精品解析：天津市蓟州区杨家楼中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

天津市蓟州区杨家楼中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题 一、单选题 1. 下列装置中，没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是（　　） A. 磁流体发电机 B. 电子显像管 C. 回旋加速器 D. 洗衣机 【答案】D 【解析】 【详解】磁流体发电机、电子显像管、回旋加速器都利用了带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理；洗衣机将电能转化为机械能，不是利用带电粒子在磁场中的偏转制成的，故ABC错误，D正确。 故选D。 2. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向 A. 与ab边平行，竖直向上 B. 与ab边平行，竖直向下 C. 与ab边垂直，指向左边 D. 与ab边垂直，指向右边 【答案】C 【解析】 【详解】本题考查了左手定则的应用．导线a在c处产生的磁场方向由安培定则可判断，即垂直ac向左，同理导线b在c处产生的磁场方向垂直bc向下，则由平行四边形定则，过c点的合场方向平行于ab，根据左手定则可判断导线c受到的安培力垂直ab边，指向左边． 3. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈，并使磁极上下振动。磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的感应电流方向不变 B. 线圈中的感应电流方向改变 C. 线圈给它的磁场力先向下再向上 D. 线圈给它的磁场力先向上再向下 【答案】A 【解析】 【详解】根据楞次定律可知，当磁铁向下靠近金属线圈过程中，线圈中产生了逆时针的感应电流（俯视），从而阻碍磁铁的向下运动，则线圈给它的磁场力始终向上，故A正确，BCD错误。 4. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况以及哪端电势高（ ） A. 越来越大、a端电势高 B. 越来越小、b端电势高 C. 保持不变、a端电势高 D. 保持不变、b端电势高 【答案】C 【解析】 【详解】AB、棒ab水平抛出后做平抛运动，其速度越来越大，但只有水平分速度切割磁感线产生感应电动势，故保持不变，选项AB不符合题意； CD、导体中的自由电荷是带负电的电子随金属棒一块运动，由左手定则可知电子在洛伦兹力的作用下向b端运动，所以a端的电势高，选项C符合题意，选项D不符合题意； 5. 如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（　　） A. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向右 B. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向左 C. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向右 D. 无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当杆沿顺时针方向转动时，由右手定则判断，b端为电源正极，a端为电源负极，整个线路构成回路，有电流，电流方向由，ab中电流方向由，由左手定则判断可知，作用于ab的安培力向右。 故选A。 二、多选题 6. 如图所示，闭合导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间变化，关于线框中感应电流的说法正确的是（ ） A. 当B增大时，俯视线框，电流为顺时针方向 B. 当B增大时，线框中的感应电流可能不变 C. 当B减小时，俯视线框，电流为顺时针方向 D. 当B减小时，线框中的感应电流一定减小 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．当B增大时，由楞次定律，俯视线框，感应电流为顺时针方向，若B均匀增大时，由法拉第电磁感应定律 则 S与R是定值，当磁感应强度B均匀增加时，是定值，则电流不变，故AB正确； CD．当B减小时，由楞次定律，俯视线框，电流为逆时针方向，同上述分析，当磁感应强度B均匀减小时，是定值，则电流不变，故CD错误。 故选AB。 7. 如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（　　） A. 安培力大小为BIL B. 安培力大小为BILsinθ C. 摩擦力大小为BILcosθ D. 支持力大小为mg+BILcosθ 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．安培力大小为F=BIL，A正确，B错误； C．摩擦力大小为 ，C错误； D．支持力大小为 ，D正确。 故选AD。 8. 劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（　　） A. 质子被加速后的最大速度与D形盒半径R有关 B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比 C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1 D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．质子被加速后的最大速度受到D形盒半径R的制约，有 解得 故A正确； B．质子离开回旋加速器的最大动能 与交流电频率f无关。故B错误； C．根据 qvB＝ Uq＝mv 2Uq＝mv 得质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1。故C正确； D．因经回旋加速器加速的粒子最大动能 可知与m、R、q、B均有关。故D错误。 故选AC。 三、实验题 9. 某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示，回答下列问题： （1）用螺旋测微器测得绕制线圈B的铜线直径d如图1所示，则该铜线d=________mm。 （2）在图2中用笔画线将实验电路连接完整。（ ） （3）连接好电路以后，实验中发现：闭合开关时，灵敏电流计的指针偏转了一下。然后开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动，灵敏电流计的指针会______（选填“偏转”或“不偏转”），滑片滑到最左端停止后，灵敏电流计的指针______（选填“在最大值位置”或“回到零刻度”）。 （4）通过实验可以得出：当穿过闭合回路的______发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流。 【答案】 ①. 0.450##0.451##0.449 ②. ③. 偏转 ④. 回到零刻度 ⑤. 磁通量 【解析】 【详解】（1）[1]读数 （2）[2]如图 （3）[3][4]根据题意知闭合开关时，B线圈中的磁通量发生变化，导致B中感应电流使得灵敏电流计的指针偏转了一下；开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动，使B中磁通量减少，从而产生感应电流，指针会偏转；滑片滑到最左端停止后，电路中的电流不再变化，B中的磁通量也没有变化，所以没有感应电流，指针回到零刻度。 （4）[5]题中实验操作都是使得B线圈中的磁通量发生变化，从而在闭合电路中产生电流。 四、解答题 10. 如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S1=0.4 m2，电阻r=1 Ω．在线圈中存在面积S2=0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R=2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，求： （1）ab两点间的电势差； （2）在0-4s时间内通过电阻R的电荷量； （3）在0-4s时间内电阻R上产生的热量． 【答案】（1）-3V（2）6C（3）18J 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可得，解得E＝4.5 V 电流I＝＝1.5 A Uab=-IR=-3V （2）通过电阻R的电荷量q=I∆t=6C （3）由焦耳定律可得Q＝I2Rt，得Q=18 J 11. 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，金属杆的电阻为r，导轨的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，下滑高度h已达到稳定速度，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦： （1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）当ab杆的速度大小为v时（未到达最大速度），求此时ab杆两端的电压及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值； （4）求ab杆下滑高度2h所产生的热量。 【答案】（1）见解析；（2），；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）如图所示，ab杆受重力mg，竖直向下；支持力FN，垂直于斜面向上；安培力F安，沿斜面向上。 （2）当ab杆速度大小为v时，感应电动势为 ab杆两端电压是 此时电路中电流 ab杆受到安培力为 根据牛顿第二定律，有 解得 （3）当a＝0时，ab杆有最大速度 （4）ab杆下滑高度2h过程中，根据能量守恒，电路产生总热量 根据热量公式可得 联立以上可得，所以ab杆下滑高度2h所产生的热量为 12. 如图所示为质谱仪上的原理图，M为粒子加速器，电压为U1=5000V；N为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为B1=0.2T，板间距离为d =0.06m；P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区，磁感应强度为B2=0.1T，方向垂直纸面向外，其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏．今有一比荷为的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S 打在荧光屏上．求： （1）粒子离开加速器时的速度v； （2）速度选择器的电压U2； （3）正方形abcd边长l． 【答案】（1）（2）（3）0.16m 【解析】 【详解】（1）粒子经加速电场U1加速，获得速度v，由动能定理得 解得 m/s （2）在速度选择器中做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡得 Eq=qvB1即 得 U2=B1dv=0.2×0.06×1×106V=1.2×104V （3）在B2中作圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 故粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径： r=0.1m 由几何关系 所以，正方向的边长 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市蓟州区杨家楼中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题 一、单选题 1. 下列装置中，没有利用带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理的是（　　） A. 磁流体发电机 B. 电子显像管 C. 回旋加速器 D. 洗衣机 2. 在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图．过c点的导线所受安培力的方向 A. 与ab边平行，竖直向上 B. 与ab边平行，竖直向下 C. 与ab边垂直，指向左边 D. 与ab边垂直，指向右边 3. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。如果在磁铁的下端的水平桌面上放一个固定的闭合线圈，并使磁极上下振动。磁铁在向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中的感应电流方向不变 B. 线圈中的感应电流方向改变 C. 线圈给它的磁场力先向下再向上 D. 线圈给它的磁场力先向上再向下 4. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出，设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力，则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况以及哪端电势高（ ） A. 越来越大、a端电势高 B. 越来越小、b端电势高 C. 保持不变、a端电势高 D. 保持不变、b端电势高 5. 如图所示，ab为一金属杆，它处在垂直于纸面向里的匀强磁场中，可绕a点在纸面内转动；S为以a为圆心位于纸面内的金属圆环；在杆转动过程中，杆的b端与金属环保持良好接触；A为电流表，其一端与金属环相连，一端与a点良好接触。当杆沿顺时针方向转动时，某时刻ab杆的位置如图，则此时刻（　　） A. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向右 B. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向左 C. 有电流通过电流表，方向由；作用于ab的安培力向右 D. 无电流通过电流表，作用于ab的安培力为零 二、多选题 6. 如图所示，闭合导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B的大小随时间变化，关于线框中感应电流的说法正确的是（ ） A. 当B增大时，俯视线框，电流为顺时针方向 B. 当B增大时，线框中的感应电流可能不变 C. 当B减小时，俯视线框，电流为顺时针方向 D. 当B减小时，线框中的感应电流一定减小 7. 如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（　　） A. 安培力大小为BIL B. 安培力大小为BILsinθ C. 摩擦力大小为BILcosθ D. 支持力大小为mg+BILcosθ 8. 劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（　　） A. 质子被加速后的最大速度与D形盒半径R有关 B. 质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比 C. 质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为：1 D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，经该回旋加速器加速的各种粒子的最大动能不变 三、实验题 9. 某校物理探究小组探究电磁感应规律的实验器材和电路如图所示，回答下列问题： （1）用螺旋测微器测得绕制线圈B的铜线直径d如图1所示，则该铜线d=________mm。 （2）在图2中用笔画线将实验电路连接完整。（ ） （3）连接好电路以后，实验中发现：闭合开关时，灵敏电流计的指针偏转了一下。然后开关保持闭合，线圈A保持静止，若把滑动变阻器的滑片快速向左滑动，灵敏电流计的指针会______（选填“偏转”或“不偏转”），滑片滑到最左端停止后，灵敏电流计的指针______（选填“在最大值位置”或“回到零刻度”）。 （4）通过实验可以得出：当穿过闭合回路的______发生变化时，闭合回路中就会产生感应电流。 四、解答题 10. 如图甲所示，一个匝数n=100的圆形导体线圈，面积S1=0.4 m2，电阻r=1 Ω．在线圈中存在面积S2=0.3 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R=2 Ω的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，求： （1）ab两点间的电势差； （2）在0-4s时间内通过电阻R的电荷量； （3）在0-4s时间内电阻R上产生的热量． 11. 如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，金属杆的电阻为r，导轨的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，下滑高度h已达到稳定速度，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦： （1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）当ab杆的速度大小为v时（未到达最大速度），求此时ab杆两端的电压及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可以达到的速度最大值； （4）求ab杆下滑高度2h所产生的热量。 12. 如图所示为质谱仪上的原理图，M为粒子加速器，电压为U1=5000V；N为速度选择器， 磁场与电场正交，磁感应强度为B1=0.2T，板间距离为d =0.06m；P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区，磁感应强度为B2=0.1T，方向垂直纸面向外，其中dc的中点S开有小孔，外侧紧贴dc放置一块荧光屏．今有一比荷为的正离子从静止开始经加速后，恰好通过速度选择器，从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区，正离子刚好经过小孔S 打在荧光屏上．求： （1）粒子离开加速器时的速度v； （2）速度选择器的电压U2； （3）正方形abcd边长l． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $