（D卷）物理D试题-【1号卷·A10联盟】2024届高二上学期12月学情检测

/号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测 物理参考答案D 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案。 题号 1 2 345 678 答案ABDC B 1.A变化的电流产生变化的磁场，金属物品中会感应出涡流，涡流产生的磁场反过来影响探雷器线圈， 触发报警，故A正确；电流的热效应是电能转化为热能，与探雷器报警机制无关，故B错误；电磁 阻尼是指导体在磁场中运动时因涡流产生的阻力，而探雷器中的金属物品是被动产生涡流，并非因 运动受阻，故C错误；静电感应是静电场中导体电荷重新分布的现象，而探雷器涉及变化的磁场， 故D错误。 2.B由法拉第电磁感应定律可知线圈中产生的感应电动势的大小为E=n△她=n△B S=10×0.2×0.52V △t △t 05Y,由欧越定律可得感应电流的大小为1一看-0A=0125A,由楞欢定律可知感应电流的 方向为逆时针方向。故选B。 3.D开始时线圈上端点α与匀强磁场边界AB相切，线圈不受安培力的作用，则有示数F=G，提起时， 线圈受到安培力F安=B·1,1为等效长度，根据左手定则判断，安培力方向向下，根据受力平衡可 得示数F,=G+F,将线圈沿竖直方向缓慢上提，等效长度先增大后减小，则弹簧测力计示数先变 大后变小，故D正确。 4.C闭合开关S后，灯泡A与线圈L并联，电流瞬间通过灯泡A,因此灯泡A会立即变亮，随后线圈L 的阻碍作用减小，电流逐渐增大，灯泡A逐渐变暗，最终被线圈L短路而熄灭，故A错误；闭合 开关S后，灯泡B与定值电阻并联，因此灯泡B立即变亮且亮度不变，故B错误；断开开关S后， 线圈L的自感会阻碍电流减小，与灯泡A形成闭合回路，线圈L中的电流瞬间通过灯泡A,使灯泡 A闪亮一下，随后电流逐渐减小灯泡A逐渐变暗，直至熄灭，故C正确；断开开关S后，灯泡B 所在支路的电流瞬间消失，灯泡B立即熄灭，故D错误。 5.A根据电流的热效应计算电流的有效值R.工+IR.T=IPRT,可得流过电阻的电流的有效值 2 I=0.1W10A,电阻两端电压的有效值为U=R=10V,故选A。 2 6.C转过90的过程中，根据右手定则可知，感应电流的方向为由2到P,电流方向不变，故A错误； 此位置和再转180°的位置都是中性面，穿过线框的磁通量都是最大，但是磁感线穿入线框的面发生 了改变，所以磁通量变化量不为零，故B错误；该时刻线框处于中性面位置，穿过线框的磁通量最 大，线框转动时速度方向平行于磁场方向，磁通量变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零， 故C正确，D错误。 7.D设原线圈中的电流为I,,副线圈中电流为12，当滑片P向下移动时，电阻3增大，副线圈电路中 的总电阻增大。酬线阔中电流渡小，由子片-号，则诚小，由=风。电压表y的示数变 小：故A销关，由C=-以，原线衡两编的电压金大，由号-号一子，得到骏题电压=2远 可知电压表V,的示数变大，故B错误；由1=g得R,中的电流变大，由，=1+I可得电流表A R 中的示数I变小，故C错误；U。=U1+U=U1+2U2,故D正确。 8、B根据洛伦兹力提供向心力有qvB=m兰，解得r=h,如图所示，接收板接收到离子的区域长度为 PQ=AP+AQ=√(2r)2-+r=(5+1)h,故A错误；当离子的运动轨迹与接收板两侧相切时，离 乡卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理参考答案第1页共4页 D 子恰好能被接收板接收，此时离子在O点的速度方向间的夹角等于180°，所以能被接收的离子占总 离子的}，故B正确；当离子打到A点时运动时间最短，则被M××4×××N 接收的离子运动品氨润为“名专需需皮c供 误；离子在右侧轨迹与MN相切时运动时间最长，则被接收的 , 离子运动最长时间为燃=T=4·2g=20B,國 故D错误。 2gB 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选 对但不全的得3分，有选错的得0分。 题号 9 10 答案 BD ABD 9.BD若金属棒做匀变速直线运动，则有v2=2ax,可得v=√2am,则v一x图像不是一条直线，故A错 误；由图乙可知当x=lm时，金属棒的速度为2m/s,金属棒产生的感应电动势E=BLv1=2V,此 时的电流I=E=,2A=0,5A,安培力F套=BL=0.5N,故B正确；运动过程中金属棒受拉 R+r3+1 力、安培力及摩擦力作用，金属棒做加速运动，动能增加，故拉力做的功大于金属棒克服安培力 和摩擦力所做的功之和，故C错误；由功能关系可知金属棒从起点运动到x=0.5处的过程中， 回路产生的焦耳热等于金属棒克服安培力所做的功即Q=印=Fx=x,从题图乙中图线与 R+r 坐标轴围成的面积的物理意义可知x=×1×0.5m215=m2/s,解得该过程回路产生的焦耳热 2 41 Q=6,故D正确。 10.ABD粒子运动过程中，洛伦兹力始终与速度方向垂直而不做功，根据动能定理得 -96=m听-m6,解得，-6-29，选项A正确：将粒子进入叠加场的初迷度%，看 m 成两个水平向右分速度、%的合成，其中分迪度4满足④B=95,解得%=骨，另一分速度 满足y,=以。一。=2-片=：，则粒子在电磁场中的运动可分解为以4水平向右做匀速直缪 运动和以y,做匀速圆周运动，其中以速率y,做匀速圆周运动过程中由洛伦兹力提供向心力，可 知粒子运动过程受到的合力大小为P公=9%，B=?B=9吧，根据牛顿第二定律可知带电粒子的 加速度大小为a=金=9E,选项B正确；粒子的合速度为分速度y与，的合成，其中y的大 小方向均保持不变，y,的大小不变，方向时刻发生改变，当y2方向与y方向相反时，粒子的合 速度最小，则有v=y-,=￡￡=0，可知粒子受到的洛伦兹力最小值为零，而粒子受到 BB 的电场力保持不变，选项C错误；粒子以速率y,做匀速圆周运动过程中由洛伦兹力提供向心力， E 则有B=m三，解得，=m_豆.mE,若s= =gB=P,可知粒子从射入该区域到P点 gB gB gB2 1 1、2πm_m 所用时间至少为tm=,T=×子 4gB2aB,选项D正确 三、非选择题：本大题共4小题，共58分。 11.(10分) 【答案】(1)向下；向右(2)A (3)D1;相反（每空2分） 【解析】 (1)将条形磁铁S极向下插人螺线管时，由右手螺旋定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下， 乡卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理参考答案第2页共4页 D 感应电流方向为从B经螺线管到A,电流由电流计的正极流入，指针向右偏转。 (2)将磁铁插入的速度越大，可知穿过螺线管的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，则感应电 流越大，电流计指针偏转幅度越大，故A正确，B错误；将磁铁的N极向下插入螺线管，则穿过螺 线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流由电流计的负极流入，电流计指针向左偏转，故© 错误；将磁铁的N极向下，并将其从中抽出，则穿过螺线管的磁通量减小，由楞次定律可知，感应 电流由电流计的正极流入，指针向右偏转，故D错误。 (3)将条形磁铁N极向下插人螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从上端 经螺线管到下端，可观察到发光二极管D1短暂发光；由此可知，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相反。 12.（12分) (1)设原、副线圈回路中电流分别为1、2，由：P=R(2分) 可得1：2=1：3 （1分) 根据：马-3 (2分) L2% 解得：m1:2=3:1（1分) (2)设理想变压器原、副线圈的输人电压为、，初级所接电阻两端电压为，根据：P= R 解得：U2=3U1（1分) 丛=h 根据：U2 (1分) 可得：U1=3U2=9U1（1分) 原线圈回路中有：U=U1+U,(1分)》 其中：U=2N5V=220v(1分) √2 y 解得：U=22V（1分) 13.（16分) (1)带电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：g%B=m上 (2分) 作出粒子运动轨迹如图所示 根据几何关系有：(2L-5)2=2+2（2分) 解得：y=3gBL (1分) 4m (2)粒子从P点射出且不进人圆形区域的临界轨迹如图所示 当粒子轨迹和圆区域最高点相切时， 由儿何知识可知半径为：三 (1分) 洛伦兹力提供向心力：g,B=m生 解得：5=9B☑ (1分) 2m 当粒子轨迹和无磁场圆最低点相切时， 由几何知识可知半径为：5=3弘 2 (1分) 洛伦兹力提供向心力：g%,B=m兰 /号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理参考答案第3页共4页 D 解得：y=3qBL (1分) 2m 故粒子速度大小范围为：0<v≤9BL和v≥3gBL(1分) 2m 2m (3若该粒子从P点以初速度v=Bg业，根据洛伦兹力提供向心力可知：vB=m 2 m 轨迹圆半径为：r=L (1分) 周期：T=2m （1分) 2(0,2L) gB 能够再次回到P点，粒子运动的轨迹如图所示，轨迹与圆的交 点形成一个等边三角形，边长为√L,粒子从P点出发回到P 点经过3个240圆弧和3条边长。经过的时间为： 1=3x2r+3x5L_（4机+3W5)m (2分) qB 经过的路程为：s=3×2×2m+35L=(4r+3)L （2分) 14.(20分) (1)对金属棒进行受力分析，沿斜面方向安培力：F,=BL=B (2分) +r 根据牛顿第二定律有：mg sin6-umg cos0- B'Lv =ma （2分) R+r 代入数据得：a=2m/s2 (1分) (2)当金属棒的加速度为零时，速度达到最大，则有：mgsn日=mgo+B产B。 (2分) R+r 解得：vm=5ms（1分) 可知当速度最大时，电流最大，此时电功率最大，则有：1=BL=2.5A (2分) R+r 最大功率：P=12R=18.75W （2分) (3)流经电阻的电量：g=7,7=E △Φ ,△D=Bx R+r E=n- △t 化简得：9三2分 代入数据求得金属棒下滑的距离：x=6m (1分) 1 根据能量守恒有：mg sin0x=umg cos0:x+Q+二mv2（2分) 解得：2=5J 散电阻R上产生的焦耳热：Qa=P十，O (2分) 解得：9=3.75J（1分) 以上试题其他正确解法均给分 /号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理参考答案第4页共4页 D13.(16分) 如图，在xOy平面内，有圆心为O、半径为L的圆形区域，圆形区域内无磁场，圆形区域 外存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为g的带 正电的粒子位于坐标为(0,2L)的P点，粒子从P点以某一速度沿x轴正方向射出，粒子 的重力忽略不计。 (1)若该粒子经磁场偏转后恰能经过O点，求粒子的速度大小； (2)若该粒子从P点射出后不进入圆形区域，求粒子的速度大小范围； (3)若该粒子射出的速率v=BgL,且能够再次回到P点，求该粒子从射出到再次过P点所经 m 历的时间和路程。 P(0,2L) ∥号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第7页共8页 14.(20分) 如图，倾角=30°、间距L=lm的两根足够长的平行金属导轨MN、P固定在绝缘斜面上 /多卷·A10联盟2024级高二12月学情检测 上端接有一阻值R=3Q的定值电阻。整个斜面处于垂直斜面向上、磁感应强度B-2T的匀 强磁场中。有一质量m=2kg、电阻，=12的金属棒ab,从导轨上某点静止开始下滑。电路 物理试题D 中其余电阻不计，不计其他一切阻力的影响。已知金属裤的与导轨间动摩擦因数红一怎。 本试卷满分100分，考试时间75分钟。请在答题卡上作答。 求：（取g=10m/s2) 一、单选题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确答案。 4.如图，电路中有相同的灯泡A、B(电阻不受温度影响)，线圈L的直流电阻不计，R为定 (1)当金属棒ab沿导轨向下运动的速度v=lm/s时，ab的加速度大小； 1.在电视剧中，我们经常会看到士兵手持探雷器进行探雷工作。士兵将带有线圈的探雷器在地 值电阻，电源电动势为E、内阻不计。关于下面的操作说法正确的是() (2)金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R上的最大电功率； 面上扫过，在线圈中通有变化者的电流。如果扫到金属物品时，探雷器就会报警。探雷器工 (3)若从金属棒b开始下滑至达到最大速度过程中，流经电阻R上的电量为q-3C,求此过 S E 作利用了( 程中电阻R上产生的焦耳热。 A.涡流 B.电流的熟数应 C.电磁阻尼 D.静电感应 2.如图，正方形线圈MNP边长为1m,共10匝，其内部存在一垂直纸而向里的正方形磁场区 A.闭合开关S,灯泡A逐渐变亮后亮度不变 域，磁场区城的边长为0,5m,隘感应强度逐渐增大且变化率g=0,2T15,已知线圈的总电 B.闭合开关S,灯泡B逐渐变暗后亮度不变 A C.闭合开关S,电路稳定后再断开开关S,灯泡A闪亮后逐渐变暗最后熄灭 阻为4，那么线圈中产生的感应电流为( D.闭合开关S,电路稳定后再断开开关S,灯泡B逐渐变暗最后熄灭 M 5.通过一阻值R=102的电阻的交变电流如图所示，其周期为0.8s。电阻两端电压的有效值为 A 02 0.1 A.1=0.0125A,沿逆时针方向 B.1=0.125A,沿逆时针方向 0 0.41 0.8 t/s C.1=0.05A,沿顺时针方向 D.1=0.5A,沿顺时针方向 -0.1 3.如图，一刚性圆形线圈通过绝缘细线悬挂在弹簧测力计下端，通有adeba方向的电流，线圈 -0.2 平面与垂直于纸面向外的匀强磁场方向垂直，开始时上端点α与匀强磁场边界AB相切。现 将线圈沿竖直方向缓慢上提（线圈不旋转），直到下端点c点与AB相切，弹簧测力计示数 A. B.5V C.5V D.85V 的变化情况是(） 6.“南馄”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，被称为“海上超级充电宝” 其原理如图所示，海浪冲击浪板带动线框以恒定角速度连续转动，从而将海浪的动能和势能 转化成电能储存起来。若某时刻线框正好转到图中所示位置，下列说法正确的是() A.一直变大 B.一直变小 C.先变小后变大D.先变大后变小 管电系统 ∥多卷A10联盟2024级高二12月学惜检测·物理试题第8页共8页 ∥号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第1页共8页 ∥号卷A10联盟2024级高二12月学情检利·物理试题第2页共8页 0 A.