内容正文:
静文高中2025-2026学年高二年级3月月考
物理试题
一、单项选择(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1. 如图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B、通电导线所受安培力F、电荷的速度v和电荷所受洛伦兹力f的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知,通电导线所受安培力方向垂直于导线向上,故A正确;
B.根据左手定则可知,通电导线所受安培力方向垂直于导线向下,故B错误;
C.由于正电荷运动方向与磁场方向平行,则电荷不受洛伦兹力作用,故C错误;
D.根据左手定则可知,正电荷所受洛伦兹力方向与速度方向垂直,竖直向下,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,金属圆环水平固定,一根上端为N极、下端为S极的条形磁铁由圆环上方静止释放。则( )
A. 在磁铁穿过圆环过程中,环中磁通量一直增大
B. 在磁铁穿过圆环过程中,环中磁通量一直减小
C. 在S极靠近圆环过程中,环中产生逆时针(俯视)感应电流
D. 在S极靠近圆环过程中,环中产生顺时针(俯视)感应电流
【答案】D
【解析】
【详解】AB.在磁铁穿过圆环过程中,环中磁通量先增大后减小,AB错误;
CD.在S极靠近圆环过程中,穿过环的磁通量向上增加,根据楞次定律可知,环中的感应电流的磁场方向向下,则感应电流沿顺时针(俯视)方向,C错误,D正确。
故选D。
3. 如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻近似为零,A、B是两个完全相同的小灯泡。下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关S,灯泡亮,灯泡始终不亮
B. 闭合开关S,A、B同时亮,且亮度始终相同
C. 电路稳定后,断开开关S,灯泡突然变亮再逐渐变暗,直到不亮
D. 电路稳定后,断开开关S,灯泡突然变亮再逐渐变暗,直到不亮
【答案】D
【解析】
【详解】AB.闭合开关S后,灯泡A、B同时变亮,之后由于线圈的通电自感,且其电阻几乎为零,则灯泡B缓慢熄灭,灯泡A逐渐变亮,故AB错误;
CD.闭合开关,电路稳定后,再断开S,灯泡A立即熄灭,但由于线圈的断电自感,则灯泡B由暗变亮,再逐渐熄灭,故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,一个10匝的金属线圈固定在水平面内,线圈阻值,线圈外接一个阻值的电阻,其余电阻不计,、两点距离很近。线圈内的磁通量变化如图乙所示,规定磁场方向垂直纸面向里时磁通量为正,下列说法正确的是( )
A. 0~1s内,线圈内的感应电流方向为逆时针
B. 0~1s和1~2s内,线圈内的感应电流方向相反
C. 0~1s内,线圈两端点、间的电压
D. 1~2s内,线圈有收缩趋势,且感应电流大小为1A
【答案】D
【解析】
【详解】A.0~1s内,磁通量减小,由楞次定律可知,感应磁场与原磁场方向相同,根据右手螺旋定则可知,感应电流方向为顺时针,故A错误;
B.1~2s内,磁通量反向增加,根据楞次定律可知,感应磁场与原磁场方向相反,根据右手螺旋定则可知,感应电流方向为顺时针,与0~1s电流方向相同,故B错误;
C.0~1s内,由法拉第电磁感应定律可得
可得线圈两端点、间的电压,故C错误;
D.1~2s内,磁通量反向增加,根据楞次定律可知线圈有收缩趋势,感应电流大小为,故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的交变电动势在一个周期内的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. t=0.01s时,金属线框处于中性面位置
B. t=0.005s时穿过线框的磁通量最大
C. 交变电流在1s内方向变化30次
D. t=0.02s时,穿过金属线框的磁通量变化率最大
【答案】A
【解析】
【详解】A.t=0.01s时,金属线框产生的感应电动势为零,则处于中性面位置,选项A正确;
B.t=0.005s时感应电动势最大,此时穿过线框的磁通量变化率最大,磁通量为零,选项B错误;
C.交变电流周期0.02s,则在1s=50T,一个周期内电流方向改变2次,可知1s内方向变化100次,选项C错误;
D.t=0.02s时,感应电动势为零,则穿过金属线框的磁通量变化率为零,选项D错误。
故选A。
6. 两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和,磁场宽度为d,两粒子同时由A点出发,同时到达B点,A、B连线垂直于磁场边界。如图所示,则( )
A. a粒子带正电,b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比
