精品解析：云南省曲靖市宣威市第六中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题

宣威六中高二物理10月月考试卷 一、选择题（单选每题4分，多选每题6分，共46分） 1. 如图所示的四种情况中，满足磁铁与线圈相互排斥且通过R的感应电流方向从b到a的是（　　） A. B. C. D. 2. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　） A. M带正电，N带负电 B. M的速率小于N的速率 C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的运动时间等于N的运动时间 3. 甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中增大两盒间电势差可增大出射粒子的最大动能 B. 图乙中可以判断出通过R的电流方向为从a到b C. 图丙中粒子沿直线 PQ运动的条件是 D. 图丁中在分析同位素时，轨迹半径最小的粒子对应质量最大 4. 如图1所示，一半径为r的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的规律如图2所示。下列关于该线圈中的感应电流方向与感应电动势大小的说法，正确的是（　　） A. 顺时针方向， B. 顺时针方向， C. 逆时针方向， D. 逆时针方向． 5. 如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框oab，其中ab是半径为R的圆弧，直线段oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕o点逆时针转动，则下列说法正确的是（　　） A. B. 感应电流方向b→a→o C. D. 6. 如图所示，先后用一垂直于cd边的恒定外力以速度和匀速把一正方形导线框拉出有界的匀强磁场区域，，拉出过程中ab边始终平行于磁场边界。先后两次把导线框拉出磁场情况下，下列结论正确的是（　　） A. 感应电流之比 B. 外力大小之比 C. 拉力的功率之比 D. 通过线框的电荷量之比为1∶2 7. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2.螺线管导线电阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝5 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 螺线管中产生的感应电动势为1.2 V B. 闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 C. 电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10-2 W D. S断开后，通过R2的电荷量为1.8×10-5 C 9. 两条平行导轨倾斜地固定在绝缘地面上，导轨间距为d，在导轨的底端连接一阻值为R的定值电阻，在空间加一垂直导轨平面向上的匀强磁场，将一质量为m、阻值为R、长度为d的金属杆垂直地放在导轨上，给金属杆一沿斜面向上的大小为v的初速度，当其沿导轨向上运动的位移大小为x时，速度减为零，已知导轨的倾角为α、金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ、重力加速度为g．则金属杆从出发到到达最高点的过程中，下列说法正确的是(　　) A. 金属杆所受安培力的最大值为 B. 金属杆克服安培力做的功为 C. 定值电阻产生的热量为 D. 金属杆减少的机械能为 10. 如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件组成，LM393输出的时钟电流（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流I从霍尔元件的A端流入，从F端流出。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔原件的工作面水平向左，测得CD端电压为U。已知霍尔元件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，霍尔原件沿AF方向的长度为，沿CD方向的宽度为，沿磁场方向的厚度为h，下列说法正确的是（ ） A. C端的电势高于D端 B. 若将匀强磁场的磁感应强度减小，CD间的电压将增大 C. 自由电子的平均速率为 D. 可测得此时磁感应强度 二、实验题（共16分） 11. 长郡中学物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，用20分度游标卡尺测量了管道内径d，测量结果如图甲所示。如图乙所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动，测得电压表的示数为U。 （1）管道内径d=______mm。 （2）电压表正接线柱与______（填“上侧”或“下侧”）金属探片相连。 （3）通过此管道的污水流量Q=______（单位时间内流过管道污水的体积，用题中所给符号表示）。 12. 某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材研究两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线。 （1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 （2）若定值电阻，令，，由图乙中实验图线的拟合方程可得，电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （3）根据实验测得的电池的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为x=________Ω，y=________W（结果均保留2位有效数字）。 三、计算题（共38分） 13. 如图所示，平面直角坐标系中，第Ⅱ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m，带电量为q的粒子由第Ⅱ象限中的点，以速度平行于x轴正方向射出，恰好由坐标原点O射入磁场。若不计粒子重力，求： （1）电场强度E的大小； （2）若粒子经过磁场偏转后，回到电场中又恰好能经过P点，求磁感应强度的大小； （3）粒子从P点出发回到P所用时间。 14. 如图所示，我国空间站在半径为r的轨道上绕地球做匀速圆周运动，角速度为；为探测空间环境，长为l的金属机械臂调整至指向地心方向，使其另一端连接的探测卫星随空间站同步转动；机械臂所在位置地磁场的方向如图，磁感应强度大小为B。若地球质量为M，引力常量为G；可视为质点的探测卫星质量为m，忽略卫星和空间站之间的万有引力。求机械臂： （1）两端电动势的大小E； （2）对卫星的拉力大小F。 15. 如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻，导轨间距为L=lm．一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，导轨平面的倾角为=30°，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T．今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C．（取g=10m/s2），求： （1）当AB下滑速度为2m/s时加速度a的大小； （2）AB下滑的最大速度vm的大小； （3）AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量QR． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宣威六中高二物理10月月考试卷 一、选择题（单选每题4分，多选每题6分，共46分） 1. 如图所示的四种情况中，满足磁铁与线圈相互排斥且通过R的感应电流方向从b到a的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】CD.由“来拒去留”可知，磁铁靠近线圈时磁铁与线圈相互排斥，故选项CD错误； 由B图可知，当磁铁N极竖直向下运动时，穿过线圈的磁场方向向下增大，由楞次定律可知感应电流的磁场向上，则由右手螺旋定则可知电流方向从a经过R到b．故B错误，A正确；故选A． 2. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是（　　） A. M带正电，N带负电 B. M的速率小于N的速率 C. 洛伦兹力对M、N做正功 D. M的运动时间等于N的运动时间 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可判断出N带正电，M带负电，故A错误； B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得 可得 由于两粒子的质量和电荷量都相等，且M粒子的轨道半径大于N粒子的轨道半径，则M的速率大于N的速率，故B错误； C．洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，对M、N均不做功，故C错误； D．粒子在磁场中运动半周，即运动时间为周期的一半，则有 由于两粒子的质量和电荷量都相等，则M的运动时间等于N的运动时间，故D正确。 故选D。 3. 甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、速度选择器、质谱仪的结构示意图，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中增大两盒间电势差可增大出射粒子的最大动能 B. 图乙中可以判断出通过R的电流方向为从a到b C. 图丙中粒子沿直线 PQ运动的条件是 D. 图丁中在分析同位素时，轨迹半径最小的粒子对应质量最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，则有 可得粒子最大速度为 粒子最大动能为 可知粒子获得的最大动能与加速电压无关，故A错误； B．根据左手定则可以判断正离子会向B极板偏转，负离子会向A极板偏转，B极板带正电，A极板带负电，则通过R的电流方向为从b到a，故B错误； C．图丙中粒子沿直线 PQ运动的条件是 可得 故C正确； D．粒子经过加速电场，根据动能定理可得 粒子进入匀强磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 联立可得 可知图丁中在分析同位素时，轨迹半径最小的粒子对应质量最小，故D错误。 故选C。 4. 如图1所示，一半径为r的单匝圆形铜线圈固定在纸面内，处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的规律如图2所示。下列关于该线圈中的感应电流方向与感应电动势大小的说法，正确的是（　　） A. 顺时针方向， B. 顺时针方向， C. 逆时针方向， D. 逆时针方向． 【答案】A 【解析】 【详解】由题图2可知，穿过圆形铜线圈的磁感应强度随时间逐渐增大，由楞次定律和安培定则可知，该线圈中的感应电流沿顺时针方向；又由法拉第电磁感应定律可得感应电动势大小为 故选A。 5. 如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框oab，其中ab是半径为R的圆弧，直线段oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕o点逆时针转动，则下列说法正确的是（　　） A. B. 感应电流方向b→a→o C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】B．由于转动过程，导线框的磁通量保持不变，所以导线框中不产生感应电流，故B错误； C．对于oab部分，根据右手定则可知，产生的感应电动势方向由b→a→o，则b端相当于电源的负极，o端相当于电源的正极，所以电势关系为 故C错误； A.对于oa部分，则有 则有 故A错误； D．对于ob部分，则有 由几何关系可得 则有 故D正确。 故选D。 6. 如图所示，先后用一垂直于cd边的恒定外力以速度和匀速把一正方形导线框拉出有界的匀强磁场区域，，拉出过程中ab边始终平行于磁场边界。先后两次把导线框拉出磁场情况下，下列结论正确的是（　　） A. 感应电流之比 B. 外力大小之比 C. 拉力的功率之比 D. 通过线框的电荷量之比为1∶2 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 因为 可知感应电动势之比为 根据 可知感应电流之比 选项A错误； B．根据 可知外力大小之比 选项B正确； C．根据 拉力的功率之比 选项C错误； D．根据 可知，通过线框的电荷量之比为1∶1，选项D错误。 故选B。 7. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设运动的速度为v，线框总电阻为R，线框进入磁场0~L时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针，大小为 线框进入磁场L~3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，感应电流方向为逆时针，大小为 线框离开磁场0~L时，金属线切割磁感线的有效长度为2L，从左侧长边进入磁场，至右侧的中间短边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为 线框离开磁场L~3L时，金属线切割磁感线的有效长度为3L，从右侧中间短边离开磁场，至左侧长边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为 故选A。 8. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n＝1 500匝，横截面积S＝20 cm2.螺线管导线电阻r＝1 Ω，R1＝4 Ω，R2＝5 Ω，C＝30 μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 螺线管中产生的感应电动势为1.2 V B. 闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板带正电 C. 电路中的电流稳定后，电阻R1的电功率为5×10-2 W D. S断开后，通过R2的电荷量为1.8×10-5 C 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知，螺线管内产生的电动势为 E＝nS＝1 500× ×20×10－4 V＝1.2 V 故A正确； B．根据楞次定律，当穿过螺线管的磁通量增加时，螺线管下部可以看成电源的正极，则电容器下极板带正电，故B错误； C．电流稳定后，电流为 电阻R1上消耗的功率为 P＝I2R1＝0.122×4 W＝5.76×10－2 W 故C错误； D．开关断开后通过电阻R2的电荷量为 Q＝CU＝CIR2＝30×10－6×0.12×5 C＝1.8×10－5 C 故D正确。 故选AD。 9. 两条平行导轨倾斜地固定在绝缘地面上，导轨间距为d，在导轨的底端连接一阻值为R的定值电阻，在空间加一垂直导轨平面向上的匀强磁场，将一质量为m、阻值为R、长度为d的金属杆垂直地放在导轨上，给金属杆一沿斜面向上的大小为v的初速度，当其沿导轨向上运动的位移大小为x时，速度减为零，已知导轨的倾角为α、金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ、重力加速度为g．则金属杆从出发到到达最高点的过程中，下列说法正确的是(　　) A. 金属杆所受安培力的最大值为 B. 金属杆克服安培力做的功为 C. 定值电阻产生的热量为 D. 金属杆减少的机械能为 【答案】BD 【解析】 【详解】A、金属杆开始运动时速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大，所受的安培力最大，由、、得最大安培力为，故选项A错误； B、根据能量守恒定律可知，上滑过程中电流做功产生的热量为：，由功能关系可知金属杆克服安培力做的功为，故选项B正确； C、由于整个电路所产生的热量为，则定值电阻产生的热量为，故选项C错误； D、上滑的过程中金属杆的动能减少，重力势能增加，所以金属杆损失的机械能为 ，故选项D正确； 故选选项BD． 10. 如图所示是利用霍尔效应测量磁场的传感器，由运算芯片LM393和霍尔元件组成，LM393输出的时钟电流（交变电流）经二极管整流后成为恒定电流I从霍尔元件的A端流入，从F端流出。磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔原件的工作面水平向左，测得CD端电压为U。已知霍尔元件的载流子为自由电子，单位体积的自由电子数为n，电子的电荷量为e，霍尔原件沿AF方向的长度为，沿CD方向的宽度为，沿磁场方向的厚度为h，下列说法正确的是（ ） A. C端的电势高于D端 B. 若将匀强磁场的磁感应强度减小，CD间的电压将增大 C. 自由电子的平均速率为 D. 可测得此时磁感应强度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．已知霍尔元件的载流子为自由电子，电流方向从A流向F，则左手定则可得电子偏向D端，则C端的电势高于D端，故A正确 B．根据 可得 若将匀强磁场的磁感应强度减小，CD间的电压将减小，故B错误 C．根据电流微观表达式 可得 故C错误 D．由 ， 联立可得 故D正确。 故选AD。 二、实验题（共16分） 11. 长郡中学物理兴趣小组为调查研究小化工厂排污口管道的排污量，找来一个圆形塑料空管作为排污管道，用20分度游标卡尺测量了管道内径d，测量结果如图甲所示。如图乙所示，在管道位置施加水平向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，沿管道内壁上下两侧紧贴内壁插入金属探片M和N，两金属探片间距等于管道内直径，并用灵敏电压表与金属探片相连。然后让含有大量正负离子的污水充满整个管道流动，测得电压表的示数为U。 （1）管道内径d=______mm。 （2）电压表正接线柱与______（填“上侧”或“下侧”）金属探片相连。 （3）通过此管道的污水流量Q=______（单位时间内流过管道污水的体积，用题中所给符号表示）。 【答案】 ①. 20.30 ②. 上侧 ③. 【解析】 【详解】(1)[1]由甲图可知主尺刻度为20mm，游标刻度为 故管道内径为 (2)[2]由乙图可知，带负电荷的粒子在管道中运动时受到向下的洛伦兹力，在正电荷的粒子受到向上的洛伦兹力，可见上侧聚集正电荷，下侧聚集负电荷，故上侧电势高于下侧的电势，故正极与上侧相连。 (3)[3]当粒子受到电场力与洛伦兹力等大反向时，电压不再增加，可得 通过此管道的污水流量 联立两式解得 12. 某同学利用DIS系统、定值电阻R0、电阻箱R等实验器材研究两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线。 （1）某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为________Ω。 （2）若定值电阻，令，，由图乙中实验图线的拟合方程可得，电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。 （3）根据实验测得的电池的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的y-x图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为x=________Ω，y=________W（结果均保留2位有效数字）。 【答案】（1）12.0 （2） ①. ②. 2.0 （3） ①. 2.0 ②. 0.22 【解析】 【小问1详解】 由电阻箱的读数规则可知，此时电阻箱的读数为 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律有 整理则有 结合题中图线的解析式，有 解得 [2]由 解得 【小问3详解】 [1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有 结合题图有 由之前的分析可知 题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当x=r时，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以 三、计算题（共38分） 13. 如图所示，平面直角坐标系中，第Ⅱ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m，带电量为q的粒子由第Ⅱ象限中的点，以速度平行于x轴正方向射出，恰好由坐标原点O射入磁场。若不计粒子重力，求： （1）电场强度E的大小； （2）若粒子经过磁场偏转后，回到电场中又恰好能经过P点，求磁感应强度的大小； （3）粒子从P点出发回到P所用时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上有 竖直方向上有 ， 联立解得 【小问2详解】 根据题意，设粒子进入磁场时速度与轴夹角为，则有 解得 则粒子进入磁场时的速度为 根据粒子在磁场中的运动规律及对称性，画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系有 解得 又有 联立解得 【小问3详解】 根据上述分析可知，粒子在电场中的运动时间为 粒子在磁场中的运动时间为 则粒子从P点出发回到P所用时间 14. 如图所示，我国空间站在半径为r的轨道上绕地球做匀速圆周运动，角速度为；为探测空间环境，长为l的金属机械臂调整至指向地心方向，使其另一端连接的探测卫星随空间站同步转动；机械臂所在位置地磁场的方向如图，磁感应强度大小为B。若地球质量为M，引力常量为G；可视为质点的探测卫星质量为m，忽略卫星和空间站之间的万有引力。求机械臂： （1）两端电动势的大小E； （2）对卫星的拉力大小F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）空间站的速度 卫星的速度 机械臂两端的电动势 解得 （2）对卫星，由牛顿第二定律 解得 15. 如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连接一个阻值R=8Ω的电阻，导轨间距为L=lm．一质量为m=0.1kg，电阻r=2Ω，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，导轨平面的倾角为=30°，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T．今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C．（取g=10m/s2），求： （1）当AB下滑速度为2m/s时加速度a的大小； （2）AB下滑的最大速度vm的大小； （3）AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量QR． 【答案】（1）1.5m/s2　（2）8m/s　（3）0.64J 【解析】 【详解】（1）取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系 ① ② 摩擦力 ③ 安培力④ ⑤ ⑥ 联立上式，解得 当v=2m/s时，a=1.5m/s2 （2）由上问可知 ，故AB做加速度减小的加速运动 当a=0． （3）从静止开始到匀速运动过程中 ，．而 联立可得 ： 设两电阻发热和为, 电阻串联则 由能量守恒可知 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $