精品解析：内蒙古包头市第九中学外国语学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试卷

包九中外国语学校高二年级物理学科 一、选择题（共7小题，每题4分，7小题共28分） 1. 下列各图中，通电直导线或带电粒子所受磁场力F方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据左手定则分析可知A正确，BCD错误。 故选A。 2. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于ab两点。棒的中部处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N。为了使悬线中的拉力等于零，可以（　　） A. 只适当减小磁感应强度 B. 只适当减小电流强度 C. 使磁场反向，并需要考虑是否调整磁感应强度B的大小 D. 使磁场反向，不需要考虑是否调整磁感应强度B的大小 【答案】C 【解析】 【详解】根据左手定则可知，此时导体棒受到的安培力竖直向下，要使悬线的拉力为零，必须使导体棒受到的安培力竖直向上，可以通过改变电流方向或磁场方向改变安培力的方向，通过改变电流的强弱或磁感应强度的大小来改变安培力的大小。 故选C。 3. 回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　） A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 C. 若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 【答案】C 【解析】 【详解】A．回旋加速器粒子在磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，当粒子从D形盒中出来时，速度最大，此时运动的半径等于D形盒的半径， 当粒子从D形盒中出来时速度最大，根据 得 那么质子获得的最大动能 则最大动能与交流电压U无关，A错误； B．根据 若只增大交变电压U，不会改变质子在回旋加速器中运行的周期，但加速次数减少，则运行时间也会变短，B错误； C．根据 若磁感应强度B增大，那么T会减小，只有当交流电频率f必须适当增大才能正常工作，C正确； D．带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据 可知，换用α粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速粒子，D错误。 故选C。 4. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为L，线框平面处在磁感应强度为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中。线框粗细均匀，每边电阻均为R，将a、b两点接在电压为U的恒压电源上，则五边形金属线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】ab边的电流 所受的安培力 bcdea边的电流 所受的安培力 五边形金属线框受到的安培力大小为 故选C。 5. 如图所示，铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧，且与螺线管共轴，下列判断正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，环A将向右摆动 B. 断开开关瞬间，环A的面积有收缩趋势 C. 保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流 D. 保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，环A将向右摆动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．闭合开关瞬间，环A中磁通量增大，根据楞次定律，环将向左摆动。A错误； B．断开开关瞬间，环A中磁通量减小，根据楞次定律，环将有扩展的趋势。B错误； C．保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，滑动变阻器的有效电阻增大，螺线管中电流减小，产生的向右的磁场减弱，根据楞次定律，从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流。C正确； D．保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，滑动变阻器的有效电阻减小，螺线管中电流增大，产生的向右的磁场增强，根据楞次定律，环A将向左摆动。D错误。 故选C。 6. 如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为（　　） A. ，方向向左 B. ，方向向右 C. ，方向向左 D. ，方向向右 【答案】A 【解析】 【详解】导体棒ab切割磁感线在电路部分得有效长度为d，故感应电动势为 回路中感应电流为 根据右手定则，判断电流方向为b流向a。故导体棒ab所受的安培力为 方向向左。 故选A。 7. 如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面．导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向静止（　　） A. 若磁场方向竖直向下，则磁感应强度 B. 若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度 C. 若磁场方向水平向左，则磁感应强度 D. 磁感应强度B的最小值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁场方向竖直向下，由左手定则可知，安培力水平向左，根据平衡 解得 A错误； B．若磁场方向平行于细线向下，由左手定则可知，安培力垂直绳子斜左向上，根据平衡 解得 B正确； C．若磁场方向水平向左，由左手定则可知，受安培力竖直向上，根据平衡，绳子拉力为零 解得 C错误； D．根据三力平衡，当安培力垂直于绳子方向时，安培力最小，磁感应强度B的最小，根据选项B可知，最小值为，D错误。 故选B。 二、多选题（共3小题，每题6分，3小题共18分。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示为具有理想边界MN、PQ的垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形导线框abcd垂直磁场方向置于其中。下列说法正确的是（　　） A. 若将导线框以水平向右的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿顺时针方向 B. 若将导线框以水平向左的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿逆时针方向 C. 