C. 两粒子的质量之比 D. 两粒子的速率之比
【答案】C
【解析】
【详解】A.由左手定则可得:a粒子带负电,b粒子带正电,故A错误;
B.由粒子做匀速圆周运动,如图
粒子运动轨道圆心在AB的垂直平分线和过A点的速度垂直方向的交点,故
所以
故B错误;
C.由几何关系可得:从A运动到B,a粒子转过的圆心角为,b粒子转过的圆心角为,根据运动时间相同可得运动周期为
再根据洛伦兹力做向心力可得
所以,运动周期为
根据电荷量相等可得
故C正确;
D.根据
可得
故D错误。
故选C。
7. 速度选择器的结构如图所示,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有某一特定速度的粒子能够从左侧进入,并沿直线穿过速度选择器,下列关于速度选择器的说法中正确的是( )
A. 粒子的带电量越大,直线穿越的速度越大
B. 粒子的带电量越小,直线穿越的速度越大
C. 速度选择器只能对正粒子才有速度选择功能
D. 只要速度满足,粒子就能通过速度选择器
【答案】D
【解析】
【详解】带正电的粒子进入复合场后,受向下的电场力,向上的洛伦兹力,如果沿虚线路径通过,则合力为零,否则做曲线运动,根据
解得
如果是负电荷,洛伦兹力与电场力同时反向,同样可得
该粒子的速度与质量和带电荷量无关。
故选D。
8. 如图所示,匀强磁场中有两个相同材料、相同横截面积的导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大,两圆环半径之比为1:3,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,感应电流分别为Ia和Ib,不考虑两圆环间的相互影响。则( )
A. Ea:Eb=1:9,感应电流均沿逆时针方向 B. Ea:Eb=1:3,感应电流均沿顺时针方向
C. Ia:Ib=1:9,感应电流均沿逆时针方向 D. Ia:Ib=1:3,感应电流均沿顺时针方向
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据可知
根据法拉第电磁感应定律可得
所以
根据楞次定律“增反减同”可知,感应电流均沿顺时针方向,故AB错误;
CD.根据电阻定律可得
其中
则
根据
联立,可得,故C错误,D正确。
故选D。
9. 图甲为交流发电机的示意图,磁场可视为水平方向的匀强磁场,电阻,线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示,不计线圈电阻,则下列说法正确的是( )
A. 电路中交流电的频率是
B. 电流表的示数为
C. 电阻的电功率为
D. 时,穿过线圈平面的磁通量最大
【答案】A
【解析】
【详解】A.电路中交流电的周期T=0.02s,则频率是,选项A正确;
B.电流表的示数为,选项B错误;
C.电阻的电功率为,选项C错误;
D.时,感应电动势最大,则穿过线圈平面的磁通量最小,选项D错误。
故选A。
10. 下列关于电磁感应现象的说法中,正确的是( )
A. 铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力是由于磁铁对铜片的吸引
B. 搬运电流表时将正负接线柱用导线连接可以避免指针剧烈晃动而损坏
C. 图丙,真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流发热加热金属使金属熔化
D. 摇动手柄使蹄形磁铁转动时,铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力,是因为铜片在磁场中运动时产生了涡流,涡流受到磁场的安培力阻碍铜片的运动,并非是磁铁对铜片的吸引,故A错误;
B.搬运电流表时将正负接线柱用导线连接,电流表内部会形成闭合回路,当指针晃动时会因电磁感应产生感应电流,感应电流的安培力会阻碍指针的晃动,可以避免指针剧烈晃动而损坏,故B正确;
C.真空冶炼炉接高频交流电源后能在金属中产生涡流,金属中产生大量热量,从而使金属熔化,故C错误;
D.摇动手柄使蹄形磁铁转动时,铝框会因电磁感应产生感应电流,感应电流受到磁场力作用会和磁铁同向转动,但根据楞次定律,铝框转得比磁铁慢,故D错误。
故选B。
二、解答题
11. 如图甲所示,电阻r=5Ω、匝数n=100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连,R=95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。求:
(1)判断线圈内感应电流的方向;
(2)线圈两端的电压U;
(3)0.1s时间内通过电阻R的电荷量q。
【答案】(1)沿逆时针方向;(2)47.5V;(3)0.05C
【解析】
【详解】(1)线圈相当于电源,垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大,由楞次定律可知在线圈位置上感应电场沿逆时针方向
(2)由法拉第电磁感应定律得
由闭合电路的欧姆定律得
线圈两端的电压
U=IR=47.5V
(3)0.1s时间内通过电阻R的电荷量为
q=It=0.05C
12. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面上,导轨间距,导轨底端接有阻值的电阻,整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。长为的金属杆垂直导轨放置,金属杆质量,电阻为,杆在平行导轨向上的恒力F作用下从静止开始沿导轨向上运动,当运动距离时,达到最大速度.不计其他电阻,重力加速度,求:
(1)当杆的速度时杆两端的电压,并指出a、b两端哪点电势高;
(2)恒力F;
(3)杆达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
【答案】(1)4V,端电势高;(2)9N;(3)4J
【解析】
【详解】(1)当杆的速度时,感应电动势
杆两端的电压
由右手定则判断可知端电势高;
(2)最大速度时,感应电动势
回路中电流
导体棒受安培力
由平衡条件得
(3)杆达到最大速度的过程中,由能量守恒得
电阻R上产生的焦耳热为
解得
13. 控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪器和电器等方面有广泛的应用。现有这样一个简化模型:如图所示,在平面的第一象限存在沿y 轴正方向的匀强电场,第四象限存在垂直于平面向里的匀强磁场。第二象限内M、N两个平行金属板之间的电压为U,一质量为、电荷量为粒子(不计粒子重力)从靠近M 板的S 点由静止开始做加速运动,粒子从y轴上的P点垂直于y 轴向右射出,然后从x 轴上的a点(d,0)离开电场进入磁场,最后从y轴上的b点离开磁场区域,粒子在b点的速度方向与y轴正方向的夹角 。求:
(1)粒子运动到P 点射入电场的速度大小;
(2)第一象限电场强度的大小E;
(3)第四象限内磁感应强度的大小B。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据动能定理可得
解得粒子运动到P 点射入电场的速度大小
【小问2详解】
粒子在第一象限的电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,则有
竖直方向做匀加速直线运动,则有
对粒子受力分析,由牛顿第二定律可得
联立解得
【小问3详解】
结合上述分析可知
解得
设粒子离开电场的速度与x轴正方向的夹角为,由几何关系
解得
则粒子进入磁场中的速度
作出粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
根据几何关系可知
解得
粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供圆周运动的向心力,则有
联立解得
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物理试题
一、单项选择(本大题共10小题,每小题5分,共50分)
1. 如图中分别标明了通电直导线中电流I、匀强磁场的磁感应强度B、通电导线所受安培力F、电荷的速度v和电荷所受洛伦兹力f的方向,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,金属圆环水平固定,一根上端为N极、下端为S极的条形磁铁由圆环上方静止释放。则( )
A. 在磁铁穿过圆环过程中,环中磁通量一直增大
B. 在磁铁穿过圆环过程中,环中磁通量一直减小
C. 在S极靠近圆环过程中,环中产生逆时针(俯视)感应电流
D. 在S极靠近圆环过程中,环中产生顺时针(俯视)感应电流
3. 如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻近似为零,A、B是两个完全相同的小灯泡。下列说法中正确的是( )
A. 闭合开关S,灯泡亮,灯泡始终不亮
B. 闭合开关S,A、B同时亮,且亮度始终相同
C. 电路稳定后,断开开关S,灯泡突然变亮再逐渐变暗,直到不亮
D. 电路稳定后,断开开关S,灯泡突然变亮再逐渐变暗,直到不亮
4. 如图甲所示,一个10匝的金属线圈固定在水平面内,线圈阻值,线圈外接一个阻值的电阻,其余电阻不计,、两点距离很近。线圈内的磁通量变化如图乙所示,规定磁场方向垂直纸面向里时磁通量为正,下列说法正确的是( )
A. 0~1s内,线圈内的感应电流方向为逆时针
B. 0~1s和1~2s内,线圈内的感应电流方向相反
C. 0~1s内,线圈两端点、间的电压
D. 1~2s内,线圈有收缩趋势,且感应电流大小为1A
5. 如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,产生的交变电动势在一个周期内的图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. t=0.01s时,金属线框处于中性面位置
B. t=0.005s时穿过线框的磁通量最大
C. 交变电流在1s内方向变化30次
D. t=0.02s时,穿过金属线框的磁通量变化率最大
6. 两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和,磁场宽度为d,两粒子同时由A点出发,同时到达B点,A、B连线垂直于磁场边界。如图所示,则( )
A. a粒子带正电,b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比
C. 两粒子的质量之比 D. 两粒子的速率之比
7. 速度选择器的结构如图所示,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有某一特定速度的粒子能够从左侧进入,并沿直线穿过速度选择器,下列关于速度选择器的说法中正确的是( )
A. 粒子的带电量越大,直线穿越的速度越大
B. 粒子的带电量越小,直线穿越的速度越大
C. 速度选择器只能对正粒子才有速度选择功能
D. 只要速度满足,粒子就能通过速度选择器
8. 如图所示,匀强磁场中有两个相同材料、相同横截面积的导体圆环a、b,磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大,两圆环半径之比为1:3,圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb,感应电流分别为Ia和Ib,不考虑两圆环间的相互影响。则( )
A. Ea:Eb=1:9,感应电流均沿逆时针方向 B. Ea:Eb=1:3,感应电流均沿顺时针方向
C. Ia:Ib=1:9,感应电流均沿逆时针方向 D. Ia:Ib=1:3,感应电流均沿顺时针方向
9. 图甲为交流发电机的示意图,磁场可视为水平方向的匀强磁场,电阻,线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所示,不计线圈电阻,则下列说法正确的是( )
A. 电路中交流电的频率是
B. 电流表的示数为
C. 电阻的电功率为
D. 时,穿过线圈平面的磁通量最大
10. 下列关于电磁感应现象的说法中,正确的是( )
A. 铜片在磁铁两极间摆动时会受到很大的阻力是由于磁铁对铜片的吸引
B. 搬运电流表时将正负接线柱用导线连接可以避免指针剧烈晃动而损坏
C. 图丙,真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流发热加热金属使金属熔化
D. 摇动手柄使蹄形磁铁转动时,铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快
二、解答题
11. 如图甲所示,电阻r=5Ω、匝数n=100匝的线圈(图中只画了2匝)两端A、B与电阻R相连,R=95Ω。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。求:
(1)判断线圈内感应电流的方向;
(2)线圈两端的电压U;
(3)0.1s时间内通过电阻R的电荷量q。
12. 如图所示,足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面上,导轨间距,导轨底端接有阻值的电阻,整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。长为的金属杆垂直导轨放置,金属杆质量,电阻为,杆在平行导轨向上的恒力F作用下从静止开始沿导轨向上运动,当运动距离时,达到最大速度.不计其他电阻,重力加速度,求:
(1)当杆的速度时杆两端的电压,并指出a、b两端哪点电势高;
(2)恒力F;
(3)杆达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q。
13. 控制带电粒子的运动在现代科学实验、生产生活、仪器和电器等方面有广泛的应用。现有这样一个简化模型:如图所示,在平面的第一象限存在沿y 轴正方向的匀强电场,第四象限存在垂直于平面向里的匀强磁场。第二象限内M、N两个平行金属板之间的电压为U,一质量为、电荷量为粒子(不计粒子重力)从靠近M 板的S 点由静止开始做加速运动,粒子从y轴上的P点垂直于y 轴向右射出,然后从x 轴上的a点(d,0)离开电场进入磁场,最后从y轴上的b点离开磁场区域,粒子在b点的速度方向与y轴正方向的夹角 。求:
(1)粒子运动到P 点射入电场的速度大小;
(2)第一象限电场强度的大小E;
(3)第四象限内磁感应强度的大小B。
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