从图示位置转过90°的过程中，电流方向发生改变 B.从图示位置转过180°的过程中，磁通量的变化量为零 C.该时刻通过线框磁通量的变化率为零 D.该时刻线框中的电流最大 7.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想交流电表，在α、b两 端输入有效值为U不变的正弦交流电压，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，变压器原、 副线圈的匝数比为2：1。滑动变阻器的滑片P向下移动的过程中，下列说法正确的是( ) A.电压表V,示数变大 B.电压表V,示数变小 C.电流表A示数变大 D.若电压表V和V,的示数分别为U,和U2,则有U。=U+2U, 8.如图，空间中存在范围足够大，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场，N 为一水平放置且足够长的离子接收板，到N垂直距离为h的O点有一离子源，连续不断 地向竖直平面内各方向均匀放出质量为m、带电量为+g的离子，离子放出的速率均为 v=hgB,则() ××××× m M -N X B X A.接收板接收到离子的区域长度为2h XX B.能被接收的离子占总离子的。 1 C.被接收的离子运动最短时间为m 2gB + X D.被接收的离子运动最长时间为 gB 二、多选题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每题有多项符合题目要求，全部选对的得 5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9.如图甲所示，水平粗糙导轨左侧接有R=32的定值电阻，导轨处于竖直向上的匀强磁场中， 磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=1kg的金属棒在水平向右拉力F作用下从 导轨上CD处由静止开始运动，金属棒接入电路的有效电阻r=1Q,金属棒的v-x图像如图 ∥号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第3页共8页 乙所示，下列说法正确的是() 三、非选择题：本大题共4小题，共58分。 11.（10分) ● v/ms 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验： N D 0 00.51 x/m 甲 A.由图像可知金属棒做匀加速直线运动 B.x=1m时，金属棒所受的安培力大小为0.5N C.拉动过程中，拉力F做的功等于金属棒的焦耳热与克服摩擦力所做的功之和 (1)所用电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流计时， D.从起点到位移x=05m的过程中，回路产生的焦耳热为石 指针向右偏转。如图甲所示电路，螺线管的绕线方向如图乙所示，将条形磁铁S极向下 10.如图，质量为m、电荷量为g的带正电粒子（忽略粒子重力)以速度y,沿水平方向垂直射 插入螺线管时，则螺线管中感应电流产生的磁场方向 （填“向下”或“向上”)， 入相互正交的电、磁场中，已知匀强电场方向竖直向下、电场强度大小为E,匀强磁场方向 电流计指针 (填“向左”或“向右”)偏转； (2)关于该实验，下列说法正确的是() 垂直纸面向里、磁感应强度大小为B,粒子经过该区域中的P点时速率为y。,此时竖直方 A.将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越大 向侧移猎为，者一器。则( B.将磁铁插入的速度越大，电流计指针偏转幅度越小 C.将磁铁的N极向下插入螺线管的过程中，电流计指针向右偏转 k* D.将磁铁的N极向下，并将其从螺线管中抽出，电流计指针向左偏转 (3)本实验也可以用发光二极管代替电流计进行实验，如图丙所示，将条形磁铁N极向下插 --米--XO 入螺线管，可观察到发光二极管（填“D”或“D2”)短暂发光。由此可分析 得出：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”)。 A.带电粒子在P点的速率，=6 2gEs m B.带电粒子的加速度大小恒为驱 C.粒子在运动过程中洛伦兹力始终大于电场力 ?一心，粒子从射入该区域到P点所用时间至少为m D.若s=mE B /号卷A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第4页共8页 号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第5页共8页 12.(12分) 如图，理想变压器的原线圈接在电压u=220W2si314t(V)的正弦交流电源上，原、副线圈 的回路中定值电阻R1、R2的阻值相等，两定值电阻消耗的电功率之比？：P2=1:9。求： (1)原、副线圈的匝数比h:n2; (2)原线圈回路中电阻R1两端的电压U1。 n, R ∥号卷·A10联盟2024级高二12月学情检测·物理试题第6页共8页 D