导线框以ab边为轴转过90°的过程中，无感应电流产生 D. 导线框以ab边为轴转过90°的过程中，产生的感应电流方向沿abcda方向 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．无论将导线框从哪边拉出磁场，穿过导线框的磁通量都要减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场都要阻碍原磁通量的减小，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，应用安培定则可以判断出感应电流方向沿顺时针方向，故A正确、B错误； CD．导线框以ab边为轴转过90°的过程中，穿过导线框的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向沿abcda方向，故C错误、D正确。 故选AD。 9. 如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，回路中的电流为 B. 磁场方向竖直向上 C. 若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D. 闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】B．从上往下看，流过炮弹的电流为逆时针方向，炮弹所受安培力水平向右，根据左手定则可知磁场方向竖直向上，故B正确； AD．闭合开关瞬间电流为 则安培力为 故D正确，A错误； C．若同时将电流和磁场方向反向，根据左手定则可知，炮弹发射方向不变，故C错误。 故选BD。 10. 如图所示为法拉第圆盘发电机，半径为r的铜质圆盘绕其中心O的竖直轴以恒定角速度顺时针转动（从上向下看），空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．圆盘平面和磁感线垂直，两电刷C、D分别与铜盘中心轴和边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，下列说法正确的是（　　） A. O点电势比D点高 B. 通过R电流方向由下至上 C. 发电机电动势为 D. 发电机电动势为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．铜质圆盘转动时，根据右手定则可知，电流方向由D点指向O点，则O点相当于电源的正极，D点相当于电源的负极，则O点电势比D点高，通过R电流方向由上至下，故A正确，B错误； CD．发电机电动势为 故C正确，D错误。 故选AC。 三、解答题（共5小题，11题8分，12题8分，13题12分，14题12分，15题14分，共54分） 11. 如图所示，金属杆ab的质量为m，平行导轨间距为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。重力加速度为g，求： （1）金属杆ab受到的摩擦力； （2）导轨对金属杆的支持力。 【答案】（1），方向向右 （2），方向向上 【解析】 【小问1详解】 由左手定则可知，导体棒ab受安培力方向斜向左上方，与竖直方向夹角为，大小为 F=BIl 则由平衡可知水平方向 方向向右。 【小问2详解】 根据平衡条件可知，竖直方向有 解得 方向向上。 12. 如图所示，一束电子（电荷量为e，不计重力）以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与电子原来的入射方向成30°夹角，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间是多少？ 【答案】； 【解析】 【详解】电子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 由几何知识得 由牛顿第二定律得 解得 由几何知识得到，轨迹的圆心角为α=30°，电子在磁场中的运动时间为 13. 如图所示，MN和PQ为固定在水平面上的平行光滑金属轨道，轨道间距为0.2m。质量为0.1kg的金属杆ab置于轨道上，与轨道垂直。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝10m/s。电路中除了电阻R=0.04Ω之外，ab杆的电阻r=0.01Ω，其余电阻不计。求： (1)感应电动势的大小； (2)判断流过电阻R的电流方向并计算电流的大小； (3)ab杆两端的电压及外力F的大小。 【答案】(1)1V；(2) 流过R的电流方向为M→P；20A；(3)0.8V；2N 【解析】 【详解】(1)当ab杆速度为v=10m/s，感应电动势为 (2)根据右手定则可知导体棒中的电流方向为b→a，则流过R的电流方向为M→P。 感应电流 (3)金属杆两端电压为路端电压，即 外力大小为 14. 如图甲所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。求： （1）金属线圈中产生的感应电动势； （2）0~2s时间内电阻两端的电压及电阻上产生的热量； （3）0~2s时间内通过电阻的电量。 【答案】（1）12V；（2）8V，12.8J；（3）1.6C 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律结合图像乙有 （2）根据闭合电路欧姆定律有 所以 根据焦耳定律有 （3）时间内通过电阻R的电量 15. 如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距，虚线左侧为圆弧导轨、右侧为水平导轨，两段导轨平滑连接。水平导轨足够长，且右端连接一定值电阻。右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。长度略大于的导体棒从圆弧导轨上距离水平面高度处由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知导体棒质量，接入电路的电阻。不计导轨电阻，重力加速度大小取，求： （1）刚进入磁场时加速度的大小； （2）整个过程电阻产生的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 导体棒在圆弧轨道下滑的过程，由机械能守恒定律得 解得刚进入磁场时的速度大小为 刚进入磁场时由法拉第电磁感应定律可得电动势为 由闭合电路欧姆定律可得 由牛顿第二定律得 联立解得刚进入磁场时加速度的大小 【小问2详解】 由能量守恒，整个过程产生的总热量为 电阻产生的热量为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 包九中外国语学校高二年级物理学科 一、选择题（共7小题，每题4分，7小题共28分） 1. 下列各图中，通电直导线或带电粒子所受磁场力F方向正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于ab两点。棒的中部处于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N。为了使悬线中的拉力等于零，可以（　　） A. 只适当减小磁感应强度 B. 只适当减小电流强度 C. 使磁场反向，并需要考虑是否调整磁感应强度B的大小 D. 使磁场反向，不需要考虑是否调整磁感应强度B的大小 3. 回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上．若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　） A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 C. 若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子 4. 如图所示，一正五边形金属线框，边长为L，线框平面处在磁感应强度为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中。线框粗细均匀，每边电阻均为R，将a、b两点接在电压为U的恒压电源上，则五边形金属线框受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，铝环A用轻线静止悬挂于长直螺线管左侧，且与螺线管共轴，下列判断正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，环A将向右摆动 B. 断开开关瞬间，环A的面积有收缩趋势 C. 保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向右滑，从左往右看A环中将产生顺时针方向的感应电流 D. 保持开关闭合，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑，环A将向右摆动 6. 如图，相距为d的固定平行光滑金属导轨与阻值为R的电阻相连，处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中长度为L的导体棒ab沿导轨向右做匀速直线运动，速度大小为v。则导体棒ab所受的安培力为（　　） A. ，方向向左 B. ，方向向右 C. ，方向向左 D. ，方向向右 7. 如图所示，质量为m、长度为L的一导体棒用细线悬挂在匀强磁场中，磁场方向平行于纸面．导体棒中通有垂直纸面向里的恒定电流I，细线偏离竖直方向静止（　　） A. 若磁场方向竖直向下，则磁感应强度 B. 若磁场方向平行于细线向下，则磁感应强度 C. 若磁场方向水平向左，则磁感应强度 D. 磁感应强度B的最小值为 二、多选题（共3小题，每题6分，3小题共18分。全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示为具有理想边界MN、PQ的垂直纸面向里的匀强磁场，一正方形导线框abcd垂直磁场方向置于其中。下列说法正确的是（　　） A. 若将导线框以水平向右的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿顺时针方向 B. 若将导线框以水平向左的速度拉出磁场，则产生的感应电流方向沿逆时针方向 C. 导线框以ab边为轴转过90°的过程中，无感应电流产生 D. 导线框以ab边为轴转过90°的过程中，产生的感应电流方向沿abcda方向 9. 如图，间距为L的光滑平行导轨水平固定放置，导轨间始终存在竖直方向的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，导轨左端连接电动势为E、内阻为r的恒定直流电源。一带有炮弹的金属棒垂直放在导轨上，金属棒的电阻为R，长度为L，导轨电阻不计。通电后带有炮弹的金属棒将沿图示方向发射，不考虑回路中电流产生的磁场，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，回路中的电流为 B. 磁场方向竖直向上 C. 若回路中电流和磁场方向同时反向，则带有炮弹的金属棒的发射方向也反向 D. 闭合开关瞬间，带有炮弹的金属棒所受安培力大小为 10. 如图所示为法拉第圆盘发电机，半径为r的铜质圆盘绕其中心O的竖直轴以恒定角速度顺时针转动（从上向下看），空间中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．圆盘平面和磁感线垂直，两电刷C、D分别与铜盘中心轴和边缘接触，两电刷间接有阻值为R的电阻，下列说法正确的是（　　） A. O点电势比D点高 B. 通过R电流方向由下至上 C. 发电机电动势为 D. 发电机电动势为 三、解答题（共5小题，11题8分，12题8分，13题12分，14题12分，15题14分，共54分） 11. 如图所示，金属杆ab的质量为m，平行导轨间距为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。重力加速度为g，求： （1）金属杆ab受到的摩擦力； （2）导轨对金属杆的支持力。 12. 如图所示，一束电子（电荷量为e，不计重力）以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与电子原来的入射方向成30°夹角，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间是多少？ 13. 如图所示，MN和PQ为固定在水平面上的平行光滑金属轨道，轨道间距为0.2m。质量为0.1kg的金属杆ab置于轨道上，与轨道垂直。整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝10m/s。电路中除了电阻R=0.04Ω之外，ab杆的电阻r=0.01Ω，其余电阻不计。求： (1)感应电动势的大小； (2)判断流过电阻R的电流方向并计算电流的大小； (3)ab杆两端的电压及外力F的大小。 14. 如图甲所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。求： （1）金属线圈中产生的感应电动势； （2）0~2s时间内电阻两端的电压及电阻上产生的热量； （3）0~2s时间内通过电阻的电量。 15. 如图所示，两根光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，间距，虚线左侧为圆弧导轨、右侧为水平导轨，两段导轨平滑连接。水平导轨足够长，且右端连接一定值电阻。右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。长度略大于的导体棒从圆弧导轨上距离水平面高度处由静止释放，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知导体棒质量，接入电路的电阻。不计导轨电阻，重力加速度大小取，求： （1）刚进入磁场时加速度的大小； （2）整个过程电阻产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $