌面上放着两个完全相同的金属圆环，彼此绝缘，静止在桌面上，当一个条形磁铁的N极竖直向下向着它们运动时，a、b两线圈的运动情况是 （ ） A．a、b均静止不动 B．a、b互相远离 C．a、b互相靠近 D．a、b受到向上有吸引而跳起 7． 如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是 （ ） A．无感应电流 B．有顺时针方向的感应电流 C．有逆时针方向的感应电流 D．无法确定 8．穿过闭合回路的磁通量随时间变化的图像分别如图的（a）、（b）、（c）、（d）所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（　　） A．图（a）中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图（b）中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图（c）中回路在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势 D．图（d）中回路产生的感应电动势一直变小 9．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，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，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（　　） A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半 B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C．磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大 10．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈和共轴，中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，所受的重力为，桌面对的支持力为，则（　） A．时刻 B．时刻 C．时刻 D．时刻 二、填空题（每空2分，共16分） 11．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b产生的磁场在导线a处的磁感应强度大小为B，导线a受到的磁场力大小为F。当新加一个与纸面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为3F，则此时导线b受到的磁场力大小为___________，新加匀强磁场的磁感应强度大小为___________。 12．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，导体棒MN感应电流方向是_______,安培力水平________。 13．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带______电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________(设线圈的面积为S)． 14．如图甲所示，一竖直放置的载流长直导线和abcd矩形导线框固定在同一竖直平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t=0到t=t1时间内，长直导线中电流i随时间变化如图乙所示，图中箭头表示电流i的正方向。 （1）线框中感应电流的方向为___________。 A．逆时针　　B．顺时针　　C．先顺时针再逆时针　　D．先逆时针再顺时针 （2）线框受到的安培力方向为__________。 A．水平向左　　B．水平向右　　C．先向左再向右　　D．先向右再向左 三、实验题（每空2分，共8分） 15．如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，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。 （1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向______。 （2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。 （3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向______（填“左”或“右”）偏转。 （4）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是____________。 A．     B． C．    D． 四、计算题（12分+12分+6分+16分） 16．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω；可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力．求： （1）弹体所受安培力大小； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？ （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量。 17. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为，已知：B为速度选择器，磁场与电场正交，电场强度为E已知，磁感应强度未知；C为偏转分离器，磁感应强度为已知。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）加速后粒子的速度v为多少？ （2）速度选择器磁感应强度为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？ 18．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，求0至t1时间内通过电阻R1上的电流大小． 19．水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。 （1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。 求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和的大小。 （2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平面内旋转。 ①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为，求的大小。 ②“电动机”效率为50%时，导体棒a的角速度。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 一、选择题（每小题3分，共30分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C C D C B B C C D C 二、填空题（每空2分，共16分） 11． 3F 2B或4B 12.   N→M     向左 13．负；. 14．（1）B （2）C 三、实验题（每空2分，共8分） 15．（1） （2）相反 （3）左 （4）A 四、计算题（12分+12分+6分+16分） 16.（1）由安培力公式F＝IBL＝8×104 N （2分） （2）方法一　由动能定理Fx＝mv2 弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得x＝20 m （3分） 方法二　由牛顿第二定律F＝ma 得加速度a＝4×105 m/s2 （1分） 由＝2as v＝4 km/s （1分） 代入数值得x＝20 m （1分） （3）根据F＝ma，v＝at知发射弹体用时 t＝＝1×10－2 s （2分） 发射弹体过程产生的焦耳热 Q＝I2(R＋r)t＝1.6×105 J （2分） 弹体的动能 Ek＝mv2＝1.6×106 J （2分） 系统消耗的总能量 E＝Ek＋Q＝1.76×106 J （1分） 17.（1）在加速电场中，根据动能定理有 解得 （4分） （2）粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子做匀速直线运动，则有 结合上述解得 （4分） （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力， 则有 解得 （4分） 18. 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为：E＝n＝nπr＝. （2分） 由闭合电路欧姆定律有I1＝，（2分） 联立以上各式解得通过电阻R1上的电流大小为I1＝. （2分） 19．（1）导体棒平衡，有 （1分） 电流为 （1分） A切割产生的电动势为 （1分） 联立可得 （1分） 根据左手定则和右手定则可知，导体棒a顺时针切割磁感线；（2分） （2）①空载时导体棒a所受安培力为零，则导体棒a的电流为零则导体棒a与导体棒b两端电压相等， 导体棒b的电流即恒流源电流I，既 （2分） 所以 （1分） ②设导体棒a切割的电动势为E，其电流为i，导体棒a与导体棒b两端电压相等， 即 ① （2分） （外部提供的电压(I-i)R，一部分抵消反向感应电动势，一部分产生电流i） 由于导体棒a上的速度随着到圆心距离均匀增大，机械功率 （2分） 在棒a上的热功率P2=i2r 且有 ② （2分） 由②解出i代入① 联立可得 （2分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1 1 2024-2025 学年高二物理下学期第三次月考卷 答题卡 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 一、选择题（每小题 3 分，共 30 分） 1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 二、填空题（每空 2 分，共 16 分） 11. ①.____________________ ②. _______________________ 12. ①.____________________ ②. _______________________ 13. ①.____________________ ②. _______________________ 14. ①.____________________ ②. _______________________ 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准 条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑色签字笔 答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案 无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 三、实验题（每空 2 分，共 8 分） 15. （1） （2） （3） （4） 四、计算题（12 分+12 分+6 分+16 分） 16. 17. 18. 19. 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷 （考试时间：60分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．测试范围：沪科版2020 选择性必修第二册 第5、6章 4．难度系数：0.7 一、选择题（每小题3分，共30分） 1． 关于安培力和洛伦兹力，下列说法中不正确的是（　　） A．带电粒子在磁场中运动时，有可能不受洛伦兹力作用 B．洛伦兹力对运动电荷一定不做功 C．放置在磁场中的通电直导线，一定受到安培力作用 D．放置在磁场中的通电直导线，有可能不受安培力作用 2． 如图，在薄金属圆筒表面上通以与其轴线平行、分布均匀的恒定电流时，该圆筒的形变趋势为（ ） A.沿轴线上下压缩 B.沿轴线上下拉伸 C.沿半径向内收缩 D.沿半径向外膨胀 3． 如图，用同一导线做成的边长为L的正方形单匝线框abcd固定在磁场中，ab、bc边在垂直纸面向里的匀强磁场中，cd、da边在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小均为B。若a、b两端与恒压电源相连，通过ab边的电流大小为I，则金属框受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. IBL C. BIL D. BIL 4． 一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所示。径迹上的每一小段都可近似看成圆弧。由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电荷量不变）。从图中情况可以确定（ ） A.粒子从a到b，带正电 B.粒子从a到b，带负电 C.粒子从b到a，带正电 D.粒子从b到a，带负电 5． 两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ） A.若速率相等，则半径必相等　 B.若质量相等，则周期必相等 C.若质量相等，则半径必相等 D.若动能相等，则周期必相等 6． 如图，一光滑水平桌面上放着两个完全相同的金属圆环，彼此绝缘，静止在桌面上，当一个条形磁铁的N极竖直向下向着它们运动时，a、b两线圈的运动情况是 （ ） A．a、b均静止不动 B．a、b互相远离 C．a、b互相靠近 D．a、b受到向上有吸引而跳起 7． 如图所示，小金属环和大金属环重叠在同一平面内，两环相互绝缘，小环有一半面积在大环内，当大环接通电源的瞬间，小环中感应电流的情况是 （ ） A．无感应电流 B．有顺时针方向的感应电流 C．有逆时针方向的感应电流 D．无法确定 8．穿过闭合回路的磁通量随时间变化的图像分别如图的（a）、（b）、（c）、（d）所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（　　） A．图（a）中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图（b）中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图（c）中回路在时间内产生的感应电动势大于在时间内产生的感应电动势 D．图（d）中回路产生的感应电动势一直变小 9．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，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，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为，加速电压为U，下列说法正确的是（　　） A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半 B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大 C．磁感应强度B越小，粒子获得的最大动能越大 D．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大 10．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈和共轴，中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，所受的重力为，桌面对的支持力为，则（　） A．时刻 B．时刻 C．时刻 D．时刻 二、填空题（每空2分，共16分） 11．如图，两根平行放置的长直导线a和b通有大小均为I、方向相反的电流，此时导线b产生的磁场在导线a处的磁感应强度大小为B，导线a受到的磁场力大小为F。当新加一个与纸面垂直的匀强磁场后，导线a受到的磁场力大小变为3F，则此时导线b受到的磁场力大小为___________，新加匀强磁场的磁感应强度大小为___________。 12．如图所示，光滑平行金属导轨PP′和QQ′，都处于同一水平面内，P和Q之间连接一电阻R，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现在将垂直于导轨放置一根导体棒MN，用一水平向右的力F拉动导体棒MN，导体棒MN感应电流方向是_______,安培力水平________。 13．如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带______电，若线圈的匝数为n，平行板电容器的板间距离为d，粒子的质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率为________(设线圈的面积为S)． 14．如图甲所示，一竖直放置的载流长直导线和abcd矩形导线框固定在同一竖直平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行。在t=0到t=t1时间内，长直导线中电流i随时间变化如图乙所示，图中箭头表示电流i的正方向。 （1）线框中感应电流的方向为___________。 A．逆时针　　B．顺时针　　C．先顺时针再逆时针　　D．先逆时针再顺时针 （2）线框受到的安培力方向为__________。 A．水平向左　　B．水平向右　　C．先向左再向右　　D．先向右再向左 三、实验题（每空2分，共8分） 15．如图1为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置，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。 （1）将条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图2所示。请在图2中标出螺线管中的感应电流方向______。 （2）经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。 （3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向______（填“左”或“右”）偏转。 （4）有同学又用图1中的器材完成了如下实验。条形磁铁的轴线和铁芯的轴线及连接线圈和电流计的导线在同一平面内，铁芯、线圈及条形磁铁的几何中心均在与铁芯垂直的PQ连线上。条形磁铁分别与线圈相互平行或相互垂直放置，使其沿QP方向靠近线圈。在如下情形中能观察到明显的电磁感应现象，且图中标出的电流计指针偏转方向正确的是____________。 A．     B． C．    D． 四、计算题（12分+12分+6分+16分） 16．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω；可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力．求： （1）弹体所受安培力大小； （2）弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？ （3）弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量。 17. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，加速电压为，已知：B为速度选择器，磁场与电场正交，电场强度为E已知，磁感应强度未知；C为偏转分离器，磁感应强度为已知。今有一质量为m、电荷量为q的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）加速后粒子的速度v为多少？ （2）速度选择器磁感应强度为多少？ （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R为多大？ 18．如图甲所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1.在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0.导线的电阻不计，求0至t1时间内通过电阻R1上的电流大小． 19．水平放置的金属细圆环P的半径为l，其内部充满方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电阻为r，长度恰为l的细导体棒a一端搭接在细圆环上，可绕圆心处的金属细圆柱O在水平面内转动。两平行竖直金属导轨的间距为d，其中M导轨与小圆柱O相连，N导轨与圆环P相连，两导轨上方通过电键K连接能提供恒定电流大小为I，方向水平向右的恒流源S。质量为m，电阻为R的均匀导体棒b水平搁置在固定支架上并与两导轨紧密接触，棒b处在方向垂直于导轨平面向内的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。除了导体棒a和导体棒b外其余电阻不计，一切摩擦不计。 （1）若电键K断开，外力使导体棒a以某一角速度匀速转动时导体棒b对支架的作用力恰好为0。 求此时导体棒a的旋转方向（俯视图）和的大小。 （2）若电键K闭合，导体棒a作为“电动机”在水平面内旋转。 ①“电动机”空载时导体棒a所受安培力为零，其匀速转动的角速度记为，求的大小。 ②“电动机”效率为50%时，导体棒a的角速度。 试题 第7页（共8页） 试题 第8页（共8页） 试题 第5页（共8页） 试题 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 $$